Устройство для лучевой обработки

Устройство для лучевой обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ

Область техники, к которой относится изобретение

[0001]

Настоящее изобретение относится к устройству для лучевой обработки обрабатываемой поверхности заготовки путем облучения обрабатываемой поверхности лучом.

Предпосылки создания изобретения

[0002]

Известны устройства для лазерно-лучевой обработки для обработки заготовки лазерным лучом, такие как устройства для лазерной маркировки для формирования символов или т.п. на заготовке, установки для лазерной резки заготовки для придания ей предопределенной формы и установки для лазерной сварки заготовок. Также были разработаны различные устройства для лазерно-лучевой обработки, например, установки для лазерной пайки и установки для пайки стекла для связывания или уплотнения стекла с помощью лазерного луча в солнечных батареях или т.п.

[0003]

В данных устройствах для лазерно-лучевой обработки использованы два основных способа, описанных ниже, для перемещения лазерного луча относительно обрабатываемой поверхности заготовки.

[0004]

Например, в устройстве для лазерно-лучевой обработки, раскрытом в отсылочном патенте 1, лазерный луч отражают в двух направлениях с помощью двух зеркал гальванометра и проводят к обрабатываемой поверхности заготовки через Fθ-линзу (данный способ называют “отражательный способ”). В отсылочном патенте 1 лазерный луч можно точно сфокусировать на обрабатываемой поверхности, рассчитав расстояние до обрабатываемой поверхности путем обнаружения лазерного луча, отраженного на обрабатываемую поверхность, и путем управления средством регулировки фокуса, расположенного перед зеркалами гальванометра.

[0005]

Также, в устройстве для лазерно-лучевой обработки, раскрытом в отсылочном патенте 2, заготовка расположена на платформе с тремя степенями свободы, способной перемещаться в трех измерениях, и лазерный луч проводят к любому положению на обрабатываемой поверхности путем перемещения платформы относительно лазерного луча (данный способ называют “перемещающий способ”). В отсылочном патенте 2 обрабатываемую поверхность можно точно обрабатывать путем перемещения платформы в трех измерениях и постоянного облучения обрабатываемой поверхности лазерным лучом в вертикальном направлении.

Ссылка на известный уровень техники

Отсылочные патенты

[0006]

Отсылочный патент 1: Опубликованная заявка на патент Японии №2010-142846

Отсылочный патент 2: Опубликованная заявка на патент Японии №2000-334594

Описание изобретения

Цель изобретения

[0007]

Тем не менее, отражательный способ не может направить лазерный луч на обрабатываемую поверхность в вертикальном направлении при большом угле отражения, так как лазерный луч отражается в сектор, центрирующий отражающие поверхности зеркал гальванометра. Если лазерный луч не может облучать обрабатываемую поверхность заготовки в вертикальном направлении, то обрабатываемую поверхность нельзя точно обработать, поскольку форма пятна луча на обрабатываемой поверхности сильно деформирована. В данном случае Fθ-линза, расположенная между зеркалами гальванометра и обрабатываемой поверхностью заготовки, может фокусировать лазерный луч на обрабатываемой поверхности и в определенной степени регулировать форму пятна луча. Тем не менее, регулируемая область обычно ограничена диапазоном от 100 мм до 300 мм, в зависимости от размера и возможностей Fθ-линзы. Следовательно, в отношении затрат является непрактичным применение Fθ-линзы, размер которой подбирают соответственно ширине производственной линии или размеру заготовки. Напротив, при использовании длиннофокусной линзы объектива лазерный луч можно направлять на широкую область обрабатываемой поверхности заготовки почти вертикально. Однако габариты устройства для лазерно-лучевой обработки увеличиваются. Например, если площадь обрабатываемой поверхности равна 300 мм, лазерный луч нужно отражать с расстояния 4500 мм, что примерно в 15 раз больше площади облучения при отражении лазерного луча под углом±4°. Это очень тяжело контролировать, поскольку угол для перемещения пятна луча на 1 мм на обрабатываемой поверхности составляет приблизительно 0,0127°.

