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KR20130057946A - Lens unit and laser processing apparatus - Google Patents

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KR20130057946A
KR20130057946A KR1020120132882A KR20120132882A KR20130057946A KR 20130057946 A KR20130057946 A KR 20130057946A KR 1020120132882 A KR1020120132882 A KR 1020120132882A KR 20120132882 A KR20120132882 A KR 20120132882A KR 20130057946 A KR20130057946 A KR 20130057946A
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겐지 이토
마사시 나루세
데이지 다카하시
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A laser processing apparatus and a lens unit are provided to absorb laser beams in a moment, and to precisely measure temperature changes in an optical lens even when a temperature rapidly increases. CONSTITUTION: A laser processing apparatus and a lens unit comprise optical lenses(11a,11b), a lens barrel(13), and temperature detectors(14a,14b,14c,14d). The lens barrel maintains the position of the optical lens. The temperature detectors are placed in laser beam irradiated and non-irradiated areas.

Description

렌즈 유닛 및 레이저 가공 장치{LENS UNIT AND LASER PROCESSING APPARATUS}[0001] LENS UNIT AND LASER PROCESSING APPARATUS [0002]

본 발명은 레이저 빔을 피가공 대상물에 수직으로 집광 조사하는 렌즈 유닛과 이 렌즈 유닛이 이용되는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a lens unit for vertically projecting a laser beam onto an object to be processed and a laser processing apparatus using the lens unit.

갈바노 스캐너를 이용한 레이저 가공 장치는, 기존에는 레이저 조각기나 레이저 각인기 등으로 이용되었고, 일반적으로는 레이저 마커라고도 불리며, 널리 알려져 있다. A laser processing apparatus using a galvanometer scanner has heretofore been used as a laser engraving machine or a laser engraving machine, and is generally known as a laser marker, and is widely known.

최근에는, 이 레이저 가공 장치는, 종래의 드릴 등의 공법을 대신하는 미세하며 또한 고속의 플렉서블한 가공 방법으로서, 다층 프린트 기판이나 정밀 전자 부품 등의 구멍 뚫기 제조 공정에 이용되고 있다. In recent years, this laser processing apparatus has been used in a boring process such as a multilayer printed circuit board and a precision electronic part as a fine, high-speed flexible processing method replacing a conventional drilling method.

최근, 반도체의 소형화나 집적도의 향상과 더불어, 전자 회로나 전자 부품의 고정밀화가 현저해지고 있다. 이러한 고정밀화된 전자 회로나 전자 부품의 가공에 이용되는 레이저 가공 장치에는, 종래의 레이저 마커 등으로는 달성할 수 없는 ㎛단위의 가공 위치 정밀도가 요구된다. In recent years, along with improvement in miniaturization and integration of semiconductors, high precision of electronic circuits and electronic components has become remarkable. Such a high precision electronic circuit or a laser processing apparatus used for processing electronic components is required to have processing position accuracy in the order of micrometers which can not be achieved with a conventional laser marker or the like.

이러한 초고정밀도의 가공 정밀도의 요구에 대응한 레이저 가공 장치로서, 갈바노 미러의 온도 검출 수단, 렌즈 온도 검출 수단 및 이들 온도 검출 수단으로부터의 온도 신호에 기초해서 동작하는, 갈바노 미러의 편향 변위 동작 위치의 제어 수단을 구비한 레이저 가공 장치가 제안되어 있다. A laser machining apparatus that responds to the demand for machining accuracy of such ultra-high precision is provided with a galvanometer mirror temperature detecting means, a lens temperature detecting means, and a deflection displacement operation of a galvanometer mirror, which operates on the basis of temperature signals from these temperature detecting means There is proposed a laser processing apparatus having a position control means.

이러한 레이저 가공 장치는, 설치 환경 주위에서의 온도 변화, 고에너지의 레이저 빔의 흡수에 동반되는 광학 부품의 발열에 의한 온도 변화 또는, 레이저 가공 장치를 구성하는 유닛이나 부품 레벨에서의 온도 변화 등, 레이저 가공 장치의 온도 변화에 의한 가공 위치 어긋남의 보정이 가능하다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
Such a laser machining apparatus is capable of changing the temperature around the installation environment, the temperature change due to the heat generation of the optical component accompanied by the absorption of the high energy laser beam, or the temperature change at the unit or component level constituting the laser processing apparatus, It is possible to correct the machining position deviation by the temperature change of the laser machining apparatus (for example, refer to Patent Document 1).

특허 제 4320524 호 공보(4~5 페이지, 도 1)Patent No. 4320524 (pages 4-5, Fig. 1)

특허문헌 1에 기재된 종래의 레이저 가공 장치에서는, 렌즈 유닛인 fθ 렌즈의 온도를 렌즈 유닛의 측면에 부착된 온도 검출기로 검출하고 있다. In the conventional laser machining apparatus disclosed in Patent Document 1, the temperature of the f? Lens as the lens unit is detected by the temperature detector attached to the side surface of the lens unit.

일반적으로 fθ 렌즈는, 광학 렌즈와 광학 렌즈를 유지하는 경통을 구비하고 있기 때문에, 종래의 레이저 가공 장치에서, fθ 렌즈의 측면에 온도 검출기가 마련되어 있다는 것은, 경통의 측면 부분에 온도 검출기가 마련되어 있다는 것이다.In general, the f? Lens includes a lens barrel holding an optical lens and an optical lens. Therefore, in the conventional laser processing apparatus, the temperature detector is provided on the side surface of the f? Lens. This means that the temperature detector is provided on the side surface of the lens barrel will be.

종래의 레이저 가공 장치는, 렌즈 유닛인 fθ 렌즈의 경통 측면에 마련된 온도 검출기로 온도를 측정한다. 이 때문에, 광학 렌즈가, 고에너지의 레이저 빔을 순간적으로 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)하고, 순간적으로 온도 상승이 발생한 경우에는, 온도 측정점이 레이저 빔조사 영역으로부터 멀어서 경통의 열 용량이 크기 때문에, 온도 변화를 정밀도 좋게 측정할 수 없고, 가공 위치의 어긋남을 보정할 수 없다는 문제가 있었다.In the conventional laser processing apparatus, the temperature is measured by a temperature detector provided on the lens barrel side of the f? Lens serving as a lens unit. Therefore, when the optical lens instantaneously absorbs a high-energy laser beam (for example, in units of millisecond accuracy) and a temperature rise momentarily occurs, since the temperature measurement point is far from the laser beam irradiation area and the heat capacity of the lens barrel is large , There is a problem that the temperature change can not be precisely measured and the deviation of the machining position can not be corrected.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 광학 렌즈가, 고에너지의 레이저 빔을 순간적으로 흡수하고, 순간적으로 온도 상승이 발생한 경우에도, 광학 렌즈의 온도 변화를 온도 검출기로 정밀도 좋게 측정할 수 있는 렌즈 유닛을 얻는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems. It is a first object of the present invention to provide an optical lens which absorbs a laser beam of high energy instantaneously, Is obtained with a temperature detector with high accuracy.

제 2 목적은, 이 렌즈 유닛이 fθ 렌즈로서 이용되고, fθ 렌즈를 형성하는 광학 렌즈가 고에너지의 레이저 빔을 순간적으로 흡수함으로써 발생하는 가공 위치의 어긋남을, 정밀도 좋게 보정할 수 있는 레이저 가공 장치를 얻는 것이다.
A second object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of precisely correcting a deviation of a processing position generated by an optical lens forming an f &thetas; .

본 발명에 따른 렌즈 유닛은, In the lens unit according to the present invention,

레이저 빔을 대상물에 집광 조사하는 렌즈 유닛에 있어서, A lens unit for converging and irradiating a laser beam onto an object,

광학 렌즈와, An optical lens,

광학 렌즈를 유지하는 경통과, A lens barrel holding the optical lens,

복수의 온도 검출기를 구비하고, A plurality of temperature detectors are provided,

복수의 온도 검출기는, 광학 렌즈의 레이저 빔조사 영역과 광학 렌즈의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분에 마련되고, 광학 렌즈의 평균 온도, 또는 광학 렌즈의 평균 온도 및 면 내의 온도 분포를 구하기 위한 온도 신호를 측정하는 것이다. The plurality of temperature detectors are provided in the laser beam non-irradiated portion between the laser beam irradiated region of the optical lens and the outer circumference of the optical lens, and obtain the average temperature of the optical lens, or the average temperature of the optical lens and the temperature distribution in the surface The temperature signal is measured.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, In the laser processing apparatus according to the present invention,

레이저 발진기와, A laser oscillator,

레이저 발진기로부터 출력된 레이저 빔을 편향시키는 갈바노 미러와, A galvanometer mirror for deflecting the laser beam output from the laser oscillator,

갈바노 미러를 구동하는 갈바노 스캐너와, A galvanometer scanner for driving a galvanometer mirror,

광학 렌즈와, 광학 렌즈를 유지하는 경통과, 광학 렌즈의 레이저 빔조사 영역과 광학 렌즈의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분에 마련되고, 광학 렌즈의 평균 온도, 또는 광학 렌즈의 평균 온도 및 면 내의 온도 분포를 구하기 위한 온도 신호를 측정하는 복수의 온도 검출기를 갖고, 갈바노 미러로 편향되어 입사된 레이저 빔을 대상물을 향해서 집광 조사하는 렌즈 유닛과, An optical lens, a lens barrel holding the optical lens, and a laser beam irradiating region provided between the laser beam irradiating region of the optical lens and the outer periphery of the optical lens, wherein the average temperature of the optical lens, A lens unit which has a plurality of temperature detectors for measuring a temperature signal for obtaining a temperature distribution in a plane and which focuses the laser beam deflected by the galvanometer mirror toward the object,

대상물을 탑재하며 수평면 내에서 이동하는 XY 테이블과, An XY table on which an object is mounted and which moves in a horizontal plane,

갈바노 스캐너를 구동시키는 갈바노 드라이버와, A galvano driver for driving the galvano scanner,

레이저 발진기, 갈바노 드라이버 및 XY 테이블을 제어하는 제어 장치와, A laser oscillator, a galvanometer driver, and a control device for controlling the XY table,

온도 검출기를 제어 장치에 접속하는 신호선을 구비하고, And a signal line for connecting the temperature detector to the control device,

제어 장치는, 복수의 온도 검출기로 측정된 온도 신호로부터, 광학 렌즈의 상승 온도의 평균값, 또는 광학 렌즈의 상승 온도의 평균값 및 면 내의 온도 분포를 구하며, 획득한 결과에 기초해서, 레이저 빔의 집광점 위치를 보정하는 것이다.
The controller obtains an average value of the rising temperature of the optical lens or an average value of the rising temperature of the optical lens and a temperature distribution in the plane from the temperature signal measured by the plurality of temperature detectors, The point position is corrected.

