(57)【要約】【課題】  加工対象物ＯＢを固定治具１０にセットしやすく、かつ、治具回転装置２０の固定が容易で、固定の際に塵が発生しないようにする。【解決手段】  レーザ加工装置１は、固定治具１０を着脱可能に保持する治具回転装置２０と、治具回転装置２０を水平移動させる離隔変更装置５０および昇降移動させる昇降装置６０を備える。レーザ加工を行うときには、治具回転装置２０を第１吸着固定台７１に載置してエアー吸引により吸着固定する。レーザ加工を行う前に、加工対象物ＯＢを固定治具１０にセットするとき、あるいは、加工対象物ＯＢがセットされた固定治具を治具回転装置２０に装着するときには、治具回転装置２０を加工ヘッド３０から離れた第２吸着固定台７２にまで移動させて吸着固定する。【選択図】  図１
2010137272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の加工対象物を固定するドラム状の固定治具と、
前記固定治具を保持してその中心軸周りに回転させる治具回転装置と、
前記固定治具に固定された加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを前記固定治具の中心軸方向に沿って移動させることにより、加工用レーザ光の照射位置を前記中心軸方向に沿って移動させるヘッド移動装置と
を備えたレーザ加工装置において、
前記治具回転装置を、レーザ加工用の位置から、前記固定治具の径方向における前記固定治具と前記加工ヘッドとの離隔が増大する方向に往復動可能に移動させる治具移動手段と、
前記治具回転装置を少なくとも前記レーザ加工用の位置でエアー吸引あるいは磁力により吸着固定する吸着固定手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記吸着固定手段は、
前記治具回転装置のレーザ加工用の位置に設けられ、前記治具回転装置を吸着固定するための第１吸着固定台と、
前記治具回転装置がレーザ加工用の位置から前記固定治具の径方向における前記固定治具と前記加工ヘッドとの離隔が増大する方向に移動した位置に設けられ、前記治具回転装置を吸着固定するための第２吸着固定台と、
前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台で、エアー吸引あるいは磁力により前記治具回転装置を吸着する吸着力を発生する吸着力発生手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記治具移動手段を制御して、前記治具回転装置を前記第１吸着固定台と前記第２吸着固定台との間で移動させる移動制御手段と、
前記治具回転装置が前記第１吸着固定台に位置するときには前記第１吸着固定台に吸着力を発生させ、前記治具回転装置が前記第２吸着固定台に位置するときには前記第２吸着固定台に吸着力を発生させ、前記治具回転装置が前記第１吸着固定台あるいは第２吸着固定台から移動を開始するときには吸着力の発生を解除する吸着制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台は、前記治具回転装置が載置される面に多孔質板を備え、前記吸着力発生手段のエアー吸引により前記治具回転装置を前記多孔質板に吸着固定することを特徴とする請求項２または３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記治具移動手段は、
前記治具回転装置を前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台の上方で昇降移動させる昇降手段と、
前記昇降手段により前記治具回転装置を上昇させた位置にて水平移動させる水平移動手段とを備えたことを特徴とする請求項２ないし請求項４の何れか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記昇降手段と前記水平移動手段は、それぞれ空気圧アクチュエータにより前記治具回転装置を移動させることを特徴とする請求項５記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記治具回転装置は、前記固定治具の中心軸方向の一方端のみを保持することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記治具回転装置は、前記固定治具の中心軸方向の一方端を着脱可能に保持するチャックを備え、
前記チャックは、加圧エアーの供給により前記治具回転装置の回転中心から径方向外側に移動する固定片が前記固定治具の内周面を押圧して前記固定治具を保持固定することを特徴とする請求項７記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
シート状の加工対象物を固定するドラム状の固定治具と、
前記固定治具を保持してその中心軸周りに回転させる治具回転装置と、
前記固定治具に固定された加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを前記固定治具の中心軸方向に沿って移動させることにより、加工用レーザ光の照射位置を前記中心軸方向に沿って移動させるヘッド移動装置と
を備えたレーザ加工装置における固定治具の位置変更方法において、
前記固定治具を保持した治具回転装置を、レーザ加工用の位置から、前記固定治具の径方向における前記固定治具と前記加工ヘッドとの離隔が増大する方向に移動させる治具退避移動ステップと、
前記治具退避移動ステップにより移動した治具回転装置を前記レーザ加工用の位置に戻す治具復帰移動ステップと、
前記治具復帰移動ステップにより前記レーザ加工用の位置に戻った治具回転装置をエアー吸引あるいは磁力により吸着固定する吸着固定ステップと
を含むレーザ加工装置における固定治具の位置変更方法。
【請求項１０】
前記治具退避移動ステップにより移動した治具回転装置をエアー吸引あるいは磁力により吸着固定する退避位置吸着固定ステップを、前記治具退避移動ステップと前記治具復帰移動ステップとのあいだに含むことを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置における固定治具の位置変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム状の固定治具にシート状の加工対象物を固定し、固定治具を回転させながら加工用レーザ光を加工対象物に照射することで加工対象物の表面に微細なピットまたは溝または反応跡を形成するレーザ加工装置、および、そのレーザ加工装置における固定治具の位置変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ドラム状の固定治具の外周面にシート状の加工対象物を固定し、固定治具を中心軸周りに回転させながら軸方向に沿って移動させるとともに、加工ヘッドから加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射することにより、加工対象物表面全体にわたってレーザ加工（ピット、溝、反応跡等の形成）を施すレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置は、例えば、特許文献１に提案されている。
【０００３】
こうしたレーザ加工装置においては、加工対象物を固定治具にセット（固定）するときに加工ヘッドが固定治具に接近していると、加工ヘッドに触れないように注意する必要があり、効率よく加工対象物をセットすることができない。そこで、固定治具を軸方向の移動限界位置にまで移動させて、固定治具の外周面が加工ヘッドに向かい合わないようにして加工対象物をセットしている。しかし、このように固定治具を軸方向に移動させても、固定治具と加工ヘッドとの離隔を充分確保することができず、加工ヘッドにあやまって触れて加工ヘッドの取付位置がずれたり、加工ヘッドを破損したりするおそれがある。
【特許文献１】特開平８−１３２２６８号公報
【発明の開示】
【０００４】
そこで、固定治具と加工ヘッドとの離隔を固定治具の径方向に拡げるように移動させる構成が考えられる。つまり、固定治具と加工ヘッドとの相対位置を固定治具の中心軸方向だけでなく、固定治具の径方向にも変化させる構成である。固定治具と加工ヘッドの相対位置を固定治具の中心軸方向に沿って変化させる場合、移動精度のよいステージの使用により高いレーザ加工精度を得るためには、重量のより小さい加工ヘッドを固定治具の中心軸方向に移動させる構成が好ましい。この場合、固定治具と加工ヘッドの相対位置を固定治具の径方向に変化させるには、移動機構の複雑化を抑えようとすると固定治具を径方向に移動させる構成が好ましい。
【０００５】
固定治具を移動させる場合、固定治具を回転させる治具回転装置ごと移動させることになる。このため、治具回転装置を加工ヘッドから遠ざけて固定治具に加工対象物をセットした後、治具回転装置を正規のレーザ加工位置に戻したときには、治具回転装置をレーザ加工装置本体にしっかりと固定する必要がある。治具回転装置の固定が不十分であると、治具回転装置が振動してレーザ加工精度が低下するからである。このため、治具回転装置の固定作業に時間がかかってしまう。また、治具回転装置の固定をネジ止めで行う場合には、ネジを堅く締め込むときに塵（微少な切粉）が発生し、その塵が加工対象物に付着しレーザ加工精度を低下させてしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、治具回転装置を固定治具の中心軸方向とは異なる方向に移動させることにより、加工対象物を固定治具にセットしやすくし、かつ、治具回転装置の固定が容易で、固定の際に塵が発生しないようにしたレーザ加工装置およびレーザ加工装置における固定治具の位置変更方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、シート状の加工対象物を固定するドラム状の固定治具と、前記固定治具を保持してその中心軸周りに回転させる治具回転装置と、前記固定治具に固定された加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを前記固定治具の中心軸方向に沿って移動させることにより、加工用レーザ光の照射位置を前記中心軸方向に沿って移動させるヘッド移動装置とを備えたレーザ加工装置において、前記治具回転装置を、レーザ加工用の位置から、前記固定治具の径方向における前記固定治具と前記加工ヘッドとの離隔が増大する方向に往復動可能に移動させる治具移動手段と、前記治具回転装置を少なくとも前記レーザ加工用の位置でエアー吸引あるいは磁力により吸着固定する吸着固定手段とを備えたことにある。
【０００８】
本発明においては、ドラム状の固定治具にシート状の加工対象物がセット（固定）される。加工対象物は、予めシート状に形成されているものに限らず、フォトレジスタや熱レジスタといった液状物質を固定治具に塗布し固化させて薄いシート状にしたものでもよい。固定治具は、治具回転装置に保持される。レーザ加工時においては、治具回転装置が固定治具をその中心軸周りに回転させるとともに、加工ヘッドが固定治具に固定された加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射する。このとき、ヘッド移動装置が加工用レーザ光の照射位置を固定治具の中心軸方向に沿って移動させる。これにより、加工対象物の表面を全体にわたってレーザ加工することができる。
【０００９】
レーザ加工を行う前には、加工対象物を固定治具にセットする必要がある。レーザ加工時においては、加工ヘッドを加工対象物の表面に接近させてレーザ光を照射するが、加工対象物をセットするときに加工ヘッドが固定治具に接近していると、作業者が加工ヘッドに触れないように注意する必要がありセット作業がはかどらない。そこで、本発明においては、治具移動手段を備えている。治具移動手段は、治具回転装置を、レーザ加工用の位置から、固定治具の径方向における固定治具と加工ヘッドとの離隔が増大する方向に往復動可能に移動させる。従って、固定治具を加工ヘッドから遠ざけることができる。ここで、「レーザ加工用の位置」とは、レーザ加工を行うときの治具回転装置の位置を意味している。また、「固定治具の径方向」とは、固定治具を治具回転装置に保持しているときの固定治具の径方向を意味している。