[0008]

Напротив, в перемещающем способе тяжело обеспечить быстрое перемещение платформы из-за ее веса. Следовательно, перемещающий способ не может обеспечить быструю обработку обрабатываемой поверхности заготовки, поскольку данный способ не может обеспечить быстрое перемещение лазерного луча на обрабатываемой поверхности заготовки по сравнению с отражательным способом. Кроме этого, данный способ не только нуждается в сложном механизме, но также обладает недостатками, заключающимися в увеличении энергопотребления, поскольку данный способ нуждается в управлении перемещением платформы.

[0009]

Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства для лучевой обработки, способного быстро и точно обрабатывать обрабатываемую поверхность заготовки и способного обрабатывать широкую область обрабатываемой поверхности без необходимости в более крупном устройстве.

Краткое изложение сущности изобретения

[0010]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки обрабатываемой поверхности заготовки путем облучения обрабатываемой поверхности лучом, содержащее: генерирующий источник для генерирования луча; средство перемещения луча для перемещения сгенерированного луча от генерирующего источника; и несколько отражателей, расположенных на оптическом пути луча между средством перемещения луча и обрабатываемой поверхностью для отражения луча, перемещенного средством перемещения луча, и проводящих луч к обрабатываемой поверхности, где несколько отражателей наклонены под предопределенным углом, соответствующим направлению падения луча, так что луч, перемещенный средством перемещения луча, проводят почти вертикально относительно другого положения обрабатываемой поверхности.

[0011]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения в устройстве для лучевой обработки несколько отражателей расположены в положениях, где длина каждого оптического пути от генерирующего источника к обрабатываемой поверхности, проходящего через несколько отражателей, является почти одинаковой.

[0012]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит средство формирования рисунка обработки, расположенное между несколькими отражателями и обрабатываемой поверхностью для формирования рисунка обработки лучом, излучаемым на обрабатываемую поверхность.

[0013]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит несколько распределяющих отражателей, расположенных между средством перемещения луча и несколькими отражателями для отражения луча, перемещенного средством перемещения луча, и для распределения луча на несколько отражателей.

[0014]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит конденсорную линзу, расположенную между несколькими отражателями и обрабатываемой поверхностью для сведения луча на обрабатываемую поверхность.

[0015]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит средство перемещения линзы для перемещения конденсорной линзы вдоль обрабатываемой поверхности; и средство управления положением для управления средством перемещения линзы и для управления положением фокальной точки луча на обрабатываемой поверхности.

[0016]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит средство облучения контрольным лучом для облучения обрабатываемой поверхности контрольным лучом с той же осью, что и у луча; средство обнаружения контрольного луча для обнаружения контрольного луча, отраженного обрабатываемой поверхностью; и средство управления лучом для управления положением излучения луча на обрабатываемой поверхности и/или генерированием луча на основании контрольного луча, обнаруженного средством обнаружения контрольного луча.

[0017]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство для лучевой обработки также содержит камеру для получения изображения обрабатываемой поверхности; и средство управления лучом для управления положением излучения луча на обрабатываемой поверхности на основании изображения, полученного камерой.

Сущность изобретения

[0018]

В устройстве для лучевой обработки согласно настоящему изобретению луч, выпущенный из генерирующего источника, перемещают средством перемещения луча и затем отражают несколькими отражателями для проведения луча к обрабатываемой поверхности заготовки в почти вертикальном направлении. Таким образом, устройство для лучевой обработки согласно настоящему изобретению может быстро и точно обрабатывать обрабатываемую поверхность заготовки. Устройство для лучевой обработки согласно настоящему изобретению может обрабатывать широкую область заготовки путем проведения луча без увеличения размера. Кроме этого, устройство для лучевой обработки согласно настоящему изобретению может излучать луч на обрабатываемую поверхность заготовки сверху вниз в почти вертикальном направлении для осуществления, например, точной обработки и измерения изображений с помощью фотошаблона.

Краткое описание графических материалов

[0019]

На фиг. 1 изображен схематический вид устройства для лазерно-лучевой обработки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 изображен пояснительный чертеж оптического пути лазерного луча в устройстве для лазерно-лучевой обработки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3A изображен схематический вид блока перемещения луча, являющегося частью устройства для лазерно-лучевой обработки, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3B изображен пояснительный чертеж зеркала для камеры, являющегося частью блока перемещения луча.