본 발명에 따른 렌즈 유닛은, 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 고에너지의 레이저 빔의 순간적인 흡수에 의한 광학 렌즈의 평균 온도를, 정밀도 좋게 측정할 수 있다. Since the lens unit according to the present invention is constructed as described above, the average temperature of the optical lens due to the instantaneous absorption of the high energy laser beam can be measured with high precision.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 고에너지의 레이저 출력에서의 가공에서도 레이저 빔 집광점의 위치 어긋남을 보정할 수 있어서, 고정밀도의 레이저 가공이 가능하다.
Since the laser machining apparatus according to the present invention is constructed as described above, it is possible to correct the positional deviation of the laser beam condensing point even in processing at a high energy laser output, and high precision laser machining is possible.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 가공 장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도와, 레이저 빔이 입사되는 측의 상면 모식도,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도와, 레이저 빔이 입사되는 측의 상면 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도와, 이 측면 단면 모식도에 있어서의 A-A 단면의 모식도,
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도와, 이 측면 단면 모식도에 있어서의 A-A 단면의 모식도이다.
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a laser machining apparatus according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a side sectional schematic view of a lens unit used in the f? Lens of the laser machining apparatus according to the first embodiment of the present invention, a schematic top view of the side on which the laser beam is incident,
3 is a side sectional schematic view of a lens unit used in an f? Lens of a laser machining apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, a schematic top view of a side on which a laser beam is incident,
4 is a schematic sectional side view of the lens unit used in the f? Lens of the laser machining apparatus according to the third embodiment of the present invention,
5 is a schematic cross-sectional side view of a lens unit used in an f? Lens of a laser machining apparatus according to a fourth embodiment of the present invention and an AA cross-sectional view in this side sectional schematic view.

(실시예 1)(Example 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 가공 장치의 전체 구성도이다. Fig. 1 is an overall configuration diagram of a laser machining apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 레이저 가공 장치(100)는, 레이저 발진기(1)와, 제 1 갈바노 미러(3a)와, 제 2 갈바노 미러(3b)와, 제 1 갈바노 스캐너(4a)와, 제 2 갈바노 스캐너(4b)와, 렌즈 유닛으로 구성되는 fθ 렌즈(5)와, XY 테이블(7)과, 갈바노 드라이버(8)와, 제어 장치(9)를 구비하고 있다. 1, the laser machining apparatus 100 of the present embodiment includes a laser oscillator 1, a first galvanometer mirror 3a, a second galvanometer mirror 3b, a first galvanometer scanner 3b, An XY table 7, a galvanometer driver 8, and a control device 9, which are constituted by a first galvanometer scanner 4a, a second galvanometer scanner 4b, a lens unit, have.

제 1 갈바노 미러(3a)는, 레이저 발진기(1)로부터 수평 방향으로 출력된 레이저 빔(2)을 수평면 내에서 편향시키는 것이다. The first galvanometer mirror 3a deflects the laser beam 2 outputted in the horizontal direction from the laser oscillator 1 in a horizontal plane.

제 2 갈바노 미러(3b)는, 제 1 갈바노 미러(3a)로 편향된 레이저 빔(2)을, 또한 수직면 내에서 편향시키는 것이다. The second galvanometer mirror 3b deflects the laser beam 2 deflected by the first galvanometer mirror 3a also in the vertical plane.

제 1 갈바노 스캐너(4a)는 제 1 갈바노 미러(3a)를 구동하는 것이고, 제 2 갈바노 스캐너(4b)는 제 2 갈바노 미러(3b)를 구동하는 것이다. The first galvanometer scanner 4a drives the first galvanometer mirror 3a and the second galvanometer scanner 4b drives the second galvanometer mirror 3b.

fθ 렌즈(5)는, 제 2 갈바노 미러(3b)로 편향된 레이저 빔(2)이 입사되고, 또한 이 입사된 레이저 빔(2)을 가공하는 대상물(워크라고 함)(6) 상(上)을 향해서 거의 수직으로 집광 조사하는 것이다. The f? lens 5 is a laser beam 2 deflected by the second galvanometer mirror 3b and is incident on an object (also referred to as a work) 6 on which the incident laser beam 2 is machined In the vertical direction.

XY 테이블(7)은 워크(6)를 탑재하며 수평면 내에서 이동 동작하는 것이다. The XY table 7 mounts the work 6 and moves in a horizontal plane.

갈바노 드라이버(8)는 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 구동시키는 것이다. The Galvano driver 8 drives the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

제어 장치(9)는, 레이저 발진기(1)와 갈바노 드라이버(8)와 XY 테이블(7)을 제어하는 것이다. The controller 9 controls the laser oscillator 1, the galvanometer driver 8, and the XY table 7.

도 1에 있어서, 화살표 X는 XY 테이블(7)의 수평면 내에서의 한쪽 이동 방향을 나타내고 있고, 화살표 Y는 XY 테이블(7)의 수평면 내에서의 X 방향에 대해 수직 방향인 다른쪽 이동 방향을 나타내고 있다. 그리고, X, Y의 각 방향은 워크(6)의 가공 방향이기도 한다. 1, the arrow X indicates one moving direction in the horizontal plane of the XY table 7, and the arrow Y indicates the other moving direction perpendicular to the X direction in the horizontal plane of the XY table 7 Respectively. The directions X and Y are also the machining directions of the work 6.

또한, 본 실시예의 레이저 가공 장치(100)에서는, fθ 렌즈(5)에 온도 검출기(14)(도 2 참조)가 마련되어 있고, 온도 검출기(14)와 제어 장치(9)는 신호선(10)으로 접속되어 있다. 그리고, 온도 검출기(14)로부터 입력되는 온도 신호에 기초해서, 제어 장치(9)가 갈바노 드라이버(8)를 제어함으로써 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어한다. 2) is provided in the f? Lens 5 and the temperature detector 14 and the control device 9 are connected to the signal line 10 (see FIG. 2) Respectively. The controller 9 controls the first and second galvanometer scanners 4a and 4b by controlling the galvanometer driver 8 based on the temperature signal input from the temperature detector 14. [

그 후, 제 1, 제 2 갈바노 미러(3a, 3b)와, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)와, 갈바노 드라이버(8) 전체를 총칭하여, 갈바노 기구라고 한다.Thereafter, the first and second galvanometer mirrors 3a and 3b, the first and second galvanometer scanners 4a and 4b, and the galvano driver 8 are collectively referred to as a galvanometer mechanism.

도 2(a)는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈(5)에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도이고, 도 2(b)는 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 렌즈 유닛의 상면 모식도이다. 2 (a) is a schematic sectional side view of the lens unit used in the f? Lens 5 of the laser machining apparatus according to the first embodiment of the present invention, and Fig. 2 (b) Fig. 7 is a schematic top view of the lens unit. Fig.

도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 fθ 렌즈(5)에 이용되는 렌즈 유닛(20)은, 제 1 광학 렌즈(11a) 및 제 2 광학 렌즈(11b)와, 보호 윈도우(12)와, 경통(13)과, 2개의 온도 검출기(14)를 구비하고 있다. 2 (a), the lens unit 20 used in the f? Lens 5 of the present embodiment includes a first optical lens 11a and a second optical lens 11b, a protection window 12, A barrel 13, and two temperature detectors 14. The temperature detector 14 is a temperature sensor.

제 1 광학 렌즈(11a) 및 제 2 광학 렌즈(11b)는 소정의 간격을 두고 2단으로 배치되어 있다. The first optical lens 11a and the second optical lens 11b are arranged in two stages at predetermined intervals.

보호 윈도우(12)는 레이저 빔(2)이 투과 가능한 구성을 갖고 있다. 그리고, 제 2 광학 렌즈(11b)에 대해 소정의 간격을 두고 배치되고, 광학 렌즈(11a, 11b)를 보호하고 있다. The protective window 12 has a configuration in which the laser beam 2 can be transmitted. The second optical lens 11b is disposed at a predetermined interval to protect the optical lenses 11a and 11b.

경통(13)은, 제 1, 제 2 광학 렌즈(11a, 11b) 및 보호 윈도우(12)를 유지하는 것이다. The lens barrel 13 holds the first and second optical lenses 11a and 11b and the protection window 12.

2개의 온도 검출기(14)는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 표면에 마련되어 있다. The two temperature detectors 14 are provided on the surface of the first optical lens 11a on the side where the laser beam 2 is incident.

그리고, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 온도 검출기(14)는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 중심점(표면의 원의 중심)을 지나는 현의 양단부 각각에, 설치되어 있다. As shown in Fig. 2 (b), the temperature detector 14 is provided at each of both ends of the string passing the center point (the center of the circle on the surface) of the first optical lens 11a.

이 후의 설명에서 이용하는 '현'이란, 특별하게 지정하지 않는 한, 광학 렌즈의 중심점을 지나는 현을 가리키고, '현의 양단부'란, 레이저 빔 비조사 부분(16)에 있어서, 현의 양단 근방에 위치하는 영역을 가리킨다. Refers to a string that passes through the center point of the optical lens and the term " both ends of string " refers to a portion of the laser beam non-irradiated portion 16 that is located near both ends of the strings Indicates the area to be located.

그 후, 제 1 광학 렌즈(11a)와 제 2 광학 렌즈(11b)와 보호 윈도우(12) 전체를 총칭하여, 광학계 부품군이라고 한다. Thereafter, the first optical lens 11a, the second optical lens 11b, and the entire protective window 12 are collectively referred to as an optical system component group.

또한, 제 1 광학 렌즈(11a)와 제 2 광학 렌즈(11b)를 총칭하는 경우에는, 광학 렌즈라고 한다. The first optical lens 11a and the second optical lens 11b are collectively referred to as an optical lens.

또한, 본 실시예의 렌즈 유닛(20)에서는, 도 2(a)에 있어서의 상방측의 레이저 빔(2)이 입사되는 측으로부터, 도 2(a)에 있어서의 하방측의 레이저 빔(2)이 출사되는 측을 향해서, 제 1 광학 렌즈(11a), 제 2 광학 렌즈(11b), 보호 윈도우(12)의 순서로 배치되어 있다. In the lens unit 20 of the present embodiment, the laser beam 2 on the lower side in Fig. 2 (a) is irradiated from the side on which the laser beam 2 on the upper side in Fig. The first optical lens 11a, the second optical lens 11b, and the protection window 12 are arranged in this order toward the exit side.

즉, 레이저 빔 입사부에 제 1 광학 렌즈(11a)가 배치되고, 레이저 빔 출사부에 보호 윈도우(12)가 배치되어 있다. That is, the first optical lens 11a is disposed in the laser beam incidence portion, and the protection window 12 is disposed in the laser beam emergence portion.

통상, 레이저 가공 장치에 있어서, 2개의 갈바노 미러를 편향시켜서 워크를 가공하는 범위는 정사각형이기 때문에, fθ 렌즈의 광학 렌즈의 면에서의 레이저 빔이 조사되는 영역은, 정사각형 또는 직사각형이다.Normally, in a laser machining apparatus, a range in which a work is machined by deflecting two galvano mirrors is a square. Therefore, a region irradiated with a laser beam on the surface of the optical lens of the f? Lens is a square or a rectangle.

여기서, 본 실시예의 렌즈 유닛(20)을 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 온도 검출기(14)는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 정사각형 또는 직사각형인 레이저 빔조사 영역(15)과, 제 1 광학 렌즈(11a)의 원형의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분(16)에 마련된다.When the lens unit 20 of this embodiment is used as an f? Lens, the two temperature detectors 14 are arranged so that the laser beams 20a and 20b, which are square or rectangular, of the first optical lens 11a, The irradiation area 15 and the laser beam non-irradiated part 16 between the circular outer circumference of the first optical lens 11a.

구체적으로는, 제 1 광학 렌즈(11a)에서의, 레이저 빔조사 영역(15)의 한쪽의 대향하는 2변과 직교하는 현의 양단부에 위치하는 레이저 빔 비조사 부분(16) 각각에, 1개의 온도 검출기(14)가 배치된다. Specifically, in each of the laser beam non-irradiated portions 16 located at both ends of a string orthogonal to two opposing sides of one side of the laser beam irradiation region 15 in the first optical lens 11a, A temperature detector 14 is disposed.