【００１０】
このように固定治具を加工ヘッドから遠ざけた状態であれば、作業者は、加工ヘッドが邪魔にならず加工対象物を固定治具に容易にセットすることができる。そして、加工対象物のセットが完了すれば、治具回転装置を元のレーザ加工用の位置に戻すことでレーザ加工が可能となる。この場合、吸着固定手段が、レーザ加工用の位置で治具回転装置をエアー吸引あるいは磁力により吸着固定する。この吸着固定は、治具回転装置がレーザ加工装置の本体に対して動かないように吸着固定されるものであればよい。従って、レーザ加工時における治具回転装置の振動が抑制される。また、治具回転装置をエアー吸引あるいは磁力により吸着固定するため、ネジ締めによる固定と比較して固定にかかる時間を短縮でき、また、固定時に塵が発生しない。この結果、高いレーザ加工精度を維持することができる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前記吸着固定手段は、前記治具回転装置のレーザ加工用の位置に設けられ、前記治具回転装置を吸着固定するための第１吸着固定台と、前記治具回転装置がレーザ加工用の位置から前記固定治具の径方向における前記固定治具と前記加工ヘッドとの離隔が増大する方向に移動した位置に設けられ、前記治具回転装置を吸着固定するための第２吸着固定台と、前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台で、エアー吸引あるいは磁力により前記治具回転装置を吸着する吸着力を発生する吸着力発生手段とを備えたことにある。
【００１２】
本発明においては、レーザ加工用の位置に第１吸着固定台が設けられ、第１吸着固定台よりも加工ヘッドから離れた位置（固定治具の径方向において離れた位置）に第２吸着固定台が設けられている。各吸着固定台は、吸着力発生手段によるエアー吸引あるいは磁力により治具回転装置を吸着する吸着力を発生するようになっている。従って、加工対象物をセットする場合には、治具移動手段により治具回転装置を第２吸着固定台に移動させ、吸着力発生手段により治具回転装置を第２吸着固定台に吸着固定しておくことにより、そのセット作業を安定して行うことができる。これにより加工対象物のセット作業が、より一層容易となる。また、レーザ加工時においては、治具移動装置により治具回転装置を第１吸着固定台に移動させ、吸着力発生手段により治具回転装置を第１吸着固定台に吸着固定しておくことにより、精度よくレーザ加工を行うことができる。
【００１３】
また、例えば、加工対象物を固定治具にセットした状態で治具回転装置により固定治具を回転させ、そのときの振動状態に基づいて固定治具のバランスを評価するバランス評価手段を備えている場合には、バランス評価を行うときに、治具回転装置を第２吸着固定台に吸着固定しておくことで、精度のよいバランス評価結果を得ることができ、良好なバランス調整を行うことができる。
【００１４】
本発明の他の特徴は、前記治具移動手段を制御して、前記治具回転装置を前記第１吸着固定台と前記第２吸着固定台との間で移動させる移動制御手段と、前記治具回転装置が前記第１吸着固定台に位置するときには前記第１吸着固定台に吸着力を発生させ、前記治具回転装置が前記第２吸着固定台に位置するときには前記第２吸着固定台に吸着力を発生させ、前記治具回転装置が前記第１吸着固定台あるいは第２吸着固定台から移動を開始するときには吸着力の発生を解除する吸着制御手段とを備えたことにある。
【００１５】
本発明においては、移動制御手段が治具回転装置の第１吸着固定台と第２吸着固定台との間の移動を制御し、吸着力制御手段が各吸着固定台における吸着力の発生を制御する。従って、レーザ加工装置の実施する工程にしたがって治具回転装置の移動と吸着固定とを良好に行うことができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台は、前記治具回転装置が載置される面に多孔質板を備え、前記吸着力発生手段のエアー吸引により前記治具回転装置を前記多孔質板に吸着固定することにある。
【００１７】
本発明においては、吸着固定台は、治具回転装置が載置される面に多孔質板を備えているため、多孔質板全体を使って治具回転装置の底面を均一に吸引することが可能となり、治具回転装置を安定的に固定することができる。この結果、レーザ加工時における振動の発生を防止し、高い加工精度を維持することができる。また、例えば、バランス評価手段を備えている場合には、治具回転装置を第２吸着固定台に吸着固定した状態でバランス評価を行うことにより、精度のよいバランス評価結果を得ることができ、良好なバランス調整を行うことができる。
【００１８】
本発明の他の特徴は、前記治具移動手段は、前記治具回転装置を前記第１吸着固定台および前記第２吸着固定台の上方で昇降移動させる昇降手段と、前記昇降手段により前記治具回転装置を上昇させた位置にて水平移動させる水平移動手段とを備えたことにある。
この場合、前記昇降手段と前記水平移動手段は、それぞれ空気圧アクチュエータにより前記治具回転装置を移動させるとよい。
【００１９】
本発明においては、昇降移動と水平移動とを組み合わせて治具回転装置を移動させるため、第１吸着固定台と第２吸着固定台との間における治具回転装置の移動をスムーズに行うことができる。また、空気圧アクチュエータを使って治具回転装置を移動するようにすれば、治具回転装置の総重量が大きくても、移動機構にかかる負荷を少なくすることができ、移動機構の劣化を抑制することができる。
【００２０】
本発明の他の特徴は、前記治具回転装置は、前記固定治具の中心軸方向の一方端のみを保持することにある。
【００２１】
この発明においては、固定治具の一方端を保持して（片持ちにて）移動させるため、固定治具を移動させる治具移動手段の機構が複雑にならない。
【００２２】
本発明の他の特徴は、前記治具回転装置は、前記固定治具の中心軸方向の一方端を着脱可能に保持するチャックを備え、前記チャックは、加圧エアーの供給により前記治具回転装置の回転中心から径方向外側に移動する固定片が前記固定治具の内周面を押圧して前記固定治具を保持固定することにある。
【００２３】
この発明においては、加圧エアーの供給／非供給の切替により固定治具を着脱することができるため、固定治具の取り付け、取り外しを簡単に行うことができる。また、治具回転装置に対して固定治具が着脱可能であるため、加工対象物をレーザ加工装置でセットする必要がなくなる。つまり、レーザ加工装置とは離れた場所で、固定治具に加工対象物をセットしておき、その加工対象物がセットされた固定治具を治具回転装置に装着することもできる。従って、加工対象物の固定治具へのセットが一層容易となる。また、固定治具を複数用意しておけば、レーザ加工の最中に加工対象物を固定治具にセットすることができるため、生産効率を向上させることができる。また、固定治具の着脱時においては、ネジの締め付け等を行わないため、塵の発生を防止することができ高いレーザ加工精度を維持することができる。
【００２４】
更に、本発明の実施にあたっては、レーザ加工装置の発明に限定されることなく、レーザ加工装置における固定治具の位置変更方法の発明としても実施し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ加工装置１の概略外観斜視図であり、図２は、レーザ加工装置１の概略システム構成図である。このレーザ加工装置１は、ドラム状の固定治具１０と、固定治具１０の一端を着脱可能に装着固定して固定治具１０をその中心軸周りに回転させる治具回転装置２０と、加工用レーザ光を照射する加工ヘッド３０と、加工ヘッド３０を固定治具１０の中心軸方向に沿って移動させるヘッド移動装置４０と、治具回転装置２０を固定治具１０の中心軸に直交する方向に移動させる離隔変更装置５０と、治具回転装置２０を昇降移動させる昇降装置６０と、治具回転装置２０を吸着固定する吸着固定装置７０と、各種センサ類（後述する）、各種制御回路（後述する）、レーザ加工装置１の全体制御を司るコントローラ１００等を備えている。
【００２６】
固定治具１０は、ドラム状（円筒状）であって、その円筒側面１０ａがシート状の加工対象物ＯＢを固定する部分となる。加工対象物ＯＢは、予めシート状に形成されたものに限らず、フォトレジスタや熱レジスタといった液状物質を固定治具１０の円筒側面１０ａに塗布し固化させて薄いシート状にしたものでもよい。予めシート状に形成した加工対象物ＯＢの場合は、固定治具１０の円筒側面１０ａに巻かれて固定される。固定治具１０は、その一方端が治具回転装置２０に装着固定される部分となり、他方端がバランス調整器としてのおもり取付部１５となっている。おもり取付部１５は、固定治具１０の端面に雌ネジ１５ａを同一円周上に等間隔（固定治具１０の円筒中心から等角度）に設けたものである。バランス調整用のおもり（図示略）は、この雌ネジ１５ａに螺合可能な雄ネジが形成されており、任意の位置の雌ネジ１５ａに取り付けられる。
【００２７】
治具回転装置２０は、固定治具１０の一方端を固定するためのエアチャック２１を備えている。エアチャック２１は、図８に示すように、スピンドルモータ２２（本実施形態においてはエアスピンドルを使用）に連結されるチャック本体２１ａと、加圧エアーの供給によりチャック本体２１ａに対して半径方向外側（図面の矢印方向）にスライドする３本のスライド体２１ｂと、各スライド体２１ｂに連結され固定治具１０を固定するための固定用片２１ｃとを備える。各固定用片２１ｃは、同心状に配置され、半径方向外側外周面に、固定治具１０の円筒内周面を押圧するための押圧面２１ｄが形成されている。エアチャック２１は、作業者の操作により加圧エアーが供給されると、スライド体２１ｂが半径方向外側にスライドし、これに伴って固定用片２１ｃが半径方向外側に移動する。この固定用片２１ｃの移動により、固定用片２１ｃの押圧面２１ｄが固定治具１０の円筒内周面を外側に向けて押圧することで固定治具１０を治具回転装置２０に装着固定する。スピンドルモータ２２は、基台２３に固定されている。このように、治具回転装置２０は、エアチャック２１、スピンドルモータ２２、基台２３を主要部として構成されている。
【００２８】
基台２３は、枠体２４に固定されている。枠体２４の背部には移動板５１が向かい合って設けられる。移動板５１には、枠体２４と向かい合う面に上下方向に延びて形成されたレール（図示略）が設けられる。一方、枠体２４の背部には、このレールと係合する係合片（図示略）が設けられる。これにより、枠体２４は、移動板５１に対して、レールに沿って昇降可能となっている。
【００２９】
移動板５１は、その上部において移動体５２と連結される。移動体５２には、その前面にシリンダ６１（以下、昇降用シリンダ６１と呼ぶ）が固定されている。昇降用シリンダ６１は、配管を介しコンプレッサ２００（図２参照）と接続されており、コンプレッサ２００によりエアーが供給されて内部が加圧されたときにシャフト６２を上方へ引き上げ、加圧が解かれ内部が常圧に戻されたときにシャフト６２を下方に降ろす。このシャフト６２は、枠体２４の上部に連結されている。従って、コンプレッサ２００の加圧制御により枠体２４を昇降させることで枠体２４に固定した治具回転装置２０を昇降できるように構成されている。従って、昇降装置６０は、枠体２４、昇降用シリンダ６１、コンプレッサ２００等の加圧エアー供給装置を主要部として構成されている。
【００３０】
移動板５１の背部には、固定板５３が設けられる。この固定板５３は、ドラム状の固定治具１０の中心軸に対して直交する方向に向けて本体架台８０に立設固定して設けられる。固定板５３には、その前面に２本のレール５４ａ，５４ｂが上下に間隔をあけて水平方向に設けられる。一方、移動板５１の背面には、このレール５４ａ，５４ｂと係合する係合片５５ａ，５５ｂが設けられる。これにより、移動板５１は、固定板５３に対して、レール５４ａ，５４ｂに沿って水平移動可能となっている。