На фиг. 4 изображен пояснительный чертеж положения блока перемещения луча, являющегося частью устройства для лазерно-лучевой обработки, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5A, 5B и 5C изображены пояснительные чертежи параметров, в том числе положение плоского отражателя, в устройстве для лазерно-лучевой обработки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6A изображен схематический вид левой половины устройства для лазерно-лучевой обработки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6B изображен схематический вид сбоку по фиг. 6A.

На фиг. 6C изображен пояснительный чертеж отношения соответствия между положением распределительного зеркала, являющегося частью устройства для лазерно-лучевой обработки, и обрабатываемой областью заготовки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7A изображен схематический вид левой половины устройства для лазерно-лучевой обработки согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7B изображен схематический вид сбоку по фиг. 7A.

На фиг. 7C изображен пояснительный чертеж отношения соответствия между положением распределительного зеркала, являющегося частью устройства для лазерно-лучевой обработки, и обрабатываемой областью заготовки согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8A и 8B изображены пояснительные чертежи устройства для лазерно-лучевой обработки согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9A изображен схематический вид левой половины устройства для лазерно-лучевой обработки согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9B изображен схематический вид сбоку по фиг. 9A.

На фиг. 10A изображен вид сбоку линзы объектива, расположенной перед заготовкой и встроенной в устройство для лазерно-лучевой обработки, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10B изображен вид сверху по фиг. 10A.

На фиг. 10C изображен вид сбоку линз объектива согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10D изображен вид сверху по фиг. 10C.

На фиг. 10E изображен вид сбоку линзы объектива согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10F изображен вид сверху по фиг. 10E.

На фиг. 11 изображен схематический вид механизма корректировки положения фокуса, встроенного в устройство для лазерно-лучевой обработки, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 12A и 12B изображены пояснительные чертежи другой конфигурации линзы объектива, встроенной в устройство для лазерно-лучевой обработки, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 13A изображен вид в перспективе фотошаблона, встроенного в устройство для лазерно-лучевой обработки, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 13B изображен вид сверху фотошаблона.

На фиг. 14A и 14B изображены пояснительные чертежи изображения пайки на заготовке.

На фиг. 14C изображена блок-схема процесса управления лучом на основании изображения пайки.

На фиг. 15A изображен пояснительный чертеж заготовки в качестве обрабатываемой цели.

На фиг. 15B изображен пояснительный чертеж изображения заготовки по фиг. 15A.

На фиг. 15C изображен пояснительный чертеж еще одной заготовки в качестве обрабатываемой цели.

На фиг. 15D изображен пояснительный чертеж изображения заготовки по фиг. 15C.

На фиг. 16 изображен пояснительный чертеж отношения соответствия между выходным импульсом лазерного луча и температурой заготовки.

На фиг. 17A, 17B, 17C, 17D, и 17E изображены блок-схемы полного управления устройством для лазерно-лучевой обработки согласно настоящему изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

[0020]

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на фигуры.

<Первый вариант осуществления>

<Конфигурация первого варианта осуществления>

[0021]

На фиг. 1 изображен схематический вид устройства 10 для лазерно-лучевой обработки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, к которому применимо устройство для лучевой обработки согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 изображен пояснительный чертеж оптического пути лазерного луча LB в устройстве 10 для лазерно-лучевой обработки. На фиг. 3A изображен схематический вид блока 12 перемещения луча (средства перемещения луча), являющегося частью устройства 10 для лазерно-лучевой обработки. На фиг. 3B изображен пояснительный чертеж зеркала 26 для камеры, являющегося частью блока 12 перемещения луча.

[0022]

Устройство 10 для лазерно-лучевой обработки представляет собой станок для обработки заготовки W до желаемого состояния путем облучения обрабатываемой поверхности заготовки W лазерным лучом LB и перемещения лазерного луча LB на обрабатываемой поверхности. Например, устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может быть применено к различным устройствам для лазерно-лучевой обработки, таким как устройства для лазерной маркировки, установки для лазерной резки, установки для лазерной сварки, установки для лазерной пайки и установки для пайки стеклом. Данные установки могут образовывать желаемый рисунок обработки на заготовке W путем управления лазерным лучом LB, направленным на заготовку W.

