JP2009220119A

JP2009220119A - 加工装置

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Publication number: JP2009220119A
Application number: JP2008064293A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Aoyanagi; 信一郎青柳; Kanae Kawamura; 香苗川村; Kazumi Mizukami; 一己水上
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: JP5113567B2

Abstract

【課題】本発明は、被加工物に対する汎用性の向上を図ることのできる加工装置を提供することにある。
【解決手段】被加工物26を所定方向に走査するステージ12を横軸方向に駆動するステージ駆動手段16と、横軸ビーム18において横軸方向に配置され、ステージ12上の被加工物26に所望パターンを描画する複数の加工ヘッド20a-20hと、加工ヘッド20a-20h毎に設けられ、加工ヘッド20a-20hを横軸方向に駆動自在とし所定の横軸方向位置に位置決めする加工ヘッド駆動手段20a-20hとを備え、被加工物26の所望位置が加工されるように被加工物26に対する加工ヘッド20a-20hの位置決めを行う際、ステージ12を横軸方向に駆動可能であり、かつ横軸ビーム18上において加工ヘッド20a-20hをそれぞれ個別に横軸方向に駆動可能としたことを特徴とする加工装置10。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は加工装置、特にその加工ヘッドの位置決め駆動機構の改良に関する。

従来、被加工物に加工を行うため、加工装置が用いられている。
加工装置は、加工ヘッドと、ステージとを備える。
そして、加工装置は、ステージで被加工物を走査しながら、加工ヘッドで被加工物の所望位置を加工している（例えば、特許文献１〜３）。
特開平１０−１９９８０８号公報特開２００４−１５１６６８号公報特開２００４−２５３５９９号公報

ところで、従来の加工装置は、各加工ヘッドの位置が固定されており、多品種への対応は、難しかった。
このため、従来の加工装置は、各加工ヘッド位置を変更する場合は、これを手動で行っていたため、高精度な位置決めには時間がかかっていた。
このように、加工ヘッドで被加工物の加工を行う分野では、多品種への対応は改善の余地が残されていたが、従来はこれを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。

本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、被加工物に対する汎用性の向上を図ることのできる加工装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明にかかる加工装置は、被加工物と加工ヘッドとの相対位置を被加工面に平行な所定方向に走査しながら、前記加工ヘッドで前記被加工物の加工を行う加工装置において、
ステージと、走査手段と、ステージ駆動手段と、横軸ビームと、複数の加工ヘッドと、加工ヘッド駆動手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、前記ステージは、ベースに設けられ、前記被加工物を載置した状態で前記被加工物を前記被加工面に平行な所定方向に走査する。
また、前記走査手段は、前記ステージを前記走査方向に移動する。
前記ステージ駆動手段は、前記ステージを前記被加工面に平行で且つ前記走査方向に直交する方向である横軸方向に駆動する。
前記横軸ビームは、前記ベースに立設されたコラムに設けられ、前記横軸方向に伸びたものとする。
前記複数の加工ヘッドは、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に配置され、前記ステージ上の被加工物に対し加工を行う。
前記加工ヘッド駆動手段は、前記各加工ヘッド毎に設けられ、前記加工ヘッドを前記横軸方向に駆動自在とし、かつ所定の横軸方向位置に位置決めする。
本発明は、前記被加工物の所望位置に前記加工ヘッドによる加工がなされるように前記被加工物に対する前記複数の加工ヘッドの位置決めを行う際、前記ステージを前記横軸方向に位置決め駆動可能であり、かつ前記横軸ビーム上において前記各加工ヘッドをそれぞれ個別に前記横軸方向に位置決め駆動可能としている。

