專利名稱：光頭動(dòng)作控制裝置和控制方法以及載物臺(tái)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光頭(head)動(dòng)作控制裝置和控制方法以及載物臺(tái)裝置，該裝置構(gòu)成為根據(jù)工件的偏轉(zhuǎn)角(圍繞Z軸的偏轉(zhuǎn)方向的角度)對發(fā)生的多個(gè)光頭的動(dòng)作時(shí)間的偏移進(jìn)行修正。
背景技術(shù)：
譬如在設(shè)有激光頭的激光照射系統(tǒng)或設(shè)有油墨噴射頭的油墨噴射系統(tǒng)等設(shè)備上都是這樣控制光頭動(dòng)作，即，使載放著作為被加工物的襯墊(工件)的工作臺(tái)移動(dòng)，在襯墊的加工點(diǎn)移動(dòng)到與光頭的激光照射點(diǎn)相對的位置的定時(shí)，對底盤表面進(jìn)行加工。
在這樣的控制系統(tǒng)中，將襯墊放在可動(dòng)工作臺(tái)上，將該可動(dòng)工作臺(tái)搭載在用于使工件以一定速度、高精度地行進(jìn)的載物臺(tái)裝置的X、Y載物臺(tái)上；將光頭安裝在構(gòu)架(光頭支撐構(gòu)件)上，將該構(gòu)架橫架在可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)路徑的上方，來對襯墊上的加工點(diǎn)施行預(yù)定的加工(激光照射或油墨的涂敷等)。
在載物臺(tái)裝置上，設(shè)置在搭載著可動(dòng)工作臺(tái)的Y載物臺(tái)兩側(cè)上的Y滑塊構(gòu)成為，由Y方向線性電動(dòng)機(jī)的推力而向Y方向移動(dòng)，通過控制Y方向線性電動(dòng)機(jī)的推力，修正圍繞Z軸的偏轉(zhuǎn)角(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
而且，在載物臺(tái)裝置中，用X方向激光干涉儀和Y方向激光干涉儀計(jì)測由可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)而使襯墊的加工點(diǎn)移動(dòng)到與光頭相對的位置(激光照射點(diǎn))，在將由X方向激光干涉儀和Y方向激光干涉儀計(jì)測的加工點(diǎn)的位置移動(dòng)到與光頭相對位置上的定時(shí)，使光頭動(dòng)作而進(jìn)行預(yù)定的加工。
專利文獻(xiàn)1特開平6-163359號(hào)公報(bào)發(fā)明要解決的問題最近幾年，隨著襯墊的大型化(面積大型化)，大多用下述這種方式來提高加工效率，即，將多個(gè)光頭并排成一列地設(shè)置在構(gòu)架上，為了與載放著襯墊的可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)而一起聯(lián)動(dòng)，相對底盤表面的多個(gè)加工點(diǎn)，進(jìn)行多個(gè)光頭同時(shí)加工。但是，在從由X方向激光干涉儀和Y方向激光干涉儀計(jì)測的坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)，計(jì)測多個(gè)光頭的位于中央的光頭和可動(dòng)工作臺(tái)之間的距離的方法中，當(dāng)可動(dòng)工作臺(tái)朝偏轉(zhuǎn)方向傾角而產(chǎn)生由偏轉(zhuǎn)角引起的誤差時(shí)，根據(jù)多個(gè)光頭的位置不同，偏轉(zhuǎn)角引起的偏移量(誤差)不同，所以不能正確地檢測出與多個(gè)光頭相應(yīng)的加工點(diǎn)位置。
例如，即使由X方向激光干涉儀和Y方向激光干涉儀計(jì)測的多個(gè)光頭的位于中央的光頭的誤差是零，但仍然是離開中央光頭的位置越遠(yuǎn)的光頭，θ方向(偏轉(zhuǎn)角方向)的偏移量越大。另一方面，由于對加工精度的要求是成為更高的精度，因此希望將襯墊的加工點(diǎn)和光頭的激光照射點(diǎn)的誤差抑制在百萬分之1毫米左右。
因此，即使采用上述專利文獻(xiàn)1記載的對上述一對線性電動(dòng)機(jī)的推力分配率進(jìn)行修正的方式，控制成不產(chǎn)生由可動(dòng)工作臺(tái)的偏轉(zhuǎn)角引起的誤差，但在由線性電動(dòng)機(jī)的推力變動(dòng)而產(chǎn)生由微小的偏轉(zhuǎn)角引起的誤差的場合下，因?yàn)橛啥鄠€(gè)光頭的位置引起θ方向的誤差量不同，所以還是有所謂的很難將全部光頭的誤差抑制成幾微米的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題解決了的光頭動(dòng)作控制裝置和控制方法以及載物臺(tái)裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明具有如下的方法。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，使載放工件的工件支撐構(gòu)件和與上述工件支撐構(gòu)件相對配置的支撐多個(gè)光頭的支撐構(gòu)件中某一方移動(dòng)，并且與上述兩個(gè)構(gòu)件的相對位移聯(lián)動(dòng)地對上述多個(gè)光頭的動(dòng)作進(jìn)行控制，其具備，修正機(jī)構(gòu)根據(jù)上述工件支撐構(gòu)件或光頭支撐構(gòu)件中的處于移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向的傾角，對上述多個(gè)光頭的動(dòng)作定時(shí)進(jìn)行修正。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述修正機(jī)構(gòu)設(shè)有檢測機(jī)構(gòu)，檢測上述處于移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的傾角；修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，對上述各個(gè)多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算；控制機(jī)構(gòu)，在由來自該修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)的上述修正量修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)動(dòng)作。