【００３１】
固定板５３の上方には、シリンダ５６（以下、移動用シリンダ５６と呼ぶ）がレール５４ａ，５４ｂと同じ方向に向けられて設けられている。上述した移動体５２は、中央に円筒穴が形成されており、円筒穴に移動用シリンダ５６が挿通するように設けられる。移動体５２は、移動用シリンダ５６の外周面を摺動可能に設けられるとともに、その円筒穴の内周側に永久磁石（図示略）が設けられている。一方、移動用シリンダ５６は、図示しないピストンを内部に備え、ピストンにより内部のエアー室が左右に区画形成される。左右のエアー室は、それぞれ配管を介してコンプレッサ２００（図２参照）と接続されており、コンプレッサ２００により一方のエアー室が選択的に加圧されることで、ピストンが移動用シリンダ５６内を左右方向に移動するように構成されている。ピストンの外径側には、永久磁石が設けられている。従って、ピストンの永久磁石と移動体５２の永久磁石とが互いに引きつけ合い、ピストンの移動にともなって移動体５２が一緒に移動するようになっている。
【００３２】
上述したように移動体５２は、昇降装置６０を連結している。また、昇降装置６０は、治具回転装置２０を連結している。従って、コンプレッサ２００の加圧制御により移動用シリンダ５６内のピストンを移動させることにより、移動体５２が移動用シリンダ５６の外周を左右に移動し、この移動により昇降装置６０、治具回転装置２０、固定治具１０も左右に移動する。この移動方向は、固定治具１０の中心軸に直交する方向で、かつ、水平方向となる。
【００３３】
このように治具回転装置２０を水平方向に移動させる構成が離隔変更装置５０となる。従って、離隔変更装置５０は、移動板５１、移動体５２、固定板５３、レール５４ａ，５４ｂ、係合片５５ａ，５５ｂ、移動用シリンダ５６、コンプレッサ２００等の加圧エアー供給装置を主要部として構成されている。
【００３４】
以下、治具回転装置２０に固定された固定治具１０の中心軸方向をＸ方向と呼び、Ｘ方向に対して直交し治具回転装置２０の水平移動方向となる方向をＹ方向と呼び、Ｘ方向とＹ方向とに直交し治具回転装置２０の昇降方向となる方向をＺ方向と呼ぶ。
【００３５】
本体架台８０には、治具回転装置２０を吸着固定するための第１吸着固定台７１、第２吸着固定台７２が設けられている。第１吸着固定台７１、第２吸着固定台７２は、互いにＹ方向において間隔をあけて設けられている。各吸着固定台７１，７２は、治具回転装置２０の基台２３の底面と面接触する載置面を備え、この載置面が多孔質板７３にて形成されている。各吸着固定台７１，７２は、多孔質板７３の裏面側に負圧室（図示略）が形成されている。この負圧室は、配管を介して吸引ポンプを使ったバキューム装置２１０（図２参照）に接続されている。従って、第１吸着固定台７１あるいは第２吸着固定台７２に治具回転装置２０を載置した状態で、バキューム装置２１０を作動させて負圧室のエアーを吸引することにより基台２３が多孔質板７３に吸着され、これにより治具回転装置２０が安定した状態で固定される。吸着固定装置７０は、第１吸着固定台７１、第２吸着固定台７２、および、バキューム装置２１０等の負圧発生装置から構成される。
【００３６】
第１吸着固定台７１は、加工対象物ＯＢのレーザ加工を行うときに治具回転装置２０を吸着固定するために使用され、第２吸着固定台７２は、レーザ加工を行う前に固定治具１０のバランス評価、バランス調整を行うときに治具回転装置２０を吸着固定するために使用される。第１吸着固定台７１および第２吸着固定台７２には、それぞれ治具回転装置２０の基台２３の側面に当接して治具回転装置２０の左右（Ｙ方向）の移動限界を設定する第１ストッパ８１および第２ストッパ８２が設けられている。従って、治具回転装置２０は、第１吸着固定台７１と第２吸着固定台７２との間の範囲においてＹ方向に移動可能となっている。
【００３７】
移動用シリンダ５６の左右の端部には、移動体５２の位置を検出する第１位置センサ９１、第２位置センサ９２（図２参照）が設けられている。第１位置センサ９１は、治具回転装置２０の基台２３が第１ストッパ８１に当接する左移動限界位置付近で移動体５２の位置に応じた検出信号を出力する。また、第２位置センサ９２は、治具回転装置２０の基台２３が第２ストッパ８２に当接する右移動限界位置付近で移動体５２の位置に応じた検出信号を出力する。治具回転装置２０が左右方向に移動し第１ストッパ８１あるいは第２ストッパ８２に当たって移動限界位置に達すると、第１位置センサ９１あるいは第２位置センサ９２の出力する検出信号が変化しなくなる。従って、検出信号が変化しなくなったことを検出して治具回転装置２０が移動限界位置に達したことを検出できる。
【００３８】
治具回転装置２０が第１吸着固定台７１に吸着されている状態において、固定治具１０の横には、加工ヘッド３０、および、加工ヘッド３０をＸ方向に移動させるヘッド移動装置４０が設けられる。ヘッド移動装置４０は、ヘッド移動用の電動モータであるフィードモータ４１と、フィードモータ４１の出力軸に連結されるスクリューシャフト４２と、スクリューシャフト４２と螺合する雌ネジ部（図示略）を備えたヘッド移動台４３と、スクリューシャフト４２と平行に設けられるガイドレール４４と、ガイドレール４４およびフィードモータ４１を固定する固定台４５とを備えている。
【００３９】
スクリューシャフト４２は、一端がフィードモータ４１の出力軸に連結され、他端が図示しない軸受けにより回転可能に軸支されてＸ方向に延設される。ヘッド移動台４３は、内部に形成した雌ネジがスクリューシャフト４２の雄ネジと螺合するとともに、ガイドレール４４によりＸ方向にのみ移動可能に支持される。従って、ヘッド移動台４３は、フィードモータ４１を駆動してスクリューシャフト４２を回転させることでＸ方向に移動可能となっている。
【００４０】
ヘッド移動台４３の上面に加工ヘッド３０が固定される。加工ヘッド３０は、図示しないが、加工用強度のレーザ光を出射するレーザ光源、レーザ光源から出射されたレーザ光を加工対象物ＯＢの表面に集光させるための各種光学レンズ、加工対象物ＯＢに照射されたレーザ光の反射光を受光して受光信号を加工ヘッド制御回路１１０（図２参照）に出力する４分割フォトディテクタ、加工ヘッド制御回路１１０からの制御信号により対物レンズの位置を調整してレーザ光の焦点位置を加工対象物ＯＢの表面と一致させるフォーカスアクチュエータ等を備えている。加工ヘッド３０は、レーザ光の出射方向延長ラインが固定治具１０の中心軸と直角に交わるような位置にヘッド移動台４３に固定されている。
【００４１】
このように構成されたヘッド移動装置４０は、加工ヘッド３０をＸ方向に移動させることにより、加工対象物ＯＢの表面に照射されるレーザ光の照射位置をＸ方向に移動させるものとなる。
【００４２】
治具回転装置２０のスピンドルモータ２２には、振動センサ９３が取り付けられている。この振動センサ９３は、バランス評価（重心のずれ量とずれ方向測定）を行うために振動状態を検出するもので、振動量に相当する信号を図２に示すバランス評価装置１１３に出力する。振動センサ９３としては、例えば、加速度センサを使用することができる。尚、スピンドルモータ２２には、この振動センサ９３とは別に、許容量以上の振動を検出したときにスピンドルモータ２２の回転を非常停止させるための図示しない振動センサが取り付けられている。
【００４３】
本体架台８０の右端には、レーザ変位計１２０が設けられる。レーザ変位計１２０は、距離測定用のレーザ光を固定治具１０に向けて照射してその反射光を受光することによりレーザ光の照射位置までの距離を検出し、距離に相当する信号を出力する。この検出信号は、図２に示す偏心量検出回路１１４に入力され、偏心量測定（回転中心と固定治具１０の中心軸のずれ量測定）に使用される。レーザ変位計１２０は、レーザ光の出射方向延長ラインが固定治具１０の回転軸に直角に交わるような位置に本体架台８０に取り付けられる。また、レーザ変位計１２０は、本体架台８０に対して着脱可能に設けられ、本体架台８０の右端をＸ方向に移動させることにより固定治具１０の基端側と先端側との２個所における偏心量を測定する。そのため、図示しないが、レーザ変位計１２０の固定位置を決める位置決め部材が本体架台８０に２個所設けられている。尚、２個所の位置決め部材のあいだの位置においてもレーザ変位計１２０を固定することができるため、偏心量の測定位置は任意の位置に調整可能となっている。
【００４４】
このように構成されたレーザ加工装置１においては、治具回転装置２０を第１吸着固定台７１に吸着固定し、固定治具１０の円筒側面１０ａにシート状の加工対象物ＯＢを固定した状態で固定治具１０を治具回転装置２０により回転させるとともにヘッド移動装置４０により加工ヘッド３０をＸ方向に移動させながら、加工ヘッド３０から加工対象物ＯＢの表面にレーザ光を照射する。これにより、円筒状の加工対象物ＯＢの表面をレーザ光の照射スポットが螺旋状に移動して、加工対象物ＯＢが表面全体にわたってレーザ加工される。レーザ加工は、加工対象物ＯＢの表面にピットを形成するもの、連続した溝を形成するもの、現像液により反応する反応跡を形成するものなど、いずれであってもよい。
【００４５】
次に、レーザ加工装置１の制御システムについて図２を用いて説明する。加工ヘッド３０は、加工ヘッド制御回路１１０により制御される。加工ヘッド制御回路１１０は、加工ヘッド３０に設けられたレーザ光源に駆動信号を出力してレーザ光源からレーザ光を出射させるレーザ駆動回路（図示略）と、レーザ加工模様に応じたパルス列信号あるいは連続信号をレーザ駆動回路に供給して、レーザ駆動回路からレーザ光源へ供給する駆動信号をオンオフして加工対象物ＯＢの表面に模様を形成する発光信号供給回路（図示略）を備える。レーザ駆動回路は、コントローラ１００から出力された作動指令にしたがって作動開始し、発光信号供給回路は、コントローラ１００から出力された模様指定指令にしたがってレーザ駆動回路に発光信号を出力する。
【００４６】
また、加工ヘッド制御回路１１０は、加工ヘッド３０に設けられた４分割フォトディテクタから出力される受光信号を入力してフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成回路（図示略）と、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成して加工ヘッド３０に設けられたフォーカスアクチュエータ（図示略）を駆動制御してレーザ光を加工対象物ＯＢの表面に合焦させるドライブ回路（図示略）等を有するフォーカスサーボ回路を備える。フォーカスエラー信号生成回路およびドライブ回路は、コントローラ１００から出力された作動指令にしたがって作動開始する。
【００４７】
フィードモータ４１は、フィードモータ制御回路１１１により駆動制御される。フィードモータ４１内には、同モータ４１の回転を検出して回転検出信号を出力するエンコーダ４１ａが組み込まれている。エンコーダ４１ａの出力する回転検出信号は、フィードモータ４１の回転子が所定の微少な角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス列信号であって、回転方向を判別するために互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号からなる。フィードモータ制御回路１１１は、フィードモータ４１への通電を制御してフィードモータ４１を駆動する駆動回路だけでなく、エンコーダ４１ａから出力されるパルス列信号のパルス数をフィードモータ４１の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンし、そのカウント値から加工ヘッド３０のＸ方向の位置（送り位置）を検出し、送り位置を表すデジタル信号をコントローラ１００に出力する送り位置検出回路も備えている。
【００４８】
