JP2005169465A - Laser beam machining method, apparatus, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工対象物にレーザ光を照射して任意の形状の貫通穴を穴あけ加工する際の加工面の加工精度を向上するように加工するレーザ加工方法、レーザ加工装置、及びレーザ加工プログラムに関する。 The present invention relates to a laser processing method, a laser processing apparatus, and a laser processing program for processing so as to improve the processing accuracy of a processing surface when a processing object is irradiated with laser light to drill a through hole of an arbitrary shape. About.
従来、レーザ光を用いた加工(以下、レーザ加工という)としては、溶接、穴開け又は切断等の加工技術が機械、電子、半導体装置等の多様な分野の製造過程で利用されている。 Conventionally, as processing using laser light (hereinafter referred to as laser processing), processing techniques such as welding, drilling or cutting are used in manufacturing processes in various fields such as machines, electronics, and semiconductor devices.
例えば、スクリーン印刷用のメタルマスクを用いてプリント配線板上に半田ペーストを印刷している。このようなメタルマスクには、多数の半田付け箇所に対応した貫通穴が多数設けられており、且つ各貫通穴の輪郭形状が半田付け部分の接続パターンに対応した任意の形状に形成されている。 For example, a solder paste is printed on a printed wiring board using a metal mask for screen printing. In such a metal mask, a large number of through holes corresponding to a large number of soldering locations are provided, and the contour shape of each through hole is formed in an arbitrary shape corresponding to the connection pattern of the soldering portion. .
メタルマスクの加工方法としては、加工対象物(ワーク)であるメタルマスクにレーザ光を照射して半田付け箇所に対応した貫通穴を高精度に穴あけ加工する方法が行われている。 As a method for processing a metal mask, a method is used in which a metal mask, which is an object to be processed (work), is irradiated with laser light and a through hole corresponding to a soldered portion is formed with high accuracy.
ところで、レーザ光による加工対象物の加工において、特に、切断や穴開け加工において、加工により形成された加工面及びレーザ光の照射に対する裏面にドロスと呼ばれる酸化生成物が付着されてしまう。近年では、高精度な加工が要求されているため、ドロスの付着は、スクリーン印刷時の障害となるため、印刷精度を低下させてしまうことになる。 By the way, in the processing of an object to be processed by laser light, particularly in cutting or drilling, an oxidation product called dross is attached to the processed surface formed by the processing and the back surface with respect to laser light irradiation. In recent years, since high-precision processing is required, the adhesion of dross becomes an obstacle at the time of screen printing, so that the printing accuracy is lowered.
そして、上記メタルマスクをレーザ加工する場合には、スクリーン印刷による半田ペーストの印刷精度を高めるために、ドロスの発生を抑える必要がある。 When laser processing the metal mask, it is necessary to suppress the occurrence of dross in order to increase the printing accuracy of the solder paste by screen printing.
このような問題を解消する手段として、例えば、加工箇所にレーザ光とアシストガスを出射することにより、レーザ加工により形成された加工面の裏側に付着したドロスを除去する方法等が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、円形の輪郭を有する貫通穴を加工対象物に穴あけ加工する場合、加工開始位置でレーザ光を出射し、レーザ光が穴の輪郭に沿うようにノズルを円形に移動させることになる。そして、レーザ光の照射位置が加工開始位置から所定の曲率半径となるように移動することになるが、レーザ光が加工すべき貫通穴の輪郭に沿って一周すると再び照射開始位置に戻り、所定形状の貫通穴を開けることができる。 For example, when a through hole having a circular contour is drilled in a workpiece, laser light is emitted at the processing start position, and the nozzle is moved circularly so that the laser light follows the contour of the hole. Then, the laser beam irradiation position moves from the machining start position so as to have a predetermined radius of curvature. However, when the laser beam makes a round along the outline of the through hole to be machined, the laser beam returns to the irradiation start position again. Shaped through-holes can be opened.
