(57)【要約】【課題】  本発明は、一つのレーザ発振器から出力されたレーザ光を複数のレーザ照射ユニットに分配し、それぞれのレーザ照射ユニットでテーブル上に載置されたワークに対し回路用加工と管理用加工の両方を行う場合、同じ管理情報の表示をワーク毎に変えずに加工することができ、かつ、製造コストを低減することができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】  レーザ光分配部で分配された複数のレーザ光を複数のワークへそれぞれ照射して回路用加工と管理用加工の両方を行うレーザ照射ユニットを移動させる駆動部を制御する制御部を有するレーザ加工装置において、いずれかの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了し、残りの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了していない場合、前記管理用加工が終了したレーザ照射ユニットを前記駆動部により駆動することを特徴とする。【選択図】図１
2018164915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器からのレーザ光を複数方向に分配させるレーザ光分配部と、
前記レーザ光分配部で分配されたそれぞれのレーザ光をワークへ照射して回路用加工と管理用加工の両方を行うレーザ照射ユニットと、
前記ワークに対する前記レーザ照射ユニットからのレーザ光の焦点距離をずらすために前記レーザ照射ユニットを駆動する駆動部と、
当該駆動部を制御する制御部と、を有するレーザ加工装置において、
前記制御部は、いずれかの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了し、残りの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了していない場合、前記管理用加工が終了したレーザ照射ユニットを前記駆動部により駆動することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
レーザ光を出射するレーザ発振器からのレーザ光を分配し、分配されたそれぞれのレーザ光をレーザ照射ユニットに与え、当該レーザ照射ユニットによりワークへの回路用加工と管理用加工の両方を行うようにしたレーザ加工方法において、
いずれかの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了し、残りの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了していない場合、前記ワークに対する前記管理用加工が終了したレーザ照射ユニットからのレーザ光の焦点距離をずらすことを特徴とするレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光によりプリント基板のようなワークに穴を加工するレーザ加工装置及びレーザ加工方法において、ワークの表面上に文字等の管理記号を加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザを使用した加工装置においては、一つのレーザ発振器から出力されたパルス状のレーザ光を複数のレーザ照射ユニットに分配し、それぞれのレーザ照射ユニットでテーブル上に載置されたプリント基板等のワークを同時に加工するようにして、複数のワークの加工の高速化をはかった、いわゆる多軸型のレーザ加工装置が知られている。
【０００３】
このような多軸型のレーザ加工装置において、ワークの加工として、本来の回路用の穴等の加工（以下、回路用加工と呼ぶ）と文字、記号等で表す管理情報の記録のための加工（以下、管理用加工と呼ぶ）の両方を行う場合がある。前者に関しては、それぞれのワークの同一の座標と加工数で加工されるが、後者に関しては、それぞれのプリント基板に異なる文字、記号等を記録する必要があるので、異なる座標と加工数で加工される。
【０００４】