[0023]

Устройство 10 для лазерно-лучевой обработки содержит блок 12 перемещения луча для создания лазерного луча LB, перемещающегося на заготовке W, и несколько плоских отражателей 14, отражающих лазерный луч LB, созданный блоком 12 перемещения луча, на обрабатываемую поверхность заготовки W. Каждый плоский отражатель 14 закреплен на внутренней поверхности дугообразного опорного каркаса 16. Заготовка W содержит длинную обрабатываемую поверхность в направлении, указанном стрелкой X на фиг. 1. Плоские отражатели 14 расположены с заданными интервалами в направлении, указанном стрелкой X, напротив заготовки W. Каждый плоский отражатель 14 расположен на оптическом пути лазерного луча LB между блоком 12 перемещения луча и обрабатываемой поверхностью заготовки W. Каждый плоский отражатель 14 наклонен на заданный угол относительно направления падения лазерного луча LB и прикреплен к опорному каркасу 16, так что каждый плоский отражатель 14 отражает лазерный луч LB, выходящий из блока 12 перемещения луча, и лазерный луч LB излучают сверху вниз и распределяют на различные положения обрабатываемой поверхности заготовки W в почти вертикальном направлении. В данном случае, термин “распределять” означает, что обрабатываемая поверхность заготовки W распределена между плоскими отражателями 14. Форма внутренней поверхности опорного каркаса 16, к которому прикреплены плоские отражатели 14, выполнена таким образом, что лазерные лучи LB, проходящие от блока 12 перемещения луча к обрабатываемой поверхности заготовки W через плоские отражатели 14 имеют по существу одинаковую длину оптического пути. Следовательно, каждый плоский отражатель 14 расположен в по существу одинаковой длине оптического пути, проходящего от блока 12 перемещения луча к обрабатываемой поверхности заготовки W через каждый плоский отражатель 14.

[0024]

В данном случае, фраза “одинаковая длина оптического пути” означает, что данные значения длины оптического пути являются одинаковыми, когда диаметр пятна каждого лазерного луча LB на обрабатываемой поверхности заготовки W находится в пределах допустимого диапазона необходимых диаметров пятна луча. Когда коэффициент погрешности площади пятна луча, находящейся в пределах допустимого диапазона диаметров пятна луча, является постоянным, допустимая погрешность длины оптического пути с малым диаметром пятна луча становится малой пропорционально диаметру пятна луча, в то время как длина оптического пути находится в пределах допустимого диапазона необходимых диаметров пятна луча по отношению к линзе объектива, когда линза объектива расположена на заготовке W. Плоские отражатели 14 не обязательно должны быть расположены дугой, но могут быть расположены любым образом, когда погрешность длины оптического пути по отношению к линзе объектива находится в пределах допустимого диапазона необходимых диаметров пятна луча и лазерный луч параллелен лучу без схождения или расхождения.

[0025]

Как изображено на фиг. 3A, блок 12 перемещения луча содержит лазерный источник 18 (генерирующий источник) который генерирует лазерный луч LB, светоизлучающий диод (СИД) 20 (средство облучения контрольным лучом), который генерирует контрольный луч CB, длина волны которого отличается от длины волны лазерного луча LB, и камеру 22 (средство обнаружения контрольного луча), которая принимает контрольный луч CB, отраженный обрабатываемой поверхностью заготовки W. Блок 12 перемещения луча также содержит полузеркало 24, отражающее лазерный луч LB и передающее контрольный луч CB, зеркало 26 (фиг. 3B), содержащее отверстие 26a, через которое проходит контрольный луч CB, выходящий из СИД 20, и отражающее контрольный луч CB, переданный через полузеркало 24, для того, чтобы провести луч к камере 22, зеркало 28Y гальванометра, перемещающее лазерный луч LB на заготовке W в направлении, указанном стрелкой Y, зеркало 28X гальванометра, перемещающее лазерный луч LB на заготовке W в направлении, указанном стрелкой X, и моторы 30X, 30Y гальванометра (фиг. 1), поворачивающие зеркала 28X, 28Y гальванометра, соответственно. Камера 22 соединена с контроллером 42 (средством управления лучом), управляющим положением точки 40 облучения лазерным лучом LB на заготовке W и/или управляет генерированием лазерного луча LB, на основании профиля полученного контрольного луча CB или количества полученного света от полученного контрольного луча CB.