しかしながら、レーザ光が加工開始位置に戻る直前に周囲をレーザ光によって切断された円形の除去部分がアシストガスのガス圧や重力によって傾いてしまい、最終部分をレーザ光で切断する直前に除去部分が落下することになる。このため、従来の加工方法では、最終切断箇所がむしり取られるようにして除去部分が加工対象物から分離することになり、貫通穴の内周に切り残し(ぎざぎざ状の切断面)部分が形成されてしまうという問題が生じる。 However, the circular removed portion cut by the laser beam immediately before the laser beam returns to the processing start position is tilted by the gas pressure or gravity of the assist gas, and the removed portion is cut just before the final portion is cut by the laser beam. Will fall. For this reason, in the conventional processing method, the removed portion is separated from the object to be processed so that the final cut portion is peeled off, and a portion that remains uncut (a jagged cut surface) is formed on the inner periphery of the through hole. Problem arises.
そこで、本発明は上記課題を解決したレーザ加工方法、レーザ加工装置及びレーザ加工プログラムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the laser processing method, the laser processing apparatus, and laser processing program which solved the said subject.
請求項1記載の発明は、架台に載置された加工対象物に対してレーザ光を照射し、前記加工対象物の任意の加工点に対して前記レーザ光の照射位置を移動させて任意の形状の穴あけ加工を行うレーザ加工方法において、
予め設定された前記加工対象物の加工点に前記レーザ光を照射しながら、前記レーザ光を前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記レーザ光により溶融された溶融部分を前記切断溝に残すように加工する第1加工工程と、
該第1加工工程に連続して前記レーザ光を再度前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記第1加工工程により前記切断溝に残された溶融部分を前記レーザ光により切断する第2加工工程と、
を行うことを特徴とする。
The invention according to
While irradiating the laser beam to a preset processing point of the workpiece, the laser beam is moved along the contour shape of the hole, and the melted portion melted by the laser beam is moved into the cutting groove. A first processing step for processing to leave,
The laser beam is moved again along the contour shape of the hole in succession to the first machining step, and a melted portion left in the cutting groove by the first machining step is cut by the laser beam. Processing steps,
It is characterized by performing.
請求項2記載の発明は、前記第1加工工程の前記レーザ光の出力を前記第2加工工程の出力よりも弱くしたことを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that the output of the laser beam in the first processing step is weaker than the output of the second processing step.
請求項3記載の発明は、前記加工対象物が、スクリーン印刷に用いられるメタルマスクであることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that the object to be processed is a metal mask used for screen printing.
請求項4記載の発明は、架台に載置された加工対象物に対してレーザ光を照射し、前記加工対象物の任意の加工点に対して前記レーザ光の照射位置を移動させて任意の形状の穴あけ加工を行うレーザ加工装置において、
予め設定された前記加工対象物の加工点に前記レーザ光を照射しながら、前記レーザ光を前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記レーザ光により溶融された溶融部分を前記切断溝に残すように加工する第1加工手段と、
該第1加工手段に連続して前記レーザ光を再度前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記第1加工手段により前記切断溝に残された溶融部分を前記レーザ光により切断する第2加工手段と、
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 irradiates the processing object placed on the gantry with laser light, and moves the irradiation position of the laser light to an arbitrary processing point of the processing object. In a laser processing device that drills a shape,
While irradiating the laser beam to a preset processing point of the workpiece, the laser beam is moved along the contour shape of the hole, and the melted portion melted by the laser beam is moved into the cutting groove. First processing means for processing to leave,
The laser beam is moved again along the contour shape of the hole continuously to the first processing means, and the melted portion left in the cutting groove is cut by the laser light by the first processing means. Processing means;
It is provided with.
請求項5記載の発明は、前記第1加工手段の前記レーザ光の出力を前記第2加工手段の出力よりも弱く設定するレーザ光出力制御手段を備えたことを特徴とする。 The invention described in claim 5 is characterized by comprising laser light output control means for setting the output of the laser light of the first processing means to be weaker than the output of the second processing means.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至3何れか記載のレーザ加工方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 A sixth aspect of the invention is characterized in that a computer executes the laser processing method according to any one of the first to third aspects.
