(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2018537295
(43)【公表日】20181220
(54)【発明の名称】レーザビームの基準焦点位置を特定する方法
(51)【国際特許分類】
   B23K 26/046 20140101AFI20181122BHJP
   B23K 26/00 20140101ALI20181122BHJP
【FI】
   !B23K26/046
   !B23K26/00 M
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】14
(21)【出願番号】2018529942
(86)(22)【出願日】20161207
(85)【翻訳文提出日】20180808
(86)【国際出願番号】EP2016080021
(87)【国際公開番号】WO2017097812
(87)【国際公開日】20170615
(31)【優先権主張番号】102015224963.8
(32)【優先日】20151211
(33)【優先権主張国】DE
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG
(71)【出願人】
【識別番号】502300646
【氏名又は名称】トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 ディッツィンゲン ヨハン−マウス−シュトラーセ 2
【住所又は居所原語表記】Johann−Maus−Strasse 2,D−71254 Ditzingen,Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】マークス ブラシュカ
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 シェーンアイヒ フローンエッカーヴェーク 20
(72)【発明者】
【氏名】ディーター ハラッシュ
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 ディッツィンゲン オープストヴィーゼンヴェーク 21
(72)【発明者】
【氏名】マークス ツィマーマン
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エヒタディンゲン ゲアマーネンシュトラーセ 18
【テーマコード(参考)】
4E168
【Fターム(参考)】
4E168CA00
4E168CB11
4E168CB15
(57)【要約】
レーザシステム(1)のレーザビーム(2)の基準焦点位置(15)を特定する方法は、a.レーザシステム(1)のレーザビーム(2)により、少なくとも2つの凹部(21,22)をプレート状のボディ(20)に形成し、その際にこれら少なくとも2つの凹部(21,22)に対してそれぞれ異なる焦点位置を調整するステップと、b.レーザビーム(2)をプレート状のボディ(20)に照射するステップと、c.プレート状のボディの照射に関連する1つまたは複数のパラメータ(30)を検出することにより、凹部(21,22)のエッジを検出するステップと、d.検出された1つまたは複数のパラメータ(30)に基づいて凹部(21,22)の幅(b)を特定するステップとを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークピース加工プロセスのためのレーザシステム(1)のレーザビーム(2)の基準焦点位置(15)を特定する方法であって、
a.前記レーザシステム(1)のレーザビーム(2)により少なくとも2つの凹部(21,22)をプレート状のボディ(20)に形成し、その際に前記少なくとも2つの凹部(21,22)に対してそれぞれ異なる焦点位置を調整するステップと、
b.前記レーザシステム(1)のレーザビーム(2)を前記プレート状のボディ(20)に照射するステップと、
c.前記プレート状のボディの照射に関連する1つまたは複数のパラメータ(30)を検出することにより、前記凹部(21,22)のエッジ(26,27)を検出するステップと、
d.検出された1つまたは複数のパラメータ(30)に基づいて前記凹部(21,22)の幅(b)を特定するステップと、
を含む、方法。
【請求項2】
レーザビーム(2)と前記プレート状のボディ(20)とを、前記凹部(21,22)の長手方向(23)に対する横断方向で相互に相対的に運動させる、
請求項1に記載の方法。
【請求項3】
レーザビーム(2)を、当該レーザビーム(2)を放射する加工ヘッド(5)から前記プレート状のボディ(20)までの距離を一定として、かつ、前記プレート状のボディ(20)に対する相対的な速度を一定として、運動させる、