[0026]

Оптические оси лазерного источника 18 и СИД 20 расположены соосно между полузеркалом 24 и заготовкой W. Как изображено на фиг. 3B, отверстие 26a в зеркале 26 выполнено путем отслаивания в форме эллипса последнего зеркального слоя зеркала 26, отражающая поверхность которого наклонена под углом около 45° от оптической оси контрольного луча CB, так что контрольный луч CB, выходящий из СИД 20, создает круглую точку 40 облучения на заготовке W. Площадь отверстия 26a предпочтительно составляет, например, 1/25 или менее от приемной площади контрольного луча CB, принятого камерой 22, так что контрольный луч CB, отраженный заготовкой W, может быть проведен в достаточном объеме к камере 22. В данном случае, СИД 20 и отверстие 26a зеркала 26 могут быть соединены оптическим волокном. Длина оптического пути между камерой 22 и заготовкой W образована на основании обнаруженной или измеренной области, включающей точку 40 облучения лазерным лучом LB, зафиксированной камерой 22.

[0027]

Как изображено на фиг. 2, лазерный источник 18 содержит лазерный генератор 32, расширитель 34 луча, диафрагму 36 луча и линзу 38 для фокусировки луча. В данном случае, порядок размещения диафрагмы 36 луча, линзы 38 для фокусировки луча и полузеркала 24, расположенного после линзы 38 для фокусировки луча, является произвольным. Линза 38 для фокусировки луча создает точку 40 облучения, фокусируя лазерный луч LB, выходящий из лазерного генератора 32, на обрабатываемой поверхности заготовки W. Лазерный генератор 32 соединен с контроллером 42 для управления лазерным лучом LB с тем, чтобы создать желаемый рисунок обработки на обрабатываемой поверхности заготовки W (фиг. 3A).

[0028]

На фиг. 4 изображено положение, где блок 12 перемещения луча размещен таким образом, чтобы не прерывать оптический путь лазерного луча LB. Другими словами, блок 12 перемещения луча не расположен между заготовкой W и плоскими отражателями 14, но смещен на предопределенное расстояние к левой стороне по фиг. 4 в направлении, указанном стрелкой Y на фиг. 1. Следовательно, лазерный луч LB отражают плоскими отражателями 14 и затем проводят к обрабатываемой поверхности заготовки W, не прерывая его блоком 12 перемещения луча. В данном случае плоские отражатели 14 наклонены под предопределенным углом в направлении, указанном стрелкой Y на фиг. 1, с тем, чтобы проводить лазерный луч LB к обрабатываемой поверхности заготовки W в почти вертикальном направлении. Длину оптического пути лазерного луча LB, проходящего от блока 12 перемещения луча к заготовке W через плоские отражатели 14, и угол наклона плоских отражателей 14 можно рассчитать с помощью компьютерного моделирования или геометрического расчета.

[0029]

Далее будут описаны параметры, содержащие положение плоских отражателей 14, на основании фиг. 5A, 5B и 5C. В данном случае на фиг. 5A изображена только левая сторона устройства 10 для лазерно-лучевой обработки по фиг. 1.

[0030]

Как изображено на фиг. 5B, значения ширины Mw плоских отражателей 14 в направлении группы представляют собой значения, полученные путем сложения значений эффективной ширины Lw плоских отражателей 14 с диаметрами φLB луча, которые представляют собой диаметры лазерного луча LB на плоских отражателях 14. Значения эффективной ширины Lw определяют с помощью уравнения (1), используя угол Ra отражения лазерного луча LB относительно центра CXP вращения зеркала 28X гальванометра, расстояние R от центра CXP вращения к центрам плоских отражателей 14, угол La (фиг. 5C) лазерного луча LB, падающего по направлению к центрам плоских отражателей 14, на основании обрабатываемой поверхности заготовки W, и диаметра φLB луча.

[0031]

Lw=2R·sin((π/2+La - Ra)/2)·sinRa+φLB (1)

[0032]

Каждое положение плоского отражателя 14 определяют с помощью уравнения (2), используя расстояния R1, R2, являющиеся расстояниями от центра CXP вращения зеркала 28X гальванометра к центрам двух произвольно выбранных плоских отражателей 14, и H1, H2, являющиеся расстояниями от центров двух произвольно выбранных плоских отражателей 14 к обрабатываемой поверхности заготовки W, при условии, что значения длины оптического пути являются одинаковыми.

