(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件として、レーザ発振器を駆動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数を含む加工条件を設定する加工条件設定手段と、
前記設定された前記電流値、前記周波数、前記パルス幅および前記パルス数のそれぞれの総和を演算し、演算した各総和に基づいた関数を用いて設定された加工条件によるレーザ発振器の予想出力を演算し、演算したレーザ発振器の予想出力の基準値に対する比率を設定された加工条件での予想負荷率として求める予想負荷演算手段と、
該求められる予想負荷率を表示する予想負荷表示手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工機の加工条件設定装置。
【請求項２】
前記加工条件は、１以上の被加工個所に対するレーザパルス光の照射パターンを規定する加工モードを含み、
前記予想負荷演算手段は、加工モードとして連続モードまたはパルス毎モードが設定されているときに、前記予想負荷を求めることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機の加工条件設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工機の加工条件設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえばプリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合、その加工条件として、レーザ発振器に供給する駆動電流の電流値Ｓ、パルス発振の周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎが設定される。それら電流値Ｓ、パルス発振の周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎの値は、種々変更され、様々な加工条件として加工条件ファイルに格納される。この加工条件ファイルは、レーザ加工機の制御装置に接続されたコンピュータの読み取り可能な記録媒体、たとえば磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気ディスクに記録され、保存される。
【０００３】
第５図は、従来のレーザ加工機における加工条件設定装置（図示せず）の設定画面を示す表示例である。加工条件設定装置（図示せず）の設定画面には、第５図に示すような加工条件ファイルの一覧表９が表示され、レーザ加工機のオペレータは、この図表を見ながら図示しない入力手段を操作して加工条件の入力を行う。第５図に示す表示例では、たとえば第１番目の加工条件は、電流値Ｓ1 、周波数Ｔ1 、パルス幅Ｗ1 およびパルス数Ｎ1 に設定され、第２番目の加工条件は、電流値Ｓ2 、周波数Ｔ2 、パルス幅Ｗ2 およびパルス数Ｎ2 に設定され、第３番目の加工条件は、電流値Ｓ3 、周波数Ｔ3 、パルス幅Ｗ3 およびパルス数Ｎ3 に設定されている。第４番目以降の加工条件も同様に、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎが設定される。
【０００４】
実際の加工時には、制御装置は、制御装置に接続された前記記録媒体または別のコンピュータ読み取り可能な記録媒体から加工プログラムを読み出し、そのプログラムを実行する。そして、制御装置は、加工プログラムに記述された加工条件番号（第５図に示す図表のＮｏ．欄の番号）および加工モードに基づいて、加工条件ファイルから該当する加工条件を読み出し、その加工条件に従ってレーザ発振器に、周波数がＴでパルス幅がＷのレーザパルスをＮ個出力するように、電流値Ｓの駆動電流を供給する。レーザ発振器は、その供給された駆動電流によってレーザ発振し、加工を行う。
【０００５】
しかしながら、従来は、いずれの番号の加工条件においても、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎの値は、それぞれレーザ加工機の加工条件設定装置において予め決められた上限値まで、他の設定値の影響を受けずに独立して入力可能になっているため、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎの値の組み合わせなどによっては、レーザ発振器に作用する負荷が、許容負荷範囲を超えるおそれがある。
【０００６】
従って、従来にあっては、レーザ発振器が、負荷の許容範囲を超えて動作させられる場合や、許容範囲内であってもその上限値に近い負荷で長時間動作させられる場合があり、レーザ発振器を構成する部品等の消耗や劣化が早まるという問題点があった。
【０００７】
