JP2005342748A - レーザ加工機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 加工するプリント基板の長さの制限が少なく、シート状ワークの位置決め制御が容易で、しかも加工能率を向上させることができるプリント基板加工機を提供する。
【解決手段】 ｆθレンズ４ａとｆθレンズ４ｂをシート状ワーク２の長手方向（Ｙ方向）と直角の幅方向（Ｘ方向）にずらせて配置し、２個のシート状ワーク２を加工テーブル１１に対して幅方向に並列に固定して、前記シート状ワークを加工をする。加工テーブル１１のＹ方向の移動ストロークにほぼ等しいプリント基板３を加工することができるので、加工するプリント基板の長さの制限が少ない。また、プリント基板３の加工を完了することができるので、シート状ワーク２の位置決め制御が容易であり、加工能率を向上させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シート状ワークの一部を固定する加工テーブルと、レーザを前記シート状ワーク上に集光させるｆθレンズと、を備え、加工テーブルとｆθレンズとを相対的に移動させて加工テーブル上のシート状ワークを加工し、加工が終了した場合はシート状ワークを長手方向に移動させて次の加工領域を加工することを繰り返すレーザ加工機に関する。
図４は、シート状ワークを長手方向に移動させながら加工をする従来のレーザ加工機の要部斜視図である。ＸＹテーブル１には、図示を省略するクランパにより、シート状ワーク２が固定されている。シート状ワーク２は、図の右方に配置された図示を省略する供給ロールから送り出され、図の左方に配置された図示を省略する巻き取りロールに巻き取られるように構成されている。シート状ワーク２には、シート状ワーク２の長手方向（送り出し方向）であるＹ方向に製品になるプリント基板３がピッチＬ２で配置されている。
ＸＹテーブル１の上方には、レーザをワーク上に集光させる２個のｆθレンズ４ａ、４ｂが配置されている。ｆθレンズ４ａ、４ｂはＸ座標が同一になるようにして配置され、間隔Ｌ１は調整可能である。シート状ワーク２は、幅方向の中心がｆθレンズ４ａ、４ｂの中心軸Ｏ１、Ｏ２に一致するようにしてＸＹテーブル１に固定されている。
次に、従来のレーザ加工機の動作を説明する。加工に先立ち、ｆθレンズ４ａとｆθレンズ４ｂの間隔Ｌ１をプリント基板３のピッチの整数倍（図示の場合は等ピッチの１倍）に合わせる。
そして、例えば、図４の点Ａ１、Ａ２側からｆθレンズ４ａ、４ｂの大きさで定まる領域を加工し、当該領域の加工が終了すると、ＸＹテーブル１をＸ方向に移動させて、次の加工領域を加工する。そして、Ｘ方向の加工が終了すると、ＸＹテーブル１をＹ方向に移動させて次の加工領域を加工する。以下、プリント基板３の加工が終了するまで、上記の動作を繰り返す。そして、プリント基板３の加工が終了すると、シート状ワーク２の固定を解除し、シート状ワーク２をＹ方向に移動させて未加工のプリント基板３をｆθレンズ４ａ、４ｂに対して位置決めする。以下、シート状ワーク２の巻き終わりまで、上記の動作を繰り返す。
上記のレーザ加工機の場合、テーブル上の２箇所で加工をするので、加工能率を向上させることができる。
ところで、シート状ワーク２に配置されているプリント基板３のＹ方向の寸法（以下、「長さ」という。）は様々である。このため、１個のプリント基板３の長さがＸＹテーブル１の移動ストロークの１／２を超える場合、一方のプリント基板３は加工を完了させることができるが、他方のプリント基板３は加工を完了させることができない。このため、シート状ワーク２を移動させる際の位置決めが面倒になるだけでなく、シート状ワーク２を移動させる毎に加工領域を演算し直す必要があり、制御が面倒であった。
本発明の目的は、上記した課題を解決し、加工するプリント基板の長さの制限が少なく、シート状ワークの位置決め制御が容易で、しかも加工能率を向上させることができるプリント基板加工機を提供するにある。
