JP2005296981A - シート状ワークのレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 設置面積を小さくすると共に、制御が容易なシート状ワークのレーザ加工機を提供する。
【解決手段】
レーザ加工機５０には、ｆθレンズ３４から照射されるレーザ光に対して垂直交差するＸＹ平面方向に移動自在なＹテーブル５と、シート状ワークｗが巻かれた供給ロール４０を保持すると共に、シート状ワークｗを供給自在な供給リール１１と、加工が終了したシート状ワークｗを巻取った巻き取りロール４１を保持すると共に、シート状ワークを巻き取り自在な巻き取りリール１２とが備えられ、加工時に移動テーブル５上の加工領域にあるシート状ワークｗを固定すると共に、移動テーブル５をレーザ光に対して相対的に移動させつつレーザ光を照射することで、加工領域にあるシート状ワークｗを加工する。この移動テーブル５上に、供給リール１１と巻き取りリール１２とを配設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート状ワークを移動テーブル上の加工領域に位置決め固定し、該移動テーブルとレーザ加工手段と相対移動させて加工することを繰り返すシート状ワークのレーザ加工機に関する。

シート状ワークである長尺のフレキシブルプリント基板の加工領域が固定されると共に、互いに直交する３軸方向に移動可能な移動テーブルと、フレキシブルプリント基板にレーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備える加工装置に、加工装置の一方側に配置され、ロール状に巻かれた未加工のフレキシブルプリント基板を巻き出す巻き出し装置と、加工装置の他方側に配置され、加工済のフレキシブルプリント基板をロール状に巻き取る巻き取り装置とを設け、加工装置と巻き出し装置の間、及び加工装置と巻き出し装置の間のそれぞれにおいて、シート状ワークが所定の長さの自由ループ（撓み）を形成するようにして、加工時に移動テーブルが移動可能にすることを図ったレーザ加工機が知られている（特許文献１）。

特開２０００−２４６４７９号公報

しかし、加工時に移動テーブルが移動する際に、フレキシブルプリント基板がねじれ等により損傷することを予防するためには、加工装置と巻き出し装置との間、及び加工装置と巻き取り装置との間にそれぞれ十分な距離を設ける必要があり、装置全体の設置面積が大きくなってしまうという問題があった。

そこで本発明は、設置面積を小さくすると共に、制御が容易なシート状ワークのレーザ加工機を提供することを目的とするものである。

上記した課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、ベッド（１）上に設置され、レーザ光を照射自在なレーザ光照射手段（３０，３１，３２，３３，３４）と、少なくとも前記レーザ光に対して垂直交差する平面方向（ＸＹ平面方向）に移動自在に設けられた移動テーブル（５）と、シート状ワーク（ｗ）がロール状に巻かれた供給側ロール（４０）を保持すると共に、前記移動テーブル（５）上にシート状ワーク（ｗ）を供給自在な供給側ロール保持装置（１１）と、加工が終了したシート状ワーク（ｗ）をロール状に巻取った巻き取り側ロール（４１）を保持すると共に、前記移動テーブル（５）上のシート状ワークを巻き取り自在な巻き取り側ロール保持装置（１２）と、を備え、加工時に前記移動テーブル（５）上の加工領域にあるシート状ワーク（ｗ）を固定すると共に、前記移動テーブル（５）と前記レーザ光照射手段（３０，３１，３２，３３，３４）とを相対的に移動させつつ該レーザ光照射手段（３０，３１，３２，３３，３４）によりレーザ光を照射することで、該移動テーブル（５）上の加工領域にあるシート状ワーク（ｗ）を加工するシート状ワークのレーザ加工機（５０）において、
前記供給側ロール保持装置（１１）と前記巻き取り側ロール保持装置（１２）との少なくとも一方を、前記移動テーブル（５）上に配設する。

また、請求項２に係る本発明は、前記供給側ロール保持装置（１１）と前記巻き取り側ロール保持装置（１２）とを、前記加工領域に対して前記移動テーブル（５）上の一方側に配設する。

また、請求項３に係る本発明は、加工が終了した後、前記供給側ロール保持装置（１１）及び前記巻き取り側ロール保持装置（１２）によりシート状ワークを供給しつつ巻き取る際、シート状ワーク（ｗ）を保持して巻き取る方向に所望量移動させる移動手段（２０）を備える。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

