(57)【要約】【課題】極薄金属板を取付枠へ平坦に固定するのが簡便で、短時間で確実に緊張保持できる作業性のよい極薄金属板の保持装置を提供する。【解決手段】取付枠１１に極薄金属板Ｗの一方の端部をシリンダ１６で移動する可動部材１２に固定して極薄金属板Ｗを緊張保持する。そして、加工ヘッド３のノズル６の直下には極薄金属板Ｗの高さ位置を加工時に維持させるため極薄金属板Ｗを裏面から摺動可能に支持する加工台３０を固定配置している。極薄金属板Ｗの両端部を固定する固定手段は、極薄金属板Ｗの端部を上方から押し付ける押え金具２１をリンク２４，２５を介して締付レバー２２に連結した複数個の挟持具２０によっている。さらに、極薄金属板Ｗを平坦に維持して取付枠１１へ着脱する載置板３５を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドのノズルからレーザ光を照射するとともにアシストガスを噴射し、極薄金属板を保持したＸＹステージを制御装置からの指令で平面移動させて切断加工するレーザ加工機における極薄金属板の保持装置であって、該ＸＹステージに矩形状の取付枠を固設し、該取付枠の一端の枠部材に極薄金属板の長手方向の一方の端部を固定する挟持具を設けるとともに、該一端の枠部材に対向する枠部材の内側に極薄金属板の他方の端部を固定する挟持具を備え緊張手段の作動によって水平移動する可動部材を設け、ノズルの直下に極薄金属板を裏面から摺動可能に支持する加工台を固定配置した極薄金属板の保持装置において、該挟持具は極薄金属板の端部を押し付ける押え金具を開放時に上方へ大きく回動するようにリンクを介して締付レバーに連結したものを極薄金属板の幅方向に複数個設け、極薄金属板の長手方向と直角方向から両挟持具間へ極薄金属板を平坦な状態で装着する平板状の載置板を備えたことを特徴とするレーザ切断加工における極薄金属板の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ切断加工における被加工物の保持装置に関し、特に極薄金属板をＸＹステージに固設した矩形状の取付枠に緊張保持する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、実装基板製作時に使用されるメタルマスクは、板厚が０．１〜０．５ｍｍの極薄金属板にレーザ加工機によって高精度・高品質な微細切断を行って製作している。
【０００３】
レーザ加工機は加工ヘッドのノズルからレーザ光を照射するとともにアシストガスを噴射し、極薄金属板を保持したＸＹステージを制御装置からの指令で平面移動させて切断加工するようにしている。
このような加工においてはレーザ光の焦点位置の変動がないようにするため、一般に極薄金属板をＸＹステージに固設した取付枠に緊張させて保持している。
【０００４】
出願人は先に簡便に極薄金属板を取付枠に緊張保持する保持装置を開発している（特許文献１参照）。
この保持装置は、極薄金属板の長手方向の一端を取付枠の枠部材に、他端を取付枠内に設けた可動部材に固定し、ＸＹステージに固設され緊張手段を備えた固定枠に取り付け、極薄金属板を緊張保持するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２６８８９号公報（［００１０］）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、極薄金属板をレーザ加工装置の外で取付枠に取り付けているので、ＸＹステージでの作業を短時間で簡便にできる。しかし、極薄金属板を取付枠に取り付ける作業は簡単ではない。
【０００７】
この作業は、取付枠の上面に極薄金属板を載せ、その一端を枠部材に挟み板で挟んでボルトで固定し、対向する長手方向の他端を持って可動部材に挟み板で挟んでボルトで固定している。しかし、極薄金属板は弛み易く、折れたり傷ついたりし易いので、注意深く取り扱う必要があり、時間を要するばかりでなく、可動部材への固定のし直しを行うことが多い。
【０００８】
さらに、極薄金属板が大きい場合は緊張力を相当大きくしないと平坦になり難く、このため過剰張りとなって極薄金属板を取付枠から取り外したときに縮み、寸法精度へ影響することもある。