請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記凹部(21,22)を、単純なカットギャップ幅よりも大きい幅(b)で形成する、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
レーザビーム(2)と前記プレート状のボディ(20)とを、反対向きに設定された方向(24,25)で相互に相対的に2回運動させ、各相対運動につき1つの凹部(21,22)の1つのエッジ(26,27)のみを検出する、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
各相対運動につき、前記凹部(21,22)のうち、運動方向において前記凹部(21,22)に後続する位置にあるエッジ(26,27)を検出する、
請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記形成すべき凹部(21,22)の長手方向(23)においてレーザビーム(2)により第1の単純なカットギャップを形成し、続いて、前記長手方向(23)に対する横断方向において第2の単純なカットギャップを形成し、その後、前記プレート状のボディ(20)の一部が切除されるまで、前記長手方向(23)において、ただし前記第1の単純なカットギャップの形成に対して反対向きに、第3の単純なカットギャップを形成することにより、前記凹部(21,22)を形成する、
請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
検出されたパラメータが、設定された第1の基準値(REF)を上方超過または下方超過する場合に、1つの凹部(21,22)の1つのエッジを検出する、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
検出されたパラメータ(30)の勾配を形成し、当該勾配が第2の基準値を上方超過または下方超過する場合に、1つの凹部(21,22)の1つのエッジを識別する、
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
複数のサンプリング時点にわたって検出された前記1つまたは複数のパラメータ(30)から勾配を形成し、当該勾配の平均値を形成して、当該平均値を第3の基準値と比較し、
前記平均値が第3の基準値を上方超過または下方超過する場合に、1つの凹部(21,22)の1つのエッジを検出する、
請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
基準焦点位置として、最小幅を有する凹部が形成された焦点位置を特定する、
請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
特定された幅に対して数学的な曲線フィッティングを実行し、当該曲線の最小値から最小カットギャップ幅とこれに対応する基準焦点位置としての焦点位置とを特定する、
請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザシステムのレーザビームの基準焦点位置を特定する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザカットによるにせよまたはレーザ溶接によるにせよ、ワークピースを充分に正確に加工できるようにするには、レーザビームが最大パワー密度を有する位置でこのレーザビームをワークピースに接触させる必要がある。つまり、問題となるのは、レーザビームの最も狭隘な位置を見出すことである。このために、例えば、レーザビームにより種々のスリットを基準ワークピースに切削し、その際に各スリットに対してそれぞれ別の焦点位置を使用することが公知である。続いて、基準ワークピースが取り除かれ、スリット幅が手動で測定される。最小スリット幅を達成した焦点位置が、ワークピース加工に適した焦点位置である。当該方法は、かなり煩雑であり、自動化不能である。
【0003】
独国特許出願公開第10255628号明細書(DE10255628A1)から、種々の焦点位置でテストワークピースに切削された線のカットギャップ幅を、カメラを用いて測定することが公知である。
【0004】
日本国特公平10−76384号公報(JPH1076384A)には、種々の焦点位置でワークピース内に複数の線を切削することで焦点位置を特定する方法が開示されている。後に、カットヘッドが線の上方を横断するように運動され、線幅が距離センサを用いて容量的に測定される。
【0005】
