CN101543938A

CN101543938A - 激光加工装置

Info

Publication number: CN101543938A
Application number: CN200910129367A
Authority: CN
Inventors: 伊藤靖; 北泰彦
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP4795377B2; CN101543938B; JP2009233713A

Abstract

本发明提供能够对薄型低刚性的工件进行高精度地加工、并且不需要切屑的回收作业和准备作业、能够高效地回收从工件上切断的切屑的激光加工装置。激光加工装置的加工工作台(15)具有：形成于内部的空间(60a)；贯通孔(61b)，其连通工件载置面(61c)和空间、容许工件的切屑(70)落下至空间中；以及贯通孔(61a)，其连通工件载置面和空间、且截面积比贯通孔(61b)小。负压源将堵塞贯通孔(61b、61a)且载置在工件载置面(61c)上的工件(W)吸附在工件载置面(61c)上，并且，在工件(W)被加工并被除去之后，对利用遮蔽板(40)堵塞了贯通孔(61b、61a)的空间(60a)中的空气进行抽吸从而对落下至空间中的切屑(70)进行抽吸回收。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及将工件吸附载置在加工工作台上、并通过使激光照射头和加工工作台在前后左右方向相对移动来对工件进行加工的激光加工装置。

背景技术

以往，对打印基板进行加工的打印基板加工装置使用铣刀(routerbit)进行切削加工。但是，对于以往的打印基板加工装置，由于打印基板的薄型化或者微细化，使打印基板的物理刚性变低，难以进行外形精度优异的加工。因此，利用激光来加工打印基板的外形的激光加工装置受到重视。对于激光加工装置，在对打印基板的外形进行激光加工之后，操作者需要利用吸尘器将切屑抽吸回收，或者预先利用粘接带将工件固定在下板上、将切屑连同下板一起丢弃(专利文献1)。

[专利文献1]日本专利特开2005-342749号

但是，对于以往的激光加工装置，每当作业结束时都需要对切屑进行抽吸回收，因此切屑的回收作业需要时间。并且，对于利用粘接带将工件固定在下板上的以往的激光加工装置，虽然作业结束时的切屑回收作业时间短，但是粘贴粘接带的准备作业需要时间。

发明内容

本发明提供即使是薄型低刚性的工件也能够高精度地切断、并且不需要切屑的回收作业和用于回收切屑的准备作业、能够高效地回收从工件上切断的切屑的激光加工装置。

为了解决上述课题，本发明的激光加工装置(100)通过加工工作台(15)和激光照射头(13)之间的相对移动对载置在所述加工工作台(15)的工件载置面(61c)上的工件(W)进行加工，所述加工工作台(15)具有：形成于内部的负压室(60a)；切屑落下孔(61b)，其连通所述工件载置面(61c)和所述负压室(60a)、容许工件的切屑(70)落下至所述负压室(60a)中；以及连通孔(61a)，其连通所述工件载置面(61c)和所述负压室(60a)、且截面积比所述切屑落下孔(61b)小，所述激光加工装置(100)具有：抽吸机构(16、17)，其抽吸所述负压室(60a)中的空气，将所述负压室(60a)调节为负压；以及开闭机构(40)，其对所述切屑落下孔(61b)和所述连通孔(61a)进行开闭，所述抽吸机构(16、17)将堵塞所述切屑落下孔(61b)和所述连通孔(61a)且载置在所述工件载置面(61c)上的工件吸附在所述工件载置面(61c)上，并且，在工件被加工并被除去之后，对所述切屑落下孔(61b)和所述连通孔(61a)被所述开闭机构(40)堵塞了的所述负压室(60a)之中的空气进行抽吸从而对落下至所述负压室(60a)中的切屑(70)进行抽吸回收。

另外，括弧内的标号是为了容易方便地与附图对照而附加的标号，并不对本发明结构做任何限定。

对于本发明的激光加工装置，在工件被加工并被除去之后，抽吸机构对切屑落下孔和连通孔被开闭机构堵塞了的负压室中的空气进行抽吸从而对落下至负压室中的切屑进行抽吸回收，因此，不需要由操作人员来进行用于回收切屑的准备作业和切屑回收作业，能够提高作业效率。