そこで、本発明は、極薄金属板を取付枠へ平坦に固定するのが簡便で、短時間で確実に緊張保持できる作業性のよい極薄金属板の保持装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では次の手段を採った。即ち、
加工ヘッドのノズルからレーザ光を照射するとともにアシストガスを噴射し、極薄金属板を保持したＸＹステージを制御装置からの指令で平面移動させて切断加工するレーザ加工機における極薄金属板の保持装置であって、該ＸＹステージに矩形状の取付枠を固設し、該取付枠の一端の枠部材に極薄金属板の長手方向の一方の端部を固定する挟持具を設けるとともに、該一端の枠部材に対向する枠部材の内側に極薄金属板の他方の端部を固定する挟持具を備え緊張手段の作動によって水平移動する可動部材を設け、ノズルの直下に極薄金属板を裏面から摺動可能に支持する加工台を固定配置した極薄金属板の保持装置において、該挟持具は極薄金属板の端部を押し付ける押え金具を開放時に上方へ大きく回動するようにリンクを介して締付レバーに連結したものを極薄金属板の幅方向に複数個設け、極薄金属板の長手方向と直角方向から両挟持具間へ極薄金属板を平坦な状態で装着する平板状の載置板を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明は、ノズルの直下に固定配置した加工台で極薄金属板を裏面から所定の高さに支持して、極薄金属板の長手方向の緊張力をさほど大きくしなくても精度よく切断加工できるようにし、極薄金属板の取付作業を簡便かつ確実なものにしたものである。
【００１１】
極薄金属板を固定する挟持具は、簡便な操作で締結・離脱が行えるのみならず、開放時に極薄金属板が装着しやすいものである必要がある。このため、極薄金属板の端部を上方から押し付ける押え金具をリンクを介して締付レバーに連結したものとし、リンクは締付レバーを開放側へ操作したとき押え金具ができるだけ上方へ大きく開放し、載置板による極薄金属板の装着を容易にするのがよい。
【００１２】
可動部材を引き付ける緊張手段は、可動部材を取付枠に設けた複数のシリンダにリンクを介して連結し、同時に引き付けるようにするのがよい。
極薄金属板の取付枠への装着は極薄金属板を平坦な状態に載せた載置板によって、長手方向と直角方向から行う。載置板は加工台に干渉しないように中央部を切り欠いた平板状とし、アルミ材など剛性があって軽量なものとするのがよい。
【００１３】
また、載置板は極薄金属板を載せるときに所定の位置に位置するようにガイドを備え、取付枠に装着したとき極薄金属板が所定の位置に配置されるように、取付枠に載置板の位置決め部材を設けるのが望ましい。なお、載置板は極薄金属板を取付枠に装着して極薄金属板を挟持したら取付枠から引き出す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ切断加工における極薄金属板の取付装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
レーザ加工装置は図１に示すように、レーザ発振器１から反射ミラー２を介して入射したレーザ光を集光する集光レンズ４を内装するとともに下端にノズル６を備えた加工ヘッド３を固定配置している。そして、極薄金属板ＷをＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ８上に設けた保持装置１０に取り付け、制御装置７により、予め設定した切断データに基づいて移動させている。なお、５はアシストガスＡＧの噴射圧力から集光レンズ４を保護するための保護ガラス５で、８ａはＸ軸駆動装置、８ｂはＹ軸駆動装置である。
【００１５】
保持装置１０は、ＸＹステージ８に固設された取付枠１１と、極薄金属板Ｗの長手方向の両端を固定し張設する緊張手段と、ノズル６の直下に配置した加工台３０と、極薄金属板Ｗを着脱する載置板３５とから構成されている。
取付枠１１は、４個の枠部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで矩形状に形成され、枠部材１１ｄの内側近くには両端部が枠部材１１ａ、１１ｃに設けられたガイド部材１４に嵌合して摺動可能な可動部材１２が設けられている。