＜支持手段＞
なお、本発明においては、前記各加工ヘッド毎に支持手段を備え、
前記支持手段は、外側ガイドと、内側ガイドと、外側ローラと、腕部と、内側ローラと、収容部と、を備えることが好適である。
ここで、前記支持手段は、前記各加工ヘッド毎に、前記横軸ビームに対し加工ヘッドを横軸方向に案内自在に支持する。
また、前記外側ガイドは、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたものとする。
前記内側ガイドは、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたものとする、
前記外側ローラは、前記加工ヘッドの外側ガイドと対向するところに設けられ、前記外側ガイドに沿って前記加工ヘッドを摺動自在に支持する。
前記腕部は、前記加工ヘッドの側部より横軸方向に伸びたものとする。
前記内側ローラは、前記腕部の内側ガイドと対向するところに設けられ、前記内側ガイドに沿って前記加工ヘッドを摺動自在に支持する。
前記収容部は、前記横軸方向において前記加工ヘッドの腕部とは反対側の側部に設けられ、隣の加工ヘッドの腕部を収容可能なものとする。

＜ケーブルベア駆動手段＞
また、本発明においては、ケーブルベアと、ケーブルベア駆動手段と、を備えることが好適である。
ここで、前記ケーブルベアは、前記各加工ヘッドからのケーブルを支持し、前記横軸方向に移動自在とする。
また、前記ケーブルベア駆動手段は、前記ケーブルベアを支持し、前記ケーブルベアの横軸方向位置と前記各加工ヘッドの横軸方向位置との関係が常に一定の位置関係を保つように、前記加工ヘッドの横軸方向への駆動と同期させて前記ケーブルベアを横軸方向に駆動する。

＜位置検出手段＞
また、本発明においては、前記各加工ヘッド毎に、位置検出手段を備え、
前記位置検出手段は、アブソリュート式位置検出器と、インクリメンタル式位置検出器と、を備え、
また、アブソリュート式スケールと、インクリメンタル式スケールと、位置制御手段と、を備えることが好適である。
ここで、前記アブソリュート式位置検出器は、前記加工ヘッドの現在の横軸方向位置情報を出力する。
また、前記インクリメンタル式位置検出器は、前記加工ヘッドの横軸方向変位情報を出力する。
前記アブソリュート式スケールは、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたものとする。
前記インクリメンタル式スケールは、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたものとする。
前記位置制御手段は、前記加工ヘッドの原点復帰作業時、前記アブソリュート式の位置検出器及びスケールにより得られた現在の横軸方向位置情報に基づき、前記加工ヘッドを所定の原点位置に復帰させるように、前記加工ヘッドの横軸方向への駆動を制御する。また、前記位置制御手段は、前記原点復帰作業後、前記インクリメンタル式の位置検出器及びスケールにより得られた横軸方向変位情報に基づき、前記加工ヘッドを所定の横軸方向位置に位置決めさせるように、前記加工ヘッドの横軸方向の駆動を制御する。

本発明にかかる加工装置によれば、前記ステージ駆動手段と、前記複数の加工ヘッドと、前記加工ヘッド駆動手段とを備え、被加工物の所望位置に加工ヘッドによる加工がなされるように被加工物に対する加工ヘッドの位置決めを行う際、ステージを横軸方向に駆動可能であり且つ横軸ビームでの各加工ヘッドをそれぞれ個別に横軸方向に駆動可能としたので、被加工物に対する汎用性の向上を図ることができる。

本発明にかかる加工装置によれば、前記支持手段を備えることにより、前記被加工物に対する汎用性の更なる向上を図ることができる。

本発明にかかる加工装置によれば、前記ケーブルベア駆動手段を備えることにより、前記被加工物に対する汎用性の更なる向上を図ることができる。

本発明にかかる加工装置によれば、前記アブソリュート式の位置検出器及びスケールと前記インクリメンタル式の位置検出器及びスケールとを併用することにより、前記被加工物に対する汎用性の更なる向上を図ることができる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施形態にかかる加工装置の概略構成が示されている。
なお、同図（Ａ）は本発明の一実施形態にかかる加工装置の斜視図、同図（Ｂ）は前記加工装置の要部のブロック図である。
本実施形態では、被加工物としてガラス基板、加工ヘッドとしてレーザ加工ヘッド、加工装置としてレーザ加工装置を想定しており、ガラス基板をレーザで加工する例について説明する。