本発明によれば、第1加工工程で加工対象物の加工箇所にレーザ光を照射しながら、レーザ光を穴の輪郭形状に沿うように移動させ、レーザ光により溶融された溶融部分を切断溝に残すように加工し、続いて、第2加工工程でノズルを再度貫通穴の輪郭形状に沿うように移動させ、第1加工工程により切断溝に残された溶融部分をレーザ光により切断することにより、加工対象物の裏面にドロスと呼ばれる酸化生成物が付着することを防止すると共に、レーザ加工による除去部分を切断する最終切断箇所にむしり取られたような切り残し(ぎざぎざ状の切断面)が穴の内周面に残らないようにして穴の加工精度を高めることができる。 According to the present invention, the laser beam is moved along the contour shape of the hole while irradiating the processing portion of the processing object with the laser beam in the first processing step, and the melted portion melted by the laser beam is cut into the cutting groove. Next, the nozzle is moved again along the outline shape of the through hole in the second processing step, and the molten portion left in the cutting groove in the first processing step is cut with a laser beam. This prevents the oxidation product called dross from adhering to the back surface of the object to be processed, and the uncut portion (saw-toothed cut surface) that has been scraped off at the final cutting position for cutting the removed portion by laser processing. The hole processing accuracy can be increased by not leaving the hole on the inner peripheral surface.
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明になるレーザ加工装置の一実施例を示す構成図である。尚、本実施例では、スクリーン印刷に用いられるメタルマスクをレーザ加工する場合を例に挙げて説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention. In this embodiment, a case where a metal mask used for screen printing is laser processed will be described as an example.
図1に示されるように、レーザ加工装置10は、レーザ発振器12と、トレパニングヘッド14と、加工ノズル16と、ワークサポート部17と、XYテーブル(架台)18と、X方向用リニアモータ20と、Y方向用リニアモータ22と、Z軸駆動部24と、石定盤26と、アシストガス出射装置27と、制御装置28とを有するよう構成されている。
As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 10 includes a
制御装置28は、マイクロコンピュータ等からなり、予め記憶部に格納された制御プログラムに基づいてトレパニングヘッド14、ワークサポート部17、XYテーブル18等の各動作部を駆動制御すると共に、レーザ発振器12への電圧印加を制御してレーザ光の出力レベルを制御する。
The
レーザ発振器12で発生したレーザ光は、ミラーやレンズ等からなる光学系ユニット31を介して加工ノズル16の内部を通過してXYテーブル18上にクランプされたメタルマスク材30に照射され、予め設定された加工データに基づき任意の加工位置に穴あけ加工を行う。
The laser beam generated by the
加工ノズル16には、アシストガス出射装置27からアシストガスが供給されている。そして、加工ノズル16は、加工対象物(ワーク)としてのメタルシート材30の加工点に対してアシストガスを吹き付けるように設けられている。
Assist gas is supplied to the
トレパニングヘッド14は、XYテーブル18に載置されたメタルシート材30へ穴開け加工を行うように加工ノズル16をXY方向に移動させ、このノズル移動軌跡が穴あけ加工された貫通穴の輪郭形状となる。
The
X方向用リニアモータ20及びY方向用リニアモータ22は、高速度で高精度にメタルシート材30の複数の加工箇所に設定することができる。Z軸駆動部24は、上下方向への移動が可能なため、加工ノズル16をメタルシート材30に対して昇降させてレーザ光の結像位置を調整する。なお、上述した各機構は石定盤26上に安定した状態で設置される。
The X-direction
図2はトレパニングヘッド14の内部構成を説明するための斜視図である。