【００１６】
枠部材１１ｂの上面と可動部材１２の上面には極薄金属板Ｗの長手方向の両端部が載る受部材１３と極薄金属板を固定する挟持具２０が設けられている。
なお受部材１３の上面には極薄金属板Ｗの幅方向に小さな溝が多数設けられている。
【００１７】
挟持具２０は枠部材１１ｂと可動部材１２にそれぞれ４個設けられている。
その詳細は図４に示すように、押え金具２１が取り付けられたリンク２５がピン２７ｄでブラケット２３に連結され、締付レバー２２がリンク２５にピン２７ｂで連結されるとともにリンク２４でブラケット２３にピン２７ａ，２７ｂで連結されている。
【００１８】
押え金具２１は幅方向に長く、受部材１３に対向して極薄金属板Ｗを押し込む面には受部材１３の小さな溝に係合する凹凸が形成されている。
このように構成されているので、締付レバー２２を上方に上げたときは、図４（ａ）に示すように、リンク２５がピン２７ｄを中心として時計回りに回動して押え金具２１が上方へ移動し、受部材１３に対し大きく口を開いた状態となる。
【００１９】
そして、締付レバー２２を押し下げたときは、図４（ｂ）に示すように、リンク２５がピン２７ｄを中心として反時計回りに回動し、押え金具２１が受部材１３へ圧着される。このとき、押え金具２１の凹凸が受部材１３の溝に噛み合って、極薄金属板Ｗは強固に挟持される。
【００２０】
緊張手段は枠部材１１ｄに取り付けられたシリンダ１６にリンク１７を介して可動部材１２に連結されており、左右に２組設けられている。
シリンダ１６は空圧の復動タイプを使用しており、電磁切換弁で作動する。なお、電磁切換弁は押し引きの外に中立位置が設けられたものを使用している。
【００２１】
リンク１７は、可動部材１２が水平方向に傾けるようにするためのもので、極薄金属板Ｗが若干弛んで固定されていても均一に緊張させることができる。
なお、１８は枠部材２０ｄに取り付けられたストッパで、ネジで伸縮可能に構成され、極薄金属板Ｗを緊張保持した後に可動部材１２に当接させるものである。このストッパ１８によって極薄金属板Ｗが切断加工されて行く過程で緊張力によって伸びることが防止される。
【００２２】
加工台３０は、加工ヘッド３の直下に固定設置されており、吸引ブロック３２の上面にバネを介して極薄金属板Ｗを支持する支持盤３１が載置されている（図３参照）。支持盤３１の上面の高さは所定の高さ（極薄金属板Ｗの表面が集光点になる高さ）より若干高くしており、極薄金属板Ｗの緊張保持によってバネを圧縮して支持盤３１が所定の高さになるようにしている。したがって、支持盤３１の上面は極薄金属板Ｗの裏面と十分接触する。また、支持盤３１の上面は摺動に適するように螺旋状の凹溝が形成されている。
【００２３】
吸引ブロック３２は中央部に排出口３２ａが設けられ、図示してない吸引装置に接続されている。
載置板３５は、図５に示すように、コ字状に中央部が切り抜かれた平板状の載せ板３６に、極薄金属板Ｗの幅方向の一端側が当接するガイドプレート３７が固設されている。なお、３８は把手である。
【００２４】
載せ板３６は、アルミ製で、板厚は受部材１３の厚さと同じにしており、寸法Ｌは極薄金属板Ｗの長手方向の寸法より短くしている。また、ガイドプレート３７は先端部下面が切り欠かれ、載せ板３６との間に溝３９を形成している。
取付枠１１への装着は、極薄金属板Ｗの幅方向の一端がガイドプレート３７の溝３９の奥まで挿入された状態で、把手３８を持って取付枠１１の枠部材１１ｃ側から挿入する。挿入は、載せ板３６の先端部を枠部材１１ａに設けられた位置決め部材１５に当接するまで行う。これにより、極薄金属板Ｗは取付枠１１の所定の位置に平坦な状態で自動的に置かれる。
【００２５】
次に、このように構成された極薄金属板Ｗの保持装置１０の作用について説明する。
まず、取付枠１１に極薄金属板Ｗを装着する前に、エアシリンダ１６を伸長させて可動部材１２を枠部材２０ｄから最も離れた位置に移動させる。そして、ストッパ１８を縮小し、挟持具２０の全ての締付レバー２２を上方へ向けておく。
【００２６】
以上の準備ができたら、極薄金属板Ｗを載せた載置板３５を取付枠１１へ枠部材１１ｃ側から挿入し、載せ板３６の先端部が枠部材１１ａの位置決め部材１５に当接させる。このとき、挟持具２０の押え金具２１は上方に位置し、受部材１３とは大きく口を開けた状態となるので極薄金属板Ｗをスムーズに挿入することができる。
