本發(fā)明涉及用于被焊接物的加工的激光加工裝置、激光加工方法以及修正數(shù)據(jù)生成方法。

背景技術(shù)：

1、作為以往的激光加工裝置，提出一種如下的裝置，即，采用利用光干涉儀使樣品內(nèi)部的構(gòu)造可視化的oct(optical?coherence?tomography，光學(xué)相干層析成像)技術(shù)，計(jì)測(cè)在基于激光的金屬加工中產(chǎn)生的鍵孔的深度(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。圖38是示出專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的以往的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

2、在圖38中，對(duì)焊接頭108導(dǎo)入加工用激光107和測(cè)定光105。尤其是，測(cè)定光105被配置為經(jīng)由準(zhǔn)直儀模塊106和分色鏡110成為與加工用激光107共有光軸的同軸結(jié)構(gòu)。作為測(cè)定器，構(gòu)成了利用由分析單元100、光纖101、光束分離器103、光纖104、參照臂102、測(cè)定臂109構(gòu)成的光干涉儀的oct光學(xué)系統(tǒng)，作為oct的測(cè)定光，通過(guò)光纖104而照射了測(cè)定光105。

3、加工用激光107和測(cè)定光105被聚光透鏡111聚光，照射到加工物112，加工物112通過(guò)加工用激光107被加工。若被聚光后的加工用激光107照射到加工物112的加工部113，則構(gòu)成加工物112的金屬熔融，在由于熔融金屬蒸發(fā)時(shí)的壓力而形成的鍵孔的底面照射測(cè)定光105，能夠由根據(jù)在鍵孔被反射的測(cè)定光105和參照臂102側(cè)的光(參照光)的光路差而產(chǎn)生的干涉信號(hào)來(lái)求出鍵孔深度。鍵孔在形成之后立即被周?chē)娜廴诮饘偬盥瘢虼随I孔的深度與金屬加工部的熔融部深度(熔深)大致相同。由此，可計(jì)測(cè)加工部113的熔深。

4、在先技術(shù)文獻(xiàn)

5、專(zhuān)利文獻(xiàn)

6、專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特表2013-501964號(hào)公報(bào)

7、近年來(lái)，作為激光加工裝置，熟知的結(jié)構(gòu)是：將作為能夠細(xì)致地控制使激光反射的方向的可動(dòng)反射鏡的檢流計(jì)反射鏡(ga1vanomirror)、和使激光聚光到被加工物表面的加工點(diǎn)的fθ透鏡組合起來(lái)，對(duì)加工用激光進(jìn)行光學(xué)掃描。若將專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的鍵孔的深度測(cè)定方法應(yīng)用于通過(guò)fθ透鏡和檢流計(jì)反射鏡的組合而構(gòu)成的激光加工裝置，則由于根據(jù)加工用激光和測(cè)定光的波長(zhǎng)的差異而fθ透鏡所具有的色差特性，有時(shí)在被加工物表面加工用激光和測(cè)定光會(huì)產(chǎn)生偏離。因而，難以進(jìn)行準(zhǔn)確的鍵孔的深度測(cè)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、本發(fā)明鑒于這樣的情況，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的鍵孔的深度測(cè)定的激光加工裝置、控制方法以及修正數(shù)據(jù)生成方法。

3、用于解決課題的手段

4、為了解決上述課題，利用一種激光加工裝置，其具有：激光振蕩器，對(duì)被加工物的表面的應(yīng)被加工的加工點(diǎn)振蕩加工用激光；光干涉儀，對(duì)上述加工點(diǎn)射出測(cè)定光，生成基于由在上述加工點(diǎn)被反射的上述測(cè)定光和參照光的光路差而產(chǎn)生的干涉的光干涉強(qiáng)度信號(hào)；第1反射鏡，使上述加工用激光以及上述測(cè)定光的前進(jìn)方向變化；第2反射鏡，使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射角變化；透鏡，使上述加工用激光以及上述測(cè)定光聚光到上述加工點(diǎn)；存儲(chǔ)器，對(duì)修正完畢加工用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；控制部，基于上述修正完畢加工用數(shù)據(jù)來(lái)控制上述激光振蕩器、上述第1反射鏡以及上述第2反射鏡；和計(jì)測(cè)處理部，基于上述光干涉強(qiáng)度信號(hào)來(lái)導(dǎo)出由上述加工用激光在上述加工點(diǎn)產(chǎn)生的鍵孔的深度。