コントローラ１００は、電源投入時に、フィードモータ制御回路１１１に加工ヘッド３０の初期位置への移動を指示する。この指示により、フィードモータ制御回路１１１は、フィードモータ４１を回転させて加工ヘッド３０を初期位置に移動させる。この初期位置は、フィードモータ４１によって駆動されるヘッド移動台４３の駆動限界位置である。ヘッド移動台４３が初期位置に到達してフィードモータ４１の回転が停止すると、送り位置検出回路はエンコーダ４１ａからのパルス列信号の入力停止を検出して、カウント値を「０」にリセットするとともに駆動回路に出力停止信号を出力する。これにより、フィードモータ４１への駆動信号の出力が停止される。送り位置検出回路は、その後フィードモータ４１が駆動された際に、パルス列信号のパルス数をフィードモータの回転方向に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、そのカウント値に基づいて加工ヘッド３０の送り位置を算出し、送り位置を表す信号を駆動回路およびコントローラ１００に出力し続ける。
【００４９】
フィードモータ制御回路１１１は、コントローラ１００によって指定される送り位置への移動が指令されたときには、送り位置検出回路によって検出される送り位置を用いてフィードモータ４１の回転を制御し、検出される送り位置がコントローラ１００から指定された送り位置に等しくなるまでフィードモータ４１を回転させる。また、フィードモータ制御回路１１１は、コントローラ１００によって指定される移動速度で加工ヘッド３０を移動させることが指示されたときには、エンコーダ４１ａからの回転検出信号から加工ヘッド３０の移動速度を計算し、計算した移動速度がコントローラ１００によって指定された移動速度と等しくなるようにフィードモータ４１の回転速度を制御する。
【００５０】
治具回転装置２０に設けられるスピンドルモータ２２は、スピンドルモータ制御回路１１２により駆動制御される。スピンドルモータ２２内には、同モータ２２の回転すなわち固定治具１０の回転を検出して、回転検出信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。エンコーダ２２ａの出力する回転検出信号は、固定治具１０の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号と、所定の微少な角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルを繰り返すパルス列信号であって、回転方向を判別するために互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号とからなる。回転検出信号のうちパルス列信号は、スピンドルモータ制御回路１１２に供給され、インデックス信号はバランス評価装置１１３および偏心量検出回路１１４に供給される。
【００５１】
スピンドルモータ制御回路１１２は、コントローラ１００から出力された回転速度指示により作動開始し、エンコーダ２２ａから出力されるパルス列信号（Ａ相信号およびＢ相信号）の単位時間あたりのパルス数によりスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ１００によって指示された回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転を制御する。
【００５２】
レーザ加工装置１には、固定治具１０のバランス評価を行うためのバランス評価装置１１３が設けられている。バランス評価装置１１３は、スピンドルモータ２２に設けられたエンコーダ２２ａの出力するインデックス信号と、振動センサ９３の出力する振動量に相当する信号とを入力する。バランス評価装置１１３は、加工対象物ＯＢをセットした固定治具１０を治具回転装置２０により一定速度で回転させているときに、振動センサ９３から振動量に相当する信号を入力し、その信号の波高値を所定のサンプリング周期でデジタル信号にて記憶する。インデックス信号は、固定治具１０が１回転するたびに１回出力され、回転速度が一定であるので、その出力周期は一定である。従って、インデックス信号を入力したタイミングに基づいて、所定のサンプリング周期で記憶した振動量の波高値を表すデジタル信号と、その振動を検出したときの固定治具１０の回転角度との対応を取ることができる。
【００５３】
バランス評価装置１１３は、バランス評価手段に相当するもので、固定治具１０の各回転角度ごとの振動量の平均値からバランス評価値（以下、アンバランス量と呼ぶ）を計算し、その計算結果をデジタルデータでコントローラ１００に出力する。
【００５４】
固定治具１０は、その片側端が治具回転装置２０に固定されるが、その形状や取り付け方によっては固定治具１０の中心軸が治具回転装置２０の回転中心からずれる（偏心する）ことがある。例えば、ドラム状の固定治具１０の内径と外径との同心度が悪いと偏心する。そうした偏心を検出するために、レーザ加工装置１には、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４が設けられている。レーザ変位計１２０は、レーザ変位計１２０が定義する原点から固定治具１０にセットされた加工対象物ＯＢまでの距離に相当するデジタル信号を出力する。偏心量検出回路１１４は、スピンドルモータ２２に設けられたエンコーダ２２ａの出力するインデックス信号と、レーザ変位計１２０が出力するデジタル信号とを入力する。偏心量検出回路１１４は、加工対象物ＯＢをセットした固定治具１０を治具回転装置２０により一定の低速度で回転させているときに、レーザ変位計１２０から上記距離に相当するデジタル信号を入力し、そのデジタル信号を所定のサンプリング周期で記憶する。そして、インデックス信号を入力したタイミングに基づいて、所定のサンプリング周期で記憶した距離を表す各デジタル信号に対応する回転角度を計算し、各回転角度ごとの距離の平均値のうち最大値と最小値の差を偏心量として計算して、計算結果を表すデジタルデータをコントローラ１００に出力する。尚、偏心量は、正確には最大値と最小値の差の１／２として計算されるものであるが、偏心量を許容限界以下にすることが目的であるため、ここでは、そうした除算処理を省略する。
【００５５】
レーザ加工装置１には、治具回転装置２０のＹ方向への移動を制御する移動制御回路１１５が設けられている。移動制御回路１１５は、移動用シリンダ５６の左右端に設けられた第１位置センサ９１と第２位置センサ９２の出力する検出信号（移動体５２の位置に応じた検出信号）を入力するとともに、コントローラ１００からの移動指令にしたがって移動体５２の位置検出に基づいて移動用シリンダ５６の左右のエアー室への加圧エアー供給を制御する。コンプレッサ２００から左のエアー室に加圧エアーを供給する配管には第１加圧用バルブ１２１と第１開放用バルブ１２２が設けられ、コンプレッサ２００から右のエアー室に加圧エアーを供給する配管には第２加圧用バルブ１２３と第２開放用バルブ１２４が設けられている。
【００５６】
移動制御回路１１５は、コントローラ１００から右方向移動指令を入力した場合、第１加圧用バルブ１２１を開状態、第１開放用バルブ１２２を閉状態、第２加圧用バルブ１２３を閉状態、第２開放用バルブ１２４を開状態にする。これにより、移動用シリンダ５６内のピストンの右方向への移動とともに移動体５２が右方向に移動する。従って、治具回転装置２０が右方向に移動し第２ストッパ８２に当接する。このとき、移動用シリンダ５６の右端に設けられた第２位置センサ９２の検出信号が変化しなくなるため、移動制御回路１１５は、移動体５２が右移動限界位置に到達したと判定し、第１加圧用バルブ１２１を閉弁するとともに第１開放用バルブ１２２を開弁し、コントローラ１００に右方向への移動終了を表す信号を出力する。
【００５７】
また、移動制御回路１１５は、コントローラ１００から左方向移動指令を入力した場合、第１加圧用バルブ１２１を閉状態、第１開放用バルブ１２２を開状態、第２加圧用バルブ１２３を開状態、第２開放用バルブ１２４を閉状態にする。これにより、移動用シリンダ５６内のピストンの左方向への移動とともに移動体５２が左方向に移動する。従って、治具回転装置２０が左方向に移動し第１ストッパ８１に当接する。このとき、移動用シリンダ５６の左端に設けられた第１位置センサ９１の検出信号が変化しなくなるため、移動制御回路１１５は、移動体５２が左移動限界位置に到達したと判定し、第２加圧用バルブ１２３を閉弁するとともに第２開放用バルブ１２４を開弁し、コントローラ１００に左方向への移動終了を表す信号を出力する。
【００５８】
レーザ加工装置１には、コントローラ１００からの固定指令にしたがって治具回転装置２０を第１吸着固定台７１あるいは第２吸着固定台７２に吸着固定する固定制御回路１１６が設けられている。バキューム装置２１０と第１吸着固定台７１とを接続する配管には第１吸引用バルブ１３１と第１開放用バルブ１３２が設けられ、バキューム装置２１０と第２吸着固定台７２とを接続する配管には第２吸引用バルブ１３３と第２開放用バルブ１３４が設けられている。固定制御回路１１６は、コントローラ１００から第１固定指令を入力した場合、第１吸引用バルブ１３１を開状態、第１開放用バルブ１３２を閉状態にする。これにより、治具回転装置２０が第１吸着固定台７１に吸着固定される。また、コントローラ１００から第１固定解除指令を入力した場合、第１吸引用バルブ１３１を閉弁し第１開放用バルブ１３２を開弁する。これにより、治具回転装置２０の第１吸着固定台７１での吸着固定が解除される。
【００５９】
また、固定制御回路１１６は、コントローラ１００から第２固定指令を入力した場合、第２吸引用バルブ１３３を開状態、第２開放用バルブ１３４を閉状態にする。これにより、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２に吸着固定される。また、コントローラ１００から第２固定解除指令を入力した場合、第２吸引用バルブ１３３を閉弁し第２開放用バルブ１３４を開弁する。これにより、治具回転装置２０の第２吸着固定台７２での吸着固定が解除される。
【００６０】
レーザ加工装置１には、コントローラ１００からの昇降指令（上昇指令あるいは下降指令）にしたがって治具回転装置２０の昇降動作を制御する昇降制御回路１１７が設けられている。コンプレッサ２００から昇降用シリンダ６１に加圧エアーを供給する配管には加圧用バルブ１４１と開放用バルブ１４２が設けられている。昇降制御回路１１７は、コントローラ１００から上昇指令を入力した場合、加圧用バルブ１４１を開状態、開放用バルブ１４２を閉状態にする。これにより昇降装置６０のシャフト６２が上方に引き上げられ治具回転装置２０が上昇する。また、昇降制御回路１１７は、コントローラ１００から下降指令を入力した場合、加圧用バルブ１４１を閉状態、開放用バルブ１４２を開状態にする。これにより昇降装置６０のシャフト６２が下方に降ろされ治具回転装置２０が下降する。
【００６１】
コントローラ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータと、ハードディスクや不揮発性メモリなどの記憶装置と、入出力インタフェース等から構成される電子制御装置である。コントローラ１００には、作業者が各種パラメータや処理等を指示するための入力装置１０１と、作業者に対してバランス調整情報などの各種情報や作動状況等を視覚的に知らせるための表示装置１０２とが接続されている。
【００６２】
次に、レーザ加工装置１の動作を説明する。レーザ加工を精度良く行うためには、レーザ加工を行う前に、加工対象物ＯＢを固定した固定治具１０の重心が治具回転装置２０の回転中心軸上にくるようにバランス調整する必要がある。本実施形態のレーザ加工装置１は、こうしたバランス調整に特徴を有するもので、レーザ加工自体は周知の方法で行われる。従って、以下、バランス調整方法について説明する。
【００６３】
作業者は、レーザ加工を行う前に入力装置１０１を操作して、コントローラ１００に対してバランス調整ルーチンの開始指令を入力する。図３は、バランス調整ルーチンを表すフローチャートである。このバランス調整ルーチンは、コントローラ１００のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、ステップＳ１０にて開始される。コントローラ１００は、まず、ステップＳ１２において、固定制御回路１１６に対して第１固定解除指令を出力する。これにより、固定制御回路１１６は、第１吸引用バルブ１３１を閉弁し第１開放用バルブ１３２を開弁して、第１吸着固定台７１に吸着固定されていた治具回転装置２０の吸着を解除する。