[0033]

H1+R1 ≈ H2+R2 (2)

В данном случае ширина bp, с которой каждый лазерный луч LB, отраженный каждым плоским отражателем 14, перемещается на обрабатываемой поверхности заготовки W (фиг. 1) в направлении, указанном стрелкой X, является почти одинаковой.

[0034]

Кроме этого, углы Ma крепления плоских отражателей 14 на основании обрабатываемой поверхности заготовки W определяют с помощью уравнения (3) при условии, что лазерный луч LB излучают на обрабатываемую поверхность заготовки W сверху вниз в почти вертикальном направлении.

Ma=(π/2 - La) /2 (3)

<Описание эксплуатации первого варианта осуществления>

[0036]

Ниже буде описана эксплуатация устройства 10 для лазерно-лучевой обработки.

[0037]

Контроллер 42 выпускает контрольный луч CB, выходящий из СИД 20, путем приведения СИД 20 блока 12 перемещения луча. Контрольный луч CB из СИД 20 проходит через отверстие 26a в центре зеркала 26 и затем проходит полузеркало 24 и перемещается в направлениях, указанных стрелками X и Y, с помощью зеркал 28X, 28Y гальванометра, поворачиваемых с помощью моторов 30X, 30Y гальванометра. Перемещенный контрольный луч CB отражают каждым плоским отражателем 14, прикрепленным к опорному каркасу 16, и затем направляют на обрабатываемую поверхность заготовки W. Затем контрольный луч CB, отраженный обрабатываемой поверхностью, проходит по тому же оптическому пути, отражается зеркалом 26 блока 12 перемещения луча и затем поступает в камеру 22. Контроллер 42 обрабатывает изображение контрольного луча CB, полученное камерой 22, и получает информацию о точке 40 облучения, такую как информация о положении точки 40 облучения, информация о количестве света от полученного контрольного луча CB и информация о характере заготовки W.

[0038]

Контроллер 42 приводит в действие лазерный генератор 32 блока 12 перемещения луча и лазерный луч LB выходит из лазерного генератора 32 одновременно с выходом контрольного луча CB или после получения информации на основании контрольного луча CB. Лазерный луч LB, выходящий из лазерного генератора 32, отражают полузеркалом 24 и затем перемещают в направлениях, указанных стрелками X и Y, с помощью зеркал 28X, 28Y гальванометра, так же, как и контрольный луч CB. Перемещенный лазерный луч LB отражают каждым плоским отражателем 14, прикрепленным к опорному каркасу 16, и затем направляют на обрабатываемую поверхность заготовки W. Тем временем контроллер 42 управляет положением излучения или регулирует выпуск лазерного луча LB на основании информации о точке 40 облучения, полученной камерой 22. Таким образом, контроллер 42 может излучать лазерный луч LB точно на обрабатываемую поверхность заготовки W и создавать желаемый рисунок обработки.

[0039]

В данном случае устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может экспонировать или печатать изображение или символ в точке 40 облучения путем размещения жидкокристаллического фотошаблона или цифрового отражающего устройства (DLP) между диафрагмой 36 луча и полузеркалом 24 и создания желаемого рисунка обработки путем модуляции лазерного луча LB. Следовательно, устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может создавать символы, узоры, отметки, рисунки кодов и т.п. быстрым и широко используемым образом по сравнению с обрабатывающими установками известного уровня техники, таким как устройства для лазерной маркировки для обработки заготовки W. Устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может экспонировать микросхему с высокой разрешающей способностью путем необязательной регулировки диаметра пятна луча в точке 40 облучения. Кроме этого, устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может обрабатывать заготовку W, в то время как камера 22 будет получать соседние изображения точки 40 облучения, проверяя рисунок изображений и модифицируя или регулируя рисунок изображений в соответствии с положением точки 40 облучения. Следовательно, устройство 10 для лазерно-лучевой обработки может обрабатывать различные схемы или узоры изображения путем комбинирования более одной подобной точки 40 непрерывного облучения.