同図に示すレーザ加工装置（加工装置）１０は、ステージ１２と、走査手段１４と、ステージ駆動手段１６と、Ｙ軸ビーム（横軸ビーム）１８と、複数のレーザ加工ヘッド（加工ヘッド）２０ａ〜２０ｈと、加工ヘッド駆動手段２２ａ〜２２ｈとを備える。
ここで、ステージ１２は、ベース２４に設けられ、ガラス基板（被加工物）２６を載置した状態で、ガラス基板２６をＸ軸方向（被加工面に平行な所定方向）に走査する。
また、走査手段１４は、ステージ１２をＸ軸方向に移動する。
ステージ駆動手段１６は、ステージ１２をＹ軸方向（被加工面に平行で且つ前記走査方向に直交する方向である横軸方向）に駆動する。
Ｙ軸ビーム１８は、ベース２４に立設されたコラム２８に設けられ、Ｙ軸方向に伸びたものとする。
複数のレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈは、Ｙ軸ビーム１８においてＹ軸方向に配置され、ステージ１２上のガラス基板２６をレーザで加工する。
加工ヘッド駆動手段２２ａ〜２２ｈは、例えばリニアモータ等を含む。加工ヘッド駆動手段２２ａ〜２２ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈに設けられ、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈをＹ軸方向に駆動自在とし、かつ所定のＹ軸方向位置に位置決めする。
加工ヘッド位置検出手段３０ａ〜３０ｈは、例えばリニアエンコーダ等を含む。加工ヘッド位置検出手段３０ａ〜３０ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈに設けられ、Ｙ軸ビーム１８上でのレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向位置を検出する。

本実施形態において特徴的なことは、ガラス基板２６の所望位置に対しレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈによるレーザ加工がなされるようにガラス基板２６に対するレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向位置の位置決めを行う際、ガラス基板２６を載置したステージ１２をＹ軸方向に位置決め駆動可能であり、かつＹ軸ビーム１８上において各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈをそれぞれ個別にＹ軸方向に位置決め駆動可能としたことである。

なお、本実施形態においては、パートプログラム４０と、コンピュータ４２とを備える。
ここで、パートプログラム４０は、ガラス基板２６の所望位置にレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈによるレーザ照射（加工）がなされるように、レーザ加工装置１０の各手段の動作制御情報を記憶している。
また、コンピュータ４２は、パートプログラム４０に基づき、ガラス基板２６の所望位置にレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈによるレーザ照射がなされるように、レーザ加工装置１０の各手段の動作を制御する。コンピュータ４２は、例えばステージ１２のＹ軸方向への位置決め駆動制御、Ｙ軸ビーム１８上での各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向への位置決め駆動制御を行う。

本実施形態にかかるレーザ加工装置１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
本実施形態においては、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈによりガラス基板２６をレーザ加工するレーザ加工装置１０において、Ｙ軸方向に配置された８個のレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈをそれぞれＹ軸方向にばらばら（個別）に駆動させ、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの位置、及び隣り合うレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの間隔を高精度に設定することができるので、より多品種のガラス基板２６に対応することができる。

また、本実施形態においては、ステージ１２上に複数枚のガラス基板２６を載置し、さらにレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈ同士の間隔を極力狭くすると共にレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈを複数個、備えることにより、Ｘ軸方向の掃引回数を減らすことができるので、１枚のガラス基板２６の加工に掛かる時間を低減することができる。

また、本実施形態においては、多数個のレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈをＹ軸方向に並べると共に、それぞれ個別にＹ軸方向に駆動制御可能とした。
この結果、本実施形態においては、ステージ１２のサイズを小型化することもできる。

また、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈにそれぞれリニアモータ等の加工ヘッド駆動手段２２ａ〜２２ｈと、リニアエンコーダ等の位置検出手段３０ａ〜３０ｈとを設けることにより、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの位置決め駆動を精密に行うことができる。