欧州特許第1750891号明細書(EP1750891B1)からは、切削されたギャップを、焦点位置を変化させつつ反復走査し、プロセス放射を検出して、どの焦点位置で切削されたギャップが最小幅を有するかを特定することで、焦点位置を特定する方法が公知である。
【0006】
国際公開第2009/046786号(WO2009/046786A1)からは、連続線を種々の焦点位置で切削し、続いて切削された線の側方を接触走査することにより、焦点位置を特定する方法が公知である。当該接触走査は、機械的もしくは容量的に、またはレーザビームによって、行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】独国特許出願公開第10255628号明細書
【特許文献2】特公平10−76384号公報
【特許文献3】欧州特許第1750891号明細書
【特許文献4】国際公開第2009/046786号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、レーザシステムのレーザビームの適正な焦点位置をこのレーザシステムにもともと設けられている要素を用いて簡単に特定することができる、代替的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この課題は、本発明にしたがい、ワークピース加工プロセスに適したレーザシステムのレーザビームの焦点位置を特定する方法であって、
a.レーザシステムのレーザビームにより少なくとも2つの凹部をプレート状のボディに形成し、その際にこれら少なくとも2つの凹部に対してそれぞれ異なる焦点位置を調整するステップと、
b.レーザビームをプレート状のボディに照射するステップと、
c.プレート状のボディの照射に関連する1つまたは複数のパラメータを検出することにより、凹部のエッジを検出するステップと、
d.検出された1つまたは複数のパラメータに基づいて、特に検出された1つまたは複数のパラメータに基づいて検出されたエッジの距離から、凹部の幅を特定するステップと、
を含む、方法により解決される。
【0010】
この場合、レーザビームの基準焦点位置は、例えば、ビーム焦点がワークピース表面すなわちプレート状のボディの表面に位置する焦点位置である。レーザ先端部からプレート状のボディの表面までの距離および/またはレーザ加工ヘッドのフォーカシング装置は、この場合、レーザビームのビーム焦点がプレート状のボディの表面に位置するように調整される。当該情報(ビーム焦点がプレート状のボディの表面に位置する距離またはフォーカシング装置の調整)により、後のワークピース加工の際に所望の焦点位置を調整することができる。本発明によれば、基準焦点位置を特定するために、可変の焦点位置の調整を用いて、複数の凹部、特に複数の平行な凹部が、基準ワークピース、特にプレート状のボディに形成される。プレート状のボディ、特に基準金属板に凹部を切削した後、プレート状のボディには新たにレーザビームが照射される。レーザビームが当該凹部の周囲のプレート状のボディの材料に入射すると、プロセス放射および/または反射したレーザ放射が生じる。プロセス放射は、例えば、もともとレーザシステムに設けられている穿孔状態センサ装置を用いて検出することができる。反射したレーザ放射は、例えば、もともと存在している保護ガラス監視装置を用いて検出可能である。このようにして検出されたパラメータであるプロセス放射および/または反射した放射は、評価アルゴリズムによって評価可能である。このようにして、凹部のエッジを検出することができる。続いて、別のアルゴリズムにより、エッジ情報を処理および計算して、凹部の幅、特に最小幅を有する凹部を自動的に特定することができる。この場合、最小幅を有する凹部に対応する焦点位置が、基準焦点位置である。
【0011】
レーザシステムのレーザビームがプレート状のボディを照射する光源として用いられるので、付加的な光源は必要ない。したがって、本発明によれば、既存の要素を利用することにより、レーザシステムにおいて焦点位置を較正できる。レーザシステムには、被制御での穿孔に必要なセンサ装置とこのセンサ装置を中央のセンサ技術制御ユニットに接続する接続部とが既に設けられている。また、プレート状のボディの照射を保証するために、もともと設けられているレーザ加工ヘッドも使用可能である。プレート状のボディの照射は、この場合、好ましくは、低減されたレーザ出力および10kHz超のレーザ周波数で行われる。レーザ出力は、好ましくは、プロセスが生じるちょうどの大きさで、プロセス光を基礎として生じる。利用されるセンサ装置の感度が高くなればなるほど、出力を小さくすることができる。
【0012】