【００２７】
載置板３５の挿入により、極薄金属板Ｗの両端部は枠部材１１ｂおよび可動部材１２に固設した受部材１３上に載せられる。
次に、枠部材１１ｂおよび可動部材１２の挟持具２０の締付レバー２０を順次押し下げて極薄金属板Ｗの両端部を締結する。そして、載置板３５を取付枠１１から引き出す。これによって、極薄金属板Ｗはほぼ平坦な状態に固定される。
【００２８】
この状態で、２個のシリンダ１６を同時に作動させ、可動部材１２を枠部材１１ｄ側へ引き寄せ、極薄金属板Ｗを緊張する。
なお、この場合極薄金属板Ｗの弛みが幅方向で若干差異があってもリンク１７によって可動部材１２が傾いて引き付けられ、極薄金属板Ｗの全面において十分緊張した状態にできる。
【００２９】
極薄金属板Ｗを緊張させたら、ストッパ１８を伸長させて可動部材１２に当接させる。
レーザ切断加工が終わったら、加工台３０が取付枠１１のほぼ中央に位置するように移動させ、シリンダ１６の電磁切換弁を中立位置に戻す。
【００３０】
そして、この状態で載置板３５を取付枠１１へ挿入し、枠部材１１ｂおよび可動部材１２の挟持具２０の締付レバー２２を上方へ順次操作して開放し、載せ板３６に極薄金属板Ｗを載せた状態で取付枠１１から引き出す。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の極薄金属板の保持装置は、極薄金属板の両端部を固定する固定手段を、極薄金属板の端部を上方から押し付ける押え金具をリンクを介して締付レバーに連結した複数個の挟持具とし、極薄金属板の両挟持具間への装着を、極薄金属板を平坦に載せて極薄金属板の長手方向と直角方向から挿入可能な平板状の載置板によって行うようにしたので、取り扱いづらい極薄金属板を取付枠に平坦に維持して簡便に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】極薄金属板のレーザ切断加工装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の極薄金属板の保持装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】同  保持装置の側面図である。
【図４】同  挟持具の詳細図で（ａ）は開放時、（ｂ）は固定時の状態を示す。
【図５】同  載置板の斜視図である。
【符号の説明】
１…レーザ発振器                ２…反射ミラー
３…加工ヘッド            ４…集光レンズ
５…保護ガラス              ６…ノズル
７…制御装置                ８…ＸＹステージ
８ａ…Ｘ軸駆動装置        ８ｂ…Ｙ軸駆動装置
１０…保持装置            １１…取付枠
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…枠部材
１２…可動部材            １３…受部材
１４…ガイド部材                    １５…位置決め部材
１６…シリンダ                        １７…リンク
１８…ストッパ            ２０…挟持具
２１…押え金具            ２２…締付レバー
２３…ブラケット          ２４，２５…リンク
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…ピン
３０…加工台              ３１…支持盤
３２…吸引ブロック        ３２ａ…排出口
３５…載置板                            ３６…載せ板
３７…ガイドプレート            ３８…把手
３９…溝
Ｗ…極薄金属板                        ＡＧ…アシストガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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