또는, 제 1 광학 렌즈(11a)에서의, 레이저 빔조사 영역(15)의 다른쪽의 대향하는 2변과 직교하는 현의 양단부에 위치하는 레이저 빔 비조사 부분(16) 각각에, 1개의 온도 검출기(14)가 배치된다. Alternatively, in each of the laser beam non-irradiated portions 16 located at both ends of a string orthogonal to the other two opposing sides of the laser beam irradiation region 15 in the first optical lens 11a, A detector 14 is disposed.

또한, 레이저 빔조사 영역(15)의 한쪽의 대향하는 2변과 직교하는 방향이, 제 2 갈바노 미러(3b)를 편향시키는 방향과 일치하고 있어, 레이저 빔조사 영역(15)의 다른쪽의 대향하는 2변과 직교하는 방향이, 제 1 갈바노 미러(3a)를 편향시키는 방향과 일치하고 있다. The direction orthogonal to the two opposing sides of one of the laser beam irradiation regions 15 coincides with the direction of deflecting the second galvanometer mirror 3b and the other side of the laser beam irradiation region 15 The direction orthogonal to the two opposing sides coincides with the direction in which the first galvano mirror 3a is deflected.

본 실시예의 렌즈 유닛(20)에 있어서의, 제 1, 제 2 광학 렌즈(11a, 11b)는, 단면 비구면으로 단면 평면인 렌즈이지만, 양면 비구면 형상의 렌즈나, 양면 구면의 렌즈이어도 되고, 또한 볼록면 렌즈 또는 오목면 렌즈 중 어느 것이어도 된다. The first and second optical lenses 11a and 11b in the lens unit 20 of the present embodiment are lenses having a sectional plane aspheric surface and a plane surface in cross section but may be lenses of both surfaces aspherical surfaces or lenses of both surfaces, Either a convex surface lens or a concave surface lens may be used.

또한, 본 실시예의 렌즈 유닛(20)에서는, 2장의 광학 렌즈가 이용되고 있지만, 1장의 광학 렌즈이어도 되고, 3장 이상의 광학 렌즈를 이용하며, 소정의 간격을 두고 다단으로 배치되어 있어도 된다. In the lens unit 20 of the present embodiment, two optical lenses are used, but may be one optical lens, three or more optical lenses, and may be arranged in multiple stages at predetermined intervals.

또한, 보호 윈도우(12)의 양면은 평면이다. Further, both sides of the protection window 12 are flat.

경통(13)은, 1개의 부재로 형성되어 있지만, 복수개의 부재를 조합시켜서 형성해도 된다. Although the lens barrel 13 is formed of one member, it may be formed by combining a plurality of members.

본 실시예의 렌즈 유닛(20)은, 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 경통(13)보다 열 용량이 작은 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 레이저 빔 비조사 부분(16)에, 온도 검출기(14)가 배치되어 있다. 이 때문에, 레이저 빔 비조사 부분(16)이 레이저 빔조사 영역(15)에 근접하기 때문에, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도가 순간적으로 상승하는 경우에도, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도를, 온도 신호로서 정밀도 좋게 측정할 수 있다. The lens unit 20 of the present embodiment is arranged such that the laser beam non-irradiated portion 16 of the first optical lens 11a having a thermal capacity smaller than that of the barrel 13 is used as the f? Lens of the laser processing apparatus, (14). Because of this, because of the proximity of the laser beam non-irradiated portion 16 to the laser beam irradiated region 15, due to the momentary absorption (for example, in units of msec) of the high energy laser beam 2, Even when the temperature of the first optical lens 11a rises momentarily, the temperature of the first optical lens 11a can be accurately measured as the temperature signal.

또한, 2개의 온도 검출기(14)가 이용되고 있기 때문에, 온도가 상승한 제 1 광학 렌즈(11a)의 평균 온도를 구하는 온도 신호를 측정할 수 있다. Further, since two temperature detectors 14 are used, a temperature signal for obtaining the average temperature of the first optical lens 11a whose temperature rises can be measured.

본 실시예에서는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 평균 온도를 구하는 온도 신호를 측정하기 위해서, 2개의 온도 검출기(14)가 이용되고 있지만, 2개 이상의 온도 검출기(14)를 제 1 광학 렌즈(11a)의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 마련해도 된다.Two temperature detectors 14 are used to measure the temperature signal for obtaining the average temperature of the first optical lens 11a but two or more temperature detectors 14 may be used as the first optical lens Irradiated portion 16 of the laser beam non-irradiated portion 11a.

또한, 본 실시예의 레이저 가공 장치(100)는, fθ 렌즈(5)에, 렌즈 유닛(20)을 이용한 것으로, fθ 렌즈(5)의 제 1 광학 렌즈(11a)가, 고에너지의 레이저 빔(2)을 순간적으로 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)한 것에 의해 온도 상승한 경우의 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도를, 제 1 광학 렌즈(11a)에 설치된 2개의 온도 검출기(14)로 측정한다. 그리고, 이 2개의 온도 검출기(14)에 의해 측정된 온도가 온도 신호로서 제어 장치(9)에 입력된다. The laser machining apparatus 100 of this embodiment uses the lens unit 20 in the f? Lens 5 and the first optical lens 11a of the f? Lens 5 is a high energy laser beam The temperature of the first optical lens 11a in the case where the temperature is increased due to the instantaneous absorption (for example, in units of msec precision) of the first optical lens 11a is measured by the two temperature detectors 14 provided in the first optical lens 11a . Then, the temperatures measured by the two temperature detectors 14 are input to the controller 9 as temperature signals.

그리고, 제어 장치(9)가, 2개의 온도 검출기(14)로부터 입력된 온도 신호에 기초해서, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도 상승 전후의 온도차(이후, 상승 온도라고 함)의 평균값을 구한다. The controller 9 then obtains an average value of the temperature difference (hereinafter referred to as rising temperature) before and after the temperature rise of the first optical lens 11a, based on the temperature signal inputted from the two temperature detectors 14 .

아울러, 제어 장치(9)가, 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값에 기초해서, 갈바노 드라이버(8)를 제어함으로써 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어한다. The control device 9 also controls the first and second galvanometer scanners 4a and 4b by controlling the galvanometer driver 8 based on the average value of the rising temperatures of the optical lens 11a.

즉, 본 실시예의 레이저 가공 장치(100)에서는, 레이저 빔(2)에 의한, 광학계 부품군의 온도 상승에 수반되는 굴절률 변화에 기인하는, 레이저 빔(2)의 워크(6)의 가공 위치(집광점 위치라고 함)의 어긋남을, 제 1 광학 렌즈(11a)의 평균 온도를 대표적으로 측정하고, 이 온도 신호에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로서 보정한다. That is, in the laser machining apparatus 100 of the present embodiment, the processing position of the work 6 of the laser beam 2 due to the change in refractive index caused by the temperature rise of the optical system component group by the laser beam 2 Light-converging point position) is typically measured by controlling the first and second galvanometer scanners 4a and 4b based on the average temperature of the first optical lens 11a .

본 실시예의 레이저 가공 장치(100)가, fθ 렌즈(5)에 있어서의 광학계 부품군의 온도 상승에 수반되는, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 보정하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다. A description will be given of a specific method for correcting the deviation of the position of the condensing point of the laser beam 2 accompanied by the temperature rise of the optical system component group in the f? Lens 5 in the laser machining apparatus 100 of this embodiment.

우선, 초기 데이터로서, 제 1 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값이 Δta인 경우에 발생하는 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남으로부터 구한, 워크(6)의 각 가공점의 X 방향의 보정량 데이터 ΔX(X, Y, Δta)와, Y 방향의 보정량 데이터 ΔY(X, Y, Δta)를 제어 장치(9)에 유지한다. First, as initial data, the X direction of each processing point of the workpiece | work 6 calculated | required from the shift | offset | difference of the condensing point position of the laser beam 2 which arises when the average value of the rising temperature of the 1st optical lens 11a is (DELTA) ta. The correction amount data ΔX (X, Y, Δta) and the correction amount data ΔY (X, Y, Δta) in the Y direction are held in the control device 9.

다음으로 레이저 가공 장치(100)로 워크(6)를 레이저 가공할 때의, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도를 온도 데이터로서 2개의 온도 검출기(14)로 측정하고, 이 온도 데이터를 온도 신호로서 제어 장치(9)에 입력하여, 상승 온도의 평균값 ΔTa를 구한다. Next, the temperature of the first optical lens 11a at the time of laser processing the work 6 with the laser processing apparatus 100 is measured as temperature data with two temperature detectors 14, Is inputted to the control device 9 to obtain the average value? Ta of the rising temperature.

다음으로 제어 장치(9)에 미리 유지된 워크(6)의 가공점의 보정량 데이터를 이용해서, Δta=ΔTa인 경우의 X 방향의 보정량 데이터 ΔX(X, Y, ΔTa)와 Y 방향의 보정량 데이터 ΔY(X, Y, ΔTa)를 산출한다.Next, the correction amount data ΔX (X, Y, ΔTa) in the X direction and the correction amount data in the Y direction using the correction amount data of the machining point of the work 6 held in advance in the control device 9 in the case of Δta = ΔTa. ΔY (X, Y, ΔTa) is calculated.

다음으로 보정 전의 위치 어긋남된 레이저 빔(2)의 집광점의 X 방향의 위치 Xs를, X 방향의 보정량 데이터 ΔX(X, Y, ΔTa)로 수정하여, 레이저 빔(2)의 집광점의 X 방향의 위치가 하기 (1) 식으로 표시되는 Xr가 되도록 한다. Next, the position Xs in the X direction of the light-converging point of the position-shifted laser beam 2 before correction is corrected to the correction amount data X (X, Y, Ta) in the X direction, Direction is Xr represented by the following expression (1).

동시에, 보정 전의 위치 어긋남된 레이저 빔(2)의 집광점의 Y 방향의 위치 Ys를, Y 방향의 보정량 데이터 ΔY(X, Y, ΔTa)로 수정하여, 레이저 빔(2)의 집광점의 Y 방향의 위치가 하기 (2) 식으로 표시되는 Yr가 되도록 한다. At the same time, the Y-direction position Ys of the light-converging point of the position-deviated laser beam 2 before correction is corrected to the Y-direction correction amount data? Y (X, Y,? Ta) Direction is Yr represented by the following expression (2).

즉, 레이저 빔(2)의 집광점의, X 방향의 위치가 Xr, Y 방향의 위치가 Yr이 되도록, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어하여, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 보정한다.That is, the first and second galvanometer scanners 4a and 4b are controlled so that the position of the light-converging point of the laser beam 2 in the X direction is Xr and the position in the Y direction is Yr, Of the light-converging point.

Figure pat00001
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즉, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남의 보정은, 갈바노 기구의 동작을 제어·보정함으로써 실시한다. That is, the correction of the deviation of the light-converging point position of the laser beam 2 is performed by controlling and correcting the operation of the galvanometer mechanism.