以下、本実施形態の作用について、図２を参照しつつ、より具体的に説明する。
＜加工ヘッドの位置決め＞
同図（Ａ）に示されるように、本実施形態では、ガラス基板２６ａ，２６ｂに対する各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの位置決めを行う際、Ｙ軸ビーム１８上において各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈをそれぞれ個別にＹ軸方向に駆動し、かつ所定のＹ軸位置に位置決めする。
この結果、同図では、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向位置Ｐ_１〜Ｐ_８、間隔ｄ_１〜ｄ_７を高精度に設定することができるので、多品種のガラス基板に対応することができる。

また、同図では、ガラス基板２６ａ，２６ｂに対する各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの位置決めを行う際、ステージ１２をＹ軸方向に駆動可能である。
この結果、同図では、より容易に、ガラス基板２６ａ，２６ｂの所望のＹ軸位置に各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈを位置させることができるので、より多品種のガラス基板に対応することができる。

＜加工＞
同図（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、前述のようにして各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向位置の位置決めが完了した後、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈからのレーザ照射によるガラス基板２６ａ，２６ｂの加工を行う。
本実施形態では、同図（Ｂ）に示されるように各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈが同時にＹ軸ビーム１８と共にガラス基板２６ａ，２６ｂ上をＸ軸方向に走査されるので、ガラス基板２６ａ，２６ｂの所望位置にレーザ照射による加工を行うことができる。同図では、複数枚のガラス基板２６ａ，２６ｂがステージ１４上に載置されており、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈにより、複数枚のガラス基板２６ａ，２６ｂを同時に加工することができる。

そして、本実施形態においては、ガラス基板２６ａ，２６ｂ上のＹ軸位置とは異なるＹ軸位置の加工を行う際は、同図（Ａ）に示した位置決め、同図（Ｂ）に示した加工を行う。

＜支持手段＞
また、本実施形態においては、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向の幅、及び、間隔を極力小さくしているが、その際の動的な剛性を補うための工夫として、支持手段を用いることも非常に好ましい。

本実施形態において、支持手段は、レーザ加工ヘッド毎に設けられ、コラム２８のＹ軸ビーム１８に対しレーザ加工ヘッドを四箇所で支持する。
本実施形態においては、各レーザ加工ヘッドに隣のレーザ加工ヘッドとＹ軸ビーム間に入り込むＹ軸方向に伸びる腕部を設け、その先端に摺動のためのローラを設けることにより、レーザ加工ヘッドを４箇所で摺動自在に高精度に位置決め可能としている。
このために本実施形態においては、各レーザ加工ヘッド毎に、Ｙ軸ビーム上においてレーザ加工ヘッドをＹ軸方向に案内自在に支持する支持手段を備える。
図３には支持手段の概略構成が示されており、同図（Ａ）はレーザ加工ヘッドを左側面方向より見た図、同図（Ｂ）はレーザ加工ヘッドを正面方向より見た図、同図（Ｃ）はレーザ加工ヘッドを右側面方向より見た図、同図（Ｄ）は隣り合うレーザ加工ヘッドとレーザ加工ヘッドとが離れている場合の図、同図（Ｅ）は隣り合うレーザ加工ヘッドとレーザ加工ヘッドとが接近している場合の図である。
支持手段５０は、外側ガイド５２，５４と、内側ガイド５６，５８と、外側ローラ６０，６２と、腕部６４と、内側ローラ６６，６８と、収容部７０とを備える。
ここで、外側ガイド５２，５４は、Ｙ軸ビーム１８においてＹ軸方向に沿って設けられたものとする。
また、内側ガイド５６，５８は、Ｙ軸ビーム１８においてＹ軸方向に沿って設けられたものとする。
外側ローラ６０，６２は、レーザ加工ヘッド２０の外側ガイド５２，５４と対向するところに設けられ、外側ガイド５２，５４に沿ってレーザ加工ヘッド２０をＹ軸方向に摺動自在に支持する。
腕部６４は、レーザ加工ヘッド２０の側部より横軸方向に伸びたものとする。
内側ローラ６６，６８は、腕部６４の内側ガイド５６，５８と対向するところに設けられ、内側ガイド５６，５８に沿ってレーザ加工ヘッド２０をＹ軸方向に摺動自在に支持する。
収容部７０は、レーザ加工ヘッド２０の腕部６４とは反対側の側部に設けられ、隣の加工ヘッド２０の腕部６４を収容可能なものとする。