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)設(shè)有根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果求出作為上述移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向的傾角的傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)由該傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)得到運(yùn)算結(jié)果，對各個(gè)上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述檢測機(jī)構(gòu)由配置在上述移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向上的一對激光干涉儀構(gòu)成；上述傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述一對激光干涉儀測定的距離之差求得上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置的控制方法，其特征在于，使載放著工件的工件支撐構(gòu)件和與上述工件支撐構(gòu)件相對配置的支撐多個(gè)光頭的光頭支撐構(gòu)件中的某一方移動(dòng)，并且與上述兩個(gè)構(gòu)件的相對位移聯(lián)動(dòng)地控制上述多個(gè)光頭的動(dòng)作，其具有如下所述的過程檢測上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角的第1過程；根據(jù)該第1過程的檢測結(jié)果，對上述多個(gè)光頭的各個(gè)修正量進(jìn)行運(yùn)算的第2過程；根據(jù)該第2過程輸出的上述修正量，在修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭分別地動(dòng)作的第3過程。
本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置的控制方法，其特征在于，上述第2過程是根據(jù)上述第1過程的檢測結(jié)果求出上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角，根據(jù)上述傾角，對上述多個(gè)光頭的各個(gè)修正量進(jìn)行運(yùn)算。
本發(fā)明的載物臺(tái)裝置，其設(shè)有載放工件的工件支撐構(gòu)件；橫架在該工件支撐構(gòu)件上的光頭支撐構(gòu)件；與該光頭支撐構(gòu)件并列設(shè)置的多個(gè)光頭；使上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件中的某一方移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件的移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的傾角的檢測機(jī)構(gòu)；與上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)地控制上述光頭的動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，對上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算，在由該修正量修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)地動(dòng)作。
本發(fā)明的載物臺(tái)裝置，其特征在于，上述光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，求得上述工件支撐構(gòu)件的傾角，根據(jù)該傾角，對上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算。
并且，本發(fā)明的載物臺(tái)裝置，其特征在于，設(shè)有載放工件的可動(dòng)工作臺(tái)；橫架在該可動(dòng)工作臺(tái)上的光頭支撐構(gòu)件；并列地設(shè)置在該光頭支撐構(gòu)件上的多個(gè)光頭；使上述可動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測上述可動(dòng)工作臺(tái)的傾角的檢測機(jī)構(gòu)；使上述可動(dòng)工作臺(tái)從始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，對與由上述檢測機(jī)構(gòu)檢測的檢測值的變化相應(yīng)的修正量進(jìn)行運(yùn)算的修正運(yùn)算機(jī)構(gòu)；將由上述修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)運(yùn)算的，使上述可動(dòng)工作臺(tái)從始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)的過程中得到的各個(gè)移動(dòng)位置的修正量加以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)；將相應(yīng)于由上述移動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的上述可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)位置的修正量從上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