실제로는, 온도 데이터로부터 예측되는 위치 어긋남을 가미하여, 소망 위치에 조사되도록, 보정량 데이터로 수정된 목적 위치를 제어 장치(9)로부터 갈바노 드라이버(8)로 출력하고, 갈바노 드라이버(8)로부터 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)에 지시함으로써 실시된다. Actually, the target position corrected by the correction amount data is outputted from the controller 9 to the galvanometer driver 8 so that the positional deviation predicted from the temperature data is added to the desired position, To the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

본 실시예의 레이저 가공 장치(100)는, 고에너지의 레이저 출력에서의 가공이어도 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 고정밀도의 워크(6)의 레이저 가공이 가능하다. The laser machining apparatus 100 of this embodiment can correct the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 even if the laser beam is machined with a high energy laser output, Do.

본 실시예에서는, 온도 검출기(14)로부터 입력되는 온도 신호에 기초해서, 제어 장치(9)가 XY 테이블(7)을 제어해도 된다.In the present embodiment, the control device 9 may control the XY table 7 based on the temperature signal input from the temperature detector 14.

또한, 본 실시예에서는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 마련하는 온도 검출기(14)를 2개 이상으로 하고, 이들 복수의 온도 검출기(14)로부터의 온도 신호를 제어 장치(9)에 입력하여 획득한 상승 온도의 평균값에 기초해서, 제어 장치(9)가 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정해도 된다. In this embodiment, the number of the temperature detectors 14 provided in the laser beam non-irradiated portion 16 of the first optical lens 11a is two or more, and the temperature signal from the plurality of temperature detectors 14 The control device 9 may correct the first and second galvanometer scanners 4a and 4b by controlling the first and second galvanometer scanners 4a and 4b based on the average value of the rising temperatures obtained by inputting them to the control device 9. [

본 실시예에서는, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구로서, 제 1, 제 2 갈바노 미러(3a, 3b)를 이용하고 있지만, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구라면, 이것으로 한정되지 않는다.
Although the first and second galvanometer mirrors 3a and 3b are used as the mechanism for deflecting the laser beam 2 in this embodiment, the present invention is not limited to this, as long as it is a mechanism for deflecting the laser beam 2 .

(실시예 2)(Example 2)

도 3(a)는 본 발명의 실시예 2에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도이고, 도 3(b)는 레이저 빔이 입사되는 측의 렌즈 유닛의 상면 모식도(b)이다. Fig. 3 (a) is a side sectional schematic view of a lens unit used in an f? Lens of a laser machining apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and Fig. 3 (b) is a schematic top view of a lens unit b).

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛(30)은, 제 1 광학 렌즈(11a)의 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 표면에, 온도 검출기가 4개 마련되어 있다는 점 외에는, 실시예 1의 렌즈 유닛(20)과 마찬가지이다.3, in the lens unit 30 used in the f? Lens of this embodiment, four temperature detectors are provided on the surface of the first optical lens 11a on the side where the laser beam 2 is incident Except for this point, it is the same as the lens unit 20 of the first embodiment.

그리고, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)는, 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 서로 직교하는 2개의 현의 양단부 각각에 설치되어 있다. 3 (b), the first, second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d are arranged so that two And is provided at each of both ends of the string.

본 실시예의 렌즈 유닛(30)을 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 4개의 온도 검출기는, 제 1 광학 렌즈(11a)의 정사각형 또는 직사각형인 레이저 빔조사 영역(15)과, 제 1 광학 렌즈(11a)의 원형의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분(16)에 마련된다.When the lens unit 30 of this embodiment is used as an f? Lens, as shown in Fig. 3 (b), the four temperature detectors are arranged in a rectangular or rectangular laser beam irradiation area 15 of the first optical lens 11a, And the laser beam non-irradiated portion 16 between the circular outer circumference of the first optical lens 11a.

예컨대, 제 1 광학 렌즈(11a)에서, 제 1 온도 검출기(14a)는, 시계의 문자판에 있어서의 12시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 설치되어 있다. For example, in the first optical lens 11a, the first temperature detector 14a is provided in the laser beam non-irradiated portion 16 at a position corresponding to 12 o'clock on the dial of the watch.

제 2 온도 검출기(14b)는, 시계의 문자판에 있어서의 6시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 설치되어 있다. The second temperature detector 14b is provided in the laser beam non-irradiated portion 16 at a position corresponding to 6 o'clock on the dial of the watch.

제 3 온도 검출기(14c)는, 시계의 문자판에 있어서의 9시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 설치되어 있다. The third temperature detector 14c is provided in the laser beam non-irradiated portion 16 at a position corresponding to 9 o'clock on the dial of the watch.

제 4 온도 검출기(14d)는, 시계의 문자판에 있어서의 3시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 설치되어 있다. The fourth temperature detector 14d is provided in the laser beam non-irradiated portion 16 at a position corresponding to 3 o'clock on the dial of the watch.

즉, 본 실시예의 렌즈 유닛(30)은, 제 1 온도 검출기(14a)와 제 2 온도 검출기(14b)를 통과하는 현(D1이라고 함)과, 제 3 온도 검출기(14c)와 제 4 온도 검출기(14d)를 통과하는 현(D2이라고 함)이 직교하도록, 각 온도 검출기가 제 1 광학 렌즈(11a)에 배치되어 있다. That is, the lens unit 30 of the present embodiment includes a string (referred to as D1) passing through the first temperature detector 14a and the second temperature detector 14b, a third temperature detector 14c and a fourth temperature detector (Referred to as D2) passing through the first optical lens 11a are orthogonal to each other.

그리고, D1와 평행한 방향이 제 1 갈바노 미러(3a)를 편향시키는 방향과 일치하고 있고, D2와 평행한 방향이 제 2 갈바노 미러(3b)를 편향시키는 방향과 일치하고 있다. The direction parallel to D1 coincides with the direction for deflecting the first galvano mirror 3a, and the direction parallel to D2 coincides with the direction for deflecting the second galvano mirror 3b.

본 실시예의 렌즈 유닛(30)도, 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 경통(13)보다 열 용량이 작은 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 레이저 빔 비조사 부분(16)에, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)가 배치되어 있다. 이로써, 레이저 빔 비조사 부분(16)이 레이저 빔조사 영역(15)에 근접하기 때문에, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도가 순간적으로 상승하는 경우에도, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도를 온도 신호로서 정밀도 좋게 측정할 수 있다. The lens unit 30 of the present embodiment is also used for the laser beam non-irradiated portion 16 of the first optical lens 11a whose thermal capacity is smaller than that of the barrel 13 when used as the f? Second, third and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c and 14d are arranged. Because of this, since the laser beam non-irradiated portion 16 is close to the laser beam irradiated region 15, due to the instantaneous absorption (for example, in units of msec) of the high energy laser beam 2, The temperature of the first optical lens 11a can be precisely measured as the temperature signal even when the temperature of the first optical lens 11a rises instantaneously.

특히, 4개의 온도 검출기가 제 1 광학 렌즈(11a)의 레이저 빔 비조사 부분(16)에 설치되어 있기 때문에, 제어 장치(9)에서 구한 제 1 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값의 격차가 작아서, 상승 온도의 측정 정밀도를 더 향상시킬 수 있다. Particularly, since the four temperature detectors are provided in the laser beam non-irradiated portion 16 of the first optical lens 11a, the difference in the average value of the rising temperatures of the first optical lens 11a obtained by the controller 9 The measurement accuracy of the rising temperature can be further improved.

또한, 본 실시예의 렌즈 유닛(30)은, 제 1 광학 렌즈(11a)의 직교하는 2개의 현에 있어서의, 한쪽 현인 D1의 양단부에 제 1 온도 검출기(14a)와 제 2 온도 검출기(14b)가 배치되고, 다른 현인 D2의 양단부에 제 3 온도 검출기(14c)와 제 4 온도 검출기(14d)가 배치되어 있다. The lens unit 30 of the present embodiment has the first temperature detector 14a and the second temperature detector 14b at both ends of the one sagittal D1 at two orthogonal strings of the first optical lens 11a, And the third temperature detector 14c and the fourth temperature detector 14d are disposed at both ends of the other detector D2.

그러므로, 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도 상승에 의한, 제 1 온도 검출기(14a)의 온도 신호와 제 2 온도 검출기(14b)의 온도 신호로부터, D1 방향에서의 온도 분포를 구할 수 있다. 그리고, 제 3 온도 검출기(14c)의 온도 신호와 제 4 온도 검출기(14d)의 온도 신호로부터, D2 방향의 온도 분포를 구할 수 있다. Therefore, the temperature distribution in the direction D1 can be obtained from the temperature signal of the first temperature detector 14a and the temperature signal of the second temperature detector 14b due to the temperature rise of the first optical lens 11a. The temperature distribution in the direction D2 can be obtained from the temperature signal of the third temperature detector 14c and the temperature signal of the fourth temperature detector 14d.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, fθ 렌즈(5)로 렌즈 유닛(30)을 이용했다는 점 외에는, 실시예 1의 레이저 가공 장치와 마찬가지이다.The laser machining apparatus of this embodiment is the same as the laser machining apparatus of the first embodiment except that the lens unit 30 is used as the f? Lens 5.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, fθ 렌즈(5)로 렌즈 유닛(30)을 이용한 것으로, fθ 렌즈(5)의 제 1 광학 렌즈(11a)가 고에너지의 레이저 빔(2)을 순간적으로 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)하고, 온도 상승한 경우의 제 1 광학 렌즈(11a)의 온도를, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)에서 측정한다. 그리고, 이들 온도가 온도 신호로서 제어 장치(9)에 입력된다.The laser machining apparatus of this embodiment uses the lens unit 30 as the f? Lens 5 and the first optical lens 11a of the f? Lens 5 instantaneously absorbs the laser beam 2 of high energy Second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d when the temperature of the first optical lens 11a is increased. These temperatures are input to the controller 9 as temperature signals.

그리고, 본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, 제어 장치(9)가, 입력된 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)에서의 각 온도 신호에 기초해서, 제 1 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값을 구한다. In the laser machining apparatus according to the present embodiment, the control device 9 calculates the temperature of each of the first, second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d, The average value of the rising temperature of the first optical lens 11a is obtained.

또한, 제어 장치(9)는, 입력된 제 1 온도 검출기(14a)의 온도 신호와 제 2 온도 검출기(14b)의 온도 신호로부터, 제 1 광학 렌즈(11a)의 D1 방향의 온도 분포를 구한다. 그리고, 입력된 제 3 온도 검출기(14c)의 온도 신호와 제 4 온도 검출기(14d)의 온도 신호로부터, 제 1 광학 렌즈(11a)의 D2 방향의 온도 분포를 구한다. The control device 9 obtains the temperature distribution in the direction D1 of the first optical lens 11a from the input temperature signal of the first temperature detector 14a and the temperature signal of the second temperature detector 14b. The temperature distribution in the D2 direction of the first optical lens 11a is obtained from the inputted temperature signal of the third temperature detector 14c and the temperature signal of the fourth temperature detector 14d.

본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, 레이저 빔(2)에 의한, 광학계 부품군의, 온도 상승에 수반되는 굴절률 변화에 기인하는 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을, 제 1 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값 데이터를 대표적으로 구한다. 그리고, 이 데이터에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정한다. In the laser machining apparatus of the present embodiment, the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 due to the change in the refractive index of the optical system component group caused by the temperature rise by the laser beam 2 is detected by the first optical lens 11a ) Is typically obtained. Then, based on this data, the first and second galvanometer scanners 4a and 4b are controlled to perform correction.

또한, 본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, fθ 렌즈(5)의 제 1 광학 렌즈(11a)에서의, D1의 방향을 워크(6)의 X 방향과 일치시키고, D2의 방향을 워크(6)의 Y 방향과 일치시키고 있다. In the laser machining apparatus of the present embodiment, the direction of D1 in the first optical lens 11a of the f? Lens 5 coincides with the X direction of the work 6, Y direction.

