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      激光光線的光點形狀檢測方法_2

      文檔序號:9607433閱讀:來源:國知局
      紋桿371的脈沖電動機372等的驅(qū)動源。外螺紋桿371的一端以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐于在上述靜止基臺2上固定的軸承塊373,而其另一端與上述脈沖電動機372的輸出軸傳動連結(jié)。另外,外螺紋桿371螺合于貫通內(nèi)螺紋孔中,該貫通內(nèi)螺紋孔形成于在第1滑塊32的中央部下表面突出設(shè)置的未圖示的內(nèi)螺紋塊。因此,通過脈沖電動機372對外螺紋桿371進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動,從而第1滑塊32沿著導軌31、31在X軸方向上移動。
      [0029]上述第2滑塊33的下表面設(shè)有與設(shè)置于上述第1滑塊32的上表面的一對導軌322、322嵌合的一對被導向槽331、331,并且該第2滑塊33構(gòu)成為通過將該被導向槽331、331嵌合于一對導軌322、322,從而能夠在Y軸方向上移動。卡盤臺機構(gòu)3具備用于使第2滑塊33沿著設(shè)置于第1滑塊32的一對導軌322、322而在Y軸方向上移動的第1Y軸方向移動單元38。第1Y軸方向移動單元38包括平行配設(shè)于上述一對導軌322與322之間的外螺紋桿381、以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿381的脈沖電動機382等的驅(qū)動源。外螺紋桿381的一端以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐于在上述第1滑塊32的上表面固定的軸承塊383,而其另一端與上述脈沖電動機382的輸出軸傳動連結(jié)。另外,外螺紋桿381螺合于貫通內(nèi)螺紋孔中,該貫通內(nèi)螺紋孔形成于在第2滑塊33的中央部下表面突出設(shè)置的未圖示的內(nèi)螺紋塊。因此,通過脈沖電動機382對外螺紋桿381正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動,從而第2滑塊33沿著導軌322、322在Y軸方向上移動。
      [0030]上述激光光線照射組件支撐機構(gòu)4具備沿著Y軸方向平行配設(shè)于靜止基臺2上的一對導軌41、41、以及以能夠在Y軸方向上移動的方式配設(shè)于該導軌41、41上的可動支撐基臺42。該可動支撐基臺42構(gòu)成為包括以能夠移動的方式配設(shè)于導軌41、41上的移動支撐部421、以及安裝于該移動支撐部421的安裝部422。在安裝部422的一個側(cè)表面平行設(shè)有在Z軸方向上延伸的一對導軌423、423。激光光線照射組件支撐機構(gòu)4具備用于使可動支撐基臺42沿著一對導軌41、41在Y軸方向上移動的第2Y軸方向移動單元43。第2Y軸方向移動單元43包括平行配設(shè)于上述一對導軌41、41之間的外螺紋桿431、以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿431的脈沖電動機432等的驅(qū)動源。外螺紋桿431的一端以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐于在上述靜止基臺2固定的未圖示的軸承塊,而且另一端與上述脈沖電動機432的輸出軸傳動連結(jié)。另外,外螺紋桿431螺合于內(nèi)螺紋孔中,該內(nèi)螺紋孔形成于在構(gòu)成可動支撐基臺42的移動支撐部421的中央部下表面突出設(shè)置的未圖示的內(nèi)螺紋塊。因此,通過脈沖電動機432對外螺紋桿431正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動,從而可動支撐基臺42沿著導軌41、41在Y軸方向上移動。
      [0031 ] 激光光線照射組件5具備組件支座51和安裝于該組件支座51的激光光線照射單元52。組件支座51設(shè)有以能夠滑動的方式與設(shè)置于上述安裝部422的一對導軌423、423嵌合的一對被導向槽511、511,通過將該被導向槽511、511嵌合于上述導軌423、423,從而組件支座51被支撐為能夠在Z軸方向上移動。
      [0032]激光光線照射單元52包括固定于上述組件支座51且實質(zhì)上水平延伸的圓筒形狀的殼體521。如圖2所示,殼體521內(nèi)配設(shè)有激光光線振蕩單元522、以及傳輸由該激光光線振蕩單元522振蕩出的激光光線的光學系統(tǒng)523。激光光線振蕩單元522構(gòu)成為包括由YAG激光振蕩器構(gòu)成的脈沖激光光線振蕩器522a、以及附設(shè)于該脈沖激光光線振蕩器522a的重復頻率設(shè)定單元522b,該激光光線振蕩單元522對由重復頻率設(shè)定單元522b設(shè)定的重復頻率的脈沖激光光線LB進行振蕩。此外,激光光線照射單元52具備聚光器524,該聚光器524會聚被上述激光光線振蕩單元522振蕩且被光學系統(tǒng)523傳輸?shù)拿}沖激光光線LB,并對保持于卡盤臺36的被加工物照射。該聚光器524構(gòu)成為包括:方向轉(zhuǎn)換鏡524a,其將被激光光線振蕩單元522振蕩且被光學系統(tǒng)523傳輸?shù)拿}沖激光光線的方向轉(zhuǎn)換為朝向卡盤臺36的保持面;以及聚光透鏡524b,其用于會聚被該方向轉(zhuǎn)換鏡524a轉(zhuǎn)換了方向的脈沖激光光線并對保持于卡盤臺36的被加工物W照射,且由組合了多個凸透鏡和凹透鏡的組合透鏡構(gòu)成。如上構(gòu)成的聚光器524如圖1所示安裝于殼體52的前端。