)讀取，在與該修正量相對應(yīng)的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的載物臺(tái)裝置，其特征在于，設(shè)有載放工件的可動(dòng)工作臺(tái)；橫架在該可動(dòng)工作臺(tái)上的光頭支撐構(gòu)件；并列地設(shè)置在該光頭支撐構(gòu)件上的多個(gè)光頭；使上述可動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測與上述可動(dòng)工作臺(tái)的距離的多個(gè)檢測機(jī)構(gòu)；在與上述多個(gè)檢測機(jī)構(gòu)檢測的各個(gè)距離數(shù)據(jù)相應(yīng)的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)地動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于是根據(jù)移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向的傾角而對多個(gè)光頭的動(dòng)作定時(shí)進(jìn)行修正，因此即使移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角很微小，也能根據(jù)傾角使動(dòng)作定時(shí)錯(cuò)開，由此就能相對于傾角為零的位置，使光頭動(dòng)作；就能不受由移動(dòng)側(cè)的偏轉(zhuǎn)角引起的誤差的影響，能提高精度。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于是將修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)運(yùn)算過的可動(dòng)工作臺(tái)，從始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)的過程中得到的各個(gè)移動(dòng)位置的修正量存儲(chǔ)到存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中，從存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)讀出由移動(dòng)機(jī)構(gòu)確定的與可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)位置相應(yīng)的修正量，在與該修正量相應(yīng)的定時(shí)使多個(gè)光頭分別地動(dòng)作，因而，即使可動(dòng)工作臺(tái)的傾角很微小，也能根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)的傾角而使動(dòng)作定時(shí)錯(cuò)開，相對于傾角取成零的位置使光頭動(dòng)作，能不受由可動(dòng)工作臺(tái)的偏轉(zhuǎn)角引起的誤差的影響，能提高精度。
根據(jù)本發(fā)明，由于是在由多個(gè)檢測機(jī)構(gòu)檢測的，與多個(gè)光頭相對的可動(dòng)工作臺(tái)從開始移動(dòng)到終點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)相應(yīng)的位置上使多個(gè)光頭分別地動(dòng)作，因而能在與可動(dòng)工作臺(tái)的傾角相應(yīng)的位置上使光頭動(dòng)作，能不受可動(dòng)工作臺(tái)的偏轉(zhuǎn)角引起的誤差的影響，能提高精度。


圖1是表示能適用于本發(fā)明的光頭控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的載物臺(tái)裝置的立體圖。
圖2是用于說明使用Y1、Y2激光干涉儀36、37的計(jì)測方法的俯視圖。
圖3是說明由模擬控制實(shí)施例1的光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的系統(tǒng)圖。
圖4是示意地表示用數(shù)字控制實(shí)施例1的光頭動(dòng)作控制裝置31的修正處理的方框圖。
圖5是表示Y方向移動(dòng)位置和對于偏轉(zhuǎn)角的修正量ΔT之間的關(guān)系的圖。
圖6是用模擬控制說明根據(jù)實(shí)施例2的光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的系統(tǒng)圖。
圖7是示意地用數(shù)字控制處理實(shí)施例2的光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的控制方框圖。
圖8是表示實(shí)施例3的計(jì)測方法的俯視圖。
圖9是用模擬控制說明實(shí)施例3的光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的系統(tǒng)圖。
圖10是示意地用數(shù)字控制處理實(shí)施例3的光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的控制方框圖。
符號(hào)說明10 載物臺(tái)裝置14 Y方向直線電動(dòng)機(jī)16 Y載物臺(tái)20 可動(dòng)工作臺(tái)28 光頭支撐構(gòu)件30 (301～30n)光頭31 光頭動(dòng)作控制裝置36 Y1激光干涉儀37 Y2激光干涉儀44 修正量運(yùn)算部441～445修正量運(yùn)算部46 光頭控制部
461～465判斷部501～505激光干涉儀最佳實(shí)施方式下面，參照著附圖來說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
實(shí)施例1圖1是表示能適用于本發(fā)明的光頭動(dòng)作控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的載物臺(tái)裝置的立體圖。如圖1所示，載物臺(tái)裝置10設(shè)有向Y方向移動(dòng)的一對Y滑塊12；對Y滑塊12進(jìn)行導(dǎo)引的一對導(dǎo)引件14；橫架在Y滑塊12之間的Y載物臺(tái)16；在Y載物臺(tái)16上，向X方向移動(dòng)的平板狀的可動(dòng)工作臺(tái)(工件支撐構(gòu)件)20。