이로써, 레이저 빔(2)에 의한, 광학계 부품군의, 워크(6)의 X 방향과 같은 방향의 온도 분포와 워크의 Y 방향과 같은 방향의 온도 분포에 수반되는 굴절률 변화에 기인하는, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을, 제 1 광학 렌즈(11a)의, D1 방향의 온도 분포 데이터와 D2 방향의 온도 분포 데이터를 대표적으로 구하고, 이 데이터에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정할 수 있다.Thereby, the laser beam 2 is irradiated with the laser beam 2, which is caused by a temperature distribution in the same direction as the X direction of the work 6 and a refractive index change accompanying the temperature distribution in the Y direction of the work, The deviation of the light-converging point position of the first optical lens 11 is obtained by obtaining the temperature distribution data in the direction D1 and the temperature distribution data in the direction D2 of the first optical lens 11a, It can be corrected by controlling the scanners 4a and 4b.

본 실시예의 레이저 가공 장치가, fθ 렌즈(5)의 광학계 부품군의 온도 상승에 수반되는, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 보정하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다. The laser machining apparatus of this embodiment will explain a specific method for correcting the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 accompanying the temperature rise of the optical system component group of the f? Lens 5.

우선, 초기 데이터로서, 제 1 광학 렌즈(11a)의 상승 온도의 평균값이 Δta인 경우에 발생하는 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남으로부터 구한, 각 가공점의, X 방향의 보정량 데이터 ΔX(X, Y, Δta)와 Y 방향의 보정량 데이터 ΔY(X, Y, Δta)를 제어 장치(9)에 유지한다. First, as the initial data, the correction amount data ΔX in the X direction of each processing point, which is obtained from the deviation of the condensing point position of the laser beam 2 generated when the average value of the rising temperature of the first optical lens 11a is Δta. (X, Y, Δta) and correction amount data ΔY (X, Y, Δta) in the Y direction are held in the control device 9.

또한, 제 1 광학 렌즈(11a)에서의, D1 방향 즉 X 방향의 온도 분포 ΔTx에 의해 발생하는 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남으로부터 구한, 워크(6)의 각 가공점의, X 방향의 보정량 데이터 ΔXx(X, Y, Δtx)와, Y 방향의 보정량 데이터 ΔYx(X, Y, Δtx)를 제어 장치(9)에 보존한다.Moreover, the correction amount data of the X direction of each processing point of the workpiece | work 6 calculated | required from the shift | offset | difference of the laser beam condensing point position generate | occur | produced in the 1st optical lens 11a by the temperature distribution (DELTA) Tx of D1 direction, ie, X direction. ΔXx (X, Y, Δtx) and correction amount data ΔYx (X, Y, Δtx) in the Y direction are stored in the control device 9.

아울러, D2 방향 즉 Y 방향의 온도 분포 ΔTy에 의해 발생하는 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남으로부터 구한, 각 가공점의, X 방향의 보정량 데이터 ΔXy(X, Y, Δty)와, Y 방향의 보정량 데이터 ΔYy(X, Y, Δty)를 제어 장치(9)에 유지한다.In addition, the correction amount data ΔXy (X, Y, Δty) in the X direction and the correction amount data in the Y direction of each machining point, which are obtained from the deviation of the laser beam condensing point position generated by the temperature distribution ΔTy in the D2 direction, that is, the Y direction. ΔYy (X, Y, Δty) is held in the control device 9.

다음으로, 레이저 가공 장치에서, 워크(6)를 레이저 가공할 때의 제 1 광학 렌즈(11a)에서의, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)로 온도를 측정하고, 이 온도 데이터를 제어 장치(9)에 입력하여 상승 온도의 평균값 ΔTa를 구한다. Next, the first, second, third and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c and 14d in the first optical lens 11a when the work 6 is laser-processed in the laser processing apparatus, And the temperature data is input to the control device 9 to obtain the average value? Ta of the rising temperature.

또한, 제 1 온도 검출기(14a)와 제 2 온도 검출기(14b)에서의 측정 온도로부터 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 X 방향의 온도 분포 ΔTx를 구하고, 제 3 온도 검출기(14c)와 제 4 온도 검출기(14d)에서의 측정 온도로부터 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 Y 방향의 온도 분포 ΔTy를 구한다. The temperature distribution ΔTx in the X direction in the first optical lens 11a is obtained from the measured temperatures in the first temperature detector 14a and the second temperature detector 14b and the third temperature detector 14c and fourth The temperature distribution? Ty in the Y direction in the first optical lens 11a is obtained from the measured temperature in the temperature detector 14d.

다음으로 제어 장치(9)에 미리 유지된 가공점의 보정량 데이터를 이용해서, Δta=ΔTa인 경우의 X 방향의 보정량 데이터 ΔX(X, Y, ΔTa)와 Y 방향의 보정량 데이터 ΔY(X, Y, ΔTa)를 산출한다.Next, the correction amount data ΔX (X, Y, ΔTa) in the X direction and the correction amount data ΔY (X, Y in the Y direction when Δta = ΔTa are used, using the correction amount data of the machining point held in advance in the control device 9. , ΔTa) is calculated.

또한, Δtx=ΔTx인 경우의 X 방향의 보정량 데이터 ΔXx(X, Y, ΔTx)와 Y 방향의 보정량 데이터 ΔYx(X, Y, ΔTx)를 산출한다.Further, the amount of correction data ΔXx (X, Y, ΔTx) in the X direction when Δtx = ΔTx and the amount of correction data ΔYx (X, Y, ΔTx) in the Y direction are calculated.

또한, Δty=ΔTy의 경우의 X 방향의 보정량 데이터 ΔXy(X, Y, ΔTy)와 Y 방향의 보정량 데이터 ΔYy(X, Y, ΔTy)를 산출한다. Further, the correction amount data ΔXy (X, Y, ΔTy) in the X direction in the case of Δty = ΔTy and the correction amount data ΔYy (X, Y, ΔTy) in the Y direction are calculated.

다음으로 보정 전의 위치 어긋남된 레이저 빔 집광점의 X 방향의 위치 Xs를, X 방향의 보정량 데이터, ΔX(X, Y, ΔTa)와 ΔXx(X, Y, ΔTx)와 ΔXy(X, Y, ΔTy)로 수정하고, 레이저 빔 집광점의 X 방향의 위치가 하기 (3) 식으로 표시되는 Xr가 되도록 한다. Next, the position Xs in the X direction of the position of the laser beam light-converging point deviated from the position of the laser beam before correction is calculated as the correction amount data in the X direction, X (X, Y,? Ta),? Xx (X, Y,? Tx) ), And the position of the laser beam condensing point in the X direction becomes Xr represented by the following expression (3).

동시에, 보정 전의 위치 어긋남된 레이저 빔 집광점의 Y 방향의 위치 Ys를, Y 방향의 보정량 데이터, ΔY(X, Y, ΔTa)와 ΔYx(X, Y, ΔTx)와 ΔYy(X, Y, ΔTy)로 수정하고, 레이저 빔 집광점의 Y 방향의 위치가 하기 (4) 식으로 표시되는 Yr가 되도록 한다. At the same time, the Y-direction position Ys of the position-deviated laser beam condensing point before correction is calculated by the Y-direction correction amount data, Y (X, Y,? Ta),? Yx (X, Y,? Tx) ), And the position of the laser beam condensing point in the Y direction becomes Yr represented by the following expression (4).

즉, 레이저 빔 집광점의, X 방향의 위치가 Xr, Y 방향의 위치가 Yr이 되도록, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어하여, 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남을 보정한다.That is, the first and second galvanometer scanners 4a and 4b are controlled so that the position of the laser beam condensing point in the X direction is Xr and the position in the Y direction is Yr so that the deviation of the laser beam light- do.

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남의 보정은, 제어 장치(9)에 의해 갈바노 기구의 동작을 제어·보정함으로써 실시한다.That is, the correction of the deviation of the position of the laser beam condensing point is carried out by controlling and correcting the operation of the galvanometer mechanism by the control device 9.

실제로는, 온도 데이터로부터 예측되는 위치 어긋남을 가미하여, 소망 위치에 조사되도록, 보정량 데이터로 수정된 목적 위치를 제어 장치(9)로부터 갈바노 드라이버(8)로 출력하고, 갈바노 드라이버(8)로부터 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)에 지시함으로써 실시된다. Actually, the target position corrected by the correction amount data is outputted from the controller 9 to the galvanometer driver 8 so that the positional deviation predicted from the temperature data is added to the desired position, To the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, 고에너지의 레이저 출력에서의 가공에서도, 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남을 더 정밀도 좋게 보정할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 레이저 가공이 가능하다. The laser machining apparatus of the present embodiment can correct the deviation of the position of the laser beam condensing point with higher accuracy even in processing at a high-energy laser output, so that laser machining with higher precision can be performed.

본 실시예에서는, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 입력되는 온도 신호에 기초해서 제어 장치(9)가, XY 테이블(7)을 제어해도 된다. Although the control device 9 controls the XY table 7 based on the temperature signals inputted from the first, second, third and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c and 14d in the present embodiment do.

본 실시예에서는, 렌즈 유닛(30)의 제 1 광학 렌즈(11a)에 4개의 온도 검출기인 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)가 마련되어 있지만, 제 1 광학 렌즈(11a)에서의 현의 양단부, 즉 제 1 광학 렌즈(11a)의 중심에 대칭 위치에 각 1개의, 합계 2개의 온도 검출기를 마련하기만 해도 된다. The first, second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d, which are four temperature detectors, are provided in the first optical lens 11a of the lens unit 30, Two temperature detectors in total may be provided at each of the opposite ends of the strings of the first optical lens 11a, that is, one each at a symmetrical position to the center of the first optical lens 11a.

또한, 광학 렌즈(11a)의, D1 방향과 평행한 방향의 온도 분포와 D2 방향과 평행한 방향의 온도 분포가 측정할 수 있으면, 온도 검출기를 4개 이상 설치해도 된다. In addition, as long as the temperature distribution in the direction parallel to the direction D1 and the direction parallel to the direction D2 of the optical lens 11a can be measured, four or more temperature detectors may be provided.

또한, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구로서, 제 1, 제 2 갈바노 미러(3a, 3b)를 이용하고 있지만, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구라면, 이것으로 한정되지 않는다.
Although the first and second galvanometer mirrors 3a and 3b are used as a mechanism for deflecting the laser beam 2, the present invention is not limited thereto as long as it is a mechanism for deflecting the laser beam 2. [

(실시예 3)(Example 3)

도 4(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도이고, 도 4(b)는 이 측면 단면 모식도에 있어서의 렌즈 유닛의 A-A 단면의 모식도이다. FIG. 4A is a side sectional schematic view of a lens unit used in an f? Lens of a laser machining apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 4B is a cross- It is a schematic diagram.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛(40)은, 2개의 온도 검출기(14)가 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 표면에 마련되어 있다는 점 외에는, 실시예 1의 렌즈 유닛(20)과 마찬가지이다. As shown in Fig. 4, the lens unit 40 used in the f? Lens of this embodiment has two temperature detectors 14 on the surface of the second optical lens 11b on the side where the laser beam 2 is incident And is the same as the lens unit 20 of the first embodiment.