この結果、本実施形態においては、省スペースな構成で、各レーザ加工ヘッドを４箇所で摺動支持することができるので、各レーザ加工ヘッドを高精度に位置決めすることができる。

＜ケーブルベア駆動手段＞
また、本実施形態においては、各レーザ加工ヘッドを高精度に位置決めするため、図４に示されるようなケーブルベア駆動手段を用いることも好ましい。
同図に示すケーブルベア駆動手段７２は、ケーブルベア７４と、ケーブルベア駆動手段７６とを備える。
ここで、ケーブルベア７４は、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈからのケーブル７８ａ〜７８ｈを支持し、ケーブルベア駆動軸７９に沿ってＹ軸方向に移動自在とする。
また、ケーブルベア駆動手段７６は、ケーブルベア７４の端部を支持し、ケーブルベア７４のＹ方向位置とレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向位置との関係が常に一定の位置関係を保つように、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向への位置決め駆動と同期させて、ケーブルベア７４の端部をＹ軸方向に駆動する。

本実施形態においては、ケーブルベア駆動手段７２により、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈに繋がるケーブル７８ａ〜７８ｈのテンションが直接レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈに伝わらないように、ケーブルベア７４の端部を支持すると共に、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈとの距離を一定以内にするようにＹ軸方向へ駆動している。
この結果、本実施形態においては、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈを高精度に位置決めすることができる。

＜原点復帰機構＞
また、本実施形態においては、レーザ加工ヘッドの位置制御を容易に及び高精度に行うため、アブソリュート式の位置検出手段とインクリメンタル式の位置検出手段とを併用した原点復帰方法を付加することも好ましい。
そして、レーザ加工装置の電源投入直後に、アブソリュート式スケールからレーザ加工ヘッドの絶対位置を読み取ることにより、従来方式、つまり機械的リミットスイッチによる位置検出動作が不要となり、原点復帰動作の簡略化や、複数個のレーザ加工ヘッドでの原点復帰が容易にできる。
しかも、原点復帰後は、インクリメンタル式スケールからレーザ加工ヘッドの変位を読み取ることにより、レーザ加工ヘッドの高精度な位置制御が行える。

このために本実施形態においては、図４に示されるような位置検出手段を用いることも好ましい。
同図においては、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈ毎に、位置検出手段３０ａ〜３０ｈを備える。位置検出手段３０ａ〜３０ｈは、それぞれアブソリュート式位置検出器８０ａ〜８０ｈと、インクリメンタル式位置検出器８２ａ〜８２ｈと、を備える。
ここで、アブソリュート式位置検出器８０ａ〜８０ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの現在のＹ軸方向位置情報を出力する。
また、インクリメンタル式位置検出器８２ａ〜８２ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向変位情報を出力する。

また、同図においては、Ｙ軸ビーム１８上にアブソリュート式リニアスケール８４及びインクリメンタル式リニアスケール８６を備え、また、位置制御手段８８とを備える。
アブソリュート式リニアスケール８４は、Ｙ軸ビーム１８上においてＹ軸方向に沿って設けられたものとする。
インクリメンタル式リニアスケール８５は、Ｙ軸ビーム１８上においてＹ軸方向に沿って設けられたものとする。
位置制御手段８８は、起動時等のレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの原点復帰作業時、アブソリュート式の位置検出器８０ａ〜８０ｈ及びスケール８４により得られた現在のＹ軸方向位置情報に基づき、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈを所定の原点位置に復帰させるように、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向への位置決め駆動を制御する。
一方、位置制御手段８８は、前記原点復帰作業後、インクリメンタル式の位置検出器８２ａ〜８２ｈ及びスケール８６により得られたＹ軸方向変位情報に基づき、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈが所定のＹ軸方向位置に位置決めされるように、レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのＹ軸方向の位置決め駆動を制御する。