図2に示されるように、トレパニングヘッド14は、ベース32と、加工ノズル16を保持するホルダ34と、ホルダ34の変位を検出する変位センサ36と、ホルダ34をXY方向にガイドするヘッド用XYテーブル38と、ホルダ34をX方向に駆動するX方向用モータ39と、ホルダ34をY方向に駆動するY方向用モータ40とを有する。
FIG. 2 is a perspective view for explaining the internal configuration of the
As shown in FIG. 2, the
ベース32は、光学系ユニット31の先端部に保持されており、ベース32の下面に設けられたヘッド用X方向用モータ39、Y方向用モータ40によりホルダ34をXY方向に駆動して加工ノズル16を水平方向に移動させる。例えば、メタルシート材30にレーザ光を照射して円形の貫通穴を穴あけ加工する場合、加工ノズル16を所定の半径で円運動させることで、当該半径の貫通穴をメタルシート材30に開けることができる。
The
図3は加工ノズル16及びワークサポート部17の構成を示す縦断面図である。
図3に示されるように、円錐形状に形成された加工ノズル16の先端部16aは、上部ワークサポート42の内部空間42aに収納されている。ワークサポート部17は、上部ワークサポート42と、下部ワークサポート44とから構成されており、上部ワークサポート42の下方には、下部ワークサポート44が対向するように設けられている。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the
As shown in FIG. 3, the
メタルシート材30は、上部ワークサポート42と下部ワークサポート44との間に装架されている。また、メタルシート材30は、XYテーブル18上にクランプされているので、加工点46を移動させる際は、XYテーブル18によって任意の加工点46がレーザ光の光軸47、すなわち、加工ノズル16の軸線Oと一致するようにXY方向に移動させられる。
The
上部ワークサポート42の下端は、メタルシート材30の上面に当接する当接部42bを有し、当接部42bの中央には加工ノズル16が挿入される中空部42cが軸線Oに沿って上下方向に貫通している。
The lower end of the upper work support 42 has a contact portion 42b that contacts the upper surface of the
さらに、下部ワークサポート44は、Z軸移動機構48により昇降可能に支持されており、加工時は上昇してメタルシート材30の下面を押圧してワークサポート上部42との間で挟持する。そして、下部ワークサポート44の上部には、メタルシート材30の下面に当接する当接部44aが設けられ、下部ワークサポート44の内部には、加工により飛散した金属粉や切り取られた破片(除去部分)を回収するための中空部44bが設けられている。また、下部ワークサポート44の外周には、中空部44bの空気と共に、加工により飛散した金属粉や切り取られた破片(除去部分)を回収ユニット(図示せず)に回収するための排気管路50が接続されている。
Further, the lower work support 44 is supported by the Z-
当該加工点に対する穴あけ加工が終了すると、下部ワークサポート44が降下してメタルシート材30から離間し、次の加工点がレーザ光の照射位置(軸線O)に対向するようにメタルシート材30を水平移動させる。
When the drilling process for the processing point is completed, the lower work support 44 is lowered and separated from the
図4は制御装置28のコンピュータシステムの一例を示す構成図である。
図4に示されるように、制御装置28のコンピュータシステムは、入力装置52と、出力装置54と、ドライブ装置56と、記録媒体58と、補助記憶装置60と、メモリ装置62と、演算処理装置64とが、夫々バスBで相互に接続されている。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of a computer system of the
As shown in FIG. 4, the computer system of the
入力装置52は、コンピュータシステムの使用者が操作するキーボード及びマウス等の有する。出力装置54は、コンピュータシステムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイ(図示せず)を有する。
The
記録媒体58は、ドライブ装置56にセットされ、レーザ加工に必要な様々な電子データ(穴あけ加工データ等)を制御装置28に入力することができる。また、補助記憶装置60は、入力又は設定された制御情報データを蓄積する。メモリ装置62は、レーザ加工装置10の使用者が、入力装置52から入力された加工対象物の各加工箇所における第1加工行程と、第1加工行程に連続して行われる第2加工工程とを設定した制御プログラムを格納している。すなわち、メモリ装置62には、第1加工工程で予め設定された加工対象物の加工点にノズルから出射されたレーザ光を照射しながら、ノズルを穴の輪郭形状に沿うように移動させ、レーザ光により溶融された溶融部分を切断溝に残すように加工する制御プログラム(第1加工手段)と、第1加工工程に連続してノズルを再度穴の輪郭形状に沿うように移動させ、第1加工工程により切断溝に残された溶融部分をレーザ光により切断する制御プログラム(第2加工手段)とが格納されている。
The