그리고, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 온도 검출기(14)는, 제 2 광학 렌즈(11b)의 중심점을 지나는 현의 양단부 각각에 설치되어 있다. As shown in Fig. 4 (b), the temperature detector 14 is provided at each of both ends of the string passing the center point of the second optical lens 11b.

본 실시예의 렌즈 유닛(40)을 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 제 2 광학 렌즈(11b)의 면에서의 레이저 빔(2)이 조사되는 영역은, 정사각형 또는 직사각형이 된다.When the lens unit 40 of this embodiment is used as the f? Lens, as shown in FIG. 4 (b), the area irradiated with the laser beam 2 on the surface of the second optical lens 11b is a rectangular or rectangular .

여기서, 2개의 온도 검출기(14)는, 제 2 광학 렌즈(11b)의 면에서의 레이저 빔조사 영역(25)과, 제 2 광학 렌즈(11b)의 원형의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분(26)에 마련된다. Here, the two temperature detectors 14 are arranged such that the laser beam irradiation area 25 on the surface of the second optical lens 11b and the laser beam non-irradiation area 25 on the outer circumference of the circular shape of the second optical lens 11b (26).

구체적으로는, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의, 레이저 빔조사 영역(25)의 한쪽의 대향하는 2변과 직교하는 현의 양단부에 있는 레이저 빔 비조사 부분(26) 각각에, 1개의 온도 검출기(14)가 배치된다.Specifically, in each of the laser beam non-irradiated portions 26 at both end portions of the strings orthogonal to the two opposing sides of one side of the laser beam irradiation region 25 in the second optical lens 11b, A detector 14 is disposed.

또는, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의, 레이저 빔조사 영역(25)의 다른쪽의 대향하는 2변과 직교하는 현의 양단부에 있는 레이저 빔 비조사 부분(26) 각각에, 1개의 온도 검출기(14)가 배치된다.Or, in each of the laser beam non-irradiated portions 26 at both end portions of the strings orthogonal to the other two opposing sides of the laser beam irradiation region 25 in the second optical lens 11b, (14).

또한, 레이저 빔조사 영역(25)에 있어서의, 한쪽의 대향하는 2변과 직교하는 방향이 제 2 갈바노 미러(3b)를 편향시키는 방향과 일치하고 있고, 다른쪽의 대향하는 2변과 직교하는 방향이 제 1 갈바노 미러(3a)를 편향시키는 방향과 일치하고 있다. The direction orthogonal to the two opposing sides in the laser beam irradiation area 25 coincides with the direction in which the second galvanometer mirror 3b deflects and the other two opposing sides are orthogonal Direction coincides with the direction in which the first galvanometer mirror 3a is deflected.

본 실시예의 렌즈 유닛(40)은, 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 경통(13)보다 열 용량이 작은 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 레이저 빔 비조사 부분(26)에, 온도 검출기(14)가 배치되어 있고, 레이저 빔 비조사 부분(26)이 레이저 빔조사 영역(25)에 근접하고 있기 때문에, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도가 순간적으로 상승하는 경우에도, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도를, 온도 신호로서 정밀도 좋게 측정할 수 있다.The lens unit 40 of the present embodiment is arranged such that the laser beam non-irradiated portion 26 of the second optical lens 11b having a smaller thermal capacity than the mirror barrel 13 is used as the f? Lens of the laser processing apparatus, Since the laser beam non-irradiated portion 26 is close to the laser beam irradiated region 25, the instantaneous absorption of the high-energy laser beam 2 (for example, in the unit of msec precision) Even when the temperature of the second optical lens 11b instantaneously rises, the temperature of the second optical lens 11b can be accurately measured as the temperature signal.

또한, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도 검출기(14)의 설치면은, 외기에 접촉하는 면이 아니기 때문에, 워크(6)의 가공시에 발생하는 분진의 영향을 받지 않는다.The mounting surface of the temperature detector 14 of the second optical lens 11b is not affected by the dust generated at the time of processing the workpiece 6 because it is not a surface that comes into contact with the outside air.

또한, 2개의 온도 검출기(14)가 이용되고 있기 때문에, 온도가 상승한 제 2 광학 렌즈(11b)의 평균 온도를 구하는 온도 신호를 측정할 수 있다.Further, since two temperature detectors 14 are used, a temperature signal for obtaining the average temperature of the second optical lens 11b whose temperature has risen can be measured.

본 실시예에서는, 제 2 광학 렌즈(11b)의 평균 온도를 구하는 온도 신호를 측정하기 위해서 2개의 온도 검출기(14)가 이용되고 있지만, 2개 이상의 온도 검출기(14)를 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 마련해도 된다.Two temperature detectors 14 are used to measure the temperature signal for obtaining the average temperature of the second optical lens 11b but two or more temperature detectors 14 may be used as the second optical lens 11b The laser beam non-irradiated portion 26 of the laser beam non-irradiated portion 26 may be provided.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, fθ 렌즈(5)에 렌즈 유닛(40)을 이용했다는 점 외에는, 실시예 1의 레이저 가공 장치와 마찬가지이다.The laser machining apparatus of this embodiment is the same as the laser machining apparatus of the first embodiment except that the lens unit 40 is used for the f? Lens 5.

본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, fθ 렌즈(5)에 있어서의 제 2 광학 렌즈(11b)의, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도가 순간적으로 상승하는 경우에도, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도를, 제 2 광학 렌즈(11b)에 설치된 2개의 온도 검출기(14)로 측정하고, 이 2개의 온도 검출기(14)에 의해 측정된 온도가 온도 신호로서 제어 장치(9)에 입력된다.In the laser machining apparatus of the present embodiment, by instantaneous absorption (for example, in units of msec) of the high energy laser beam 2 of the second optical lens 11b in the f? Lens 5, The temperature of the second optical lens 11b is measured by the two temperature detectors 14 provided on the second optical lens 11b even when the temperature of the lens 11b instantaneously rises, The temperature measured by the temperature sensor 14 is input to the control device 9 as a temperature signal.

그리고, 제어 장치(9)가 2개의 온도 검출기(14)로부터 입력된 온도 신호에 기초해서, 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값을 구한다. Based on the temperature signal inputted from the two temperature detectors 14, the controller 9 obtains the average value of the rising temperatures of the second optical lens 11b.

또한, 제어 장치(9)가 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값에 기초해서 갈바노 드라이버(8)를 제어함으로써, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어한다. The controller 9 also controls the first and second galvanometer scanners 4a and 4b by controlling the galvanometer driver 8 based on the average value of the rising temperatures of the second optical lens 11b.

본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, 레이저 빔(2)에 의한, 광학계 부품군의, 온도 상승에 수반되는 굴절률 변화에 기인한, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을, 제 2 광학 렌즈(11b)의 평균 온도를 대표적으로 측정한다. 그리고, 이 온도 신호에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정한다. In the laser machining apparatus of the present embodiment, the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 due to the change in the refractive index of the optical system component group caused by the temperature rise by the laser beam 2, 11b are typically measured. Then, based on the temperature signal, the first and second galvanometer scanners 4a and 4b are controlled to perform correction.

즉, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의, 상승 온도의 평균값의 데이터에 기초해서, 실시예 1의 레이저 가공 장치(100)와 마찬가지의 기구에 의해, 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남을, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정한다.That is, based on the data of the average value of the rising temperature in the second optical lens 11b, the deviation of the position of the laser beam condensing point is detected by the mechanism similar to the laser machining apparatus 100 of the first embodiment, , And the second galvanometer scanner 4a and 4b.

실제로는, 온도 데이터로부터 예측되는 위치 어긋남을 가미하여, 소망 위치에 조사되도록, 보정량 데이터로 수정된 목적 위치를 제어 장치(9)로부터 갈바노 드라이버(8)로 출력하고, 갈바노 드라이버(8)로부터 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)에 지시함으로써 행해진다.Actually, the target position corrected by the correction amount data is outputted from the controller 9 to the galvanometer driver 8 so that the positional deviation predicted from the temperature data is added to the desired position, To the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, 고에너지의 레이저 출력에서의 가공에서도, 레이저 빔 집광점 위치의 어긋남을 정밀도 좋게 보정할 수 있기 때문에, 고정밀도의 레이저 가공이 가능하다. The laser machining apparatus of the present embodiment can precisely correct deviation of laser beam condensing point position even in processing at a high energy laser output, so that highly accurate laser machining is possible.

본 실시예에서는, 온도 검출기로부터 입력되는 온도 신호에 기초해서 제어 장치(9)가, XY 테이블(7)을 제어해도 된다.In this embodiment, the control device 9 may control the XY table 7 based on the temperature signal input from the temperature detector.

또한, 본 실시예에서는, 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치하는 온도 검출기(14)를 2개 이상으로 하고, 이들 복수의 온도 검출기(14)로부터의 온도 신호를 제어 장치(9)에 입력하여 획득한 상승 온도의 평균값에 기초해서 제어 장치(9)가, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정해도 된다. In this embodiment, the number of the temperature detectors 14 provided in the laser beam non-irradiated portion 26 of the second optical lens 11b is two or more, and the temperature signals from the plurality of temperature detectors 14 The control device 9 may correct the first and second galvanometer scanners 4a and 4b by controlling the first and second galvanometer scanners 4a and 4b on the basis of the average value of the rising temperatures obtained by inputting them to the control device 9. [

본 실시예에서는, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구로서, 제 1, 제 2 갈바노 미러(3a, 3b)를 이용하고 있지만, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구라면, 이것으로 한정되지 않는다.Although the first and second galvanometer mirrors 3a and 3b are used as the mechanism for deflecting the laser beam 2 in this embodiment, the present invention is not limited to this, as long as it is a mechanism for deflecting the laser beam 2 .

본 실시예의 fθ 렌즈(5)에 사용되는 렌즈 유닛(40)에서는, 온도 검출기(14)를, 제 2 광학 렌즈(11b)에 설치하고 있지만, 외기에 접촉하지 않는 광학 렌즈의 면에 마련하는 것이라면, 어떤 광학 렌즈에 마련해도 된다. Although the temperature detector 14 is provided in the second optical lens 11b in the lens unit 40 used in the f? Lens 5 of the present embodiment, if it is provided on the surface of the optical lens that does not contact the outside air , It may be provided in any optical lens.

또한, 온도 검출기(14)를, 보호 윈도우(12)의 레이저 빔 출사면의 반대측의 면에서의 레이저 빔 비조사 부분에 마련해도 된다.
Further, the temperature detector 14 may be provided in the portion of the protective window 12 where the laser beam is not irradiated, on the surface opposite to the laser beam emitting surface.

(실시예 4)(Example 4)

도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈에 사용되는 렌즈 유닛의 측면 단면 모식도(a)와, 이 측면 단면 모식도에 있어서의 렌즈 유닛의 A-A 단면의 모식도(b)이다. 5 is a schematic cross-sectional side view (a) of the lens unit used in the f? Lens of the laser machining apparatus according to the fourth embodiment of the present invention and a schematic view (b) of the A-A cross section of the lens unit in this side sectional schematic view.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 fθ 렌즈에 이용되는 렌즈 유닛(50)은, 4개의 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)가 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 표면에 마련되어 있다는 점 외에는, 실시예 2의 렌즈 유닛(30)과 마찬가지이다.5, the lens unit 50 used in the f? Lens of the present embodiment is configured such that the four temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d are the laser beams 2 of the second optical lens 11b Is the same as the lens unit 30 of the second embodiment except that it is provided on the surface of the incident side.