【００６４】
続いて、ステップＳ１４において、昇降制御回路１１７に対して上昇指令を出力する。これにより昇降制御回路１１７は、加圧用バルブ１４１を開状態、開放用バルブ１４２を閉状態にする。こうして治具回転装置２０の上昇が開始されると、コントローラ１００は、ステップＳ１６においてタイマによる計時を開始し、ステップＳ１８において予め設定した所定時間が経過するまで待機する。所定時間が経過すると、治具回転装置２０は、第１吸着固定台７１から所定距離だけ浮いた状態となる。このタイミングでコントローラ１００は、ステップＳ２０において、移動制御回路１１５に対して右方向移動指令を出力する。これにより、移動制御回路１１５は、第１加圧用バルブ１２１を開状態、第１開放用バルブ１２２を閉状態、第２加圧用バルブ１２３を閉状態、第２開放用バルブ１２４を開状態にする。こうして、治具回転装置２０の右方向への移動が開始される。
【００６５】
コントローラ１００は、ステップＳ２２において移動制御回路１１５から右方向への移動終了を表す信号を入力するまで待機する。移動制御回路１１５は、第２位置センサ９２の検出信号に基づいて治具回転装置２０が右移動限界位置まで移動したことを検出すると移動終了を表す信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、移動終了を表す信号を入力すると、ステップＳ２４において、昇降制御回路１１７に対して下降指令を出力する。これにより昇降制御回路１１７は、加圧用バルブ１４１を閉状態、開放用バルブ１４２を開状態にする。こうして治具回転装置２０の下降が開始されると、コントローラ１００は、ステップＳ２６においてタイマをリセットして計時を開始し、ステップＳ２８において予め設定した所定時間が経過するまで待機する。所定時間が経過すると、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２に載置された状態となり、コントローラ１００は、ステップＳ３０において、固定制御回路１１６に対して第２固定指令を出力する。これにより固定制御回路１１６は、第２吸引用バルブ１３３を開状態、第２開放用バルブ１３４を閉状態にして、治具回転装置２０を第２吸着固定台７２に吸着させる。こうして、治具回転装置２０が第１吸着固定台７１から第２吸着固定台７２にまで移動する。
【００６６】
図４は、この治具回転装置２０の昇降と移動を表す。本ルーチンが開始されるときには、図中（ａ）に示すように、治具回転装置２０が第１吸着固定台７１に吸着固定されている。そして、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理により図４（ｂ）に示すように治具回転装置２０が上昇し、ステップＳ２０〜Ｓ２２の処理により図４（ｃ）に示すように治具回転装置２０が右移動限界位置に到達し、ステップＳ２４〜Ｓ３０の処理により図４（ｄ）に示すように治具回転装置２０が下降して第２吸着固定台７２に吸着固定される。尚、本ルーチンが開始されるときに、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２に載置されていた場合には、ステップＳ２２において移動終了がすぐに検出されるため、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２の上を上昇・下降するだけとなる。
【００６７】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ３２において、表示装置１０２を使って作業者に対してレーザ加工条件（固定治具１０の回転速度、加工ピッチ、連続溝加工あるいはピット加工などの加工種類や加工模様等）を入力するように指示する。そして、ステップＳ３４において、作業者によるレーザ加工条件の入力終了操作を検出すると、コントローラ１００は、その処理をステップＳ３６に進める。尚、入力されたレーザ加工条件は、コントローラ１００のＲＡＭ等のメモリ内に記憶される。コントローラは、ステップＳ３６において、表示装置１０２を使って作業者に対して加工対象物ＯＢをレーザ加工装置１にセットするように指示する。この場合、作業者は、以下の何れかの方法により加工対象物ＯＢをレーザ加工装置１にセットする。
【００６８】
方法１．固定治具１０の円筒側面１０ａにシート状の加工対象物ＯＢを巻いて固定する。
方法２．固定治具１０の円筒側面１０ａに液状のフォトレジストあるいは熱レジストを塗布し、所定時間そのままにして固化させる。
方法３．エアチャック２１の固定を解除して固定治具１０を治具回転装置２０から取り外し、加工対象物ＯＢがセットされている別の固定治具１０を治具回転装置２０に装着固定する。
【００６９】
この加工対象物ＯＢのセット時においては、治具回転装置２０が加工ヘッド３０から離れて位置に移動しているため、加工ヘッド３０が邪魔にならず、セット作業を容易に行うことができる。また、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２に吸着固定されているため、セット作業を安定して行うことができる。
【００７０】
コントローラ１００は、ステップＳ３８において、作業者が入力装置１０１を使ってセット完了入力操作を行うまで待機し、セット完了操作を検出すると、ステップＳ４０において、表示装置１０２に、「第１位置の偏心量測定」と表示する。偏心量測定は、固定治具１０の先端側（おもり取付部１５側）と基端側（エアチャック２１により固定される側）との２個所において行われる。従って、この第１位置は、吸着固定台７１，７２の位置を特定するものではない。このステップＳ４０の処理が行われるときにレーザ変位計１２０の本体架台８０に固定されている位置が第１位置となる。例えば、レーザ変位計１２０が固定治具１０の先端側測定用位置にセットされている場合には、第１位置が先端側測定用位置となり、後述する第２位置が基端側測定用位置となる。逆に、レーザ変位計１２０が固定治具１０の基端側測定用位置にセットされている場合には、第１位置が基端側測定用位置となり、第２位置が先端側測定用位置となる。
【００７１】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ４２において、スピンドルモータ制御回路１１２に偏心測定用の回転開始指令を出力する。スピンドルモータ制御回路１１２は、この回転開始指令にしたがってスピンドルモータ２２を低速に設定された偏心測定用回転速度にて駆動する。次に、コントローラ１００は、ステップＳ４４において、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４とに対して作動開始指令を出力する。偏心量検出回路１１４は、レーザ変位計１２０から入力した距離に相当するデジタル信号と、スピンドルモータ２２内に設けられたエンコーダ２２ａから入力したインデックス信号に基づいて、固定治具１０の各回転角度ごとの距離の平均値のうち最大値と最小値の差を偏心量として計算し、計算結果を表すデジタルデータをコントローラ１００に出力する。
【００７２】
コントローラ１００は、ステップＳ４６において、偏心量検出回路１１４による偏心量測定が終了するまで待機し、偏心量検出回路１１４から偏心量測定結果を入力して偏心量測定の終了を検出すると、ステップＳ４８において、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４とに対して作動停止指令を出力し、ステップＳ５０において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して回転停止指令を出力する。これにより、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４の作動が停止されるとともに、固定治具１０の回転が停止される。尚、偏心量測定結果は、コントローラ１００のＲＡＭ等のメモリに記憶される。
【００７３】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ５２において、偏心量測定結果を表示装置１０２に表示し、ステップＳ５４において、偏心量が許容限界値以下に収まっているか否かを判断する。加工対象物ＯＢのセットを固定治具１０ごと取り替える方法３にて行った場合には、固定治具１０の中心軸が治具回転装置２０の回転中心に対して偏心していることがある。そうした場合には、エアチャック２１と固定治具１０との相対取付角度をずらすことにより偏心量を少なくできることがある。そこで、コントローラ１００は、偏心量が許容限界値以下に収まっていない場合は（Ｓ５４：Ｎｏ）、ステップＳ５６において、表示装置１０２を使って作業者に対して固定治具１０を再セットするように指示する。作業者は、この指示にしたがって固定治具１０を一旦エアチャック２１から取り外し、取付角度を変えて再度装着し直す。これにより、偏心量が調整される。
【００７４】
コントローラ１００は、固定治具１０の再セットを指示した場合（Ｓ５６）には、その処理をステップＳ３８に戻して上述した処理を繰り返す。一方、偏心量が許容限界値以下に収まっている場合は（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５８において、表示装置１０２を使って作業者に対してレーザ変位計１２０の位置を移動させるように指示する。作業者は、この指示にしたがってレーザ変位計１２０を第２位置に移動させる。コントローラ１００は、ステップＳ６０において、作業者が入力装置１０１を使ってレーザ変位計１２０の移動終了入力操作を行うまで待機し、移動終了入力操作を検出すると、ステップＳ６２において、表示装置１０２に、「第２位置の偏心量測定」と表示する。
【００７５】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ６４において、スピンドルモータ制御回路１１２に偏心測定用の回転開始指令を出力し、ステップＳ６６において、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４とに対して作動開始指令を出力する。これにより、偏心量検出回路１１４は、固定治具１０の各回転角度ごとの距離の平均値のうち最大値と最小値の差を偏心量として計算し、計算結果を表すデジタルデータをコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、ステップＳ６８において、偏心量検出回路１１４による偏心量測定が終了するまで待機し、偏心量検出回路１１４から偏心量測定結果を入力して偏心量測定の終了を検出すると、ステップＳ７０において、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４とに対して作動停止指令を出力して、レーザ変位計１２０と偏心量検出回路１１４との作動を停止させる。偏心量測定結果は、コントローラ１００のＲＡＭ等のメモリに記憶される。
【００７６】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ７２において、偏心量測定結果を表示装置１０２に表示し、ステップＳ７４において、偏心量が許容限界値以下に収まっているか否かを判断する。偏心量が許容限界値以下に収まっていない場合は（Ｓ７４：Ｎｏ）、ステップＳ７６において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して回転停止指令を出力して固定治具１０の回転を停止させ、ステップＳ７８において、表示装置１０２を使って作業者に対して固定治具１０を再セットするように指示する。この場合、コントローラ１００は、その処理をステップＳ３８に戻して上述した処理を繰り返す。
