(57)【要約】【課題】  本発明は、テーブル移動指令信号に基いてテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作が始まるレーザ加工において、テーブル移動指令の間隔を短縮し、加工速度を向上させることを目的とする。【解決手段】  前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基くテーブル動作が終了する時期を見込んで前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
2016093822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基くテーブル動作が終了する時期を見込んで前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行するようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号が発行された場合に、当該ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基くガルバノ動作とレーザ出力動作が終了する時期を見込んで次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基いて始まるテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基くテーブル動作が終了する時期を見込んで前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行するようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号が発行された場合に、当該ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基くガルバノ動作とレーザ出力動作が終了する時期を見込んで次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基いて始まるテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにした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、例えばプリント基板のような被加工物にレーザを使用して穴明け加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のレーザ加工装置を説明するためのブロック図である。
図４において、１は穴明け加工を行うプリント基板、２はプリント基板１が載置されるテーブル、３はレーザパルスをプリント基板１に照射する光学系で、ここには、ガルバノスキャナや集光（ｆθ）レンズ等が設けられる。４はレーザパルスを光学系３に供給するレーザパルス供給系で、ここにはレーザパルスを発振させるレーザ発振器や分岐制御によって光学系３へのレーザパルスの出力制御を行う音響光学変調器（ＡＯＭ）等が含まれる。
【０００３】
５はテーブルのＸ、Ｙ方向の移動を制御するテーブル制御部、６は光学系３内のガルバノスキャナを制御するガルバノ制御部、７はレーザパルス供給系４でのレーザパルスの出力を制御するレーザ出力制御部、８は装置全体の動作を制御する、例えばプログラム制御の処理装置によって実現される全体制御部である。テーブル制御部５、ガルバノ制御部６及びレーザ出力制御部７は、全体制御部８によって制御される。全体制御部８は、ここで説明する以外の制御機能も有し、図示されていないブロックにも接続されている。
【０００４】
プリント基板１の加工領域は、予めガルバノスキャナによるスキャン領域の大きさに区切られ、スキャン領域毎に逐次穴明け加工を進めるようになっている。全体制御部８は、入力部９から入力されたプリント基板の穴座標データに基き、テーブル制御部５に与えてテーブルの移動を制御するためのテーブルデータ、ガルバノ制御部６に与えてガルバノスキャナの動作を制御するためのガルバノデータ及びレーザ出力制御部７に与えてレーザパルスの出力を制御するためのレーザデータを作成し、それぞれを記憶する。
その後、全体制御部８は、記憶したテーブルデータ、ガルバノデータ及びレーザデータに基づいて、テーブル制御部５、ガルバノ制御部６、レーザ出力制御部７に動作指令信号を発し、穴明け加工を進める。
【０００５】
図５は図４に示したレーザ加工装置のタイミングチャート、図６は全体制御部８での処理のフローチャートである。
先ず、全体制御部８はテーブル移動指令信号Ｓ１をテーブル制御部５に出力する。テーブル移動動作が終了してテーブル制御部５からのテーブル動作完了信号Ｓ２を検知すると、全体制御部８はガルバノ動作指令信号Ｓ３をガルバノ制御部６に、かつレーザ出力指令信号Ｓ５をレーザ制御部５に出力する。全体制御部８は、一つのスキャン領域に対するガルバノスキャナの回転動作が終了してガルバノ制御部６からのガルバノ動作完了信号Ｓ４及びレーザ出力動作が終了してレーザ出力制御部５からのレーザ出力動作完了信号Ｓ６を検知すると、次のスキャン領域での加工を目指し、テーブル移動指令信号Ｓ１をテーブル制御部５に出力する。以降、同様に動作する。
【０００６】
以上の如き従来のレーザ加工装置においては、各動作の終了から次の指令の発行までの遅れ時間が存在し、結果として、テーブル移動指令信号Ｓ１の間隔Ｔｂが長くなり、加工速度が遅くなるという問題点がある。
【０００７】
特許文献１には、加工速度を向上させるためのテーブルデータ、ガルバノデータ及びレーザデータの作成方法について開示されているが、テーブル移動指令の間隔については言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第4143334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、テーブル移動指令信号に基いてテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作が始まるレーザ加工において、テーブル移動指令の間隔を短縮し、加工速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載のレーザ加工装置においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基くテーブル動作が終了する時期を見込んで前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また請求項２に記載のレーザ加工装置においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号が発行された場合に、当該ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基くガルバノ動作とレーザ出力動作が終了する時期を見込んで次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また請求項３に記載のレーザ加工装置においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工装置において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基いて始まるテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測するタイミング予測部を備え、当該タイミング予測部が予測した時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また請求項４に記載のレーザ加工方法においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基くテーブル動作が終了する時期を見込んで前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また請求項５に記載のレーザ加工方法においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号が発行された場合に、当該ガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基くガルバノ動作とレーザ出力動作が終了する時期を見込んで次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また請求項６に記載のレーザ加工方法においては、テーブル移動指令信号に基いて被加工物が載置されたテーブルの移動動作を開始させ、前記テーブル移動指令信号が発行された後に発行されるガルバノ動作指令信号とレーザ出力指令信号に基いてそれぞれガルバノスキャナの動作とレーザパルス供給系からのレーザ出力動作を開始させるようにしたレーザ加工方法において、前記テーブル移動指令信号が発行された場合に、当該テーブル移動指令信号に基いて始まるテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号を発行しても良い時期を予測し、当該予測時刻において次のスキャン領域への前記テーブル移動指令信号を発行するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、テーブル移動指令信号に基いてテーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作が始まるレーザ加工において、テーブル移動指令の間隔を短縮し、加工速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例となるレーザ加工装置のタイミングチャートである。
