[发明专利]光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将光束照射于工件的加工面，对该加工面进行加工的光加工装置。

背景技术

在现有技术中，作为利用激光束对工件进行加工的激光加工装置有在工件上形成文字等的激光刻印机（laser marker）、将工件切断为规定形状的激光切割机、进行工件焊接的激光焊接机等。此外，已开发有进行锡焊的激光锡焊装置、利用激光束对太阳能电池等中的玻璃进行接合或密封的玻璃密封机等各种激光加工装置。

在上述激光加工装置中，为了使激光束相对于工件的加工面相对移动，大致采用如下两种方法。

例如，在专利文献1公开的激光加工装置中，利用两个电流镜（galvano mirror）使激光束在两个方向摆动，通过Fθ透镜向加工面引导激光束（以下称作“摆动法”。）。在该专利文献1中，通过检测由加工面反射的激光束，计算到达加工面的距离，并控制设置于电流镜上游一侧的焦点调节单元，从而可以使激光束高精度的聚焦于加工面。

在专利文献2公开的激光加工装置中，将工件装载在可做三维动作的三自由度工作台上，使该工作台相对于激光束移动，由此将激光束引导至加工面的任意位置（以下称作“移动法”）。在该专利文献2中，通过使工作台做三维动作，能够使激光束总是垂直照射于加工面，从而能够高精度地进行加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开特开2010-142846号公报

专利文献2：日本专利申请公开特开2000-334594号公报

发明内容

但是，在摆动法中，由于激光束以电流镜的反射面为中心呈扇形摆动，因此当摆动幅度变大时，无法使激光束垂直照射于加工面。当激光束未垂直照射于加工面时，加工面上的光束点形状会大幅变形，所以无法高精度地进行加工。而且，对于设置在电流镜和加工面之间的Fθ透镜，虽然能够汇聚激光束的焦点，并在一定程度上调整光束点形状，但可调整的范围受到Fθ透镜的大小和性能的限制，通常为100mm～300mm左右。因此从成本考虑，使用适合生产线宽度或工件大小的尺寸的Fθ透镜是不现实的。另一方面，如果使用长焦距的物镜，可使激光束以近似垂直的状态照射大范围的加工面，但此时导致激光加工装置大型化。例如，如果加工面的加工范围是300mm，则为了使激光束以±4°摆动，必须从照射范围约15倍的4500mm的距离摆动激光束。另外，在加工面上使光束点移动1mm所需要的角度约为0.0127°，实现上述控制非常困难。

在移动法中，由于重量的关系难以使工作台高速移动，因此与摆动法相比，无法使激光束相对于工件的加工面快速移动，因此无法高速地进行激光加工。另外，由于是对工作台进行移动控制，因此不仅需要复杂的装置，能量消耗也会增加。

本发明为解决上述问题，其目的在于提供一种光加工装置，其可快速且高精度地加工工件的加工面，并且不必使装置大型化就可对大范围的加工面进行加工。

本发明的光加工装置对工件的加工面照射光束，而对该加工面进行加工，其特征在于，包括：输出源，其输出所述光束；光束移动单元，其使由所述输出源输出的所述光束移动；和多个反射镜，其设置于所述光束移动单元和所述加工面之间的所述光束的光路中，对由所述光束移动单元移动的所述光束进行反射，并引导至所述加工面，所述多个反射镜被设定有与所述光束的入射方向相应的倾斜角度，以将由所述光束移动单元移动的所述光束大致垂直地引导至所述加工面的不同位置。

优选在所述光加工装置中，所述多个反射镜配置于从所述输出源经过所述多个反射镜到达所述加工面为止的各个光路长度大致相等的位置。

优选所述光加工装置具有加工图案设定单元，其设置于所述多个反射镜与所述加工面之间，用于设定照射到所述加工面的所述光束的加工图案。

优选所述光加工装置具有多个分配镜，其设置于所述光束移动单元和所述多个反射镜之间，用于反射由所述光束移动单元移动的所述光束，并分配给所述多个反射镜。

优选所述光加工装置具有聚光透镜，其设置于所述多个反射镜和所述加工面之间，用于使所述光束聚光于所述加工面。

优选所述光加工装置具有透镜移动单元，其使所述聚光透镜沿所述加工面移动；和位置控制单元，其控制所述透镜移动单元，而进行对所述加工面上的所述光束的汇聚点的位置控制。