複数のワークに回路用加工と管理用加工を行う場合、それぞれの軸での加工を同時に終了させるため、従来、例えば特許文献１に開示されているように、管理用加工での加工数が少ない側のレーザ光で管理情報に追加の加工をする技術や、それぞれの軸でのレーザ光の経路にダンパやシャッタを設け、管理用加工での加工数が少ない側のレーザ光をダンパへ照射したりシャッタで遮断する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２３６０７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の技術においては同じ管理情報でもプリント基板毎に加工数が異なって同じ表示にならない欠点がある。また後者の技術ではダンパやシャッタを設けなければならないためコストアップの要因となっている。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決し、一つのレーザ発振器から出力されたレーザ光を複数のレーザ照射ユニットに分配し、それぞれのレーザ照射ユニットでテーブル上に載置されたワークに対し回路用加工と管理用加工の両方を行う場合、同じ管理情報の表示をワーク毎に変えずに、かつ、レーザ加工装置の製造コストを低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願において開示される発明のうち、代表的な加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ光を複数方向に分配させるレーザ光分配部と、前記レーザ光分配部で分配されたそれぞれのレーザ光をワークへ照射して回路用加工と管理用加工の両方を行うレーザ照射ユニットと、前記ワークに対する前記レーザ照射ユニットからのレーザ光の焦点距離をずらすために前記レーザ照射ユニットを駆動する駆動部と、当該駆動部を制御する制御部と、を有するレーザ加工装置において、前記制御部は、いずれかの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了し、残りの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了していない場合、前記管理用加工が終了したレーザ照射ユニットを前記駆動部により駆動することを特徴とする。
【０００９】
また、本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工方法は、レーザ光を出射するレーザ発振器からのレーザ光を分配し、分配されたそれぞれのレーザ光をレーザ照射ユニットに与え、当該レーザ照射ユニットによりワークへの回路用加工と管理用加工の両方を行うようにしたレーザ加工方法において、いずれかの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了し、残りの前記レーザ照射ユニットでの前記管理用加工が終了していない場合、前記ワークに対する前記管理用加工が終了したレーザ照射ユニットからのレーザ光の焦点距離をずらすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一つのレーザ発振器から出力されたレーザ光を複数のレーザ照射ユニットに分配し、それぞれのレーザ照射ユニットでテーブル上に載置されたワークに対し回路用加工と管理用加工の両方を行う場合、同じ管理情報の表示をワーク毎に変えずに加工することができ、かつ、レーザ加工装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る２軸型のレーザ加工装置の全体構成図である。
【図２】本発明に係るスキャンエリアを説明するための図である。
【図３】本発明に係る管理情報を記録するための管理情報エリアを説明するための図である。
【図４】本発明に係る管理情報のパターンを説明するための図である。
【図５】本発明に係るレーザ加工の工程を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を実施例に沿って説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る２軸型レーザ加工装置の全体構成図である。
【００１４】
１ａは第１軸のレーザ照射ユニット、１ｂは第２軸のレーザ照射ユニットである。２はレーザ発振器であり、ここから発振されたレーザ光Ｌ１は、加工方向あるいは非加工方向へ分岐させる音響光学変調素子（以下、ＡＯＭと記載する）３へ入射される。４はＡＯＭ４から加工方向に出射されたレーザ光を２方向に分配し、それぞれをレーザ照射ユニット１ａ、１ｂに入射させるビームスプリッタである。５はビームスプリッタ４で分岐された一方のレーザ光Ｌ２をレーザ照射ユニット１ｂへ経由するためのミラーである。レーザ照射ユニット１ａと１ｂの各々には、受光したレーザ光Ｌ２の方向を二次元方向に移動させるガルバノスキャナ６ａ、６ｂ、これらにより出射されたレーザパルスを集光するfθレンズ７ａ、７ｂが配置されている。
【００１５】