5、此外，利用一種激光加工方法，是激光加工裝置所進(jìn)行的激光加工方法，該激光加工裝置具有：使加工用激光以及測(cè)定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射角變化的第2反射鏡、使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射位置變化的光束偏移機(jī)構(gòu)、和使上述加工用激光以及上述測(cè)定光聚光到被加工物的表面的加工點(diǎn)的透鏡，基于修正完畢加工用數(shù)據(jù)來(lái)控制上述第1反射鏡、上述第2反射鏡以及光束偏移機(jī)構(gòu)，對(duì)上述被加工物照射上述加工用激光以及上述測(cè)定光，基于由在上述加工點(diǎn)被反射的上述測(cè)定光和參照光的光路差而產(chǎn)生的干涉，計(jì)測(cè)通過(guò)照射上述加工用激光而在上述加工點(diǎn)產(chǎn)生的鍵孔的深度，上述修正完畢加工用數(shù)據(jù)是對(duì)作為上述被加工物的加工用而預(yù)先生成的加工用數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后的數(shù)據(jù)，使得消除由上述透鏡的色差產(chǎn)生的上述加工用激光以及上述測(cè)定光的至少一者的到達(dá)位置在上述被加工物的表面上的偏離、以及上述鍵孔的角度和上述測(cè)定光的角度的偏離。

6、利用一種第1修正數(shù)據(jù)生成方法，在具有使加工用激光以及測(cè)定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射角變化的第2反射鏡、和使上述加工用激光以及上述測(cè)定光聚光到被加工物的表面的透鏡的激光加工裝置中，生成修正完畢加工用數(shù)據(jù)，該修正完畢加工用數(shù)據(jù)是對(duì)為了加工上述被加工物而預(yù)先生成的加工用數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后的數(shù)據(jù)，使得消除由上述透鏡的色差產(chǎn)生的上述加工用激光以及上述測(cè)定光的至少一者向上述被加工物的到達(dá)位置的偏離，在該修正數(shù)據(jù)生成方法中，為了對(duì)上述被加工物進(jìn)行希望的激光加工而生成加工用數(shù)據(jù)，該加工用數(shù)據(jù)包含按上述被加工物的表面的應(yīng)被進(jìn)行加工的每個(gè)加工點(diǎn)設(shè)定的、對(duì)該加工點(diǎn)照射的上述加工用激光的輸出強(qiáng)度、以及為了使得上述加工用激光到達(dá)該加工點(diǎn)而使上述第1反射鏡動(dòng)作的第1動(dòng)作量，在上述被加工物的表面的每個(gè)給定位置，計(jì)算為了使得上述測(cè)定光到達(dá)該位置而使上述第2反射鏡動(dòng)作的第2動(dòng)作量，基于上述第2動(dòng)作量，按每個(gè)上述加工點(diǎn)，計(jì)算為了使得上述測(cè)定光到達(dá)上述加工點(diǎn)而使上述第2反射鏡動(dòng)作的第3動(dòng)作量并添加到上述加工用數(shù)據(jù)中，從而生成修正完畢加工用數(shù)據(jù)。

7、利用上述第1修正數(shù)據(jù)生成方法，基于上述第2動(dòng)作量，按每個(gè)上述加工點(diǎn)計(jì)算上述第3動(dòng)作量并添加到上述加工用數(shù)據(jù)中，從而生成修正完畢加工用數(shù)據(jù)時(shí)，上述加工點(diǎn)和上述位置不一致的情況下，按距上述加工點(diǎn)從近到遠(yuǎn)的順序利用給定數(shù)量的上述位置處的上述第2動(dòng)作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計(jì)算上述第3動(dòng)作量。