また、演算処理装置64は、メモリ装置62に格納された設定情報に基づきレーザ加工プログラムを作成する。そして、演算処理装置64は、作成されたレーザ加工プログラムにより、レーザ発振器12、アシストガス出射装置27、トレパニングヘッド14、及びXYテーブル18の制御を行い、加工対象物であるメタルシート材30の穴あけ加工を行う。
The
ここで、制御装置28が実行する制御処理の手順について図5に示すフローチャートを参照して説明する。
図5に示されるように、制御装置28は、S11で加工点nのXY座標データ(Xn,Yn)をメモリ装置62から読み込む。次のS12では、XYテーブル18を駆動して加工点nを加工位置へ移動させる。
Here, the procedure of the control process executed by the
As shown in FIG. 5, the
S13では、加工点nのXY座標データ(Xn,Yn)がレーザ光の光軸47(加工ノズル16の軸線O)と一致したかどうかを確認する。S13において、加工点nのXY座標データ(Xn,Yn)がレーザ光の光軸47(加工ノズル16の軸線O)と一致していないときは、上記S12に戻り、XYテーブル18を駆動する。そして、加工点nがレーザ光の光軸47と一致したときは、S14に進み、加工点nに対応する第1加工工程の穴あけデータを記録媒体58から読み込み、当該加工点nに必要な加工データ(穴形状に対応するレーザ加工位置データ、レーザ光出力、送り速度など)を作成する。
In S13, it is confirmed whether the XY coordinate data (Xn, Yn) of the processing point n coincides with the
S15では、上記S14で作成された加工データをセットする。続いて、S16に進み、レーザ発振器12への印加電圧を制御してレーザ光をメタルシート材30の加工点nに照射する。そして、S17では、トレパニングヘッド14のXYテーブル18を駆動して加工ノズル16をXY方向に移動させる。この加工ノズル16のXY方向に移動軌跡は、予め設定された穴形状と一致しており、メタルシート材30の加工点nに対する任意の穴開け加工が行われる。
In S15, the machining data created in S14 is set. Subsequently, the process proceeds to S <b> 16, and the applied voltage to the
S18では、第1加工工程が終了したかどうかを確認する。例えば、円形の輪郭を有する穴を加工する場合、加工開始位置でレーザ光を出射し、レーザ光を穴の輪郭に沿うように円形に移動させることになる。そして、レーザ光の照射位置が加工開始位置から所定の曲率半径となるように移動することになるが、レーザ光が加工すべき穴の輪郭に沿って一周すると再び照射開始位置に戻り、第1加工工程が終了する。 In S18, it is confirmed whether or not the first processing step is completed. For example, when processing a hole having a circular contour, laser light is emitted at the processing start position, and the laser light is moved in a circular shape along the contour of the hole. Then, the laser beam irradiation position moves from the processing start position so as to have a predetermined radius of curvature. When the laser light makes a round along the contour of the hole to be processed, the laser beam returns to the irradiation start position again. The machining process ends.
上記S18において、第1加工工程が終了していないときは、上記S15に戻り、S15〜S18の処理を繰り返す。また、S18において、当該加工点nに対する第1加工工程が終了すると、第2加工工程に進む。すなわち、一回目の加工工程の穴あけ加工で、予め設定された穴形状の輪郭に沿ってレーザ光が一周すると、ノズル移動軌跡が穴あけ加工の輪郭形状となる。 In S18, when the first processing step is not completed, the process returns to S15, and the processes of S15 to S18 are repeated. In S18, when the first machining process for the machining point n is completed, the process proceeds to the second machining process. That is, in the first drilling process, when the laser light makes a round along a preset hole-shaped contour, the nozzle movement locus becomes the contour shape of the drilling process.