８ａと８ｂは加工すべきワーク、９はワーク８ａ、８ｂを載置するテーブルである。テーブル９は図においてＸ方向及びＹ方向にテーブル駆動部１０により動かすことによって、レーザ照射ユニット１ａ、１ｂに対して相対移動できるようになっている。１１ａと１１ｂはレーザ照射ユニット１ａ、１ｂを図の上下方向となるＺ方向に動かすＺ軸駆動部である。
【００１６】
図２は、テーブル９に載置されたワーク８ａ、８ｂを上から見た図である。ワーク８ａ、８ｂの各々には、ガルバノスキャナ６ａ、６ｂによりレーザ光がＸＹ方向に走査されるスキャンエリア２２ａ、２２ｂがマトリクス状に並べられている。スキャンエリア２２ａ、２２ｂは、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の大きさである。ワークの紙面右下に配置されるスキャンエリア２２ａ、２２ｂには、文字、記号等で表す管理情報を記録するための管理情報エリア２３ａ、２３ｂが互いの対応する位置に設けられている。図３は、管理情報エリア２３ａ、２３ｂが設けられたスキャンエリア２２ａ、２２ｂを拡大した図である。
【００１７】
１２は装置全体の動作を制御するための全体制御部であり、例えばプログラム制御の処理装置を主体にしたものによって実現される。１３はレーザ発振器２でのレーザ光Ｌ１の発振を制御するためのレーザ発振制御部、１４はＡＯＭ３でのレーザ光Ｌ１の分岐方向を制御するためのＡＯＭ制御部、１５ａ、１５ｂはそれぞれガルバノスキャナ６ａ、６ｂの動作を制御するためのガルバノ制御部、１６ａ、１６ｂはそれぞれＺ軸駆動部１１ａ、１１ｂによってレーザ照射ユニット１ａ、１ｂの上下移動を制御するためのＺ軸制御部、１７はテーブル駆動部１０の動作を制御するためのテーブル制御部、１８はレーザ発振制御部１３、ＡＯＭ制御部１４、ガルバノ制御部１５ａ、１５ｂ、Ｚ軸制御部１６ａ、１６ｂ、テーブル制御部１７を制御することにより加工動作を制御する加工制御部である。
Ｚ軸駆動部１１ａ、１１ｂはそれぞれレーザ照射ユニット１ａ、１ｂを一定距離だけ上昇させることで、ワークに対するレーザ光の焦点をずらしてデフォーカス状態とするためのものである。
【００１８】
ガルバノ制御部１５ａ、１５ｂは、それぞれガルバノスキャナ６ａ、６ｂから現在の照射位置情報や回転動作状況を取得し加工制御部１８に与えるようになっている。また、Ｚ軸制御部１６ａ、１６ｂ、及び、テーブル制御部１７も、同様にしてＺ軸駆動部１１ａ、１１ｂ、及び、テーブル駆動部１０から現在の位置情報や駆動動作状況を取得し加工制御部１８に与えるようになっている。加工制御部１８は、これらの情報等も使用して加工動作を制御する。
【００１９】
１９は回路用加工と管理用加工のための加工データを格納する加工用データ記憶部であり、回路用加工での複数の穴あけ位置の座標、管理用加工で記録すべき複数の管理情報やその記録位置等が格納されている。２０は管理用加工に用いる文字、記号等で表す管理情報のパターンを発生するパターン発生部であり、例えば記憶手段によって構成される。後述する管理情報エリア２３ａ、２３ｂに管理情報を記録する場合、加工制御部１８はパターン発生部２０から読み出した管理情報パターンを使用して加工するようになっている。
【００２０】
図４は、図１におけるパターン発生部２０に発生する管理情報パターンを説明するための図である。（ａ）は第１軸の管理情報パターンを、（ｂ）は第２軸の管理情報パターンをそれぞれ示していている。
２３ａは第１軸によって加工される管理情報エリアで３つの管理情報パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されている。２４ａ、２４ｂ、２４ｃはそれぞれ数字「１」、「２」、英文字「Ｂ」のパターン例であり、穴あけ位置を丸型に塗潰してある。管理情報パターンの穴数（言い換えるとドット数）は、管理情報パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃがそれぞれ９，１４，１９である。
２３ｂは第２軸によって加工される管理情報エリアで３つの管理情報パターン２５ａ、２５ｂ、２５ｃが配置されている。２５ａ、２５ｂ、２５ｃはそれぞれ数字「３」、「５」、英文字「Ｃ」のパターン例である。穴数は管理情報パターン２５ａ、２５ｂ、２５ｃがそれぞれ１４，１７，１４である。第１軸で加工される管理情報パターンの穴数の合計は４２で、第２軸で加工される管理情報パターンの穴数の合計は４５である。したがって、本実施例の場合、第１軸の方が第２軸より管理情報パターンの穴数が少なく、その穴数の差は３である。
【００２１】