【００７７】
一方、第２位置においても、偏心量が許容限界値以下に収まっている場合には（Ｓ７４：Ｙｅｓ）、以下、ステップＳ８０からのバランス評価処理を開始する。コントローラ１００は、まず、ステップＳ８０において、変数ｎの値をゼロにセットする。続いて、ステップＳ８２において、表示装置１０２に「回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍのバランス評価」と表示する。尚、括弧内の表示は計算値となる。従って、ｎ＝０に設定されている場合には、「回転速度３００ｒｐｍのバランス評価」と表示される。続いて、コントローラ１００は、ステップＳ８４において、表示装置１０２に「初期測定」と表示し、ステップＳ８６において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して、回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍの回転開始を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路１１２がスピンドルモータを回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍで駆動して固定治具１０を回転させる。尚、このバランス評価開始時においては、固定治具１０のおもり取付部１５にはおもりが取り付けられていない。
【００７８】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ８８において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動開始指令を出力する。これによりバランス評価装置１１３は、スピンドルモータ２２に設けられたエンコーダ２２ａの出力するインデックス信号と、振動センサ９３の出力する振動量に相当する信号との入力を開始し、インデックス信号を入力したタイミングに基づいて、固定治具１０の各回転角度ごとの振動量の平均値からアンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）を計算し、その計算結果をデジタルデータでコントローラ１００に出力する。このアンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）は、バランス評価値（重心のずれ量，ずれ方向）に相当するものである。固定治具１０を回転させると、その回転に同期した周期で振動が検出される。アンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）は、この振動のピークが検出されるときの振動量Ｖと固定治具１０の回転角度θとを表したものである。
【００７９】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ９０において、バランス評価装置１１３によるアンバランス量測定が終了するまで待機し、バランス評価装置１１３から測定結果を入力してアンバランス量測定の終了を検出すると、その処理をステップＳ９２に進める。このとき、コントローラ１００は、入力したアンバランス量測定結果をＲＡＭ等のメモリに記憶する。コントローラ１００は、ステップＳ９２において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動停止指令を出力し、ステップＳ９４において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して回転停止指令を出力する。これにより、振動センサ９３とバランス評価装置１１３の作動が停止されるとともに、固定治具１０の回転が停止される。
【００８０】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ９６において、表示装置１０２にアンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）を表示する。続いて、ステップＳ９８において、表示装置１０２を使って作業者に対して、試しおもりの取り付け、および、試しおもりの質量の入力を指示する。作業者は、この表示装置１０２に表示された指示にしたがって、固定治具１０の先端に設けられたおもり取付部１５に適当なおもり（試しおもり）を取り付ける。おもりは、質量の異なるものが複数用意されている。作業者は、複数のおもりの中から、その１つを試しおもりとして選択しておもり取付部１５に取り付ける。
【００８１】
作業者は、試しおもりをおもり取付部１５に取り付けた後、入力装置１０１を使ってその試しおもりの質量を入力する。おもりの質量は、おもり情報となる。尚、試しおもりは、予め設定された質量のおもりを取り付けるようにしてもよい。この場合、おもり情報としては、コントローラ１００内のＲＯＭ等のメモリに予め記憶されている。従って、作業者は、おもりの質量を入力する必要はなく、単に、試しおもりの取付が完了したことを入力すればよい。
【００８２】
コントローラ１００は、ステップＳ１００において、作業者の入力が終了するまで待機する。そして、おもり情報（おもりの質量）の入力を検出すると、あるいは、おもり情報の入力が不要の場合には取付完了情報の入力を検出すると、その処理をステップＳ１０２に進める。このときコントローラ１００は、入力したおもり情報をＲＡＭ等のメモリに記憶する。コントローラ１００は、ステップＳ１０２において、表示装置１０２に「付加測定」と表示し、ステップＳ１０４において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して、回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍの回転開始を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路１１２がスピンドルモータ２２を回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍで駆動して固定治具１０を回転させる。
【００８３】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１０６において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動開始指令を出力する。これにより、バランス評価装置１１３がアンバランス量の測定を開始する。コントローラ１００は、ステップＳ１０８において、バランス評価装置１１３によるアンバランス量測定が終了するまで待機し、バランス評価装置１１３から測定結果を入力してアンバランス量測定の終了を検出すると、その処理をステップＳ１１０に進める。このとき、コントローラ１００は、入力したアンバランス量測定結果をＲＡＭ等のメモリに記憶する。コントローラ１００は、ステップＳ１１０において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動停止指令を出力し、ステップＳ１１２において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して回転停止指令を出力する。これにより、振動センサ９３とバランス評価装置１１３の作動が停止されるとともに、固定治具１０の回転が停止される。
【００８４】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１１３において、アンバランスを解消するための追加おもりの取付位置と質量を以下のようにして計算する。この場合、初期測定において測定されたアンバランス量と、試しおもりを取り付けた付加測定において測定されたアンバランス量と、試しおもりのおもり情報（質量）とをメモリから読み出して行う。尚、試しおもりの質量が予め設定されている場合には、その設定値がメモリから読み込まれる。
【００８５】
初期測定において測定されたアンバランス量をＡ（ＶA，θA）とする。質量ＷBの試しおもりを取り付けたときのアンバランス量をＢ（ＶB，θB）とする。図５に示すように、極座標にアンバランス量を表すＡ点とＢ点とをプロットし、極座標の原点からＡ点に向かう矢（ベクトル）とＢ点に向かう矢（ベクトル）とを描く。矢の長さで振動量Ｖを表し、矢の向きで角度θを表す。次に、両方の矢の先端を結んだ線をＢ点からＡ点に向かう矢として表し、この矢を原点から始まるこれと平行な矢（ベクトル）に描き直した後、この矢の先端をＮ点とする。こうしたＮ点に向かうベクトルの大きさと方向は、コントローラ１００の演算により求められる。そして、極座標の原点からＮ点に向かう矢の大きさをＶN、角度をθNとすると、アンバランスを解消する追加おもりの質量Ｗｘと取付角度θｘは、下記式により計算できる。尚、この取付角度θｘは、試しおもりを取り付けた角度を０度としたときの角度である。
Ｗｘ＝ＶA×ＷB／ＶN
θｘ＝θA−θN
【００８６】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１１４において、アンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）、および、ステップＳ１１３にて算出した追加おもりの取付位置と質量を表示装置１０２に表示する。作業者は、試しおもりを取り外した後、ステップＳ１１４により表示装置１０２に表示された追加おもりの取付位置と質量とに基づいて、その質量に最も近い質量のおもりを追加おもりとして選び出し、表示された取付位置（角度）に最も近い位置の雌ネジに追加おもりを取り付ける。また、上記計算式では、試しおもりを外して追加おもりを取り付ける場合の計算式であるが、試しおもりを取り付けたまま追加おもりを取り付けるときの取付位置と質量とを計算し、試しおもりを取り付けたまま追加おもりを取り付けるようにしてもよい。また、試しおもりを外して追加おもりを取り付けるモードと、試しおもりを取り付けたまま追加おもりを取り付けるモードとを選択できるようにしてもよい。
【００８７】
試しおもりを取り付けたまま追加おもりを取り付ける場合の追加おもりの質量と取り付け位置は、おもりの質量を大きさとし極座標の中心から取付位置に向かう方向を方向としたベクトルを考え、試しおもりのベクトルをベクトル１とし、上記の計算式で算出される追加おもりのベクトルをベクトル２としたとき、ベクトル１−ベクトル２で定まるベクトル３を計算することにより求めればよい。
【００８８】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１１６において、表示装置１０２を使って作業者に対して追加おもりの取り付けが完了したか入力するように指示する。作業者は、追加おもりを取り付けし、取り付けが完了したことを入力装置１０１から入力する。
【００８９】
コントローラ１００は、ステップＳ１１８において、追加おもり取付完了が入力されるまで待機する。そして、追加おもり取付完了の入力を検出すると、その処理をステップＳ１２０に進める。
【００９０】
コントローラ１００は、ステップＳ１２０において、表示装置１０２に「残留測定」と表示し、続くステップＳ１２２において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して、回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍの回転開始を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路１１２がスピンドルモータ２２を回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍで駆動して固定治具１０を回転させる。