上記課題を解決するため、本発明は、一端が供給ロール（５０，５１）に、他端が巻き取りロール（５２，５３）に、それぞれ巻かれたシート状ワーク（２，２）の一部を固定する加工テーブル（１１）と、レーザを前記シート状ワーク上に集光させるレーザ照射手段（４ａ，４ｂ）と、を備え、前記加工テーブルと前記レーザ照射手段とを相対的に移動させて前記加工テーブルに固定された前記シート状ワークを加工し、加工が終了した場合は前記シート状ワークを長手方向に移動させて次の加工領域を前記加工テーブルに固定することを繰り返すレーザ加工機において、前記レーザ照射手段（４ａ，４ｂ）を複数個設け、前記レーザ照射手段を前記長手方向と直角の幅方向にずらせて配置し、前記シート状ワークを前記複数個前記加工テーブルに対して前記幅方向に並列に固定して、前記シート状ワークを加工をすることを特徴とする。
この場合、前記複数個のレーザ照射手段（４ａ，４ｂ）が２個（４ａ，４ｂ）であり、１個のレーザ発振器から出力されたレーザを前記２個のレーザ照射手段のいずれか一方に供給するレーザ分配手段（２３）を設け、このレーザ分配手段を介して供給するレーザにより前記シート状ワークを加工をすることができる。
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、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
長さが加工テーブルの移動ストロークに等しいプリント基板でも加工ができるので、加工するプリント基板の長さの制限が少なく、シート状ワークの位置決め制御が容易でである。また、シート状ワークの加工テーブルに対する位置決め回数を減らすことができるので加工能率を向上させることができる。さらに、プリント基板の長さに合わせてｆθレンズ等のレーザ照射手段の間隔を変える必要がないので、段取り作業も容易である。
図１は、本発明に係るレーザ加工機の構成図、図２は、本発明に係るレーザ加工機の要部斜視図、図３は、テーブル部の構成図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図である。なお、図４と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図１に示すように、レーザ加工機Ａのベッド１０上にはＸＹテーブル１が配置されており、該ＸＹテーブル１は、ベッド１０上を水平なＸ、Ｙ方向に移動自在である。ＸＹテーブル１上には加工テーブル１１が載置されている。上記ベッド１０には門形のコラム１２が固定されており、該コラム１２にはレーザ発振器２０が載置されている。レーザ発振器２０の光軸上にはレーザの光路を第１の光路２１または第２の光路２２に切り替える音響光学素子２３が配置されている。第１の光路２１上にはミラー２４および１対のガルバノスキャナ２５とｆθレンズ４ａとからなるレーザ照射部４１が配置されている。また、第２の光路２２上にはミラー２６、２７および１対のガルバノスキャナ２８とｆθレンズ４ｂとからなるレーザ照射部４２が配置されている。なお、上記ｆθレンズ４ａ，４ｂが、レーザ照射部のレーザ照射手段を構成する。
図２に示すように、ｆθレンズ４ａとｆθレンズ４ｂは、Ｘ軸方向に距離Ｌ３ずらせて配置されている。なお、距離Ｌ３は、レーザ加工機Ａが同時に加工できるシート状ワーク２の最大幅に相当する。加工テーブル１１の表面には、図３に示すように、内部の中空部１１ａ、１１ｂに接続する複数の孔３０が形成されている。中空部１１ａと中空部１１ｂは壁１１ｃを介して仕切られており、それぞれ図示を省略する真空源に接続されている。
レーザ加工機Ａの一側（図１の右側）には未加工のシート状ワーク２が巻かれた２個の供給ロール５０、５２を回転自在に支持するワーク供給装置Ｂが配置され、レーザ加工機Ａの他側（図１の左側）には加工が終了したシート状ワーク２を巻き取る２個の巻き取りロール５２、５３を回転自在に支持する巻き取り装置Ｃが配置されている。なお、シート状ワーク２の搬送手段はよく知られた技術であるので、図示が省略されている。