シート状ワークに自由ループを形成させる場所が少なくとも１つ減るので、レーザ加工機全体の設置面積を小さくすることができる。また、構成要素が少ないので、制御が容易である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は本発明に係るレーザ加工機の正面一部断面図、図２は図１におけるＡ部拡大図である。

本発明に係るレーザ加工機５０において、門形のコラム３０はベッド１上に固定されて設置されている。コラム３０には、レーザ発振器３１と、複数のミラー３２（図では２個）と、一対のガルバノスキャナミラー３３と、ｆθレンズ３４が配置されている。

直線案内装置２はベッド１の上面に配置されている。Ｘテーブル３は、直線案内装置２により、ベッド１上をＸ方向に移動自在である。直線案内装置４はＸテーブル３の上面に配置されている。Ｙテーブル（移動テーブル）５は、直線案内装置４により、Ｘテーブル３上をＹ方向に移動自在である。以上の構成であるから、Ｙテーブル５は、ベッド１に対してＸＹ方向に移動自在である。

図２に示すように、Ｙテーブル５の上面には、加工テーブル６とリールホルダ１０とが配置されている。加工テーブル６の下面にはＸ方向において、シート状ワーク（以下、単に「ワーク」という）ｗの幅以上の横幅を有する溝６ｍが形成されている。加工テーブル６の上面には、図示を省略する内部の中空部に接続する複数の孔が形成されており、その図示を省略する内部の中空部は図示を省略する真空源に接続されている。また、リールホルダ１０には、供給リール１１、巻き取りリール１２、ガイドローラ１３．１４，１５、クランパ１６，１７、反転ローラ１８、及びワーク搬送装置（移動手段）２０が配置されている。

供給リール１１の軸の下端１１ｂはガイドローラ１３の上端１３ｔよりも下方になるようにしてリールホルダ１０に配置されており、図示を省略するモータにより回転自在となっている。即ち、供給リール１１には未加工のワークｗがロール状に巻かれた供給ロール４０が保持されていると共に、不図示のモータの駆動によりワークｗを供給し得るようになっている（供給側ロール保持装置）。

また、巻き取りリール１２は巻き取ったワークｗの巻き取りロール４１の下端がガイドローラ１４の下端１４ｂよりも上方となる位置に配置されており、図示を省略するモータにより回転自在となっている。即ち、リール軸１２には加工されたワークｗをロール状に巻かれた巻き取りリール４１が保持されていると共に、不図示のモータの駆動によりワークｗを巻き取りし得るようになっている（巻き取り側ロール保持装置）。

回転自在のガイドローラ１３は、上端１３ｔが加工テーブル６の表面よりも上方になるようにしてリールホルダ１０に支持されている。回転自在のガイドローラ１４、１５は、下端１４ｂ、１５ｂが溝６ｍの底面よりも下方になるようにしてリールホルダ１０に支持されている。

クランパ１６、１７は、受け台１６ｕ、１７ｕと、受け台１６ｕ、１７ｕに対向して配置された押さえ１６ｐ、１７ｐとから構成され、受け台１７ｕを除き、それぞれ図示を省略する手段によりＺ方向（図の上下方向）に移動自在である。受け台１６ｕは下降端にあるときが待機位置であり、このとき上面は加工テーブル６の表面よりも低い位置に、また上昇端にあるときの上面は、上記ガイドローラ１３の上端１３ｔと同一の高さの位置に、それぞれ位置決めされる。また、押さえ１６ｐの下降端は、該押さえ１６ｐの下面が待機位置にある受け台１６ｕの上面に押圧し得るように、待機位置にある受け台１６ｕの上面よりも僅かに下方となる位置である。更に、押さえ１７ｐの下降端も、該押さえ１７ｐの下面が受け台１７ｕの上面に押圧し得るように、受け台１７ｕの上面よりも僅かに下方となる位置である。