好ましくは、レーザビームとプレート状のボディとが凹部の長手方向に対する横断方向で相互に相対的に運動する。この場合、つまり、レーザビームとプレート状のボディとは一方向のみで相互に相対的に運動しなければならないので、各凹部が相互に平行に位置すると有利である。
【0013】
さらなる利点は、レーザビームをプレート状のボディに配向する加工ヘッドが、プレート状のボディまでの距離を一定として、かつ、プレート状のボディに対する相対的な速度を一定として運動する場合に得られる。この場合、速度は、凹部のエッジ走査のための時間分解能が充分に大きくなる低さに選定可能である。ただし、当該速度は過度に低くなってはならない。なぜなら、そうでないと、レーザビームが凹部のエッジに入射した際に、プロセス光信号または反射した放射の信号において明瞭/鮮鋭/急峻なエッジが不可視となってしまうからである。また、前進運動が過度に緩慢な場合、エッジが一義的に検出される前にこうしたエッジが溶解してしまうおそれもある。例えば、プレート状のボディに対する光源の相対速度は、1m/minとすることができる。
【0014】
プレート状のボディを走査するためのレーザ出力は、プレート状のボディの材料への入射の際に充分に強いプロセス光レベルが形成される大きさに選定されなければならない。基本的には、レーザ出力をきわめて大きい値へ調整し、これにより2つの凹部間のプレート状のボディの材料を切削するように構成可能である。
【0015】
レーザシステムで調整されるガス圧は、光源とプレート状のボディとの相対運動中にできるかぎり小さくなるよう、例えば0.3barとすべきである。これにより、特にプレート状のボディが金属板として構成される場合に、このプレート状のボディが測定時に撓んでしまうために測定に負の影響が及ぶことが回避される。
【0016】
正確な測定を保証するために、各凹部が、単純なカットギャップ幅よりも大きい幅で形成されると有利である。このようにすれば、凹部を測定する際に、プロセス放射の信号または反射したレーザ出力の信号が、凹部の第1のエッジの走査後に最小値まで減衰可能となり、その後、ワークピース材料への再入射時に再び上昇することが保証される。このようにすれば、エッジ検出の精度を改善できる。
【0017】
特段の利点は、光源とプレート状のボディとが相互に相対的に反対方向で2回運動され、各相対運動につき1つの凹部の1つのエッジのみが検出される場合に得られる。つまり、各運動方向においては、それぞれ、1つの凹部の1つのエッジのみが検出される。このようにして測定精度が改善される。特に好ましくは、各運動方向につき、凹部のうち、運動方向においてこの凹部に続くエッジのみが検出される。これは、当該検出がエッジに「向かって走行される」場合に特に確実なプロセスで行えるからである。この場合、凹部の幅を特定するには、往復走行での各位置情報を組み合わせなければならない。一方向での走査のエッジの障害が他方向での走査を誤らせないよう、個々の「ビーム路」(往復走行)間には所定の安全距離を設けなければならない。したがって、好ましくは、凹部は、1mm超、特に好ましくは1.5mm超の深さを有する。
【0018】
さらなる方法のバリエーションによれば、形成すべき凹部の長手方向においてレーザビームにより第1の単純なカットギャップを形成し、続いて、長手方向に対する横断方向で、第2の単純なカットギャップを形成し、その後、プレート状のボディの一部が切除されるまで、長手方向において、ただし第1の単純なカットギャップの形成に対して反対向きに、第3の単純なカットギャップを形成することにより、凹部が形成されるように構成可能である。これにより、凹部が単純なカットギャップよりも幅広となることが保証される。ここで、レーザビームが一方向のみでプレート状のボディに対して相対的に運動される際に、単純なカットギャップが得られる。したがって、単純なカットギャップの幅は、実質的にレーザビームの幅または直径に相当する。
【0019】
凹部のエッジは、検出されたパラメータが設定された第1の基準値を上方超過または下方超過する場合に検出可能である。特に、プロセス放射の出力の基準値および/または反射したレーザ放射の基準値を設定可能であり、さらに、パラメータとしてのプロセス放射の出力またはパラメータとしての反射したレーザ放射が基準値を上方もしくは下方へ超過するかどうかを監視可能である。一方のパラメータ(プロセス放射の出力または反射した放射の出力)が設定された基準値をこのように通過したことが識別されると、エッジが検出される。
【0020】