加工用データ記憶部１９とパターン発生部２０は全体制御部１２の中に含まれているが、いずれも全体制御部１２とは別個になっていてもよい。パターン発生部２０を全体制御部１２の中に含める場合は、記憶手段によって構成せず、プログラムで管理情報パターンを発生するようにしてもよい。２１は第１軸と第２軸が管理情報エリア２３ａ、２３ｂに加工する管理用加工の穴数を比較するドット数比較部である。
【００２２】
図１において、全体制御部１２の中の各構成要素や接続線は、プログラムで実現された論理的なのものを含むものとする。また各構成要素の一部は全体制御部１２と別個に設けられていてもよい。さらには、各構成要素やこれらの間の接続線は、主に本実施例を説明するために必要と考えられるものを示してあり、必要な全てを示している訳ではない。レーザ加工装置としては、ここで説明するもの以外に種々の構成要素、接続線、制御機能も有するが、ここでは省略してある。
【００２３】
第１軸および第２軸がそれぞれワーク８ａ、８ｂを加工した場合の加工工程を図６のフローチャートを用いて説明する。加工用データ記憶部１９及びパターン発生部２０から回路用加工と管理用加工のための加工データを読み込み（ステップＳ１）、ドット数比較部２１で第１軸と第２軸の管理用加工の穴数を比較した後（ステップＳ２）、第１軸及び第２軸で同時に加工開始する（ステップＳ３）。その後、スキャンエリア２２ａ、２２ｂを順に加工していき、管理用加工の必要なスキャンエリア２２ａ、２２ｂに到達した場合、当該スキャンエリア２２ａ、２２ｂ内の回路用加工を完了した後、管理用加工を開始する。
ステップＳ２で管理用加工の穴数が少ないと判定された第１軸の管理情報エリア２３ａ内の全穴加工が終了した場合（ステップＳ４）、Ｚ軸駆動部１１ａを用いて第１軸のレーザ照射ユニット１ａを一定距離だけ上昇させ（ステップＳ５）、その後、他方の軸の管理情報エリア２３ｂ内の全穴加工が終了し、その後未加工のスキャンエリア２２ａ、２２ｂがあれば全てのスキャンエリア２２ａ、２２ｂの加工が終了した場合（ステップＳ６）、ワーク８ａ、８ｂの加工工程を終了する。
【００２４】
以上の実施例によれば、先に加工が終了した方の軸のレーザ照射ユニット１ａをステップＳ５で一定距離だけ上昇させることで、ワークに対するレーザ光の焦点位置がずれてデフォーカス状態となる。これにより、加工が終了していない軸のレーザ照射ユニット１ｂでの管理情報パターンの加工を継続させても、加工が終了した軸のレーザ照射ユニット１ａではデフォーカス状態となっているので、ワークへの加工が行われることがなくなる。
このように、先に加工が終了した軸での追加の穴加工はなくなるので、管理情報パターンを軸毎に変えずに加工することができる。また、レーザ光の光軸上にダンパやシャッタを追加して設ける必要がないため、レーザ加工装置の製造コストを低減することができる。
【００２５】
上述した実施例では、管理情報パターンが各軸１つのスキャンエリア２２ａ、２２ｂ内に配置される場合を説明したが、管理情報パターンが複数のスキャンエリアエリア２２ａ、２２ｂに跨る場合にも本発明を適用できる。この場合、各管理情報エリア２３ａ、２３ｂの穴数を予め工程Ｓ２で比較しておき、第１軸及び第２軸がそれぞれ１つ目のスキャンエリア２２ａ、２２ｂ内の管理情報エリア２３ａ、２３ｂを加工した後、２つ目以降のスキャンエリア２２ａ、２２ｂ内の管理情報エリア２３ａ、２３ｂを同様に加工すればよい。
【００２６】
また、本発明においては、レーザ照射ユニットを４個以上設けて、それぞれワークを４個以上同時に加工するようにしてもよい。この場合、ステップＳ２で各ワークの管理情報エリアの管理情報パターンを比較し、管理情報パターンの穴数が少ない順にレーザ照射ユニットを上昇させることで、実現できる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能で有り、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ、１ｂ  レーザ照射ユニット
２  レーザ発振器
３  ＡＯＭ
４  ビームスプリッタ
５  ミラー
６ａ、６ｂ  ガルバノスキャナ
７ａ、７ｂ  fθレンズ
１８  加工制御部
１９  加工データ記憶部
【図１】
2018164915.tif 000003
【図２】
2018164915.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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