なお、本実施形態において、各レーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈのアブソリュート式位置検出器８０ａ〜８０ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの現在のＹ軸方向位置情報をケーブル７８ａ〜７８ｈを介してコンピュータ４２に出力する。各レーザ加工ヘッド８２ａ〜８２ｈのインクリメンタル式位置検出器８２ａ〜８２ｈは、それぞれレーザ加工ヘッド２０ａ〜２０ｈの変位情報をケーブル７８ａ〜７８ｈを介してコンピュータ４２に出力する。

本実施形態においては、同じＹ軸ビーム上にアブソリュート式位置検出機構とインクリメンタル式位置検出機構とを設けている。
そして、本実施形態においては、電源投入後、レーザ加工ヘッドの絶対位置検出可能なアブソリュート式位置検出器から、レーザ加工ヘッドの大まかな位置情報を取得する。取得した位置をインクリメンタルスケールにプリセットする（仮のプリセット）。
次に、取得した絶対位置を元に、レーザ加工ヘッドをアブソリュートマーク検出開始点へ移動する。
そして、レーザ加工ヘッドをアブソリュートマークのある方向へ移動し、アブソリュートマークを検出した瞬間にインクリメンタルスケールの値をあらかじめ設定された値にプリセットする（原点プリセット、本プリセット）。
その後は、制御精度が良いインクリメンタルスケールからの値に基づきレーザ加工ヘッドの位置制御を行う。
この結果、本実施形態においては、従来方式、つまり機械的リミットスイッチによる位置検出動作が不要となり、原点復帰動作の簡略化や、複数のレーザ加工ヘッドでの原点復帰が容易にできる。

図５（Ａ）に示されるように、従来方式（リミットスイッチ）による原点復帰では、レーザ加工ヘッドについて、以下の作業を行う。
（１）リミットスイッチの方向へ移動。
（２）リミットスイッチを検出したら停止。
（３）リミットスイッチと逆方向へ一定距離移動。
（４）原点検出を有効にし、原点方向へ移動。
（５）原点マークを検出した瞬間にカウンタをプリセット。
（６）ホームポジションへ移動。

これに対し、同図（Ｂ）に示されるように、本発明（アブソリュートスケール）による原点復帰では、各レーザ加工ヘッドについて、以下の作業を行う。
（１）アブソリュートスケールから大まかな現在位置を取得。
（２）原点検出開始位置へ移動。
（３）原点検出を有効にし、原点方向へ移動。
（４）原点マークを検出した瞬間にカウンタをリセット。
（５）ホームポジションへ移動。

この結果、本実施形態においては、従来方式、つまり機械的リミットスイッチによる位置検出動作が不要となり、原点復帰動作の簡略化や、複数のレーザ加工ヘッドでの原点復帰が容易にできる。

変形例
本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

＜加工ヘッド個数＞
前記実施形態では、加工ヘッドを８個、備えた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、被加工物のサイズ、被加工物の枚数、加工方法等に応じて、８個以外の複数個、備えることも好ましい。

＜加工装置＞
前記実施形態では、加工装置として、レーザ加工装置を用いた例について説明したが、レーザ以外の加工装置に適用することができる。

＜被加工物＞
前記実施形態では、被加工物として、ガラス基板を用いた例について説明したが、ガラス基板以外の被加工物に適用することができる。

本発明の一実施形態にかかる加工装置の概略構成の斜視図である。本発明の一実施形態にかかる加工装置の要部のブロック図である。本発明の一実施形態にかかる加工装置の位置決め時、加工時の説明図である。本発明の一実施形態にかかる加工装置に好適な支持手段の説明図である。本発明の一実施形態にかかる加工装置に好適なケーブルベア駆動機構、原点復帰機構の説明図である。従来の原点復帰方法と本発明の原点復帰方法との比較説明図である。