載物臺(tái)裝置10還設(shè)有支撐一對導(dǎo)引件14的石平板22；支撐石平板22的防震座24；安裝架設(shè)在石平板22上的一對龍門式框架26；橫架在龍門式框架26之間的光頭支撐構(gòu)件28。
另外，在Y滑塊12上，設(shè)置著將可動(dòng)工作臺(tái)20朝Y方向驅(qū)動(dòng)的Y方向線性電動(dòng)機(jī)(圖中沒有表示)；在Y載物臺(tái)16上，設(shè)置著將可動(dòng)工作臺(tái)20朝X方向驅(qū)動(dòng)的X方向線性電動(dòng)機(jī)(圖中沒有表示)。而且，Y載物臺(tái)16和可動(dòng)工作臺(tái)20還設(shè)有多個(gè)靜壓墊片(圖中沒有表示)，被安裝成能在幾乎沒有摩擦的狀態(tài)下，在導(dǎo)引件14和石平板22上移動(dòng)。
光頭支撐構(gòu)件28被固定成橫架在一對龍門式框架結(jié)構(gòu)26的大致中間位置上，而上述一對龍門式框架結(jié)構(gòu)26是架設(shè)在石平板22的左右兩側(cè)上的。在該光頭支撐構(gòu)件28上，空開預(yù)定的間隔，排成一列地設(shè)置著的多個(gè)光頭30(301～30n)和使多個(gè)光頭30動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制裝置31。
可動(dòng)工作臺(tái)20，它的上面是將吸附襯墊的工件吸附面，周緣部安裝著Y方向反光鏡32和X方向反光鏡34。并且，在石平板22的Y方向端部上平行地配置著Y方向位置檢測用的Y1、Y2激光干涉儀(檢測機(jī)構(gòu))36、37；在石平板22的X方向的端部上還配置著X方向位置檢測用的X激光干涉儀38。
下面，參照圖2來說明使用了Y1、Y2激光干涉儀36、37的計(jì)測方法。圖2中，配置著5個(gè)光頭301～305。
Y1激光干涉儀36是測長用干涉儀，被配置在多個(gè)光頭30中的與位于中央的光頭30a相交叉的Y方向軸線上。而Y2激光干涉儀37是偏轉(zhuǎn)角算出用干涉儀，被安裝于在X方向上距離Y1激光干涉儀36為D1的偏移位置上。
這樣，由Y1激光干涉儀36計(jì)測可動(dòng)工作臺(tái)20的Y方向位置的同時(shí)，可動(dòng)工作臺(tái)20的X方向位置由X激光干涉儀38計(jì)測。而且，可動(dòng)工作臺(tái)20的圍繞Z軸的傾角(偏轉(zhuǎn)角θ)是由Y1激光干涉儀36計(jì)測的距離L1和由Y2激光干涉儀37計(jì)測到的距離L2之差δ(＝L1-L2)和Y1、Y2激光干涉儀36、37之間的間隔(X方向離開的距離D1)求得。
而且，與多個(gè)光頭30中的位于中央的光頭303相應(yīng)的加工點(diǎn)的位置(距離)由Y1激光干涉儀36和X激光干涉儀38計(jì)測。而且，在將光頭303到另一個(gè)光頭301的距離設(shè)為D2，將由偏轉(zhuǎn)角θ引起的加工點(diǎn)誤差設(shè)為δ2，則相對于觸發(fā)電路信號(hào)的修正量ΔT可由下式求得。
ΔT＝L1±δ2＝L1±δ1×D2/D1…(1)在上式(1)中，由于D1、D2是已知的，因而通過將Y1、Y2激光干涉儀36、37的計(jì)測值之差δ1和Y1激光干涉儀36的計(jì)測值L1代入，就能得到修正值ΔT。并且，在式(1)中，即使不運(yùn)算可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角，也能求出修正量。
而且，上述以外的光頭302、304、305的修正量ΔT也能與上述同樣地利用式(1)進(jìn)行運(yùn)算。而且，通過用修正量ΔT對5個(gè)光頭301～305的動(dòng)作位置進(jìn)行修正，例如從上方觀看，以順時(shí)針方向傾角角度θ的狀態(tài)，使可動(dòng)工作臺(tái)20朝Y方向移動(dòng)的場合下，在光頭301～305的加工位置上，經(jīng)過將修正量ΔT加到或從中減去的運(yùn)算，而使加工定時(shí)錯(cuò)開。
例如，光頭301相對于作為基準(zhǔn)的光頭303提前修正量ΔT1進(jìn)行加工。并且，光頭302相對于作為基準(zhǔn)的光頭303，提前修正量ΔT2加工。而光頭304相對于作為基準(zhǔn)的光頭303，延遲修正量ΔT4進(jìn)行加工。光頭305相對于作為基準(zhǔn)的光頭303，延遲修正量ΔT5進(jìn)行加工。這樣，由光頭301～305確定的加工點(diǎn)P1～P5就成為如圖2中的虛線所示的圓形部分(但是，中央的光頭303沒有經(jīng)過修正)，成為將偏轉(zhuǎn)角θ引起的偏移量δ修正為零的位置。
因此，光頭301～305根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ，加工定時(shí)在時(shí)間上被錯(cuò)開，就能在載放在可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工點(diǎn)一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
這里，如圖3所示，將由光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理用模擬控制表示。
圖3中，修正量運(yùn)算部441進(jìn)行上述式(1)的運(yùn)算，根據(jù)由Y1、Y2激光干涉儀36、37計(jì)測到的距離L1、L2之差(L1-L2)，運(yùn)算與偏轉(zhuǎn)角θ相應(yīng)的修正量ΔT。
由Y1激光干涉儀36計(jì)測到的距離L1，經(jīng)過加上修正量ΔT、或減去修正量ΔT來被修正。判定部461對修正過的距離L1±ΔT的值是否與加工位置數(shù)據(jù)一致進(jìn)行判定，在一致的場合下，輸出光頭301的信號(hào)。