これに代えてもしくはこれに加えて、パラメータの勾配を形成し、この勾配が第2の基準値を上方超過または下方超過する場合に、凹部のエッジが識別されるように構成してもよい。特に、その時点のパラメータ値(サンプリング時点でのパラメータ値、例えばプロセス放射の出力)を先行のパラメータ値(先行のサンプリング時点でのパラメータ値)から減算することで、勾配を形成するように構成可能である。エッジは特に、設定された第1の基準値および第2の基準値が同時に通過される、つまり、上方超過または下方超過する場合に、識別可能である。
【0021】
これに代えてまたはこれに加えて、複数のサンプリング時点にわたって検出された1つまたは複数のパラメータから、勾配を形成し、この勾配の平均値を形成して、この平均値を第3の基準値と比較し、平均値が第3の基準値を上方超過または下方超過する場合に、凹部のエッジを検出する構成も可能である。ここでの平均は、用いられているサンプリング時点の数によって勾配の和を除算するようにして行うことができる。
【0022】
特定された凹部の幅を数学的に評価するために、特定された幅に対して曲線フィッティングを行うことができる。曲線の最小値から、カットギャップ最小幅とこれに対応する基準焦点位置としての焦点位置とを特定することができる。このようにすれば、個々の幅が他の幅に適合しない、つまり、計算された曲線から明らかに偏差しているケースを識別できる。こうした幅は評価の際に無視可能である。さらに曲線フィッティングの精度を(例えば平均2乗誤差によって)評価することにより、測定品質を検査することができる。計算された曲線からの幅の偏差の和が過度に大きい場合には、測定を反復させなければならないという報告を出力することができる。
【0023】
本発明のさらなる特徴および利点は、発明にとって重要な詳細を示した図面の各図に基づく以下の詳細な本発明の実施例の説明と特許請求の範囲とから得られる。ここに示している特徴は、必ずしも縮尺通りであると理解されるべきでなく、発明にしたがった特性を明瞭に視認できるように表現されている。それぞれの特徴は、本発明のバリエーションにおいて、それぞれ個別にまたは複数を任意に組み合わせて実現可能である。
【0024】
本発明の実施例を概略図に示し、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】レーザシステムの一部を示す概略図である。
【図2】焦点位置の概念を説明するために示す概略図である。
【図3】本発明の方法を説明するためにレーザカットヘッドおよびプレート状のボディを示す概略図である。
【図4】エッジの検出を説明するために示すグラフである。
【図5】本発明の方法を説明するために示すフローチャートである。
【図6】凹部の最小幅を特定する一例を説明するために示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
図1によれば、レーザシステム1、特にレーザカットシステムにおいて、レーザビーム2が、スクレーパミラーとして構成されたミラー3を通り、レーザ加工ヘッド5内に配置された偏向ミラー4へと偏向される。レーザビーム2は、レンズとして構成されたフォーカシング装置6によってフォーカシングされ、レーザ先端部7を通ってワークピース8へ偏向される。レーザビーム2がワークピース8へ入射すると、プロセス放射が生じる。当該プロセス放射は、ミラー4で反射されて戻り、ミラー3によってレーザビーム路9から分離されて、測定装置10へ偏向される。測定装置10は、相応の電子回路を備えたフォトダイオードを含む。測定装置10の情報は、評価制御装置11へ転送される。評価制御装置11では、後述するエッジ検出を行うことができる。
【0027】
ワークピース8がレーザビーム2で照射される際に、放射は、特にプロセス光(プロセス放射)および/または反射したレーザ放射として生じる。プロセス光および反射したレーザ放射またはひいてはこれに関連する量は、本発明における、ワークピース8の照射に関連したパラメータである。
【0028】
図2には、先端部7を備えたレーザ加工ヘッド5が同様に概略図で示されている。レーザビーム2は、位置15において最小直径(すなわちレーザビームの焦点)を有する。したがって位置15が焦点位置に相当する。焦点位置は、フォーカシング装置6を位置調整することにより、および/または、先端部7(すなわち加工ヘッド5)からワークピース8までの距離を変化させることにより、ワークピース8の表面に対して変化させることができる。焦点位置15がワークピース8の上方にある場合、ワークピース8内に、下方へ向かって拡大する孔16が生じる。焦点位置15がワークピース8の下方にある場合、上方へ向かって拡大する孔17が生じる。焦点位置15がワークピース8の表面18上にある場合、実質的に平行な複数の側壁を有する孔19が生じる。ワークピース加工の際には、レーザビーム2の焦点は、例えばワークピース8の表面18上またはワークピース8内に位置する。