【図２】本発明の一実施例となるレーザ加工装置のブロック図である。
【図３】図２のレーザ加工装置の全体制御部の処理を示すフローチャートである。
【図４】従来のレーザ加工装置のブロック図である。
【図５】図４のレーザ加工装置のタイミングチャートである。
【図６】図４のレーザ加工装置の全体制御部の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１８】
本発明の一実施例について説明する。
図２は本発明の一実施例となるレーザ加工装置のブロック図、図１はこのレーザ加工装置のタイミングチャートである。図１、２において、図４、５と同じ番号、記号のものは同じものであり、同じ機能部分についての説明を省略する。
【００１９】
１０は基本的には図４の全体制御部８と同様な全体制御部であるが、新たにタイミング予測部１１、１２と監視部１３が設けられている。図３は全体制御部１０での処理を示すフローチャートである。
タイミング予測部１１は、テーブル移動指令信号Ｓ１が発行された場合に、その時のテーブルデータに基づいて、テーブル動作が終了する時期を見込んでガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を発行しても良い時期、すなわちテーブル移動指令信号Ｓ１が発行されてから時間ｔ１後を予測し、当該時刻においてガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を同時に発行するものである。
【００２０】
またタイミング予測部１２は、ガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５が発行された場合に、その時のガルバノデータとレーザデータとに基づいて、ガルバノ動作とレーザ出力動作が終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行しても良い時期、すなわちガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５が同時に発行されてから時間ｔ２後を予測し、当該時刻において次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行するものである。
【００２１】
この種のレーザ穴明け加工方法としては、同じ穴位置で複数のレーザ照射を繰り返しながら加工を進めるバースト加工と、同じスキャン領域を複数回繰り返すサイクル加工とがあり、加工方法によってガルバノ動作とレーザ出力動作の関係が異なる。従って、タイミング予測部１２は、時間ｔ２の予測に当たってガルバノデータとレーザデータの両方を使用する。
【００２２】
なお、何らかの事情により、テーブル動作、ガルバノ動作あるいはレーザ出力動作が正常に動作されない不測の事態もあり得る。このため、全体制御部１０の中の監視部１３は、テーブル制御部５からのテーブル動作完了信号Ｓ２についてテーブル移動指令信号Ｓ１の発行から、またガルバノ制御部６からのガルバノ動作完了信号Ｓ４についてガルバノ動作指令信号Ｓ３の発行から、またレーザ制御部７からのレーザ出力動作完了信号Ｓ６についてレーザ出力指令信号Ｓ５の発行から、それぞれ所定の時間、それらがきちんと発生しているか監視するようになっている。テーブル動作完了信号Ｓ２、ガルバノ動作完了信号Ｓ４あるいはレーザ出力動作完了信号Ｓ６が所定の時間内に発生しなかった場合、正常に加工動作が行われていないので、全体制御部１０は監視部１３からの検知出力を受けて装置の動作を止め、装置の点検動作を行うようにする。
【００２３】
本実施例によれば、図１から理解されるように、テーブル動作が終了してからガルバノ動作とレーザ出力動作の開始まで、またガルバノ動作とレーザ出力動作が終了してから次のスキャン領域へのテーブル動作の開始までの遅れ時間が小さくなり、結果として、テーブル移動指令信号Ｓ１の間隔Ｔａが短くなり、加工速度を向上させることができる。
テーブル動作、ガルバノ動作あるいはレーザ出力動作が正常に動作されない不測の事態で装置の動作を止めなければならない頻度は少なく、通常は正常に動作する時間が長く、この期間の加工速度を向上させることができるので、加工効率を上げることができる。
【００２４】
なお、以上の実施例においては、テーブル移動指令信号Ｓ１が発行された場合に、経過後の時間として、ガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を発行するｔ１後とその後で次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行するｔ２後の２段階に分け、予測するようにした。しかしながら、本発明に基く場合、必ずしもこの方法に限る必要はない。
【００２５】
例えば、テーブル移動指令信号Ｓ１が発行された場合に、ガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を発行するｔ１後だけを予測したり、あるいは、ガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を発行された場合に、次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行するｔ２後後だけを予測するようにしても良い。
前者の場合、ガルバノ動作指令信号Ｓ３とレーザ出力指令信号Ｓ５を早めに発行することができ、また後者の場合、次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を早めに発行することができ、いずれの場合も、結果として、テーブル移動指令信号Ｓ１の間隔Ｔａが短くなり、加工速度を向上させることができる。
【００２６】
また、テーブル動作指令信号Ｓ１が発行された場合に、テーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了する時期を見込んで次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行しても良い時間Ｔａ後を予測し、当該時刻において次のスキャン領域へのテーブル移動指令信号Ｓ１を発行するようにしても良い。
この場合も、テーブル動作とガルバノ動作とレーザ出力動作のいずれもが終了してから次のスキャン領域へのテーブル動作の開始までの遅れ時間が小さくなり、結果として、テーブル移動指令信号Ｓ１の間隔Ｔａが短くなり、加工速度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１：プリント基板  ２：加工テーブル  ３：光学系  ４：レーザパルス供給系
５：テーブル制御部  ６：ガルバノ制御部  ７：レーザ制御部  ９：入力部
１０：全体制御部  １１、１２：タイミング予測部  １３：監視部
Ｓ１：テーブル移動指令信号  Ｓ２：テーブル動作完了信号
Ｓ３：ガルバノ動作指令信号  Ｓ４：ガルバノ動作完了信号
Ｓ５：レーザ出力指令信号  Ｓ６：レーザ出力動作完了信号
【図２】
2016093822.tif 000003
【図３】
2016093822.tif 000004
【図４】
2016093822.tif 000005
【図５】
2016093822.tif 000006
【図６】
2016093822.tif 000007
【図１】
2016093822.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月18日(2014.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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