【００９１】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１２４において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動開始指令を出力する。これにより、バランス評価装置１１３がアンバランス量の測定を開始する。コントローラ１００は、ステップＳ１２６において、バランス評価装置１１３によるアンバランス量測定が終了するまで待機し、バランス評価装置１１３から測定結果を入力してアンバランス量測定の終了を検出すると、その処理をステップＳ１２８に進める。このとき、コントローラ１００は、入力したアンバランス量測定結果をＲＡＭ等のメモリに記憶する。コントローラ１００は、ステップＳ１２８において、振動センサ９３およびバランス評価装置１１３に対して作動停止指令を出力し、ステップＳ１３０において、スピンドルモータ制御回路１１２に対して回転停止指令を出力する。これにより、振動センサ９３とバランス評価装置１１３の作動が停止されるとともに、固定治具１０の回転が停止される。
【００９２】
続いて、コントローラ１００は、ステップＳ１３２において、アンバランス量（振動量Ｖ，角度θ）を表示装置１０２に表示する。次に、コントローラ１００は、ステップＳ１３４において、アンバランス量が許容限界以下になっているか否かを判断する。この場合、振動量Ｖが許容振動量以下になっているか否かについて判断される。アンバランス量の許容限界は、図６に示すように、偏心量が大きいほど、かつ、固定治具１０の回転速度が高いほど小さくなるように設定されているため、先のステップＳ４４，Ｓ６６にて検出した２個所の偏心量（例えば平均値）と固定治具１０の回転速度とから、図６に示すマップを参照して設定される。
【００９３】
コントローラ１００は、アンバランス量が許容限界以下になっていない場合には、ステップＳ１３５において、アンバランスを解消する追加おもりの取付位置と質量を計算する。例えば、追加おもり（質量Ｗｘ）を角度θｘに取り付けた状態でアンバランス量（ＶC，θC）が検出されたとすると、アンバランスを解消するために更に追加する追加おもりの質量Ｗｙと取付角度θｙは、下記式により計算する。
Ｗｙ＝ＶC×ＷB／ＶN
θｙ＝θC−θN
尚、この取付角度θｙも試しおもりを取り付けた角度を０度としたときの角度である。
コントローラ１００は、ステップＳ１３６において、算出された追加おもりの質量Ｗｙと取付角度θｙを表示装置１０２に表示して、その処理をステップＳ１１６に戻して上述した処理を繰り返す。
【００９４】
一方、アンバランス量が許容限界以下になっている場合（Ｓ１３４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３８において、アンバランス量測定を行ったときのスピンドルモータ２２の回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍが、作業者の入力した加工条件の回転速度以上であるか否かを判断する。アンバランス量測定の開始時においては、ステップＳ８０において変数ｎが「０」に設定されるため低回転速度での測定となる。コントローラ１００は、回転速度（３００＋ｎ×１００）ｒｐｍが加工条件の回転速度未満である場合には、ステップＳ１４０において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントし、その処理をステップＳ８２に戻す。従って、スピンドルモータ２２の回転速度、すなわち、固定治具１０の回転速度を所定値（この例では１００ｒｐｍ）だけ増加させて、上述したアンバランス量の測定を再開する。
【００９５】
こうして、固定治具１０の回転速度が加工条件として指定された回転速度以上になるまで、初期測定→試しおもりの取付指示→付加測定→追加おもりの取付位置と質量の計算→追加おもりの取付指示→残留測定といった処理が繰り返される。尚、２回目以降の初期測定においては、直前回までに取り付けられた追加おもりを取り外さずに実施する。
【００９６】
アンバランス量の測定は、加工条件と同じ速度で固定治具１０を回転させる必要があるが、回転速度が大きいほど固定治具１０のアンバランス量が大きくなるため、いきなり、加工条件と同じ回転速度で固定治具１０を回転させてしまうと装置の損傷や劣化を招くおそれがある。そこで、本実施形態においては、固定治具１０の回転速度を段階的に増加させながら、その都度、アンバランス量の測定およびバランス調整を行うようにしているためレーザ加工装置１の損傷や劣化を抑制することができる。
【００９７】
こうした処理が繰り返され、固定治具１０の回転速度が加工条件として指定された回転速度以上になると（Ｓ１３８：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、ステップＳ１４２において、表示装置１０２に「バランス調整終了」と表示する。続いて、ステップＳ１４４において、固定制御回路１１６に対して第２固定解除指令を出力する。これにより、固定制御回路１１６は、第２吸引用バルブ１３３を閉弁し第２開放用バルブ１３４を開弁して、第２吸着固定台７２に吸着固定されていた治具回転装置２０の吸着を解除する。
【００９８】
続いて、ステップＳ１４６において、昇降制御回路に対して上昇指令を出力する。これにより昇降制御回路１１７は、加圧用バルブ１４１を開状態、開放用バルブ１４２を閉状態にする。こうして治具回転装置２０の上昇が開始されると、コントローラ１００は、ステップＳ１４８においてタイマによる計時を開始し、ステップＳ１５０において予め設定した所定時間が経過するまで待つ。所定時間が経過すると、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２から所定距離だけ浮いた状態となる。このタイミングでコントローラ１００は、ステップＳ１５２において、移動制御回路１１５に対して左方向移動指令を出力する。これにより、移動制御回路１１５は、第１加圧用バルブ１２１を閉状態、第１開放用バルブ１２２を開状態、第２加圧用バルブ１２３を開状態、第２開放用バルブ１２４を閉状態にする。こうして、治具回転装置２０の左方向への移動が開始される。
【００９９】
コントローラ１００は、ステップＳ１５４において移動制御回路１１５から左方向への移動終了を表す信号を入力するまで待機する。移動制御回路１１５は、第１位置センサ９１の検出信号に基づいて治具回転装置２０が左移動限界位置まで移動したことを検出すると移動終了を表す信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、移動終了を表す信号を入力すると、ステップＳ１５６において、昇降制御回路１１７に対して下降指令を出力する。これにより昇降制御回路１１７は、加圧用バルブ１４１を閉状態、開放用バルブ１４２を開状態にする。こうして治具回転装置２０の下降が開始されると、コントローラ１００は、ステップＳ１５８においてタイマをリセットして計時を開始し、ステップＳ１６０において予め設定した所定時間が経過するまで待機する。所定時間が経過すると、治具回転装置２０が第１吸着固定台７１に載置された状態となり、コントローラ１００は、ステップＳ１６２において、固定制御回路１１６に対して第１固定指令を出力する。これにより固定制御回路１１６は、第１吸引用バルブ１３１を開状態、第１開放用バルブ１３２を閉状態にして、治具回転装置２０を第１吸着固定台７１に吸着させる。こうして、治具回転装置２０が第２吸着固定台７２から第１吸着固定台７１にまで移動する。この場合は、図４の（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の順番に移動することになる。そして、ステップＳ１６４において、タイマの計時を停止したのち、ステップＳ１６６において本バランス調整ルーチンを終了する。
【０１００】
このようにバランス調整ルーチンが終了すると、自動的に、あるいは、作業者が入力装置１０１でレーザ加工開始指令を入力することによりレーザ加工制御ルーチンが開始される。この場合、治具回転装置２０が第１吸着固定台７１に戻されているため、加工ヘッド３０に対して加工対象物ＯＢが適正位置に配置されていることとなり、そのままレーザ加工を開始することができる。尚、レーザ加工については、周知の手法で行われるものであるため、その説明を省略する。
【０１０１】
加工対象物ＯＢへのレーザ加工が終了すると、次にレーザ加工すべき加工対象物ＯＢがある場合には、入力装置１０１を操作してバランス調整ルーチンをスタートさせる。これにより、新たな加工対象物ＯＢがセットされたうえで上述したバランス調整処理が行われる。
【０１０２】
以上説明した本実施形態のレーザ加工装置１によれば以下の効果を奏する。
１．固定治具１０を加工ヘッド３０から遠ざけた状態で加工対象物ＯＢのセット、固定治具１０の偏心量測定、アンバランス量測定（バランス評価）、バランス調整を行うようにしたため作業者があやまって加工ヘッド３０に触れて加工ヘッド３０の取付位置がずれたり、加工ヘッド３０を損傷してしまうといった不具合を防止することができる。また、加工ヘッド３０が邪魔にならないため、加工対象物ＯＢのセット作業およびバランス調整作業を容易に行うことができ作業時間を短縮することができる。
【０１０３】
２．治具回転装置２０を第１吸着固定台７１あるいは第２吸着固定台７２に吸着固定するため、レーザ加工時あるいはアンバランス量の測定時に治具回転装置２０の振動が抑制される。従って、レーザ加工精度やアンバランス量の測定精度を高精度に維持することができる。また、加工対象物ＯＢのセット時においても、治具回転装置が第２吸着固定台７２に吸着固定されるため、セット作業を安定して行うことができる。
【０１０４】
３．治具回転装置２０の吸着固定台７１，７２への固定をエアー吸引により行うため、ネジ締め付けにより固定する場合に比べて固定にかかる時間を短縮できる。また、固定時に塵の発生を防止できるため、加工対象物ＯＢの表面への異物付着を低減して加工精度を向上させることができる。
【０１０５】
４．吸着固定台７１，７２の表面に多孔質板７３を設けたため、治具回転装置２０の基台２３の底面全体を均一に吸引することが可能となり、治具回転装置２０を一層安定的に固定することができる。この結果、振動の発生をより確実に防止し、レーザ加工精度やアンバランス量の測定精度を更に向上させることができる。
【０１０６】
５．固定治具１０をＹ方向に移動させる離隔変更装置５０、および、固定治具１０をＺ方向に移動させる昇降装置６０は、エアーの加圧方式を採用しているため治具回転装置２０の総重量が大きくても、移動機構にかかる負荷を少なくすることができ、移動機構の劣化を抑制することができる。
【０１０７】
６．治具回転装置２０は、固定治具１０を着脱可能に固定するため、上記方法３による加工対象物ＯＢのセットが可能となる。この場合、固定治具１０を治具回転装置２０から取り外して別の場所で加工対象物ＯＢをセットした後、固定治具１０を治具回転装置２０に装着固定することができるため、加工対象物ＯＢの固定治具１０へのセットが容易となる。また、固定治具１０を複数用意しておけば、レーザ加工の最中に加工対象物ＯＢを固定治具１０にセットすることができるため、生産効率を向上させることができる。また、固定治具１０を治具回転装置２０に装着固定する機構としてエアチャック２１を用いているため、加圧エアーの供給／開放の切替により固定治具１０の治具回転装置２０への取り付け、取り外しが可能となり作業性が向上する。また、固定治具１０の着脱時においては、ネジの締め付け等を行わないため、塵の発生を防止することができ高いレーザ加工精度を維持することができる。
【０１０８】
７．加工ヘッド３０と固定治具１０との相対位置をＸ方向に変化させるにあたっては、加工ヘッド３０をＸ方向に移動させるようにしているため、固定治具１０をＸ方向に移動させる場合に比べて移動スペースが少なくてすみ装置のコンパクト化を図ることができる。また、固定治具１０と加工ヘッド３０とのＹ方向の離隔を変更するにあたっては、治具回転装置２０をＹ方向に移動させ、Ｘ方向に移動する加工ヘッド３０をＹ方向には移動させないため、移動機構の構成が複雑にならず、しかも、加工ヘッド３０の位置精度を低下させることがない。
【０１０９】