그리고, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)는, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 서로 직교하는 2개의 현의 양단부 각각에, 설치되어 있다. 5 (b), the first, second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d are arranged in the order of two And are provided at both ends of the string.

본 실시예의 렌즈 유닛(50)을 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔(2)이 조사되는 영역은, 정사각형 또는 직사각형이 된다. When the lens unit 50 of this embodiment is used as the f? Lens, the area irradiated with the laser beam 2 of the second optical lens 11b becomes a square or a rectangle as shown in Fig. 5 (b).

여기서, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의, 각 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)의 설치 위치는, 레이저 빔조사 영역(25)과, 제 2 광학 렌즈(11b)의 원형의 바깥 둘레 사이에 있는 4개소의 레이저 빔 비조사 부분(26)이다. The mounting positions of the temperature detectors 14a, 14b, 14c and 14d in the second optical lens 11b are set such that the laser beam irradiation area 25 and the circular outer circumference of the second optical lens 11b And the laser beam non-irradiated portion 26 between the laser beams.

도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 예컨대 제 2 광학 렌즈(11b)에서, 제 1 온도 검출기(14a)는, 시계의 문자판에 있어서의 12시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치되어 있다. 5B, for example, in the second optical lens 11b, the first temperature detector 14a detects the laser beam non-irradiated portion 26 at the position corresponding to 12 o'clock on the dial of the watch, Respectively.

제 2 온도 검출기(14b)는, 시계의 문자판에 있어서의 6시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치되어 있다. The second temperature detector 14b is provided in the laser beam non-irradiated portion 26 at a position corresponding to 6 o'clock on the dial of the watch.

제 3 온도 검출기(14c)는, 시계의 문자판에 있어서의 9시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치되어 있다. The third temperature detector 14c is provided in the laser beam non-irradiated portion 26 at a position corresponding to 9 o'clock on the dial of the watch.

제 4 온도 검출기(14d)는, 시계의 문자판에 있어서의 3시에 상당하는 위치의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치되어 있다. The fourth temperature detector 14d is provided in the laser beam non-irradiated portion 26 at a position corresponding to 3 o'clock on the dial of the watch.

즉, 본 실시예의 렌즈 유닛(50)은, 제 1 온도 검출기(14a)와 제 2 온도 검출기(14b)를 통과하는 현인 D1와, 제 3 온도 검출기(14c)와 제 4 온도 검출기(14d)를 통과하는 현인 D2가 직교하도록, 각 온도 검출기가 제 2 광학 렌즈(11b)에 배치되어 있다.That is, the lens unit 50 of the present embodiment has the first temperature detector 14a and the fourth temperature detector 14d which are the sages D1 passing through the first temperature detector 14a and the second temperature detector 14b, Each temperature detector is disposed in the second optical lens 11b so that the passing sine D2 is orthogonal.

또한, D1와 평행한 방향이 제 1 갈바노 미러(3a)를 편향시키는 방향과 일치하고 있고, D2와 평행한 방향이 제 2 갈바노 미러(3b)를 편향시키는 방향과 일치하고 있다. The direction parallel to D1 coincides with the direction for deflecting the first galvano mirror 3a, and the direction parallel to D2 coincides with the direction for deflecting the second galvano mirror 3b.

본 실시예의 렌즈 유닛(50)도, 레이저 가공 장치의 fθ 렌즈로서 이용한 경우, 경통(13)보다 열 용량이 작은 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 레이저 빔 비조사 부분(26)에, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)가 배치되어 있고, 레이저 빔 비조사 부분(26)이 레이저 빔조사 영역(25)에 근접하고 있다. The lens unit 50 of the present embodiment is also used for the laser beam non-irradiated portion 26 in the second optical lens 11b whose thermal capacity is smaller than that of the barrel 13 when used as the f? Second, third, and fourth temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d are disposed, and the laser beam non-irradiated portion 26 is close to the laser beam irradiated region 25. [

이로써, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도가 순간적으로 상승하는 경우에도, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도를 온도 신호로서 정밀도 좋게 측정할 수 있다. Thereby, even when the temperature of the second optical lens 11b instantaneously rises due to the momentary absorption (e.g., in units of msec precision) of the high energy laser beam 2, the temperature of the second optical lens 11b It can be measured accurately as a temperature signal.

특히, 4개의 온도 검출기가, 제 2 광학 렌즈(11b)의 레이저 빔 비조사 부분(26)에 설치되어 있기 때문에, 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값의 격차가 작아서, 상승 온도의 측정 정밀도를, 더 향상시킬 수 있다. Particularly, since the four temperature detectors are provided in the laser beam non-irradiated portion 26 of the second optical lens 11b, the difference in the average value of the rising temperatures of the second optical lenses 11b is small, The measurement accuracy can be further improved.

또한, 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도 검출기 설치면은, 외기에 접촉하는 면이 아니기 때문에, 워크(6)의 가공시에 발생하는 분진의 영향을 받지 않는다. The temperature detector mounting surface of the second optical lens 11b is not affected by the dust generated at the time of processing the workpiece 6 because it is not a surface contacting the outside air.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, fθ 렌즈(5)에 렌즈 유닛(50)을 이용했다는 점 외에는, 실시예 2의 레이저 가공 장치와 마찬가지이다. The laser machining apparatus of this embodiment is the same as the laser machining apparatus of the second embodiment except that the lens unit 50 is used for the f? Lens 5.

그리고, 렌즈 유닛(50)에 있어서의, D1의 방향을 워크(6)의 X 방향과 일치시키고, D2의 방향을 워크(6)의 Y 방향과 일치시키고 있다.The direction of D1 in the lens unit 50 is aligned with the X direction of the work 6 and the direction of D2 is aligned with the Y direction of the work 6.

본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, fθ 렌즈(5)에 있어서의 제 2 광학 렌즈(11b)의, 고에너지의 레이저 빔(2)의 순간적인 흡수(예컨대, msec 단위 정밀도)에 의해 온도 상승한 경우의 제 2 광학 렌즈(11b)의 온도를 4개의 온도 검출기로 측정하고, 이들 온도가 온도 신호로서 제어 장치(9)에 입력된다.In the laser machining apparatus of this embodiment, when the temperature of the second optical lens 11b in the f? Lens 5 is raised by instantaneous absorption (for example, in units of msec) of the high energy laser beam 2 The temperature of the second optical lens 11b is measured by four temperature detectors, and these temperatures are input to the control device 9 as a temperature signal.

그리고, 제어 장치(9)는, 4개의 온도 검출기의 온도 신호로부터, 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값을 구한다. Then, the control device 9 obtains an average value of the rising temperatures of the second optical lens 11b from the temperature signals of the four temperature detectors.

또한, 제 1 온도 검출기(14a)와 제 2 온도 검출기(14b)의 온도 신호로부터 제 2 광학 렌즈(11b)의 D1 방향의 온도 분포를 구하고, 제 3 온도 검출기(14c)와 제 4 온도 검출기(14d)의 온도 신호로부터 D2 방향의 온도 분포를 구한다. The temperature distribution in the direction D1 of the second optical lens 11b is obtained from the temperature signals of the first temperature detector 14a and the second temperature detector 14b and the third temperature detector 14c and the fourth temperature detector 14d from the temperature signal in the direction D2.

그리고, 본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, 레이저 빔(2)에 의한 광학계 부품군의 온도 상승에 수반되는 굴절률 변화에 기인하는 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을, 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값 데이터에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정한다. In the laser machining apparatus of the present embodiment, the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 due to the change in the refractive index caused by the temperature rise of the optical system component group by the laser beam 2 is detected by the second optical lens 11b ) By controlling the first and second galvanometer scanners 4a and 4b based on the average value data of the rising temperatures of the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

동시에, 레이저 빔(2)에 의한, 광학계 부품군의, 워크(6)의 X 방향과 같은 방향의 온도 분포와 워크(6)의 Y 방향과 같은 방향의 온도 분포에 수반되는 굴절률 변화에 기인하는, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을, 제 2 광학 렌즈(11b)의 D1 방향의 온도 분포 데이터와 D2 방향의 온도 분포 데이터에 기초해서 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어함으로써 보정한다. At the same time, the refractive index changes due to the temperature distribution in the same direction as the X direction of the work 6 and the temperature distribution in the same direction as the Y direction of the work 6 in the optical component part group due to the laser beam 2 , The deviation of the light-converging point position of the laser beam 2 is detected based on the temperature distribution data in the D1 direction and the temperature distribution data in the D2 direction of the second optical lens 11b by using the first and second galvanometer scanners 4a and 4b ).

즉, 본 실시예의 레이저 가공 장치에서는, 제 2 광학 렌즈(11b)의 상승 온도의 평균값의 데이터와, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 워크(6)의 X 방향과 같은 방향의 온도 분포의 데이터와, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 워크(6)의 Y 방향과 같은 방향의 온도 분포의 데이터로부터, 실시예 2의 레이저 가공 장치와 마찬가지 기구에 의해, 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)를 제어한다. 이로써, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 보정한다. That is, in the laser machining apparatus of this embodiment, the average value of the rising temperature of the second optical lens 11b and the data of the temperature distribution in the same direction as the X direction of the work 6 in the second optical lens 11b From the data of the temperature distribution in the Y direction of the work 6 in the second optical lens 11b and the data of the temperature distribution in the Y direction of the work 6 in the second optical lens 11b by the same mechanism as the laser processing apparatus of the second embodiment 4a, 4b. Thus, the deviation of the light-converging point position of the laser beam 2 is corrected.

즉, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남의 보정은, 제어 장치(9)에 의해 갈바노 기구의 동작을 제어·보정함으로써 실시한다. That is, the correction of the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 is performed by controlling and correcting the operation of the galvanometer mechanism by the control device 9.

실제로는, 온도 데이터로부터 예측되는 위치 어긋남을 가미하여, 소망 위치에 조사되도록, 보정량 데이터로 수정된 목적 위치를 제어 장치(9)로부터 갈바노 드라이버(8)로 출력하여, 갈바노 드라이버(8)로부터 제 1, 제 2 갈바노 스캐너(4a, 4b)에 지시함으로써 행해진다. Actually, the target position corrected by the correction amount data is outputted from the control device 9 to the galvanometer driver 8 so as to irradiate the positional deviation predicted from the temperature data to the desired position, To the first and second galvanometer scanners 4a and 4b.

본 실시예의 레이저 가공 장치는, 고에너지의 레이저 출력에서의 가공에서도, 레이저 빔(2)의 집광점 위치의 어긋남을 더 정밀도 좋게 보정할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 레이저 가공이 가능하다. The laser machining apparatus of the present embodiment can correct the deviation of the position of the light-converging point of the laser beam 2 with higher accuracy even in processing with a high-energy laser output, so that laser machining with higher precision can be performed.

본 실시예에서는, 온도 검출기로부터 입력되는 온도 신호에 기초해서 제어 장치(9)가 XY 테이블(7)을 제어해도 된다. In the present embodiment, the controller 9 may control the XY table 7 based on the temperature signal input from the temperature detector.

본 실시예의 fθ 렌즈에 사용되는 렌즈 유닛(50)에서는, 4개의 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)를, 제 2 광학 렌즈(11b)에 마련하고 있지만, 외기에 접촉하지 않는 광학 렌즈의 면에 마련하는 것이라면, 어떤 광학 렌즈에 마련해도 된다. Four temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d are provided in the second optical lens 11b in the lens unit 50 used in the f? Lens of the present embodiment. However, Any optical lens may be used as long as it is provided on the surface.