回転自在の反転ローラ１８は、その上端１８ｔがガイドローラ１３の上端１３ｔと同一の高さになるようにしてリールホルダ１０に支持されている。

ワーク搬送装置２０は、図示を省略するモータやガイドレール機構等の手段により、リールホルダ１０に対してＸ方向に移動・位置決め自在である。ワーク搬送装置２０には、クランパ２１が支持されている。クランパ２１は、上下方向に移動自在の押さえ２１ｐと受け台２１ｕとから構成されている。受け台２１ｕの待機位置は、図２に実線で示すように、上面が加工テーブル６の上面よりも低い位置であり、上昇端はガイドローラ１３の上端１３ｔと反転ローラ１８の上端１８ｔと同一の高さ位置である。また、押さえ２１ｐの待機位置は、同図に実線で示すように、下面がガイドローラ１３の上端１３ｔや反転ローラ１８の上端１８ｔの高さよりも上方となる位置であり、下降端は、押さえ２１ｐの下面が、上昇端にある受け台２１ｕの上面に押圧し得るように、上昇端にある受け台２１ｕの上面よりも僅かに下方となる位置である。なお、ワーク搬送装置２０のＸ方向における待機位置は、同図に実線で示す移動の左端であり、移動の右端は同図に点線で示す位置である。

次に、本レーザ加工機５０の動作を図に沿って説明する。図３は本発明の動作を示す動作説明図である。

まず、段取り作業について説明する。

予めクランパ１６、１７および２１を総て開いた状態で（受け台１６ｕ、２１ｕを待機位置に、押さえ１６ｐ、１７ｐ、２１ｐ上昇端にそれぞれ位置決めする）、供給ロール４０を供給リール１１に支持させ、図示のように、ワークｗを反転ローラ１８に巻きつけてから加工テーブル６の溝６ｍを通し、端部を巻き取りリール１２（巻き取りロール４１）に固定する。

次に、図３（ａ）に示すように、供給リール１１、及び巻き取りリール１２に図中時計回り方向のトルクを付加させた状態で、押さえ１６ｐを動作させ（すなわち、押さえ１６ｐを下降させ）、受け台１６ｕとの間でワークｗを固定する。次に、押さえ１７ｐを動作させ（すなわち、押さえ１７ｐを下降させ）、受け台１７ｕとの間でワークｗを固定する。この結果、ワークｗは弛みのない状態で加工テーブル６の表面に固定される。この状態で図示を省略する真空源を動作させ、ワークｗを加工テーブル６の表面に密着させる。

続いて、加工を行う。即ち、レーザ発振器３１を動作させ、レーザ発振器３１から出力されたレーザ光をミラー３２を介してガルバノスキャナミラー３３に導く。そして、ガルバノスキャナミラー３３によりレーザ光を位置決めし、ｆθレンズ３４によりレーザ光の光軸を垂直にしてワークｗに入射させ、ワークｗを加工する。ｆθレンズ３４で決まる領域の加工が終了したら、Ｘテーブル３あるいはＹテーブル５を移動させて、加工を行う。

次に、加工終了後のワーク移動工程について説明する。

加工が終了したら、図示を省略する真空源を停止させ、その後、図３（ｂ）に示すように、押さえ１６ｐを上昇させる。

次に、図３（ｃ）に示すように、クランパ２１を動作させ、すなわち受け台２１ｕを上昇させた後、押さえ２１ｐを下降させ、押さえ２１ｐと受け台２１ｕによりワークｗを保持させる。

次に、図３（ｄ）に示すように、押さえ１７ｐを上昇させる。この結果、ワークｗはローラ１３の上端１３ｔ及びローラ１８の上端１８ｔに高さ位置に位置決めされる（図２参照）。

この状態で、図３（ｅ）に示すように、ワーク搬送装置２０を所望の距離（所望量）だけ図の右方に移動させる。なおこの際、供給リール１１によりワークｗを供給しつつ、巻き取りリール１２により加工が終了したワークｗを巻き取る。

次に、図３（ｆ）に示すように、受け台１６ｕを上昇端に移動させた後、図３（ｇ）に示すように、押さえ１６ｐを下降させ、クランパ１６によりワークｗを保持させる。

次に、図３（ｈ）に示すように、クランパ２１を解放し（この場合、押さえ２１ｐは上昇端に、受け台２１ｕは上面がワークｗに接触せず、かつ加工テーブル６の上面に接触しない位置に、それぞれ移動させる。）、図３（ｉ）に示すように、ワーク搬送装置２０を待機位置に戻す。