８．治具回転装置２０は、固定治具１０の一方端を固定して（片持ちにて）Ｙ方向に移動させるため、移動機構である離隔変更装置５０の構成が複雑にならない。また、固定治具１０の他方端は開放されておもり取付部１５となっているため、作業者のバランス調整作業が容易となる。
【０１１０】
９．試しおもりを取り付ける前後でのバランス評価結果（アンバランス量測定結果）と、おもり情報（おもりの質量）とからアンバランス量がゼロとなる追加おもりの取付位置と質量とを自動計算するため、アンバランス量測定とバランス調整とを繰り返す回数を少なくすることができる。この結果、バランス調整にかかる時間を短縮することができ生産性が向上する。
【０１１１】
１０．アンバランス量の測定にあたっては、固定治具１０の回転速度を低速の初期回転速度で開始し、アンバランス量が許容限界以下になるたびに回転速度を段階的に増大側に設定変更し、最終的には加工条件と同程度の回転速度まで増大させるため、レーザ加工装置１に大きな振動が加わりにくく、レーザ加工装置１の損傷や劣化を防止することができる。
【０１１２】
１１．バランス調整ルーチンの開始時においては、治具回転装置２０を自動的に第１吸着固定台７１から第２吸着固定台７２に移動させ、バランス調整が終了したときには、治具回転装置２０を自動的に第２吸着固定台７２から第１吸着固定台７１に移動させるため、固定治具１０の移動を精度良く簡単に短時間にて行うことができる。
【０１１３】
尚、本実施形態における離隔変更装置５０、昇降装置６０、コンプレッサ２００等の加圧エアー供給装置が本発明の治具移動手段に相当する。また、本実施形態における吸着固定装置７０が本発明の吸着固定手段に相当する。また、本実施形態におけるバキューム装置２１０が本発明の吸着力発生手段に相当する。また、本実施形態における移動制御回路１１５、昇降制御回路１１７、および、コントローラ１００の実行する処理（ステップＳ１４〜Ｓ２８、ステップＳ１４６〜Ｓ１６０）が本発明の移動制御手段に相当する。また、本実施形態における固定制御回路１１６、および、コントローラ１００の実行する処理（ステップＳ１２，Ｓ３０，Ｓ１４４，Ｓ１６２）が本発明の吸着制御手段に相当する。また、本実施形態における昇降装置６０が本発明の昇降手段に相当し、本実施形態における離隔変更装置５０が本発明の水平移動手段に相当する。また、本実施形態における移動用シリンダ５６、昇降用シリンダ６１が本発明の空気圧アクチュエータに相当する。また、本実施形態におけるコントローラ１００の実行するステップＳ１４〜Ｓ２８の処理が本発明の治具退避移動ステップに相当する。また、本実施形態におけるコントローラ１００の実行するステップＳ３０の処理が本発明の退避位置吸着固定ステップに相当する。また、本実施形態におけるコントローラ１００の実行するステップＳ１４６〜Ｓ１６０の処理が本発明の治具復帰移動ステップに相当する。また、本実施形態におけるコントローラ１００の実行するステップＳ１６４の処理が本発明の吸着固定ステップに相当する。
【０１１４】
次に、変形例のレーザ加工装置について説明する。この変形例のレーザ加工装置は、エアーの吸引力に代えて、電磁力により治具回転装置２０を吸着固定するものである。図７は、変形例としてのレーザ加工装置１’の概略システム構成図である。先に説明した実施形態のレーザ加工装置１と同一の構成については、図面に同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
このレーザ加工装置１’は、実施形態の第１吸着固定台７１，第２吸着固定台７２に代えて、それらと同じ位置に第１吸着固定台１７１，第２吸着固定台１７２を備えている。第１吸着固定台１７１は、内部に第１電磁ソレノイド８１を備えるとともに、治具固定装置２０が載置される部分となる載置面が、第１電磁ソレノイド８１の鉄芯と磁気的に連結する磁性材からなる吸着板となっている。第２吸着固定台１７２は、第１吸着固定台１７１と同様に、内部に第２電磁ソレノイド８２を備えるとともに、治具固定装置２０が載置される部分となる載置面が、第２電磁ソレノイド８２の鉄芯と磁気的に連結する磁性材からなる吸着板となっている。また、治具回転装置２０の基台２３は、その底面が、第１，第２吸着固定台１７１，１７２の吸着板と密着可能な形状であって磁性体にて作られている。
【０１１６】
第１，第２電磁ソレノイド８１，８２は、固定制御回路１１８により通電制御される。固定制御回路１１８は、コントローラ１００からの通電指令にしたがって第１，第２電磁ソレノイド８１，８２への通電を制御する。コントローラ１００は、レーザ加工装置１’の電源投入時に、治具固定装置２０が載置されている側の吸着固定台１７１（１７２）の電磁ソレノイド８１（８２）への通電指令を固定制御回路１１８に出力する。これにより、治具回転装置２０は、吸着固定台１７１（１７２）に吸着固定される。
【０１１７】
この変形例のレーザ加工装置１’においては、図３に示すバランス調整ルーチンのステップＳ１２，Ｓ３０，Ｓ１４４，Ｓ１６２において、以下のように治具回転装置２０を吸着固定あるいは吸着解除する。ステップＳ１２においては、コントローラ１００から固定制御回路１１８に第１固定解除指令が出力される。これにより固定制御回路１１８は、第１電磁ソレノイド８１への通電を停止し、第１吸着固定台１７１に吸着固定されていた治具回転装置２０の吸着を解除する。また、ステップＳ３０においては、コントローラ１００から固定制御回路１１８に第２固定指令が出力される。これにより固定制御回路１１８は、第２電磁ソレノイド８２への通電を開始し、治具回転装置２０を第２吸着固定台１７２に吸着させる。また、ステップＳ１４４においては、コントローラ１００から固定制御回路１１８に第２固定解除指令が出力される。これにより固定制御回路１１８は、第２電磁ソレノイド８２への通電を停止し、第２吸着固定台１７２に吸着固定されていた治具回転装置２０の吸着を解除する。また、また、ステップＳ１６２においては、コントローラ１００から固定制御回路１１８に第１固定指令が出力される。これにより固定制御回路１１８は、第１電磁ソレノイド８１への通電を開始し、治具回転装置２０を第１吸着固定台１７１に吸着させる。
【０１１８】
以上説明した変形例のレーザ加工装置１’においても、上述した実施形態のレーザ加工装置１と同様な効果を得ることができる。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態および変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【０１２０】
例えば、本実施形態においては、エアー吸引により治具回転装置２０を固定させる際、多孔質板７３を介して治具回転装置２０の基台を吸着固定したが、吸着固定台７１，７２の表面に複数の小孔を形成して小孔からのエアー吸引により治具回転装置２０を吸着固定してもよい。これによっても上述した効果が得られる。
【０１２１】
また、本実施形態においては、バランス調整ルーチンの実行により、治具回転装置２０の移動を自動で行うようにしているが、入力装置１０１を使って作業者のマニュアル操作で治具回転装置２０を移動させるようにしてもよい。これによっても上述した効果が得られる。この場合、第１ストッパ８１あるいは第２ストッパ８２により治具回転装置２０の移動が停止したことを作業者が目視で確認して移動停止を指示するようにすればよいため、移動用シリンダ５６の左右に設けた第１位置センサ９１および第２位置センサ９２は不要となり、低コストにて実施することができる。
【０１２２】
また、本実施形態においては、バランス調整ルーチンの実行により、偏心量測定、アンバランス量測定、バランス調整が、予め決められた一連の流れに沿って順番に行われるが、作業者が手順を熟知していればマニュアル操作で行うようにすることもできる。これによっても上述した効果が得られる。
【０１２３】
また、本実施形態においては、固定治具１０のリング状の端面をおもり取付部１５として同一円周上におもりを取り付けるように構成されているが、固定治具１０の先端を塞いで円盤状の平面となる端面を形成し、この端面をおもり取付部としてもよい。この場合には、おもり取付部の面積を広くすることができる。これによっても上述した効果が得られる。
【０１２４】
また、本実施形態においては、作業者が入力装置１０１を使っておもり情報をコントローラ１００に入力するようにしているが、おもりの質量を検出するセンサを設けて、おもり情報を自動で取得するようにしてもよい。この場合、おもりの質量を直接測定せずに、おもりの種類を判別できるようにして間接的に質量を検出するようにしてもよい。
【０１２５】
また、本実施形態においては、加工用レーザ光の照射により加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工するが、このレーザ加工は、加工対象物ＯＢにピットや連続した溝を直接形成する加工だけでなく、後工程において現像液の作用によりピットや連続した溝が形成される反応跡を形成するものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施形態に係るレーザ加工装置の概略外観斜視図である。
【図２】実施形態に係るレーザ加工装置の概略システム構成図である。
【図３Ａ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｂ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｃ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｄ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｅ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｆ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図３Ｇ】実施形態に係るバランス調整ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】実施形態に係るレーザ加工装置の治具回転装置が移動する推移を表す説明図である。
【図５】実施形態に係る追加おもりの取付位置と質量の計算方法を表す極座標グラフである。
【図６】実施形態に係る偏心量に応じたアンバランスの許容限界を表す特性図である。
【図７】変形例に係るレーザ加工装置の概略システム構成図である。
【図８】実施形態に係るエアチャックの概略外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１，１’…レーザ加工装置、１０…固定治具、１０ａ…円筒側面、１５…おもり取付部、１５ａ…雌ネジ、２０…治具回転装置、２１…エアチャック、２２…スピンドルモータ、２２ａ…エンコーダ、２３…基台、２４…枠体、３０…加工ヘッド、４０…ヘッド移動装置、４１…フィードモータ、４１ａ…エンコーダ、５０…離隔変更装置、５１…移動板、５２…移動体、５３…固定板、５６…移動用シリンダ、６０…昇降装置、６１…昇降用シリンダ、７０…吸着固定装置、７１，１７１…第1吸着固定台、７２，１７２…第２吸着固定台、７３…多孔質板、８１…第１電磁ソレノイド、８２…第２電磁ソレノイド、９３…振動センサ、１００…コントローラ、１０１…入力装置、１０２…表示装置、１１０…加工ヘッド制御回路、１１１…フィードモータ制御回路、１１２…スピンドルモータ制御回路、１１３…バランス評価装置、１１４…偏心量検出回路、１１５…移動制御回路、１１６，１１８…固定制御回路、１１７…昇降制御回路、１２０…レーザ変位計、１２１，１２３，１４１…加圧用バルブ、１２２，１２４，１４２…開放用バルブ、１３１，１３３…吸引用バルブ、１３２，１３４…開放用バルブ、２００…コンプレッサ、２１０…バキューム装置、ＯＢ…加工対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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