また、新規に加工条件の設定を行う場合、レーザ発振器に過大な負荷をかけずに効率よく加工を行うことができる適正加工条件を見出すためには、加工条件を種々変えながらそれらの条件で加工を実施し、レーザ発振器の負荷と加工効率とのバランスを調べるという作業を繰り返し行わなければならないため、最終的な加工条件を決定するまでに膨大な時間と手間を要するという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、レーザ発振器に作用する負荷が適性範囲に内におさまるようにレーザ加工の加工条件を容易に設定することができるレーザ加工機の加工条件設定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明では、レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件として、レーザ発振器を駆動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数を含む加工条件を設定する加工条件設定手段と、前記設定された電流値、前記周波数、前記パルス幅および前記パルス数のそれぞれの総和の関数を用いてレーザ発振器についての予想負荷を求める予想負荷演算手段と、該求められる予想負荷を表示する予想負荷表示手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について第１図〜第４図を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
第１図は、本発明が適用されたレーザ加工機の概略構成を示すブロック図である。このレーザ加工機は、制御装置１、レーザ発振器２、加工条件の設定時にレーザ発振器２の負荷率を表す指標を表示する表示装置３、設定された加工条件よりなる加工条件ファイルを格納する第１の記録媒体４、加工プログラムを格納する第２の記録媒体５、およびオペレータの操作により加工条件を入力するための入力装置６を備えた構成となっている。
【００１２】
第１の記録媒体４は、書き込みおよび読み出しが可能な不揮発性の半導体メモリ、磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気ディスクなどのコンピュータが読み出し可能な記録媒体である。第２の記録媒体５は、不揮発性の半導体メモリ、磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気ディスクなどのコンピュータが読み出し可能な記録媒体である。
【００１３】
制御装置１は、加工プログラムに記述された加工条件番号および加工モードに該当する加工条件を加工条件ファイルから読み出し、その加工条件に基づいて駆動電流、パルス幅およびタイミングパルスを出力することにより、レーザ発振器２の駆動を制御する。ここで、タイミングパルスとは、レーザ発振器が設定された加工条件に従い、実際に出力する際のタイミング（周波数）をいう。
【００１４】
第２図は、加工条件の設定時に表示装置３に表示される設定画面の表示例である。この設定画面には、加工条件ファイルの一覧表７と、レーザ発振器２の負荷率を表す指標である加工条件チェックバー８が表示される。第２図に示すように、本実施の形態では、各加工条件は、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗ、パルス数Ｎおよび加工モードにより構成される。たとえば加工モード欄には、モードの種別を表す「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｐ」などの文字が表示される。「Ｍ」は連続モードであり、「Ｃ」はサイクルモードであり、「Ｐ」はパルス毎モードである。各モードについては後述する。
【００１５】
第２図に示す表示例では、たとえば第１番目の加工条件は、電流値Ｓ1 、周波数Ｔ1 、パルス幅Ｗ1 、パルス数Ｎ1 および加工モード「Ｍ」に設定され、第２番目の加工条件は、電流値Ｓ2 、周波数Ｔ2 、パルス幅Ｗ2 、パルス数Ｎ2 および加工モード「Ｃ」に設定され、第３番目の加工条件は、電流値Ｓ3 、周波数Ｔ3 、パルス幅Ｗ3 、パルス数Ｎ3 および加工モード「Ｐ」に設定されている。第４番目以降の加工条件も同様に、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗ、パルス数Ｎおよび加工モードが設定される。
【００１６】
加工条件チェックバー８は、特に限定しないが、たとえば第２図に示すように、帯状の表示部で構成されており、レーザ発振器２の負荷率に応じた長さで表示部の一部の色が変わることにより、レーザ発振器２の負荷率が視覚的にわかるようになっている。加工条件チェックバー８は、レーザ発振器２の負荷率の許容最大値を１００％として、たとえば２００％に相当する負荷率まで表示可能になっている。
【００１７】
つぎに、加工モードについて説明する。第３図は、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合のフローチャートである。実際の加工を開始するに当たって、まず制御装置１は、加工モードを判定し、その加工モードに従って、たとえば３つの穴（穴１、穴２、穴３）の穿孔加工を行う。連続モードＭは、パルス幅を一定にして、穴１の穿孔加工を終了した後、穴２の穿孔加工を行い、それが終了した後、穴３の穿孔加工を行うパターンである。このパターンでは、レーザ発振器２に過大な負荷をかけないため、冷却しながら加工を行う必要があり、穴１、穴２、穴３と加工が進むに連れて冷却のためのパルス間隔が広くなる。サイクルモードＣは、パルス幅を一定にして、穴１、穴２、穴３に１パルス毎に移動して穿孔を行うパターンである。このパターンでは、１パルスのレーザ発振後にレーザ発振器２の移動時間があり、その移動時間においてレーザ発振器２の冷却が行われるので、連続モードＭのように加工が進むに連れてパルス間隔を広くする必要はない。パルス毎モードＰは、パルス幅をパルス毎に変化させて、穴１の穿孔加工を終了した後、穴２の穿孔加工を行い、それが終了した後、穴３の穿孔加工を行うパターンである。このパターンでは、パルス幅を変化させることにより、レーザ発振器２の冷却を行う。