      [0033]參照圖2繼續(xù)說明,激光光線照射單元52具有作為分支單元的分光束鏡525,該分光束鏡525以能夠進退的方式配設(shè)于傳輸由上述激光光線振蕩單元522振蕩出的激光光線的光學系統(tǒng)523與聚光器524之間。該分光束鏡525構(gòu)成為能夠在圖2中實線所示的退避位置與雙點劃線所示的作用位置處進退,并且被致動器526適當定位于實線所示的退避位置和雙點劃線所示的作用位置。如上構(gòu)成的分光束鏡525被定位于圖2中雙點劃線所示的作用位置處時,使由激光光線振蕩單元522振蕩出且由光學系統(tǒng)523傳輸?shù)拿}沖激光光線通過,并且將由聚光器524會聚且在保持于卡盤臺36的后述的凹面鏡的反射面上反射的反射光引導至反射光檢測路徑527。反射光檢測路徑527配設(shè)有用于使被分光束鏡525引導至反射光檢測路徑527的反射光的輸出衰減的衰減單元528、以及捕獲通過該衰減單元528衰減后的反射光且由輪廓相機構(gòu)成的攝像單元529。
      [0034]返回圖1繼續(xù)說明,在構(gòu)成激光光線照射單元52的殼體521的前端部配設(shè)有校準單元6,該校準單元6通過由上述聚光器524照射的激光光線檢測待激光加工的加工區(qū)域。該校準單元6具有照明被加工物的照明單元、捕捉被該照明單元照明的區(qū)域的光學系統(tǒng)、以及對被該光學系統(tǒng)捕捉的像進行攝像的攝像元件(CCD)等,該校準單元6將攝像得到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給后述的控制單元。
      [0035]參照圖1繼續(xù)說明,激光光線照射組件5具有用于使組件支座51沿著一對導軌423,423在Z軸方向上移動的Z軸方向移動單元53。Z軸方向移動單元53包括與上述X軸方向移動單元37、第1Y軸方向移動單元38和第2Y軸方向移動單元43同樣地配設(shè)于一對導軌423、423之間的外螺紋桿(未圖示)、以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿的脈沖電動機532等的驅(qū)動源,通過脈沖電動機532對未圖示的外螺紋桿正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動,從而使組件支座51和激光光線照射單元52沿著一對導軌423、423在Z軸方向上移動。
      [0036]激光光線照射組件5具備用于檢測激光光線照射單元52的Z軸方向位置的Z軸方向位置檢測單元54。Z軸方向位置檢測單元54構(gòu)成為包括平行配設(shè)于上述導軌423、423的線位移傳感器54a、以及安裝于上述組件支座51且與組件支座51 —起沿著線位移傳感器54a移動的讀取頭54b。該Z軸方向位置檢測單元54的讀取頭54b在圖示的實施方式中將每0.1 μπι為1個脈沖的脈沖信號發(fā)送給后述的控制單元。
      [0037]圖示的實施方式中的激光加工裝置1具備圖3所示的控制單元7??刂茊卧?由計算機構(gòu)成,其具有按照控制程序進行運算處理的中央處理裝置(CPU) 71、儲存控制程序等的只讀存儲器(ROM) 72、儲存運算結(jié)果等的可讀寫隨機存取存儲器(RAM) 73、以及輸入接口74和輸出接口 75??刂茊卧?的輸入接口 74被輸入來自上述Z軸方向位置檢測單元54、攝像單元529、校準單元6等的檢測信號。而且,從控制單元7的輸出接口 75對上述脈沖電動機372、脈沖電動機382、脈沖電動機432、脈沖電動機532、激光光線振蕩單元522、致動器526、顯示單元70等輸出控制信號。
      [0038]激光加工裝置1如上構(gòu)成,以下說明其作用。為了檢測由上述激光加工裝置1中的激光光線照射單元52的聚光器524照射的激光光線的光點形狀,需要準備圖4的(a)和(b)所示的凹面鏡8。該凹面鏡8具有:支撐部81,其具有與上述卡盤臺36的保持面相同的大小;以及反射面82,其設(shè)置于該支撐部81的中央部且由球面構(gòu)成。另外,由球面構(gòu)成的反射面82上存在球面的中心82a。
      [0039]為了檢測由上述激光光線照射單元52的聚光器524照射的激光光線的光點形狀,如圖5所示在作為被加工物保持單元的卡盤臺36上放置上述圖4的(a)和(b)所示的凹面鏡8。然后,使未圖示的吸附單元進行工作,從而在卡盤臺36上吸附保持凹面鏡8 (凹面鏡保持工序)。
      [0040]此外,使用于實現(xiàn)作為上述分支單元的分光束鏡525進退的致動器526進行工作,實施將分光束鏡525定位于圖5所示的作用位置上的分支單元定位工序。其結(jié)果,分光束鏡525被定位于傳輸由激光光線振蕩單元522振蕩出的激光
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