JPH04228280A - パルス状レーザー放射によりワークピースの加工を監視する方法および装置 - Google Patents

パルス状レーザー放射によりワークピースの加工を監視する方法および装置

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JPH04228280A
JPH04228280A JP3122630A JP12263091A JPH04228280A JP H04228280 A JPH04228280 A JP H04228280A JP 3122630 A JP3122630 A JP 3122630A JP 12263091 A JP12263091 A JP 12263091A JP H04228280 A JPH04228280 A JP H04228280A
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JP
Japan
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workpiece
laser radiation
visible light
str
mirror
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JP3122630A
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English (en)
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Hans-Juergen Kahlert
ハンス　ユルゲン　カーレルト
Ulrich Sowada
ウルリッヒ　ゾバダ
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LAMBDA PHYSIK G ZUR HERSTELLUNG VON LASERN MBH
Original Assignee
LAMBDA PHYSIK G ZUR HERSTELLUNG VON LASERN MBH
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    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の技術分野】特に自動化された製造方法におい
ては、ワークピースの加工に際して、放射パラメーター
が一定であり常時同一の加工をワークピースに行うこと
が可能となるために、レーザーが飛躍的に採用されてい
る。非常に多数のワークピース処理作業においては、エ
キシマーレーザーが用いられており、このエキシマーレ
ーザーは紫外線領域においてパルス状のレーザー放射を
出す。
【０００２】
【従来の技術】此処に於いてはワークピースは比較的高
速度（例えば毎秒１メートル）で移動され、レーザー放
射のパルス繰り返し数は比較的高く（毎秒数百放射パル
スにまで達する）なっている。
【０００３】このような高速な材料加工作業においては
加工位置を監視することが重要である、すなわち、レー
ザー放射と処理されたワークピースとの相互作用位置は
所定の許容値内に存在していなければならず、従って、
オンラインで品質管理ができるように監視されねばなら
ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザー放
射とワークピースとの相互作用を直接に測定することが
できるようにしたパルス状レーザー放射によりワークピ
ースの加工を監視する装置および方法を提供するという
課題に基くものである。
【０００５】
【課題を達成するための手段】この課題を達成するため
に、本発明に基く装置およびそれに対応する方法は、本
明細書の特許請求の範囲に記載された改良を特徴として
いる。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例の
数例を詳細に説明する。図面において、図１はパルス状
レーザー放射によるワークピースの加工を監視する装置
の実施例の第一例を示し、図２は同様な装置の実施例の
第二例を示す。これらの図面においては、同様な部品に
は同一の引用符号を付している。
【０００７】ワークピースＷは紫外線レーザー放射Ｌに
より加工されるべきものである。例えば、微小材料の加
工が実施される。レーザー放射Ｌはエキシマーレーザー
（図示せず）から発射され高周波のレーザーパルスから
なっている。ワークピースの種々の点において作業を行
うようにワークピースはレーザー放射Ｌに対して移動さ
れる。レーザー放射は焦点が合わせられている（図面に
は図示せず）。
【０００８】図示した両実施例において、ワークピース
Ｗの加工された領域は可視光Ｂにより周期的に照らされ
ている。光Ｂによる照明はフラッシュランプ　　ストロ
ボスコープ装置により行われる。
【０００９】ストロボスコープランプは、図示した実施
例においては、レーザーパルスの開始を更に制御してい
る同期パルスにより外部からトリガーされる。従って、
レーザー放射Ｌにより加工されたワークピースＷの領域
の照明はパルスレーザーと同期して行われる。加工され
たワークピースＷの材料がレーザー放射Ｌにより加工中
または後に電磁スペクトルの可視領域においてルミナス
効果を奏し、その上、この効果は瞬間的なストロボスコ
ープの照明により光学的に知覚され、そして、ワークピ
ースが移動するときに加工位置はワークピースの他の部
分、例えば印付けに関連して検出される。周期的なスト
ロボスコープ照明のパルス幅はワークピースＷの移動速
度に関連する所望の分解能に依存している。例えば、１
ｍ／ｓのワークピースの移動速度に対してストロボスコ
ープ照明のパルス幅を１０マイクロセカンド未満の短い
値とすると、比較的シャープな像が作られ、この場合の
周辺のかすみは僅かに０．０１ｍｍである。