而且，相對于其它光頭302～305，修正量運(yùn)算部442～445和判定部462～465，也進(jìn)行同樣的進(jìn)行修正處理并輸出信號(hào)。由此，光頭3011～305，根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ的變化，加工定時(shí)在時(shí)間上被錯(cuò)開，在載放在上述可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工位置一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
圖4是示意地表示用數(shù)字控制進(jìn)行處理實(shí)施例1的光頭動(dòng)作控制裝置31的修正處理的控制方框圖。如圖4所示，光頭動(dòng)作控制裝置31由微型電子計(jì)算機(jī)構(gòu)成，它設(shè)有距離運(yùn)算部40、修正量運(yùn)算部44和光頭控制部(控制機(jī)構(gòu))46，上述距離運(yùn)算部40根據(jù)Y1激光干涉儀36計(jì)測到的信號(hào)，計(jì)算到可動(dòng)工作臺(tái)20的距離L1；上述修正量運(yùn)算部44是根據(jù)由Y1、Y2激光干涉儀36、37計(jì)測到的距離L1、L2，分別運(yùn)算與光頭3011～305相應(yīng)的修正量ΔT；上述光頭控制部46是在由修正量運(yùn)算部44輸出的修正量所預(yù)定的定時(shí)，分別使光頭3011～305動(dòng)作。
光頭控制部46是預(yù)先將加工位置數(shù)據(jù)輸入，用修正量運(yùn)算部44輸出的修正量ΔT修正從距離運(yùn)算部40輸出的距離L1，在該修正值L1±ΔT與加工數(shù)據(jù)一致時(shí)，輸出光頭301～305的加工信號(hào)。由此，根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ，光頭301～305的激光加工定時(shí)在時(shí)間上被錯(cuò)開，而被載放在上述可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
實(shí)施例2實(shí)施例2的光頭動(dòng)作控制裝置31是在進(jìn)入加工工序之前，先使可動(dòng)工作臺(tái)20朝Y方向移動(dòng)，用Y方向行程的始點(diǎn)到終點(diǎn)之間的偏轉(zhuǎn)角變化運(yùn)算各個(gè)移動(dòng)位置上的修正量，預(yù)先將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(存儲(chǔ)機(jī)構(gòu))中。使收容在數(shù)據(jù)庫里的Y方向移動(dòng)位置上的與偏轉(zhuǎn)角相應(yīng)的修正量ΔT如圖5模式表示地推移。圖5上，橫軸是表示Y方向移動(dòng)位置，縱軸表示與偏轉(zhuǎn)角相應(yīng)的修正量ΔT。這樣，如果由Y1激光干涉儀36計(jì)測Y方向移動(dòng)位置，則能瞬時(shí)讀出與該移動(dòng)位置相應(yīng)的修正量ΔT。
而且，在對載放在可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊進(jìn)行加工時(shí)，由于能預(yù)先將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫里的每個(gè)移動(dòng)位置的修正量讀取，對光頭301～305的加工定時(shí)進(jìn)行修正，因此在使可動(dòng)工作臺(tái)20高速移動(dòng)的場合下，能與移動(dòng)速度相稱地對修正處理進(jìn)行高速處理。
這里，用模式控制表示由光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理的圖用圖6表示。
圖6中，修正量運(yùn)算部441是從數(shù)據(jù)庫(參照圖6)讀取與距離L1對應(yīng)的修正量ΔT，該距離是從Y1激光干涉儀36計(jì)測到的信號(hào)到可動(dòng)工作臺(tái)20的距離；然后將修正量ΔT加到由Y1激光干涉儀36計(jì)測的距離L1上，或從中減去。由判定部461判定被修正的距離L1±ΔT的值是否與加工位置的數(shù)據(jù)一致，在一致的場合下，輸出光頭301的加工信號(hào)。
在該修正方法中，不必如實(shí)施例1所示地進(jìn)行偏轉(zhuǎn)角運(yùn)算，即，不必根據(jù)由Y1、Y2激光干涉儀36、37計(jì)測到的距離L1、L2，求出可動(dòng)工作臺(tái)20的圍繞Z軸的偏轉(zhuǎn)角θ，能夠?qū)⒐忸^301的加工信號(hào)輸出之前的那份時(shí)間縮短，能與可動(dòng)工作臺(tái)20的高速移動(dòng)相應(yīng)，高速地進(jìn)行修正處理。
而且，相對于其它光頭302～305，修正量運(yùn)算部442～445和判定部462～465也能進(jìn)行同樣的修正處理，并能高速地輸出加工信號(hào)。由此，光頭301～305根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ的變化能將加工定時(shí)在時(shí)間上錯(cuò)開，而在載放在可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)能夠與光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
這樣，由光頭301～305進(jìn)行的加工位置P1～P5就變成圖2用虛線所示的圓形部分(但是，中央的光頭303沒有經(jīng)過修正)，成為將偏轉(zhuǎn)角θ引起的偏移量δ修正為零的正規(guī)的位置。
圖7是示意地表示將實(shí)施例2的光頭動(dòng)作裝置31的修正處理用數(shù)字控制進(jìn)行處理的方框圖。