【００１８】
つぎに、加工条件を設定する手順について説明する。加工条件の設定作業時に、オペレータは電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗ、パルス数Ｎおよび加工モードの設定を行う。すべての加工条件の設定が終了したら、制御装置１は、第４図に示すフローチャートに従って加工モード毎に加工条件のチェックを行う。
【００１９】
第４図は、加工条件の編集チェック処理の流れを示すフローチャートである。以下に説明する編集チェック処理は、制御装置１が第１または第２の記録媒体４，５あるいはその他のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された編集チェック処理プログラムを実行することにより実現される。
【００２０】
条件編集チェック処理を開始すると、まず制御装置１は、オペレータにより加工モードが指定されているか否かの判断を行う（ステップＳ１）。加工モードが指定されている場合には、レーザ発振器に負荷が作用し得るモードであるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。たとえば上述した連続モードＭ、サイクルモードＣおよびパルス毎モードＰの場合には、連続モードＭとパルス毎モードＰでは負荷が作用し、サイクルモードＣではほとんど負荷が作用しない。
【００２１】
従って、ステップＳ２で、加工モードが連続モードＭまたはパルス毎モードＰの場合には、ステップＳ３へ進み、オペレータの設定条件に対してレーザ発振器２の負荷率のチェックを行う。一方、加工モードがサイクルモードＣの場合には、負荷率のチェックを行わない。なお、これら３つの加工モードに限らず、他のレーザ加工パターンを追加した場合、レーザ発振器２に負荷が作用するおそれがある場合には、レーザ発振器２の負荷率チェックを行い、負荷が作用しない場合には負荷率チェックを行わない。
【００２２】
ステップＳ３では、制御装置１は、つぎの（１）式に従って電流値Ｓの総和ΣＳ、（２）式に従って周波数Ｔの総和ΣＴ、（３）式に従ってパルス幅Ｗの総和ΣＷ、（４）式に従ってパルス数Ｎの総和ΣＮをそれぞれ演算して求める。そして、制御装置１は、電流値Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎの各総和ΣＳ、ΣＴ、ΣＷおよびΣＮに基づき、予め決められた（５）式に示す関数ｆにより、実際に加工を行った場合にレーザ発振器が出力すると予想されるレーザ出力αを演算して求める。
ΣＳ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ3 ＋・・・＋Ｓ10   ・・・（１）
ΣＴ＝Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋Ｔ3 ＋・・・＋Ｔ10   ・・・（２）
ΣＷ＝Ｗ1 ＋Ｗ2 ＋Ｗ3 ＋・・・＋Ｗ10   ・・・（３）
ΣＮ＝Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋Ｎ3 ＋・・・＋Ｎ10   ・・・（４）
α＝ｆ (ΣＳ、ΣＴ、ΣＷ、ΣＮ)    ・・・（５）
【００２３】
そして、制御装置１は、つぎの（６）式に従って、予め決められた基準値βに対するαの比率、すなわちレーザ発振器２の負荷率を演算して求める。ここで、βの値は、レーザ発振器２の許容される負荷に対して所定の安全率を見込んだ値である。制御装置１は、求めた負荷率に応じて加工条件チェックバー８の表示を制御する。それによって、表示装置３の加工条件チェックバー８には、レーザ発振器２の予想される負荷率に応じた表示がなされる。
負荷率＝β／α×１００ (％)               ・・・（６）
【００２４】
オペレータは、この加工条件チェックバー８を確認し、加工条件チェックバー８の表示が１００％を超えている場合には、加工条件の中の電流Ｓ、周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎのいずれか一つまたは二つ以上を変更して、加工条件チェックバー８の表示が１００％以下になるように調整する。加工条件チェックバー８の表示が１００％以下になったら、制御装置１は、その時の設定条件を加工条件ファイルとして第１の記録媒体４に書き込み（ステップＳ４）、処理を終了する。
【００２５】
上記実施の形態によれば、加工条件の設定作業時に、オペレータが加工条件を入力すると、その入力された加工条件に基づいてレーザ発振器２の予想される負荷率が求められ、その負荷率が表示装置３に加工条件チェックバー８として表示される。従って、オペレータはその加工条件チェックバー８を見ながら、レーザ発振器２の負荷率が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができるので、実際の加工の際にレーザ発振器２に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるとともに、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態においては、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合について説明したが、これに限らず、本発明は種々のレーザ加工に適用できる。
【００２７】