并且，对于本发明的激光加工装置，如果将切屑落下孔形成为比切屑的外形大0.1mm至0.5mm，则很少发生工件被切屑落下孔抽吸而变形的情况，能够对工件进行高精度地加工。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的激光加工装置的正面概略图。

图2是加工工作台的俯视图。

图3是加工工作台的剖视图。图3(A)是从图2的A-A箭头方向观察的剖视图。图3(B)是从图2的B-B箭头方向观察的剖视图。

图4是用于说明本发明的实施方式中的激光加工装置的动作的图。(A)是将工件载置在工件载置面上的图。(B)是在工件上开孔时产生的切屑落下至空间中之后的图。(C)是将加工完毕的工件取下的图。(D)是将遮蔽板载置在工件载置面上的图。(E)是回收切屑的状态的图。

图5是用于说明本发明的实施方式中的激光加工装置的动作的流程图。

标号说明如下：

W...打印基板(工件)；1...激光加工机；2...基板输送机(载置机构)；3...基板回收机(除去机构)；11...基座；11a...空心部；11b...贯通孔；13...加工头(激光照射头)；15...加工工作台；16...负压源(减压机、抽吸机构)；17...集尘装置(抽吸机构)；18...压缩机；26...支承座；40...遮蔽板(开闭机构)；50...控制装置(控制机构)；51...控制装置；52...控制装置；53...控制装置；60...工件保持机；60a...空间(负压室)；61...上板；61a...贯通孔(连通孔)；61b...贯通孔(切屑落下孔)；61c...工件载置面；62...左通道；62a...空间；62b...孔；63...右通道；63a...空间；63b...孔；64...分隔件；64a...贯通孔；65...闸门；67...闸门；70...切屑；100...激光加工装置。

具体实施方式

图1是本发明的实施方式中的激光加工装置的正面概略图。另外，箭头X方向是图1中的左右方向。箭头Y方向是图1的激光加工装置的进深(前后)方向。箭头X方向和箭头Y方向是相互正交的方向。

激光加工装置100由激光加工机1、作为将工件载置在加工工作台15上的载置机构的基板输送机2、以及作为将加工完毕后的工件从加工工作台15除去的除去机构的基板回收机3等构成。

基板输送机2由导轨21、利用驱动装置22能够在导轨21上沿箭头X方向往复移动的滑动件23、设置在滑动件23上的升降机24、以及设置在升降机24上的多个真空吸附衬垫(以下仅称为“吸附衬垫”)25等构成。基板输送机2将载置在工件供给台30上的未加工的打印基板(以下称为“工件”)W供给至激光加工机1的加工工作台15上的工件保持机60上。

在基板输送机2的导轨21的下方设有支承座26。在支承座26上载置有遮蔽板40。遮蔽板40形成为与激光加工机1的加工工作台15大致相同的大小。在遮蔽板40的下表面上设有外形比后述的切屑70小的突起40a。

激光加工机1的加工工作台15能够在床身12上沿箭头XY方向移动。对于加工工作台15在后面叙述。工件保持机60固定在基座11上。在加工工作台15的上方配置有作为激光照射头的加工头13。加工头13固定在固定于床身12上的支柱14上。

基板回收机3由导轨31、利用驱动装置32能够在导轨31上沿图1的箭头X方向往复移动的滑动件33、设置在滑动件33上的升降机34、以及设置在升降机34上的多个真空吸附衬垫(以下仅称为“吸附衬垫”)35等构成。基板回收机3从工件保持机60上回收加工完毕后的工件W，并将其载置在工件回收台36上。

控制装置51控制基板输送机2，控制装置52控制加工工作台15和加工头13的动作，控制装置53控制基板回收机3。作为控制机构的控制装置50对控制装置51、控制装置52、以及控制装置53进行控制。

接下来，对由基座11和工件保持机60等构成的加工工作台15进行说明。

图2是加工工作台的俯视图。图3是加工工作台的剖视图。图3(A)是从图2的A-A箭头方向观察的剖视图。图3(B)是从图2的B-B箭头方向观察的剖视图。

在加工工作台15的基座11的内部形成有空心部11a。空心部11a与作为减压机的负压源16连接，利用负压源16使内部压力在负压状态和大气压状态之间进行调节。在基座11的上部形成有贯通孔11b。固定在基座11的上部的工件保持机60由上板61、左通道62、右通道63、以及多个分隔件64等构成，并形成箱形。在分隔件64上形成有抽吸用的多个贯通孔64a。贯通孔64a的箭头X方向的间距设定成与贯通孔11b的箭头X方向的间距相同。