如圖7所示，光頭動(dòng)作控制裝置31由微型電子計(jì)算機(jī)構(gòu)成，設(shè)有上述的距離運(yùn)算部40；偏轉(zhuǎn)角運(yùn)算部42；修正量運(yùn)算部44；數(shù)據(jù)庫48和光頭控制部(控制機(jī)構(gòu))46，上述光頭控制部46是從數(shù)據(jù)庫48讀取與可動(dòng)工作臺(tái)20的移動(dòng)位置相應(yīng)的光頭301～305的修正量，在與該修正量相應(yīng)的定時(shí)使光頭301～305分別動(dòng)作。偏轉(zhuǎn)角運(yùn)算部42根據(jù)由Y1、Y2激光干涉儀36、37計(jì)測到的距離L1、L2、運(yùn)算可動(dòng)工作臺(tái)20的圍繞Z軸的偏轉(zhuǎn)角θ。而修正量運(yùn)算部44按照偏轉(zhuǎn)角運(yùn)算部42得到的偏轉(zhuǎn)角θ，運(yùn)算與光頭301～305中的各個(gè)相應(yīng)的修正量ΔT。
也就是說，修正量運(yùn)算部44是這樣運(yùn)算的，即，在使可動(dòng)工作臺(tái)20從Y方向行程的始點(diǎn)到終點(diǎn)移動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)由Y1、Y2激光干涉儀36、37計(jì)測的距離L1、L2之差δ2的變化，運(yùn)算與光頭301～305分別相應(yīng)的修正量ΔT。數(shù)據(jù)庫48是將由修正量運(yùn)算部44運(yùn)算的、使可動(dòng)工作臺(tái)20從始點(diǎn)到終點(diǎn)移動(dòng)的過程中得到的光頭301～305的各個(gè)移動(dòng)位置的修正量加以存儲(chǔ)。
光頭控制部46是預(yù)先將加工位置數(shù)據(jù)輸入，用將光頭301～305從修正量ΔT從數(shù)據(jù)庫48讀取的修正量ΔT修正從距離運(yùn)算部40輸出的距離L1，在該修正值L1±ΔT與加工數(shù)據(jù)一致時(shí)，輸出光頭301～305的加工信號(hào)。由此，光頭301～305根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ變化，加工定時(shí)在時(shí)間上被錯(cuò)開，而能在載放在上述可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
實(shí)施例3圖8是表示實(shí)施例3的計(jì)測方法的俯視圖。如圖8所示，實(shí)施例3中，設(shè)置著用于計(jì)測在光頭301～305對應(yīng)的Y方向位置上，與可動(dòng)工作臺(tái)20之間距離的Y1～Y5激光干涉儀501～505。配置在中央的Y3激光干涉儀503是測長用干涉儀，其它激光干涉儀501、502、504、505是作為修正機(jī)構(gòu)起作用的位置檢測用干涉儀。
Y1～Y5激光干涉儀501～505是配置在與光頭301～305交叉的Y方向的線上，計(jì)測對應(yīng)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)方向的傾角(偏轉(zhuǎn)角θ)的距離L1～L5。因此，Y1～Y5激光干涉儀501～505能檢測光頭301～305相對的加工點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角引起的偏移量δ2。
在由Y1～Y5激光干涉儀501～505計(jì)測的距離L1～L5和加工位置數(shù)據(jù)一致時(shí)，光頭動(dòng)作控制裝置31使光頭301～305分別地動(dòng)作。
這樣，由于在本實(shí)施例中1∶1地設(shè)置了光頭301～305和Y1～Y5激光干涉儀501～505，所以在由Y1～Y5激光干涉儀501～505計(jì)測的距離L1～L5和加工位置數(shù)據(jù)一致的定時(shí)，使光頭301～305動(dòng)作，能將加工位置P1～P5修正到正規(guī)的位置上，即，將可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ引起的偏移量δ2修正為零的位置。
這里，用圖9示出，用模式控制表示根據(jù)光頭動(dòng)作控制裝置31進(jìn)行的修正處理。
圖9中，判定部461判定當(dāng)供給由Y1激光干涉儀501計(jì)測的信號(hào)到可動(dòng)工作臺(tái)20的距離L1時(shí)與加工位置數(shù)據(jù)是否一致，在一致的場合下，輸出光頭301的加工信號(hào)。
而且，對其它光頭302～305、判定部462～465也能進(jìn)行同樣的修正處理，輸出加工信號(hào)。因此，判定部461～465通過對各個(gè)Y1～Y5激光干涉儀501～505所計(jì)測的各個(gè)加工點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)L1～L5并列處理，在載放在上述可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)和光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。因此，在可動(dòng)工作臺(tái)20有偏轉(zhuǎn)角引起的傾角的場合下，光頭301～305的加工定時(shí)是根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ的變化而在時(shí)間上被錯(cuò)開。
這樣，由光頭301～305進(jìn)行的加工點(diǎn)P1～P5就變成圖8用虛線所示的圓形部分(但是，中央的光頭303沒有經(jīng)過修正)，而成為將偏轉(zhuǎn)角θ引起的偏移量δ2修正為零的正規(guī)的位置。
圖10是地表示用數(shù)字控制實(shí)施例3的光頭動(dòng)作裝置31的修正處理的控制方框示意圖。如圖10所示，光頭動(dòng)作控制裝置31由微型電子計(jì)算機(jī)構(gòu)成，設(shè)有距離運(yùn)算部441～445和光頭控制部(控制機(jī)構(gòu))46，上述的光頭控制部46是在由隨著工作臺(tái)20的移動(dòng)而變化的距離運(yùn)算部441～445運(yùn)算的、與可動(dòng)工作臺(tái)20的距離數(shù)據(jù)相應(yīng)的定時(shí)，使光頭301～305分別地動(dòng)作。
距離運(yùn)算部441～445是將由Y1、Y2激光干涉儀501～505計(jì)測到的距離L1～L5作為與各個(gè)光頭301～305相應(yīng)的修正量而進(jìn)行運(yùn)算。