【0029】
図3には、レーザシステム1のレーザによって複数の凹部21,22が形成されたプレート状のボディ20の平面図が示されている。凹部21,22は、種々の焦点位置で形成されている。凹部21,22の幅は、単純なカットギャップ幅よりも広い。特に、まず、形成すべき凹部21,22の長手方向23においてレーザビーム2を運動させることにより、凹部21,22が形成される。続いて、レーザビーム2が長手方向23に対して垂直に、さらに続いて矢印方向23の反対向きに運動される。このようにして、凹部21,22が生じる。凹部21,22の幅を特定するために、凹部21,22に基づいて櫛状に構成されたプレート状のボディ20にレーザビーム2が照射される。レーザビーム2は、当該照射の際、凹部21,22を形成する場合よりも小さく、ただしプロセス光を生じさせるのに充分な高さの出力を有する。
【0030】
このために、レーザ加工ヘッド5とプレート状のボディ20とが相互に相対的に運動される。特に、レーザ加工ヘッド5は、矢印方向24で、つまり、凹部21,22の長手方向23に対する横断方向で、凹部21,22の上方を運動される。
【0031】
基本的には、レーザ加工ヘッド5とプレート状のボディ20とを相互に相対的に1回だけ運動させ、凹部21,22の矢印方向23に延在するエッジ26,27の双方を検出することができる。ただし、改善された測定結果は、加工ヘッド5とプレート状のボディ20とが、相互に相対的に2回、特に加工ヘッド5がまず矢印方向24でプレート状のボディ20に対して相対的に運動され、続いて、位置をずらして矢印方向25へ運動される場合に得られる。この場合、矢印方向24での運動においてエッジ27が検出され、矢印方向25への運動においてエッジ26が検出される。
【0032】
図4には、レーザビーム2がプレート状のボディ20に対して相対的に運動される場合に検出されるパラメータ30、特にプロセス光出力が示されている。エッジ検出のために、どの時点でパラメータ30が基準値REFを通過したかが特定される。こうして、例えば、パラメータ30が基準値REFをそれぞれ上方もしくは下方へ超過する際に、凹部21の左方エッジ26が位置31で、右方エッジ27が位置32で検出される。これら2つの位置31,32間の距離から、凹部21の幅bが得られる。このようにして、全ての凹部21,22の幅を特定することができる。最小幅を有する凹部21,22に対応する焦点位置が、基準焦点位置となる。
【0033】
また、これに加えてまたはこれに代えて、パラメータ30の勾配を特定し、この勾配を第2の基準値と比較することもできる。このように、基準値REFまたは第2の基準値または2つの基準値双方が1回通過されるごとに、1つのエッジを検出することができる。
【0034】
図5には、本発明の方法が概略的にフローチャートで示されている。第1のステップ100では、少なくとも2つの凹部がレーザシステムのレーザビームによりプレート状のボディに形成されるが、その際、各凹部に対してそれぞれ異なる焦点位置が調整される。続いて、ステップ101で、プレート状のボディへのレーザビームの照射が行われ、ここで好ましくは、レーザビームとプレート状のボディとが相互に相対的に運動される。
【0035】
ステップ102では、プレート状のボディの照射に関連する1つまたは複数のパラメータを検出することにより、凹部のエッジが検出される。例えば、生じたプロセス光が検出される。
【0036】
ステップ103では、検出されたパラメータに基づいて凹部幅が特定される。
【0037】
図6には、特定された凹部幅の数学的な評価を説明するためのグラフが示されている。X軸には、それぞれ焦点位置の位置調整が単位mmで示されている。×印40は調整された焦点位置に対して特定された凹部幅を表している。測定された凹部幅40は、曲線フィッティングにより、曲線41に近似されている。曲線41の最小値から、カットギャップの最小幅、または最小幅を有する凹部およびこれに対応する焦点位置を特定することができる。この場合の例では、凹部の最小幅は位置42または測定点42と測定点44との間に位置している。なお、測定点43または特定された凹部幅43のほうがより小さい。しかし、この値は、曲線41から大きく離れているので、ここで特定された幅は、他の幅に適合せず、つまり、計算された曲線41から明らかに偏差していることがわかる。したがって当該幅は評価の際に無視可能である。さらに、曲線フィッティングの精度の評価により、測定品質を検査することもできる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】