<Второй вариант осуществления>

[0040]

На фиг. 6A и 6B изображены схематические виды устройства 50 для лазерно-лучевой обработки согласно второму варианту осуществления. На фиг. 6C изображен пояснительный чертеж отношения соответствия между положениями пяти распределительных зеркал 52a - 52e, являющихся частью устройства 50 для лазерно-лучевой обработки, и обрабатываемыми областями A1 - A5 заготовки W. В данном случае на фиг. 6A и 6B изображены схематические виды левой половины устройства 50 для лазерно-лучевой обработки, такого же, что и на фиг. 5A.

[0041]

Устройство 50 для лазерно-лучевой обработки содержит пять распределительных зеркал 52a - 52e и пять соответствующих плоских отражателей 14. Распределительные зеркала 52a - 52e расположены между блоком 12 перемещения луча и несколькими плоскими отражателями 14. Углы наклона распределительных зеркал 52a - 52e одинаковы с углами наклона соответствующих плоских отражателей 14. Лазерный луч LB, выходящий из блока 12 перемещения луча, поступает к каждому распределительному зеркалу 52a - 52c через Fθ-линзу 54 и затем отражается к каждому соответствующему плоскому отражателю 14a - 14c. В данном случае не изображено, но лазерный луч LB, поступивший к каждому распределительному зеркалу 52d, 52e, таким же образом отражается к соответствующему плоскому отражателю 14, расположенному справа на фиг. 6A. Как изображено на фиг. 6C, лазерный луч LB, отраженный каждым плоским отражателем 14, проводят к соответствующим обрабатываемым областям A1 - A5 заготовки W.

[0042]

В данном случае отличие от устройства 10 для лазерно-лучевой обработки по фиг. 1 заключается в том, что длину оптического пути лазерного луча LB рассчитывают, исходя из положения Fθ-линзы 54. Благодаря использованию Fθ-линзы 54 длину оптического пути рассчитывают в свете увеличения длины оптического пути, поскольку диаметр точки 40 облучения на обрабатываемой поверхности заготовки W является одинаковым, даже при увеличении длины оптического пути соответственно углу отражения лазерного луча LB.

[0043]

Согласно устройству 50 для лазерно-лучевой обработки, созданному таким образом, устройство для обработки может быть образовано с минимальной длиной оптического пути. В данном случае, количество распределительных зеркал 52a - 52e может быть увеличено, но это увеличение неэффективно, если диаметр лазерного луча LB является большим, поскольку увеличиваются нерабочие области на распределительных зеркалах 52a - 52e.

<Третий вариант осуществления>

[0044]

На фиг. 7A и 7B изображены схематические виды устройства 60 для лазерно-лучевой обработки согласно третьему варианту осуществления. На фиг. 7C изображен пояснительный чертеж отношения соответствия между положением четырех распределительных зеркал 62a - 62d, являющихся частью устройства 60 для лазерно-лучевой обработки, и обрабатываемыми областями B1 - B4 заготовки W. В данном случае на фиг. 7A и 7B изображены схематические виды левой половины устройства 60 для лазерно-лучевой обработки, такого же, что и на фиг. 6A и 6B.

[0045]

Устройство 60 для лазерно-лучевой обработки не содержит Fθ-линзу 54, присутствующую в устройстве 50 для лазерно-лучевой обработки. Устройство 60 для лазерно-лучевой обработки содержит четыре распределительных зеркала 62a - 62d справа и слева от направления отражения с длинными отражающими поверхностями, расположенными на оптическом пути между блоком 12 перемещения луча и плоскими отражателями 14. В данном случае каждое распределительное зеркало 62a - 62d может проводить лазерный луч LB к двум плоским отражателям 14 одновременно. В данном случае CXP представляет собой центр вращения зеркала 28X гальванометра блока 12 перемещения луча и CYP представляет собой центр вращения зеркала 28Y гальванометра.

[0046]

Устройство 60 для лазерно-лучевой обработки, созданное таким образом, может обрабатывать заготовку W более эффективно, поскольку количество сегментов лазерного луча LB меньше, чем в устройстве 50 для лазерно-лучевой обработки.