또한, 4개의 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)를, 보호 윈도우(12)의 레이저 빔 입사면의 반대측의 면에서의 레이저 빔 비조사 부분에 마련해도 된다. The four temperature detectors 14a, 14b, 14c, and 14d may be provided on the laser beam non-irradiated portion on the opposite side of the laser beam incident surface of the protective window 12. [

또한, 각 실시예에서는, 온도 검출기를, 광학 렌즈의 레이저 빔(2)이 입사되는 측의 표면에 마련한 예를 들어서 설명했지만, 레이저 빔(2)이 입사되는 측과 반대측의 광학 렌즈의 면(광학 렌즈의 이면)에 마련해도 된다. In each of the embodiments, the temperature detector is provided on the surface of the optical lens on the side where the laser beam 2 is incident. However, the surface of the optical lens on the side opposite to the side where the laser beam 2 is incident The back surface of the optical lens).

본 실시예에서는, 렌즈 유닛(50)의 제 2 광학 렌즈(11b)에는 4개의 온도 검출기(14a, 14b, 14c, 14d)가 마련되어 있지만, 제 2 광학 렌즈(11b)에서의 현의 양단부, 즉 대칭 위치에 각 1개의, 합계 2개의 온도 검출기를 설치해도 된다. Although four temperature detectors 14a, 14b, 14c and 14d are provided in the second optical lens 11b of the lens unit 50 in the present embodiment, A total of two temperature detectors may be provided at each symmetrical position.

또한, 제 2 광학 렌즈(11b)의, D1 방향과 평행한 방향의 온도 분포와 D2 방향과 평행한 방향의 온도 분포를 측정할 수 있다면, 온도 검출기를 4개 이상 설치해도 된다. Four or more temperature detectors may be provided as long as the temperature distribution in the direction parallel to the direction D1 and the temperature distribution in the direction parallel to the direction D2 of the second optical lens 11b can be measured.

또한, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구로서, 제 1, 제 2 갈바노 미러(3a, 3b)를 이용하고 있지만, 레이저 빔(2)을 편향시키는 기구라면, 이것으로 한정되지 않는다. Although the first and second galvanometer mirrors 3a and 3b are used as a mechanism for deflecting the laser beam 2, the present invention is not limited thereto as long as it is a mechanism for deflecting the laser beam 2. [

본 발명에 있어서의, 레이저 빔(2)은, 단 펄스, 복수 펄스 또는 연속 발진 중 어느 것이어도 된다. In the present invention, the laser beam 2 may be either a short pulse, a plurality of pulses or a continuous oscillation.

본 발명의 레이저 가공 장치에서의 가공 내용은, 구멍 뚫기로 한정되지 않고, 절단, 변형, 용접, 열처리, 또는 마킹 등의 레이저에 의해 가공 가능한 것이라면 어떤 것이어도 된다. 또한, 피가공물에는, 연소, 용융, 승화 또는 변색 등의 레이저에 의해 발생시킬 수 있는 변화라면 어떤 변화를 발생시켜도 된다.The processing content in the laser machining apparatus of the present invention is not limited to hole drilling, and any processing may be used as long as it can be processed by laser such as cutting, deformation, welding, heat treatment, or marking. Further, any change may be caused in the work to be caused by the laser such as combustion, melting, sublimation or discoloration.

한편, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시예를 자유롭게 조합하거나, 각 실시예를 적절하게, 변형, 생략하는 것이 가능하다.
On the other hand, the present invention can be freely combined with each embodiment within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, 집광점 위치의 어긋남을 정밀도 좋게 보정할 수 있고, 고정밀도의 레이저 가공이 가능하기 때문에, 고정밀화된 전자 회로나 전자 부품의 가공에 이용할 수 있다.The laser machining apparatus according to the present invention can precisely correct the deviation of the position of the light-converging point, and can perform laser machining with high precision, and thus can be used for processing of high-precision electronic circuits and electronic parts.

Claims (9)

레이저 빔을 대상물에 집광 조사하는 렌즈 유닛에 있어서,
광학 렌즈와,
상기 광학 렌즈를 유지하는 경통과,
복수의 온도 검출기
를 구비하고,
상기 복수의 온도 검출기는, 상기 광학 렌즈의 레이저 빔조사 영역과 상기 광학 렌즈의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분에 마련되며, 상기 광학 렌즈의 평균 온도, 또는 상기 광학 렌즈의 평균 온도 및 면 내의 온도 분포를 구하기 위한 온도 신호를 측정하는
렌즈 유닛.
A lens unit for converging and irradiating a laser beam onto an object,
With an optical lens,
A lens barrel holding the optical lens,
A plurality of temperature detectors
And,
The plurality of temperature detectors are provided in the laser beam non-irradiation portion between the laser beam irradiation area of the optical lens and the outer periphery of the optical lens, and the average temperature of the optical lens, or the average temperature and surface of the optical lens. To measure the temperature signal to find the temperature distribution
Lens unit.
제 1 항에 있어서,
상기 광학 렌즈의 중심점을 지나는 현에 있어서의 양단부 각각에, 상기 온도 검출기가 적어도 1개 배치되는 렌즈 유닛.
The method of claim 1,
Wherein at least one of said temperature detectors is disposed on each of both end portions of a string passing through a center point of said optical lens.
제 1 항에 있어서,
상기 광학 렌즈의 중심점을 지나는 직교하는 2개의 현에 있어서의, 한쪽 현의 양단부 각각, 및 다른쪽 현의 양단부 각각에, 상기 온도 검출기가 적어도 1개 배치되는 렌즈 유닛.
The method of claim 1,
Wherein at least one of the temperature detectors is disposed at each of both ends of one of the strings and at both ends of the other string in two strings orthogonal to each other across the center point of the optical lens.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 검출기는 레이저 빔 입사부에 배치된 상기 광학 렌즈에 배치되어 있는 렌즈 유닛.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the temperature detector is disposed in the optical lens disposed in the laser beam incident portion.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 검출기는 상기 광학 렌즈의 외기와 접촉하는 면 이외의 면에 배치되어 있는 렌즈 유닛.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the temperature detector is disposed on a surface other than a surface in contact with the outside air of the optical lens.
레이저 발진기와,
상기 레이저 발진기로부터 출력된 레이저 빔을 편향시키는 갈바노 미러와,
상기 갈바노 미러를 구동하는 갈바노 스캐너와,
광학 렌즈와, 상기 광학 렌즈를 유지하는 경통과, 상기 광학 렌즈의 레이저 빔조사 영역과 상기 광학 렌즈의 바깥 둘레 사이에 있는 레이저 빔 비조사 부분에 마련되고, 상기 광학 렌즈의 평균 온도, 또는 상기 광학 렌즈의 평균 온도 및 면 내의 온도 분포를 구하기 위한 온도 신호를 측정하는 복수의 온도 검출기를 갖고, 상기 갈바노 미러로 편향되어 입사된 상기 레이저 빔을 대상물을 향해서 집광 조사하는 렌즈 유닛과,
상기 대상물을 탑재하며 수평면 내에서 이동하는 XY 테이블과,
상기 갈바노 스캐너를 구동시키는 갈바노 드라이버와,
상기 레이저 발진기, 상기 갈바노 드라이버, 및 상기 XY 테이블을 제어하는 제어 장치와,
상기 온도 검출기를 상기 제어 장치에 접속하는 신호선
을 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 복수의 온도 검출기로 측정된 온도 신호로부터, 상기 광학 렌즈의 상승 온도의 평균값, 또는 상기 광학 렌즈의 상승 온도의 평균값 및 면 내의 온도 분포를 구하며, 획득한 결과에 기초해서, 상기 레이저 빔의 집광점 위치를 보정하는
레이저 가공 장치.
A laser oscillator,
A galvanomirror for deflecting the laser beam output from the laser oscillator,
A galvanometer scanner for driving the galvanometer mirror,
An optical lens, a barrel holding the optical lens, and a laser beam non-irradiation portion provided between the laser beam irradiation area of the optical lens and the outer periphery of the optical lens, the average temperature of the optical lens or the optical A lens unit having a plurality of temperature detectors for measuring a temperature signal for obtaining an average temperature of the lens and an in-plane temperature distribution, and collecting and irradiating the laser beam deflected and incident on the galvano mirror toward an object;
An XY table that mounts the object and moves in a horizontal plane,
A galvano driver for driving the galvano scanner,
A controller for controlling the laser oscillator, the galvano driver, and the XY table;
A signal line for connecting the temperature detector to the control device
And,
Wherein the controller obtains an average value of the rising temperature of the optical lens or an average value of the rising temperature of the optical lens and a temperature distribution in the plane from the temperature signal measured by the plurality of temperature detectors, The position of the light-converging point of the laser beam is corrected
Laser processing apparatus.
제 6 항에 있어서,
상기 광학 렌즈의 중심점을 지나는 현에 있어서의 양단부 각각에, 상기 온도 검출기가, 적어도 1개 배치되어 있는 레이저 가공 장치.
The method according to claim 6,
Wherein at least one of the temperature detectors is disposed on each of both ends of a string passing through a center point of the optical lens.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 온도 검출기는 제 1 온도 검출기와, 제 2 온도 검출기와, 제 3 온도 검출기와, 제 4 온도 검출기의 4개이고,
상기 광학 렌즈의 중심점을 지나는 서로 직교하는 2개의 현에 있어서의, 한쪽 현의 양단부에, 상기 제 1 온도 검출기와 상기 제 2 온도 검출기가 배치되고, 다른쪽 현의 양단부에, 상기 제 3 온도 검출기와 상기 제 4 온도 검출기가 배치되며,
상기 제어 장치는, 상기 복수의 온도 검출기로 측정된 모든 온도 신호로부터 상기 광학 렌즈의 상승 온도의 평균값을 구하고, 상기 제 1 온도 검출기와 상기 제 2 온도 검출기의 상기 온도 신호로부터 상기 광학 렌즈에 있어서의 X 방향의 온도 분포를 구하며, 상기 제 3 온도 검출기와 상기 제 4 온도 검출기의 상기 온도 신호로부터 상기 광학 렌즈에 있어서의 Y 방향의 온도 분포를 구하고, 획득한 각 결과에 기초해서, 레이저 빔의 집광점 위치를 보정하는
레이저 가공 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the plurality of temperature detectors are four of a first temperature detector, a second temperature detector, a third temperature detector, and a fourth temperature detector,
Wherein the first temperature detector and the second temperature detector are disposed at both ends of one string at two mutually orthogonal strings passing through the center point of the optical lens and at both ends of the other string, And the fourth temperature detector,
Wherein the controller obtains an average value of the rising temperatures of the optical lenses from all the temperature signals measured by the plurality of temperature detectors and calculates the average value of the rising temperatures of the optical lenses from the temperature signals of the first temperature detector and the second temperature detector Obtaining a temperature distribution in the X direction, obtaining a temperature distribution in the Y direction in the optical lens from the temperature signals of the third temperature detector and the fourth temperature detector, and based on the obtained results, Correct the point position
Laser processing apparatus.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치에 의해, 상기 갈바노 드라이버를 통해서 상기 갈바노 스캐너가 제어되어 상기 레이저 빔의 집광점 위치가 보정되는 레이저 가공 장치.
9. The method according to any one of claims 6 to 8,
Wherein the galvanometer scanner is controlled by the control device through the galvanometer driver to correct the position of the light-converging point of the laser beam.
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