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)，計測在基于激光的金屬加工中產(chǎn)生的鍵孔的深度(參照專利文獻(xiàn)1)。圖38是示出專利文獻(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，對焊接頭108導(dǎo)入加工用激光107和測定光105。尤其是，測定光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、測定臂109構(gòu)成的光干涉儀的oct光學(xué)系統(tǒng)，作為oct的測定光，通過光纖104而照射了測定光105。

3、加工用激光107和測定光105被聚光透鏡111聚光，照射到加工物112，加工物112通過加工用激光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)時的壓力而形成的鍵孔的底面照射測定光105，能夠由根據(jù)在鍵孔被反射的測定光105和參照臂102側(cè)的光(參照光)的光路差而產(chǎn)生的干涉信號來求出鍵孔深度。鍵孔在形成之后立即被周圍的熔融金屬填埋，因此鍵孔的深度與金屬加工部的熔融部深度(熔深)大致相同。由此，可計測加工部113的熔深。

4、在先技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特表2013-501964號公報

7、近年來，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反射鏡的檢流計反射鏡(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，對加工用激光進(jìn)行光學(xué)掃描。若將專利文獻(xiàn)1所公開的鍵孔的深度測定方法應(yīng)用于通過fθ透鏡和檢流計反射鏡的組合而構(gòu)成的激光加工裝置，則由于根據(jù)加工用激光和測定光的波長的差異而fθ透鏡所具有的色差特性，有時在被加工物表面加工用激光和測定光會產(chǎn)生偏離。因而，難以進(jìn)行準(zhǔn)確的鍵孔的深度測定。

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，對上述加工點(diǎn)射出測定光，生成基于由在上述加工點(diǎn)被反射的上述測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；第1反射鏡，使上述加工用激光以及上述測定光的前進(jìn)方向變化；第2反射鏡，使上述測定光向上述第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定光聚光到上述加工點(diǎn)；存儲器，對修正完畢加工用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；控制部，基于上述修正完畢加工用數(shù)據(jù)來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；和計測處理部，基于上述光干涉強(qiáng)度信號來導(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定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測定光向上述第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)，對上述被加工物照射上述加工用激光以及上述測定光，基于由在上述加工點(diǎn)被反射的上述測定光和參照光的光路差而產(chǎn)生的干涉，計測通過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定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測定光向上述第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)行加工的每個加工點(diǎn)設(shè)定的、對該加工點(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反射鏡動作的第1動作量，在上述被加工物的表面的每個給定位置，計算為了使得上述測定光到達(dá)該位置而使上述第2反射鏡動作的第2動作量，基于上述第2動作量，按每個上述加工點(diǎn)，計算為了使得上述測定光到達(dá)上述加工點(diǎn)而使上述第2反射鏡動作的第3動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動作量，按每個上述加工點(diǎn)計算上述第3動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，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動作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計算上述第3動作量。

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反射鏡的可動范圍對應(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定光的前進(jìn)方向變化的第1反射鏡、使上述測定光向上述第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反射鏡的動作量，按上述被加工物的表面的每個給定位置計算第1動作量，該第1動作量是用于使上述測定光到達(dá)上述給定位置的上述第2反射鏡的動作量，基于上述第1動作量，按每個上述加工點(diǎn)計算第2動作量，該第2動作量是用于使上述測定光到達(dá)上述加工點(diǎn)的上述第2反射鏡的動作量，按上述被加工物的表面的每個給定位置以及加工速度計算第3動作量，該第3動作量是用于使上述測定光到達(dá)上述給定位置的上述光束偏移機(jī)構(gòu)的動作量，基于上述第3動作量，按每個上述加工點(diǎn)計算第4動作量，該第4動作量是用于使上述測定光到達(dá)上述加工點(diǎn)的上述光束偏移機(jī)構(gòu)的動作量，通過將上述第2動作量以及上述第4動作量添加到上述加工用數(shù)據(jù)中來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動作量的計算時，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動作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計算上述第2動作量。

11、利用上述第2修正數(shù)據(jù)生成方法，在上述第4動作量的計算時，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動作量進(jìn)行插補(bǔ)處理，計算上述第4動作量。

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反射鏡的可動范圍對應(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)確的鍵孔的深度計測。