この第1加工工程では、レーザ光の出力が通常の出力レベルよりも弱く設定されているので、除去部分は完全に切断されず、溶融部分が切断溝に残される。そして、切断溝は溶融部分により溶着された状態となる。 In this first processing step, the output of the laser beam is set to be weaker than the normal output level, so the removed portion is not completely cut and the molten portion remains in the cut groove. And the cutting groove will be in the state welded by the fusion | melting part.
S19では、加工点nに対応する第2加工工程の穴あけデータを記録媒体58から読み込み、当該加工点nに必要な加工データ(穴形状に対応するレーザ加工位置データ、レーザ光出力、送り速度など)を作成する。
In S19, the drilling data of the second machining process corresponding to the machining point n is read from the
S20では、上記S19で作成された加工データをセットする。尚、第2加工工程における加工データが第1加工工程の加工データと同一に設定される場合には、S19,S20の処理は省略するようにしても良い。 In S20, the machining data created in S19 is set. Note that when the machining data in the second machining process is set to be the same as the machining data in the first machining process, the processes of S19 and S20 may be omitted.
続いて、S21に進み、レーザ発振器12への印加電圧を制御してレーザ光をメタルシート材30の加工点nに照射する。そして、S22では、トレパニングヘッド14のXYテーブル18を駆動して加工ノズル16をXY方向に移動させる。この加工ノズル16のXY方向に移動軌跡は、上記第1加工工程の移動軌跡と一致しており、メタルシート材30の加工点nに対する任意の穴開け加工が行われる。
Subsequently, the process proceeds to S <b> 21, and the applied voltage to the
この第2加工工程では、レーザ光の出力を通常の出力レベルに設定されており、第1加工工程で残った切断溝に残された溶融部分は、2回目のレーザ光によって溶融して除去される。 In the second processing step, the output of the laser beam is set to a normal output level, and the melted portion left in the cutting groove remaining in the first processing step is melted and removed by the second laser beam. The
S23では、第2加工工程が終了したかどうかを確認する。S23において、第2加工工程が終了していないときは、上記S20に戻り、S20〜S23の処理を繰り返す。また、S23において、当該加工点nに対する第2加工工程が終了すると、S24に進み、設定された全加工点に対する穴あけ加工が終了したかどうかを確認する。 In S23, it is confirmed whether or not the second processing step is completed. In S23, when the 2nd processing process is not complete | finished, it returns to said S20 and repeats the process of S20-S23. In S23, when the second machining step for the machining point n is completed, the process proceeds to S24, and it is confirmed whether or not the drilling machining for all set machining points is completed.
S24において、まだ加工していない加工点が残っている場合には、S25に進み、カウンタ値nに1を加算して上記S11に戻り、S11〜S24の処理を繰り返す。そして、S24において、全加工点に対する穴あけ加工が終了した場合は、S26に進み、ワーク交換を表示して今回の処理を終了する。 If a machining point that has not been machined still remains in S24, the process proceeds to S25, 1 is added to the counter value n, the process returns to S11, and the processes of S11 to S24 are repeated. In S24, when the drilling for all the machining points is completed, the process proceeds to S26, the workpiece replacement is displayed, and the current process is terminated.
ここで、図6及び図7を参照して第1加工工程の加工状態について説明する。
図6は第1加工工程の加工状態を示す図であり、(A)はレーザ光の移動方向と直交する方向からみた縦断面図、(B)はレーザ光の移動方向からみた縦断面図である。(A)(B)は第1加工工程の加工状態を示す図である。図7は第1加工工程の加工状態を示す図で、(A)はレーザ光照射面(表面)、(B)は裏面を示す図である。
Here, the processing state of the first processing step will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
6A and 6B are diagrams showing a processing state of the first processing step, where FIG. 6A is a longitudinal sectional view viewed from a direction orthogonal to the moving direction of the laser beam, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view viewed from the moving direction of the laser beam. is there. (A) and (B) are figures which show the processing state of the 1st processing process. 7A and 7B are diagrams showing the processing state of the first processing step, where FIG. 7A shows a laser light irradiation surface (front surface), and FIG. 7B shows a back surface.