【００１０】ワークピースＷの加工された領域を照らす
ために用いられる光Ｂはスペクトルの可視領域に存在し
ている。本発明によれば、ワークピースＷの加工された
領域で反射されまたは同領域から発射されたスペクトル
の可視領域にある光ＳｔｒはビデオカメラＶＫにより捕
えられ、ワークピースの表面における瞬間的な加工作業
を現す像が得られる。
【００１１】図１および図２に図示した２つの実施例に
おいては、監視装置は、それぞれストロボスコープ照明
（光Ｂ）、ミラー装置およびビデオカメラからなってい
る。
【００１２】図１に示した実施例においてはパルス状の
レーザー放射Ｌが誘電的に被覆されたミラーＳにより変
向されてこの光がワークピースＷに入射するようになっ
ている。ミラーＳは可視光に対して高度に透過性がある
。図１においては可視光は引用符号Ｓｔｒで示されてい
る。可視光はワークピースＷの加工された領域からミラ
ーＳを通過し直接にビデオカメラＶＫに達する。誘電的
に被覆されたミラーＳを採用したこの構成は、ミラー層
において吸収されるレーザー放射が比較的少なく、ミラ
ーの寿命が長いという利点がある。
【００１３】図２に示す実施例においては、ミラーＳ１
が用いられており、このミラーＳ１はレーザー光（何れ
の実施例においても紫外線領域のエキシマーレーザー光
）を減衰させることなく通過させるが、可視光Ｓｔｒを
変向させる。可視光ＳｔｒがミラーＳ１で反射する際の
左右反転をなくすために、別なミラーＳ２がワークピー
スＷとビデオカメラＶＫとの間の可視光Ｓｔｒの光路中
に配置されている。
【００１４】もし可視光Ｂを発生しているストロボスコ
ープランプの負荷を減少したいと望む場合には、ストロ
ボスコープランプのトリガーを電子計数回路によりレー
ザー放射に対して同期させ、すなわち、このようにして
照明光Ｂを例えば４つ毎のレーザーパルスにのみ同期さ
せその間のストロボスコープを使わないでおき、特にフ
ラッシュランプを用いるときにその寿命を延ばしかつ各
ランプパルス当たりの光量を増加させることが可能であ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、レーザー放射とワークピ
ースとの相互作用を直接に測定することができる、パル
ス状レーザー放射によりワークピースの加工を監視する
装置および方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】パルス状レーザー放射によるワークピースの加
工を監視する装置の実施例の第一例の概略正面図
【図２
】図１と同様な装置の実施例の第二例の概略正面図
【符号の説明】
Ｗ　　ワークピース Ｌ　　レーザー放射 Ｓ　　ミラー Ｓｔｒ　　可視光 Ｓ１　　ミラー ＶＫ　　ビデオカメラ Ｓ２　　ミラー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも一群のレーザーパルスと同
    期してワークピース（Ｗ）の加工された領域を周期的に
    照らす手段、可視光（Ｓｔｒ）を透過させると共にレー
    ザー放射（Ｌ）を反射させてワークピース（Ｗ）に向け
    るミラー（Ｓ）またはレーザー放射（Ｌ）を透過させる
    と共に可視光（Ｓｔｒ）を反射させるミラー（Ｓ１）、
    および前記可視光（Ｓｔｒ）により造られた像を記録す
    るカメラ（ＶＫ）からなることを特徴とするパルス状レ
    ーザー放射によりワークピースの加工を監視する装置。
  2. 【請求項２】　　前記パルス状のレーザー放射（Ｌ）が
    紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】　　レーザー放射（Ｌ）を透過させると共
    に可視光（Ｓｔｒ）を反射させるミラー（Ｓ１）を使用
    する際にワークピース（Ｗ）とカメラ（ＶＫ）との間の
    可視光（Ｓｔｒ）の径路に別のミラー（Ｓ２）が配置さ
    れていることを特徴とする請求項１または２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】　　ワークピース（Ｗ）の加工された領域
    を少なくとも一群のレーザーパルスと同期して可視光に
    より周期的に照らし；可視光（Ｓｔｒ）の透過ミラー（
    Ｓ）によりレーザー放射をワークピース（Ｗ）に変向さ
    せ、レーザー放射（Ｌ）を可視光（Ｓｔｒ）の反射ミラ
    ー（Ｓ１）によりワークピース（Ｗ）に向けて；ワーク
    ピース（Ｗ）の加工領域をミラー（Ｓ）を経て可視光（
    Ｓｔｒ）に感応するカメラ（ＶＫ）によりフィルムに写
    すことを特徴とするパルス状レーザー放射によりワーク
    ピースの加工を監視する方法。
JP3122630A 1990-04-25 1991-04-25 パルス状レーザー放射によりワークピースの加工を監視する方法および装置 Pending JPH04228280A (ja)

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DE4013195.5 1990-04-25
DE4013195A DE4013195A1 (de) 1990-04-25 1990-04-25 Vorrichtung und verfahren zum ueberwachen der bearbeitung eines werkstueckes mit gepulster laserstrahlung

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DE (1) DE4013195A1 (ja)

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US5173584A (en) 1992-12-22

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