符号の説明

１０レーザ加工装置（加工装置）
１２ステージ
１４走査手段
１６ステージ駆動手段
１８Ｙ軸ビーム（横軸ビーム）
２０ａ〜２０ｈレーザ加工ヘッド（加工ヘッド）
２２ａ〜２０ｈ加工ヘッド駆動手段
２４ベース
２８コラム
３０ａ〜３０ｈ位置検出手段

Claims

被加工物と加工ヘッドとの相対位置を被加工面に平行な所定方向に走査しながら前記加工ヘッドで前記被加工物に対し加工を行う加工装置において、
ベースに設けられ、前記被加工物を載置した状態で前記被加工物を前記被加工面に平行な所定方向に走査するステージと、
前記ステージを前記走査方向に移動する走査手段と、
前記ステージを前記被加工面に平行で且つ前記走査方向に直交する方向である横軸方向に駆動するステージ駆動手段と、
前記ベースに立設されたコラムに設けられ、前記横軸方向に伸びる横軸ビームと、
前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に配置され、前記ステージ上の被加工物に対し加工を行う複数の加工ヘッドと、
前記各加工ヘッド毎に設けられ、前記加工ヘッドを前記横軸方向に駆動自在とし、かつ所定の横軸方向位置に位置決めする加工ヘッド駆動手段と、
を備え、前記被加工物の所望位置に対し前記加工ヘッドによる加工がなされるように前記被加工物に対する前記複数の加工ヘッドの位置決めを行う際、前記ステージを前記横軸方向に駆動可能であり、かつ前記横軸ビーム上において前記各加工ヘッドをそれぞれ個別に前記横軸方向に駆動可能としたことを特徴とする加工装置。
請求項１記載の加工装置において、
前記各加工ヘッド毎に、前記横軸ビームに対し前記加工ヘッドを横軸方向に案内自在に支持する支持手段を備え、
前記支持手段は、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられた外側ガイドと、
前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられた内側ガイドと、
前記加工ヘッドの外側ガイドと対向するところに設けられ、前記外側ガイドに沿って前記加工ヘッドを摺動自在に支持する外側ローラと、
前記加工ヘッドの側部より前記横軸方向に伸びる腕部と、
前記腕部の内側ガイドと対向するところに設けられ、前記内側ガイドに沿って前記加工ヘッドを摺動自在に支持する内側ローラと、
前記横軸方向において前記加工ヘッドの腕部とは反対側の側部に設けられ、隣の加工ヘッドの腕部を収容可能な収容部と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
請求項１記載の加工装置において、
前記各加工ヘッドからのケーブルを支持し、前記横軸方向に移動自在とするケーブルベアと、
前記ケーブルベアを支持し、前記ケーブルベアの横軸方向位置と前記加工ヘッドの横軸方向位置との関係が常に一定の位置関係を保つように、前記加工ヘッドの横軸方向への駆動と同期させて前記ケーブルベアを横軸方向に駆動するケーブルベア駆動手段と、
を備えることを特徴とする加工装置。
請求項１記載の加工装置において、
前記各加工ヘッド毎に、位置検出手段を備え、
前記位置検出手段は、前記加工ヘッドの現在の横軸方向位置情報を出力するアブソリュート式位置検出器と、
前記加工ヘッドの横軸方向変位情報を出力するインクリメンタル式位置検出器と、
を備え、
また、前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたアブソリュート式スケールと、
前記横軸ビームにおいて前記横軸方向に沿って設けられたインクリメンタル式スケールと、
前記加工ヘッドの原点復帰作業時は前記アブソリュート式の位置検出器及びスケールにより得られた現在の横軸方向位置情報に基づき前記加工ヘッドを所定の原点位置に復帰させるように前記加工ヘッドの横軸方向への駆動を制御し、かつ前記原点復帰作業後は前記インクリメンタル式の位置検出器及びスケールにより得られた横軸方向変位情報に基づき前記加工ヘッドを所定の横軸方向位置に位置決めさせるように前記加工ヘッドの横軸方向の駆動を制御する位置制御手段と、
を備えたことを特徴とする加工装置。