如图3(B)所示，在由相互邻接的分隔件64(图2)夹着的部分的上板61上形成有抽吸用的贯通孔61a和切屑回收用的贯通孔61b。左通道62的截面呈方管状，内部具有空间62a。形成于左通道62的侧面的孔62b将空间62a和空间60a连接。作为负压室的空间60a是由上板61、左通道62、右通道63、以及基座11所包围的区域。右通道63的截面呈方管状，内部具有空间63a。设置在右通道63的侧面上的孔63b将空间63a和空间60a连接。

作为切屑落下孔的贯通孔61b将加工工作台15的工件载置面61c和作为负压室的空间60a连通，并形成为与从工件W上切掉的切屑70的外形相似、且比切屑70大0.1mm至0.5mm的程度(大一圈)，以容许工件的切屑70落下至空间60a中。

空间60a通过贯通孔11b与空心部11a连通。负压源16(图2)连接在空心部11a上。因此，当负压源16通过控制装置52的控制而工作时，空心部11a被减压，进而空间60a被减压。

并且，作为连通孔的贯通孔61a连通工件载置面61c和空间60a，且形成为直径与贯通孔64a相同、并且截面积比贯通孔61b小。进而，贯通孔61a形成为与对应的位置的贯通孔11b同心。

如图2所示，左通道62的轴线方向的一侧经由闸门65和软管66与集尘装置17连接，另一侧被封闭。并且，右通道63的轴线方向的一侧经由闸门67和软管68与作为压缩空气源的压缩机18连接，另一侧被封闭。

接下来，根据图4的动作说明用的图和图5的流程图对激光加工装置的动作进行说明。图5的流程图所示的动作顺序预先存储在控制装置50中。

控制装置50利用控制装置51对基板输送机2进行控制，将载置在工件供给台30上的未加工的工件(打印基板)W载置在加工工作台15中的工件保持机60的工件载置面61c上(图4(A)、图5(S101))。

控制装置50利用控制装置52关闭闸门65(图2)、使左通道62的空间62a与集尘装置17隔断，同时，关闭闸门67并使右通道63的空间63a与压缩机18隔断(S103)，然后接通负压源16。于是，空心部11a成为负压，空间60a经由贯通孔11b也成为负压(S105)，工件W被吸附在上板61的工件载置面61c上(图4(A)、S107)。此时的空间60a成为负压。该负压是工件W被贯通孔61b吸入而不会产生变形的程度的负压，并且是当利用加工头13对工件W进行激光加工时工件W不会在工件载置面61c上发生位置偏移的程度的抽吸负压。

控制装置50利用控制装置52控制激光加工机1，进行工件的加工(S109)。从工件W上切掉的切屑70通过贯通孔61b落下至空间60a中。此时，由于空间60a为负压，因此切屑70以被吸入空间60a中的方式落下，几乎不会发生飞散至加工工作台15的周围的情况。并且，当在工件上形成孔时，贯通孔61b依次敞开，存在工件W变得难以被吸附在工件载置面61c上的可能性。但是，工件通过贯通孔61a被吸附在工件载置面61c上，在进行激光加工的期间内，几乎不会发生位置偏移。

由激光加工机1进行的激光加工完毕后，控制装置50利用控制装置52切断负压源16，使空间60a恢复大气压(图4(C)、S111)。进而，控制装置50利用控制装置53控制基板回收机3，将工件W从工件保持机60上回收，并载置在基板回收机3的工件回收台36上(S113)。

接下来，控制装置50利用控制装置51控制基板输送机2，将载置在支承座26上的遮蔽板40载置在工件保持机60的工件载置面61c上。进而，升降机24将作为开闭机构的遮蔽板40按压在工件载置面61c上(图4(D)、S115)。于是，遮蔽板40的突起40a进入贯通孔61b中堵塞贯通孔61b，同时，遮蔽板40覆盖贯通孔61a并堵塞贯通孔61a。并且，遮蔽板40通过突起40a进入贯通孔61b中而相对于工件载置面61c被定位，不会出现堵塞贯通孔61a、61b失败的情况。