<Модифицированный вариант осуществления>

[0047]

На фиг. 8A изображены, например, положения плоских отражателей 14, где значения длины оптического пути лазерных лучей LB, проходящих к заготовке W1, содержащей изогнутую поверхность, такую как стеклянные колбы, при этом бутылки и стальные трубы имеют одинаковую форму, и где лазерный луч LB может быть излучен на обрабатываемую поверхность заготовки W1 в почти вертикальном направлении.

[0048]

На фиг. 8B изображена конфигурация устройства 10 для лазерно-лучевой обработки по фиг. 1, в котором небольшой отражатель 70 вставлен в заданном положении между заготовкой W2 и плоскими отражателями 14, где длина оптического пути является такой же, как для плоских отражателей 14 (фиг. 4). В данном случае, например, припой 72 наносят на заготовку W2, такую как монтажная плата, и затем микросхему 74, такую как элемент схемы, устанавливают на припой 72. Когда лазерный луч LB излучают на заготовку W2 через небольшой отражатель 70, припой 72 позади микросхемы 74 может быть расплавлен.

<Четвертый вариант осуществления>

[0049]

На фиг. 9A и 9B изображены схематические виды устройства 90 для лазерно-лучевой обработки согласно четвертому варианту осуществления.

[0050]

Устройство 90 для лазерно-лучевой обработки спроектировано таким образом, что лазерный луч LB параллельного светового потока отражают каждым плоским отражателем 14, расположенным вдоль заготовки W, для того, чтобы провести лазерный луч LB к обрабатываемой поверхности заготовки W. В данном случае, поскольку лазерный луч LB, проведенный к плоским отражателям 14, представляет собой параллельный световой поток, диаметр точки 40 облучения, образованной на обрабатываемой поверхности заготовки W, может быть постоянным, независимо от длины оптического пути лазерного луча LB, поступившего в каждый плоский отражатель 14. Следовательно, плоские отражатели 14 могут быть расположены в любом положении. В данном случае следует понимать, что лазерный луч LB не может предоставить обрабатываемой поверхности достаточную энергию для обработки, если лазерный луч LB излучают на заготовку W в виде параллельного светового потока. В данном случае, линза 76 объектива может быть расположена впереди заготовки W для фокусировки лазерного луча LB на заготовке W.

<Конфигурация линзы объектива>

[0051]

В каждом из вышеописанных вариантов осуществления линза объектива при необходимости может быть вставлена между обрабатываемой поверхностью заготовки W и плоскими отражателями 14 перед заготовкой W (W1, W2). Подобные варианты осуществления будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 10A - 10F.

[0052]

На фиг. 10A изображен вид сбоку линзы 76 объектива, расположенной перед заготовкой W, и на фиг. 10B изображен вид сверху по фиг. 10A. полусферическая линза 76 объектива закреплена на защитном стекле 78, расположенном вдоль заготовки W, при этом ее плоская сторона соприкасается с защитным стеклом 78. Защитное стекло 78 расположено таким образом, чтобы отклонять нормаль, например, на 2° или более к лазерному лучу LB, так что лазерный луч LB, отклоненный таким образом, не возвращается в блок 12 перемещения луча. Следовательно, лазерный генератор 32 может избежать разрушения, вызванного попаданием в него лазерного луча LB. В данном случае противоотражательное покрытие также может быть нанесено на поверхности линзы 76 объектива и защитного стекла 78 без наклона защитного стекла 78.

[0053]

На фиг. 10C изображен вид сбоку нескольких линз 80 объектива, расположенных перед заготовкой W. На фиг. 10D изображен вид сверху по фиг. 10C. Лазерный луч LB может быть сфокусирован в нескольких различных положениях с помощью нескольких линз 80 объектива для создания нескольких точек 40 облучения на обрабатываемой поверхности заготовки W. В данном случае выбор комбинации положения и формы нескольких линз 80 объектива может создавать желаемый рисунок обработки на обрабатываемой поверхности.

[0054]

На фиг. 10E изображен вид сбоку призматической линзы объектива 82, расположенной перед заготовкой W. На фиг. 10F изображен вид сверху по фиг. 10E. Лазерный луч LB может быть сфокусирован линзой объектива 82 в двух различных положениях для создания двух точек 40 облучения на обрабатываемой поверхности заготовки W.

[0055]

Таким образом