この第1加工工程では、例えば、円形の穴あけ加工を行う場合、図6(A)(B)に示されるように、レーザ光の出力が通常の出力レベルよりも弱く設定されているので、円形の除去部分78は完全に切断されていない。レーザ光によって溶融された溶融部分70は、加工ノズル16の移動方向と直交する方向に対して湾曲した形状となり、その一部が切断溝72の下方に飛散し、下部ワークサポート44の中空部44bを介して回収される。
In this first processing step, for example, when circular drilling is performed, as shown in FIGS. 6A and 6B, the output of the laser beam is set to be weaker than the normal output level. The
そして、第1加工工程でのレーザ光の出力は、メタルシート材30の厚さや材質及び送り速度などの条件をパラメータとして通常の出力レベルよりも弱く設定されており、溶融部分70の一部が切断溝72に残るように設定されている。そのため、加工点nをレーザ光の照射側(表側)からみると、図7(A)に示されるように、連続した円形溝74が形成されている。しかし、加工点nをレーザ光が抜ける裏側からみると、図7(B)に示されるように、溶融部分70が間欠的にはみ出して間欠溝76が形成されている。
The laser beam output in the first processing step is set to be weaker than the normal output level using parameters such as the thickness, material, and feed rate of the
また、レーザ光が通過した後の切断溝72には、溶融部分70が部分的に点在しており、徐々に冷却されて切断溝72を固着する。従って、第1加工工程が終了しても円形の内側に位置する除去部分78は、落下せずに固化した溶融部分70によってメタルシート材30に溶着される。
In addition, the melted
次に、図8及び図9を参照して第2加工工程の加工状態について説明する。
図8は第2加工工程の加工状態を示す図であり、(A)はレーザ光の移動方向と直交する方向からみた縦断面図、(B)はレーザ光の移動方向からみた縦断面図である。図9は第2加工工程の加工状態を示す図で、(A)はレーザ光照射面(表面)、(B)は裏面を示す図である。
Next, the processing state of the second processing step will be described with reference to FIGS.
8A and 8B are diagrams showing a processing state in the second processing step, where FIG. 8A is a longitudinal sectional view as seen from a direction orthogonal to the moving direction of the laser beam, and FIG. 8B is a longitudinal sectional view as seen from the moving direction of the laser beam. is there. 9A and 9B are diagrams showing the processing state of the second processing step, where FIG. 9A shows the laser light irradiation surface (front surface), and FIG. 9B shows the back surface.
第2加工工程では、レーザ光の出力を通常の出力レベルに設定されており、第1加工工程で残った溶融部分70は、図8(A)(B)に示されるように、レーザ光によって溶融して下部ワークサポート44の中空部44bに飛散することになる。この溶融部分70は、間欠的に残っているだけなので、レーザ光が照射されると、殆どが溶融状態に加熱されて切断溝72より下方に飛散することになる。
In the second processing step, the output of the laser beam is set to a normal output level, and the melted
そのため、加工点nをレーザ光の照射側(表側)からみると、図9(A)に示されるように、連続した円形溝74が形成され、レーザ光が抜ける裏側からみても、図7(B)に示されるように、円形溝80が形成されている。従って、第2加工工程が終了した時点では、円形溝74,80の内側に位置する除去部分78がきれいに切断されて穴あけ加工が終了する。
Therefore, when the processing point n is viewed from the laser light irradiation side (front side), as shown in FIG. 9A, a continuous
このように、レーザ光を2回照射して段階的に切断することにより裏面側のドロスを減少することができると共に、従来のように切断溝72での最終切断溝がむしり取られるように切断されることを防止して穴内周に切り残し(ぎざぎざ状の切断面)が形成されず、切断溝72の加工精度をより高めることができる。これにより、メタルシート材30に多数の穴あけ加工して得られたメタルシートは、各穴の加工精度が高いので、スクリーン印刷により半田ペーストを印刷した際の印刷精度もより高精度のものとなる。
As described above, by irradiating the laser beam twice and cutting in stages, the dross on the back surface side can be reduced, and the final cutting groove in the cutting
上記実施例では、スクリーン印刷に使用されるメタルシートに穴あけ加工する場合を一例に上げたが、これに限らず、これ以外の加工対象物(ワーク)を穴あけ加工する場合にも適用できるのは勿論である。 In the above-described embodiment, the case of drilling a metal sheet used for screen printing is given as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to drilling other workpieces (workpieces). Of course.