进而，闸门65打开，空间62a与集尘装置17连接，同时，闸门67也打开，空间63a与压缩机18连接(S117)。于是，通过从空间63a送入空间60a的压缩空气和从空间60a被抽吸至空间62a中的抽吸空气，产生从空间63a经过孔63b、空间60a、以及孔62b到达空间62a的空气的气流。其结果是，落下至空间60a中的切屑70通过空气的气流被汇集并被回收至集尘装置17中(图4(E)、S119)。

然后，控制装置50利用控制部52关闭闸门65、67，并利用控制装置51控制基板输送机2，使载置在工件载置面61c上的遮蔽板40返回支承座26(S121)。控制装置50控制激光加工装置100重复以上的动作，直到工件W变没为止(S123)。

另外，切屑70可以每加工一个工件就进行回收，也可以在加工多片工件以后一起回收。

本实施方式的激光加工装置100利用压缩机18朝空间63a中供给压缩空气，因此能够将绝大部分切屑70回收至集尘装置17中。另外，回收切屑70时，并不一定必须有压缩机18，但是如果具有压缩机18会更容易回收切屑70。

并且，由于将贯通孔61b的外形作成与切屑70(即、想要加工的孔的外形)的外形相似且比切屑大0.5mm的程度，因此几乎不会发生工件W被贯通孔61b抽吸而变形的情况，能够提高加工精度。并且，切屑能够容易地从贯通孔61b落下至空间60a中。

进一步，由于利用基板输送机2使遮蔽板40移动，因此不需要特别设置用于使遮蔽板40移动的装置，能够简化激光加工装置100的构造，能够使激光加工装置小型化。

另外，负压源16使空间60a成为负压的空气的抽吸力设定成比集尘装置17抽吸切屑70的空气的抽吸力弱，从而不会发生薄型低刚性的工件因抽吸力的作用被贯通孔61b抽吸而变形的情况。

并且，负压源16和集尘装置17构成抽吸机构，但是也可以不使用负压源16，使集尘装置17发挥负压源的作用，从而使空间60a成为负压。

此外，虽然在遮蔽板40的下表面上设有突起40a，但是并不一定必须设置突起40a。

Claims

1、一种激光加工装置，其通过加工工作台和激光照射头之间的相对移动对载置在所述加工工作台的工件载置面上的工件进行加工，其特征在于，

所述加工工作台具有：形成于内部的负压室；切屑落下孔，其连通所述工件载置面和所述负压室、容许工件的切屑落下至所述负压室中；以及连通孔，其连通所述工件载置面和所述负压室、且截面积比所述切屑落下孔小，

所述激光加工装置具备：

抽吸机构，其抽吸所述负压室中的空气，将所述负压室调节为负压；以及，

开闭机构，其对所述切屑落下孔和所述连通孔进行开闭，

所述抽吸机构将堵塞所述切屑落下孔和所述连通孔且被载置在所述工件载置面上的工件吸附在所述工件载置面上，并且，在工件被加工并被除去之后，对所述切屑落下孔和所述连通孔被所述开闭机构堵塞后的所述负压室之中的空气进行抽吸，从而对落下至所述负压室中的切屑进行抽吸回收。

2、根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置具有：

载置机构，其将工件载置在所述加工工作台上；

除去机构，其将加工完毕后的工件从所述加工工作台除去；以及

控制机构，其以下述方式进行控制：在利用所述除去机构将工件从所述加工工作台除去之后，利用所述载置机构使所述开闭机构移动以堵塞所述切屑落下孔和所述连通孔。

3、根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，

所述切屑落下孔形成为比切屑的外形大0.1mm至0.5mm。

4、根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述抽吸机构具有：减压机，在工件紧贴在工件载置面上时该减压机使所述负压室成为负压；以及集尘机，其抽吸所述负压室的空气和切屑。

5、根据权利要求1至4中的任一项所述的激光加工装置，其特征在于，

所述激光加工装置还具有压缩机，其向所述负压室中送入压缩空气。