8、利用上述第1修正數(shù)據(jù)生成方法，上述位置被設(shè)定在與上述第1反射鏡的可動(dòng)范圍對(duì)應(yīng)的上述被加工物表面的范圍，并且，被設(shè)定為上述插補(bǔ)處理能夠在上述范圍內(nèi)進(jìn)行。

9、此外，利用一種第2修正數(shù)據(jù)生成方法，是激光加工裝置所進(jìn)行的修正數(shù)據(jù)生成方法，該激光加工裝置具有：使加工用激光以及測(cè)定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射角變化的第2反射鏡、使上述測(cè)定光向上述第1反射鏡入射的入射位置變化的光束偏移機(jī)構(gòu)、和使上述加工用激光以及上述測(cè)定光聚光到被加工物的表面的透鏡，生成加工用數(shù)據(jù)，該加工用數(shù)據(jù)按上述被加工物的表面的每個(gè)加工點(diǎn)設(shè)定了上述加工用激光的輸出強(qiáng)度、和用于使上述加工用激光到達(dá)上述加工點(diǎn)的上述第1反射鏡的動(dòng)作量，按上述被加工物的表面的每個(gè)給定位置計(jì)算第1動(dòng)作量，該第1動(dòng)作量是用于使上述測(cè)定光到達(dá)上述給定位置的上述第2反射鏡的動(dòng)作量，基于上述第1動(dòng)作量，按每個(gè)上述加工點(diǎn)計(jì)算第2動(dòng)作量，該第2動(dòng)作量是用于使上述測(cè)定光到達(dá)上述加工點(diǎn)的上述第2反射鏡的動(dòng)作量，按上述被加工物的表面的每個(gè)給定位置以及加工速度計(jì)算第3動(dòng)作量，該第3動(dòng)作量是用于使上述測(cè)定光到達(dá)上述給定位置的上述光束偏移機(jī)構(gòu)的動(dòng)作量，基于上述第3動(dòng)作量，按每個(gè)上述加工點(diǎn)計(jì)算第4動(dòng)作量，該第4動(dòng)作量是用于使上述測(cè)定光到達(dá)上述加工點(diǎn)的上述光束偏移機(jī)構(gòu)的動(dòng)作量，通過(guò)將上述第2動(dòng)作量以及上述第4動(dòng)作量添加到上述加工用數(shù)據(jù)中來(lái)生成修正完畢加工用數(shù)據(jù)，該修正完畢加工用數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正而使得消除由上述透鏡的色差產(chǎn)生的上述加工用激光以及上述測(cè)定光的至少一者向上述被加工物的到達(dá)位置的偏離、以及上述鍵孔的角度和上述測(cè)定光的角度的偏離。

10、利用上述第2修正數(shù)據(jù)生成方法，在上述第2動(dòng)作量的計(jì)算時(shí)，上述加工點(diǎn)和上述給定位置不一致的情況下，按距上述加工點(diǎn)從近到遠(yuǎn)的順序利用給定數(shù)量的上述給定位置處的上述第1動(dòng)作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計(jì)算上述第2動(dòng)作量。

11、利用上述第2修正數(shù)據(jù)生成方法，在上述第4動(dòng)作量的計(jì)算時(shí)，上述加工點(diǎn)和上述給定位置不一致的情況下，按距上述加工點(diǎn)從近到遠(yuǎn)的順序利用給定數(shù)量的上述位置處的上述第3動(dòng)作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計(jì)算上述第4動(dòng)作量。

12、利用上述第2修正數(shù)據(jù)生成方法，上述給定位置被設(shè)定在與上述第1反射鏡的可動(dòng)范圍對(duì)應(yīng)的上述被加工物的表面的范圍，并且，被設(shè)定為能夠在上述范圍內(nèi)執(zhí)行上述插補(bǔ)處理。

13、發(fā)明效果

14、根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的鍵孔的深度計(jì)測(cè)。