また、上記実施例では、円形の穴を加工する場合を一例に上げたが、これに限らず、これ以外の形状(例えば、四角形、三角形など)の穴を加工する場合にも適用できるのは勿論である。 In the above embodiment, the case of processing a circular hole is given as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to processing holes of other shapes (for example, a square, a triangle, etc.). Of course.
10 レーザ加工装置
12 レーザ発振器
14 トレパニングヘッド
16 加工ノズル
17 ワークサポート部
18 XYテーブル
27 アシストガス出射装置
28 制御装置
30 メタルシート材
38 ヘッド用XYテーブル
42 上部ワークサポート
44 下部ワークサポート
46 加工点
56 ドライブ装置
58 記録媒体
62 メモリ装置
64 演算処理装置
70 溶融部分
72 切断溝
74,80 円形溝
76 間欠溝
78 除去部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (6)
予め設定された前記加工対象物の加工点に前記レーザ光を照射しながら、前記レーザ光を前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記レーザ光により溶融された溶融部分を前記切断溝に残すように加工する第1加工工程と、
該第1加工工程に連続して前記レーザ光を再度前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記第1加工工程により前記切断溝に残された溶融部分を前記レーザ光により切断する第2加工工程と、
を行うことを特徴とするレーザ加工方法。 Laser processing that irradiates a laser beam to a processing object placed on a gantry and moves the irradiation position of the laser beam to an arbitrary processing point of the processing object to perform drilling processing of an arbitrary shape In the method
While irradiating the laser beam to a preset processing point of the workpiece, the laser beam is moved along the contour shape of the hole, and the melted portion melted by the laser beam is moved into the cutting groove. A first processing step for processing to leave,
The laser beam is moved again along the contour shape of the hole in succession to the first machining step, and a melted portion left in the cutting groove by the first machining step is cut by the laser beam. Processing steps,
The laser processing method characterized by performing.
予め設定された前記加工対象物の加工点に前記レーザ光を照射しながら、前記レーザ光を前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記レーザ光により溶融された溶融部分を前記切断溝に残すように加工する第1加工手段と、
該第1加工手段に連続して前記レーザ光を再度前記穴の輪郭形状に沿うように移動させ、前記第1加工手段により前記切断溝に残された溶融部分を前記レーザ光により切断する第2加工手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 Laser processing that irradiates a laser beam to a processing object placed on a gantry and moves the irradiation position of the laser beam to an arbitrary processing point of the processing object to perform drilling processing of an arbitrary shape In the device
While irradiating the laser beam to a preset processing point of the workpiece, the laser beam is moved along the contour shape of the hole, and the melted portion melted by the laser beam is moved into the cutting groove. First processing means for processing to leave,
The laser beam is moved again along the contour shape of the hole continuously to the first processing means, and the melted portion left in the cutting groove is cut by the laser light by the first processing means. Processing means;
A laser processing apparatus comprising:
A laser processing program for causing a computer to execute the laser processing method according to claim 1.
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- 2003-12-11 JP JP2003413605A patent/JP2005169465A/en not_active Withdrawn
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