光頭控制部46并列處理光頭301～305的動(dòng)作定時(shí)，預(yù)先將加工位置數(shù)據(jù)輸入。而且，在從距離運(yùn)算部441～445輸出的距離數(shù)據(jù)L1～L5與光頭301～305的各個(gè)加工數(shù)據(jù)一致時(shí)，輸出光頭301～305的加工信號(hào)。由此，光頭301～305的加工定時(shí)，根據(jù)可動(dòng)工作臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)角θ的變化，在時(shí)間上被錯(cuò)開，而在載放在上述可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
雖然在本實(shí)施例的說明中，列舉了一個(gè)將光頭301～305與Y1～Y5激光干涉儀501～505配置成1∶1的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于這一種結(jié)構(gòu)，譬如在光頭個(gè)數(shù)是多個(gè)的場合下，可以對2個(gè)光頭配置1個(gè)激光干涉儀。這時(shí)，與激光干涉儀的Y方向位置一致的光頭的動(dòng)作定時(shí)是由激光干涉儀計(jì)測的距離數(shù)據(jù)加以控制，與激光干涉儀的Y方向位置一致的光頭的動(dòng)作定時(shí)是通過用上述實(shí)施例1或2的方法加以修正，能夠在載放在可動(dòng)工作臺(tái)20上的襯墊上的加工點(diǎn)與光頭301～305的加工點(diǎn)P1～P5一致的定時(shí)進(jìn)行加工。
雖然在上述的實(shí)施例中，說明了由載物臺(tái)裝置使可動(dòng)工作臺(tái)20朝Y方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但是，本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明當(dāng)然也適合于將載放著工件的工作臺(tái)作為固定側(cè)，由線性電動(dòng)機(jī)等使支撐光頭301～305的光頭支撐構(gòu)件28朝Y方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
雖然在上述的實(shí)施例中，列舉說明了光頭動(dòng)作控制裝置31對載放在載物臺(tái)上的光頭301～305的動(dòng)作定時(shí)進(jìn)行修正的場合，但是，本發(fā)明并不局限于此，只要是使可動(dòng)工作臺(tái)或光頭支撐構(gòu)件中的某一個(gè)移動(dòng)的裝置，當(dāng)然能將本發(fā)明適用于載物臺(tái)裝置以外的裝置。而且，本發(fā)明還適用于將激光照射在工件的加工點(diǎn)上的激光加工光頭或?qū)⒂湍珖娚涞焦ぜ砻嫔系挠湍珖娚溆霉忸^或檢查被加工的工件表面用的檢查用光頭等用作上述實(shí)施例的光頭301～305而安裝在光頭支撐構(gòu)件上的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，使載放工件的工件支撐構(gòu)件和與上述工件支撐構(gòu)件相對配置的支撐多個(gè)光頭的支撐構(gòu)件的某一方移動(dòng)，并且與上述兩個(gè)構(gòu)件的相對位移聯(lián)動(dòng)地對上述多個(gè)光頭的動(dòng)作進(jìn)行控制，其具備，修正機(jī)構(gòu)，該修正機(jī)構(gòu)根據(jù)上述工件支撐構(gòu)件或光頭支撐構(gòu)件中的處于移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向的傾角，對上述多個(gè)光頭的動(dòng)作定時(shí)進(jìn)行修正。
2.如權(quán)利要求1所述的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述修正機(jī)構(gòu)設(shè)有檢測機(jī)構(gòu)，檢測上述處于移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的傾角；修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，對各個(gè)上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算；控制機(jī)構(gòu)，在由來自該修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)的上述修正量，修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求2所述的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)設(shè)有根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果求出作為上述移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向的傾角的傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)由該傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)得到運(yùn)算結(jié)果，對各個(gè)上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求2所述的光頭動(dòng)作控制裝置，其特征在于，上述檢測機(jī)構(gòu)由配置在上述移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向上的一對激光干涉儀構(gòu)成；上述傾角運(yùn)算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述一對激光干涉儀測定的距離之差求得上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角。