また、上記実施の形態においては、連続モードＭとサイクルモードＣとパルス毎モードＰについて説明し、連続モードＭおよびパルス毎モードＰに対して加工条件の編集チェック処理を行うとしたが、これに限らず、その他の加工パターンについても同様にして加工条件の制御を行うことができる。
【００２８】
さらに、上記実施の形態においては、レーザ発振器２の負荷率を加工条件チェックバー８を用いて表示するとしたが、これに限らず、オペレータがレーザ発振器２の負荷率を確認することができれば、どのような表示態様であってもよいし、あるいは負荷率を音声合成手段等を用いて音声により報知するようにしてもよい。
【００２９】
以上、説明したとおり、本発明にかかるレーザ加工機の加工条件制御方法によれば、レーザ加工機の加工条件を設定する際、オペレータが加工条件を入力すると、その入力された加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷が求められ、その予想負荷が表示装置に表示されるため、オペレータはその予想負荷の表示を見ながら、レーザ発振器の負荷が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができる。従って、実際の加工の際にレーザ発振器に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるので、レーザ発振器の構成部品の消耗や劣化を抑制することができる。また、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことができる。
【００３０】
この加工条件制御方法において、レーザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加工モードに基づいて決定されるため、加工を実際に行う前に、その加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷を求めることができる。
【００３１】
この加工条件制御方法において、レーザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められるため、正確な予想負荷が得られるので、オペレータは適切な加工条件を容易に決定することができる。
【００３２】
また、本発明にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、レーザ加工機の制御装置が、加工条件を設定するためのプログラムを記録媒体から読み出して実行することにより、オペレータが入力した加工条件に対するレーザ発振器の予想負荷が求まり、その予想負荷が表示装置に表示されるため、オペレータはその予想負荷の表示を見ながら、レーザ発振器の負荷が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができる。従って、実際の加工の際にレーザ発振器に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるので、レーザ発振器の構成部品の消耗や劣化を抑制することができる。また、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことができる。
【００３３】
この記録媒体に記録されたプログラムにおいて、レーザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加工モードに基づいて決定されるため、加工を実際に行う前に、その加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷を求めることができる。
【００３４】
この記録媒体に記録されたプログラムにおいて、レーザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められるため、正確な予想負荷が得られるので、オペレータは適切な加工条件を容易に決定することができる。
【００３５】
【産業上の利用の可能性】
以上のように、本発明は、その加工条件として、レーザ発振器に供給する駆動電流の電流値Ｓ、パルス発振の周波数Ｔ、パルス幅Ｗおよびパルス数Ｎが設定され、たとえばプリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行うようなレーザ加工機に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１図は、本発明が適用されたレーザ加工機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  第２図は、そのレーザ加工機において加工条件を設定するための設定画面の一例を示す模式図である。
【図３】  第３図は、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合のフローチャートである。
【図４】  第４図は、加工条件の編集チェック処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】  第５図は、従来のレーザ加工機において加工条件を設定するための設定画面を示す模式図である。
【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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