次に、図３（ｊ）に示すように、受け台２１ｕを待機位置に位置決めした後、図３（ｋ）に示すように、押さえ１７ｐを下降させ、クランパ１７によりワークｗを保持させる。

そして、図３（ｌ）に示すように、クランパ１６を解放する。

その後、受け台１６ｕを待機位置に位置決めし、その後、押さえ１６ｐを下降させ、クランパ１６によりワークｗを保持させ（図３（ａ）参照）、図示を省略する真空源を動作させ、ワークｗを加工に密着させ、次の加工を行う。以降は同様に上記工程を繰り返す。

上記の工程の間、及び加工時においては、供給リール１１及び巻き取りリール１２を回転させるモータを、ワークｗに悪影響を与えない範囲のトルクで駆動し、ワークｗに張力を付加して、ワークｗに弛みが発生しないように制御する。なお、ローラ１３、ローラ１４、或いは反転ローラ１８等をバネ等で所定方向に付勢することで、ワークｗに張力を付加し、それによって弛みが発生しないようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係るシート状ワークのレーザ加工機５０によると、シート状ワークに自由ループを形成させる場所をなくすことができ、レーザ加工機５０全体の設置面積を小さくすることができる。また、構成要素が少ないので、制御が容易である。

また、供給リールと巻き取りリールを加工テーブル５上の一方側に配置したので、加工テーブル５の両側に配置する場合に比べて、レーザ加工機５０全体の設置面積を小さくすることができる。

なお、本実施の形態においては、供給リール１１及び巻き取りリール１２を両方ともＹテーブル５上に配設したものについて説明したが、供給リール１１及び巻き取りリール１２の少なくとも一方をＹテーブル５上に配設すれば、少なくとも１つの自由ループを減らせるので、従来に比して、レーザ加工機５０全体の設置面積を小さくすることができる。

本発明に係るレーザ加工機の正面一部断面図である。 図１におけるＡ部拡大図である。 本発明の動作を示す動作説明図である。

符号の説明

１ ベッド
５ 移動テーブル（Ｙテーブル）
１１ 供給側ロール保持装置（リール軸）
１２ 巻き取り側ロール保持装置（リール軸）
２０ 移動手段（ワーク搬送装置）
３０ レーザ光照射手段（コラム）
３１ レーザ光照射手段（レーザ発振器）
３２ レーザ光照射手段（ミラー）
３３ レーザ光照射手段（ガルバノスキャナミラー）
３４ レーザ光照射手段（ｆθレンズ）
４０ 供給側ロール（供給ロール）
４１ 巻き取り側ロール（巻き取りロール）
５０ シート状ワークのレーザ加工機
ｗ シート状ワーク

Claims (3)

1. ベッド上に設置され、レーザ光を照射自在なレーザ光照射手段と、少なくとも前記レーザ光に対して垂直交差する平面方向に移動自在に設けられた移動テーブルと、シート状ワークがロール状に巻かれた供給側ロールを保持すると共に、前記移動テーブル上にシート状ワークを供給自在な供給側ロール保持装置と、加工が終了したシート状ワークをロール状に巻取った巻き取り側ロールを保持すると共に、前記移動テーブル上のシート状ワークを巻き取り自在な巻き取り側ロール保持装置と、を備え、加工時に前記移動テーブル上の加工領域にあるシート状ワークを固定すると共に、前記移動テーブルと前記レーザ光照射手段とを相対的に移動させつつ該レーザ光照射手段によりレーザ光を照射することで、該移動テーブル上の加工領域にあるシート状ワークを加工するシート状ワークのレーザ加工機において、
   前記供給側ロール保持装置と前記巻き取り側ロール保持装置との少なくとも一方を、前記移動テーブル上に配設した、
   ことを特徴とするシート状ワークのレーザ加工機。
2. 前記供給側ロール保持装置と前記巻き取り側ロール保持装置とを、前記加工領域に対して前記移動テーブル上の一方側に配設した、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート状ワークのレーザ加工機。
3. 加工が終了した後、前記供給側ロール保持装置及び前記巻き取り側ロール保持装置によりシート状ワークを供給しつつ巻き取る際、シート状ワークを保持して巻き取る方向に所望量移動させる移動手段を備えた、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート状ワークのレーザ加工機。
   
   

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