次に、本発明の動作を説明する。加工に先立ち、シート状ワーク２の一方の幅方向の中心がｆθレンズ４ａの中心軸と一致し、かつ、最初の加工領域の端部がＡ１になるようにして加工テーブル１１に配置し、中空部１１ａを負圧にしてシート状ワークを加工テーブル１１に固定する。同様に、他方のシート状ワーク２の幅方向の中心がｆθレンズ４ｂの中心軸と一致し、かつ、最初の加工領域の端部がＡ２になるようにして加工テーブル１１に配置し、中空部１１ｂを負圧にしてシート状ワーク２を加工テーブル１１に固定する。
次に、加工を開始する。レーザ発振器２０から出力されたレーザは、音響光学素子２３により光路を交互に変更されてミラー２４またはミラー２６、２７を介して１対のガルバノスキャナ２５またはガルバノスキャナ２８に入射する。そして、それぞれＸＹ方向に位置決めされ、レーザ照射部４１，４２であるｆθレンズ４ａまたはｆθレンズ４ｂを通過してそれぞれプリント基板３を加工する。従って、加工テーブル１１上に２本のシート状ワーク２，２が載置されている場合は、２本のワーク２，２が同時に加工されるが、例え、加工テーブル１１の一方にだけシート状ワーク２が載置されている場合であっても、シート状ワーク２の加工を行うことができる。
当該領域の加工が終了したら、従来の場合と同様に、ＸＹテーブル１を移動させ、プリント基板３を加工する。そして、加工テーブル１１上に載置されているシート状ワーク２の加工が終了したら、吸着を解除し、新しい加工部を加工テーブル１１に位置決めする。
以上説明したように、本発明に依れば、プリント基板３の長さ方向の影響を受けることなく１つのプログラムでほぼ同時に同じシート状ワーク２を加工することができる。
なお、この実施形態では、シート状ワーク２をテーブルに吸着させて固定するようにしたが、機械的なクランプユニットを用いて固定するようにしてもよい。また、ｆθレンズ４ａ、４ｂをＹ方向にもずらして配置したが、Ｙ方向に一致させてもよい。また、この実施形態では１つのレーザをｆθレンズ４ａ、４ｂに照射するようにしたが、複数のレーザを照射するようにしてもよい。なお、レーザ分配手段として音響光学素子２３を用いたが、これに代えてビームスプリッタを用いてもよい。更に、レーザ照射手段としてｆθレンズを用いたが、これに限ることはなく、集束レンズ等の他のものでもよく、またレーザ照射手段及びワークは、２個に限らず、２個以上の複数個でもよい。
本発明に係るレーザ加工機の構成図である。 本発明に係るレーザ加工機の要部斜視図である。 本発明に係る加工テーブル部の構成図である。 従来のレーザ加工機の要部斜視図である。
符号の説明
２ シート状ワーク
３ プリント基板
４ａ レーザ照射手段（ｆθレンズ）
４ｂ レーザ照射手段（ｆθレンズ）
１１ 加工テーブル
２３ レーザ分配手段（音響光学素子）
５０，５１ 供給ロール
５２，５３ 巻き取りロール

Claims (2)

  1. 一端が供給ロールに、他端が巻き取りロールに、それぞれ巻かれたシート状ワークの一部を固定する加工テーブルと、レーザを前記シート状ワーク上に集光させるレーザ照射手段と、を備え、
    前記加工テーブルと前記レーザ照射手段とを相対的に移動させて前記加工テーブルに固定された前記シート状ワークを加工し、加工が終了した場合は前記シート状ワークを長手方向に移動させて次の加工領域を前記加工テーブルに固定することを繰り返すレーザ加工機において、
    前記レーザ照射手段を複数個設け、
    前記レーザ照射手段を前記長手方向と直角の幅方向にずらせて配置し、前記シート状ワークを前記複数個前記加工テーブルに対して前記幅方向に並列に固定して、前記シート状ワークを加工をすることを特徴とするレーザ加工機。
  2. 前記複数個のレーザ照射手段が、２個であり、１個のレーザ発振器から出力されたレーザを前記２個のレーザ照射手段のいずれか一方に供給するレーザ分配手段を設け、
    このレーザ分配手段を介して供給するレーザにより前記シート状ワークを加工をすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
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