5.一種光頭動(dòng)作控制裝置的控制方法，其特征在于，使載放工件的工件支撐構(gòu)件和與上述工件支撐構(gòu)件相對配置的支撐多個(gè)光頭的光頭支撐構(gòu)件中的某一方移動(dòng)，并且，與上述兩個(gè)構(gòu)件的相對位移聯(lián)動(dòng)地控制上述多個(gè)光頭的動(dòng)作，它具有如下所述的過程檢測上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角的第1過程；根據(jù)該第1過程的檢測結(jié)果，對上述多個(gè)光頭的各個(gè)修正量進(jìn)行運(yùn)算的第2過程；根據(jù)該第2過程輸出的上述修正量，在修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭分別地動(dòng)作的第3過程。
6.如權(quán)利要求5所述的光頭動(dòng)作控制裝置的控制方法，其特征在于，上述第2過程是根據(jù)上述第1過程的檢測結(jié)果求出上述處于移動(dòng)側(cè)構(gòu)件的傾角，根據(jù)上述傾角，對上述多個(gè)光頭的各個(gè)修正量進(jìn)行運(yùn)算。
7.一種載物臺(tái)裝置，設(shè)有載放工件的工件支撐構(gòu)件；橫架在該工件支撐構(gòu)件上的光頭支撐構(gòu)件；與該光頭支撐構(gòu)件并列設(shè)置的多個(gè)光頭；使上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件中的某一方移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件的移動(dòng)側(cè)的構(gòu)件的傾角的檢測機(jī)構(gòu)；與上述工件支撐構(gòu)件或上述光頭支撐構(gòu)件的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)地控制上述光頭的動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，對上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算，在由該修正量修正后的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)地動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的載物臺(tái)裝置，其特征在于，上述光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)根據(jù)上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果求得上述工件支撐構(gòu)件的傾角，根據(jù)該傾角，對上述多個(gè)光頭的修正量進(jìn)行運(yùn)算。
9.一種載物臺(tái)裝置，其特征在于，設(shè)有載放工件的可動(dòng)工作臺(tái)；橫架在該可動(dòng)工作臺(tái)上的光頭支撐構(gòu)件；并列地設(shè)置在該光頭支撐構(gòu)件上的多個(gè)光頭；使上述可動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測上述可動(dòng)工作臺(tái)的傾角的檢測機(jī)構(gòu)；使上述可動(dòng)工作臺(tái)從起始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)的同時(shí)，對與由上述檢測機(jī)構(gòu)檢測的檢測值的變化相應(yīng)的修正量進(jìn)行運(yùn)算的修正運(yùn)算機(jī)構(gòu)；將由該修正量運(yùn)算機(jī)構(gòu)運(yùn)算的、在使上述可動(dòng)工作臺(tái)從起始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)的過程中得到的各個(gè)移動(dòng)位置的修正量加以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)；將相應(yīng)于由上述移動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的上述可動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)位置的修正量從上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)讀取，在與該修正量相應(yīng)的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)。
10.一種載物臺(tái)裝置，其特征在于，設(shè)有載放工件的可動(dòng)工作臺(tái)；橫架在該可動(dòng)工作臺(tái)上的光頭支撐構(gòu)件；并列地設(shè)置在該光頭支撐構(gòu)件上的多個(gè)光頭；使上述可動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；檢測與上述可動(dòng)工作臺(tái)的距離的多個(gè)檢測機(jī)構(gòu)；在與上述多個(gè)檢測機(jī)構(gòu)檢測出的各個(gè)距離數(shù)據(jù)相應(yīng)的定時(shí)，使上述多個(gè)光頭單獨(dú)動(dòng)作的光頭動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光頭動(dòng)作控制裝置和控制方法及載物臺(tái)裝置，它是在發(fā)生由偏轉(zhuǎn)角引起的傾角的場合下，對多個(gè)光頭和工件的多個(gè)加工點(diǎn)的偏移進(jìn)行修正的。光頭動(dòng)作控制裝置(31)設(shè)有修正量運(yùn)算部(4文檔編號(hào)B23K26/02GK1945484SQ200610151578
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者南康夫 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社