JP2020069504A - レーザ加工装置およびレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、被加工物に回路用の加工と管理情報のための加工を行うようにレーザ加工において、管理情報の設定作業を簡素化することにある。【解決手段】レーザ発振器から出射されたレーザパルスを被加工物に照射して当該被加工物に穴をあける加工を行う照射系と、前記加工により前記被加工物に回路用の加工と管理情報のための加工を行うように前記照射系を制御する制御部とを有するレーザ加工装置において、前記被加工物の画像を表示する画像表示部と、前記管理情報を入力する入力部とを備え、前記制御部は前記入力部で入力された前記管理情報を前記画像表示部での被加工物画像内の前記入力部で入力された位置に表示し、前記被加工物の前記入力位置に対応する位置に前記管理情報を加工するよう制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、ワークの表面上に文字、記号等の管理情報を加工するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。

レーザを使用した加工装置においては、ワークの加工として、本来の回路用の穴等の加工（以下、回路用加工と呼ぶ）と文字、記号等（以下、文字と呼ぶ）の管理情報の加工（以下、管理用加工と呼ぶ）の両方を行う場合がある。

加工装置に管理用加工を行わせる場合、例えば特許文献１に開示されている技術では、加工プログラムの中に文字列および基準位置座標等の情報を直接書き込まなければならないため、管理情報の設定作業に時間を要し、操作性、使い勝手が悪かった。

特開２００８−２２１３０１号

そこで本発明の目的は、被加工物に回路用加工と管理用加工を行うレーザ加工において、前記課題を解決し、管理情報の設定作業を簡素化することにある。

上記課題を解決するため、本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工装置は、レーザ発振器から出射されたレーザパルスを被加工物に照射して当該被加工物に穴をあける加工を行う照射系と、前記加工により前記被加工物に回路用の加工と管理情報のための加工を行うように前記照射系を制御する制御部とを有するレーザ加工装置において、前記被加工物の画像を表示する画像表示部と、前記管理情報を入力する入力部とを備え、前記制御部は前記入力部で入力された前記管理情報を前記画像表示部での被加工物画像内の前記入力部で入力された位置に表示し、前記被加工物の前記入力位置に対応する位置に前記管理情報を加工するよう制御することを特徴とする。

また、本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工方法は、レーザ発振器から出射されたレーザパルスを被加工物に照射して穴をあけることにより回路用の加工と管理情報のための加工を行うようにしたレーザ加工方法において、前記被加工物の画像を画像表示部に表示し、前記被加工物に加工する管理情報を入力部から入力し、当該入力部で入力された前記管理情報を前記画像表示部での被加工物画像内の前記入力部で入力された位置に表示し、前記被加工物の前記入力位置に対応する位置に前記管理情報を加工することを特徴とする。

なお、本願において開示される発明の代表的な特徴は以上の通りであるが、ここで説明していない特徴については、以下に説明する実施例に適用されており、また特許請求の範囲にも示した通りである。

本発明によれば、被加工物に回路用加工と管理用加工を行うレーザ加工において、管理情報の設定作業を簡素化することが可能となる。

本発明の一実施例に係るレーザ加工装置の全体構成図である。 本発明の一実施例における加工制御部を説明するための図である。 本発明の一実施例におけるモニタにおいて、管理情報の入力前に表示される画面を説明するための図である。 本発明の一実施例におけるモニタにおいて、管理情報の入力後に表示される画面を説明するための図である。 本発明の一実施例における回路用加工と管理用加工を行った後の基板の平面図である。 本発明の一実施例における管理情報の加工データを説明するための図である。 本発明の一実施例におけるモニタ内基準座標の変換を説明するための図である。 本発明の一実施例における加工プログラムの一例を示す図である。 本発明の実施例２における加工プログラムの一例を示す図である。 本発明の実施例３における管理情報の加工データを説明するための図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を実施例に沿って説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の符号を付して説明を省略する。

図１は本願発明の実施例に係るレーザ加工装置の全体構成図である。１はレーザ照射ユニット、２はレーザ発振器である。レーザ発振器２から発振されたレーザ光Ｌ１は、ミラー３で反射されレーザ照射ユニット１へ入射される。レーザ照射ユニット１には、受光したレーザ光Ｌ１の方向を二次元方向に移動させるガルバノスキャナ４、これにより出射されたレーザパルスを集光するfθレンズ５が配置されている。

６は加工すべきワークとなる基板、７は基板６を載置するテーブルである。テーブル７は図においてＸ方向及びＹ方向に動かすことによって、レーザ照射ユニット１に対して相対移動できるようになっている。基板６はｆθレンズ５の実用的な直径に基づいて決定される加工領域に区分され、１つの加工領域内の加工が終了すると、テーブル７を水平に移動させ、次の加工領域の中心をｆθレンズ５の中心軸上に位置決めする。

８はキーボードとマウスからなる入力装置、９は表示手段であるモニタ、１０はレーザ発振器２、レーザ照射ユニット１のＺ方向の移動、ガルバノスキャナ４、テーブル７等の各部の動作を制御するための加工制御部であり、例えばプログラム制御の処理装置を主体にしたものによって実現される。

加工制御部１０の内部には、図２に示すように、入力装置８から入力された管理用加工のための管理情報を格納する管理情報用記憶部１１、入力装置８から入力され管理情報用記憶部１１に記憶された管理情報を回路用加工と同じように加工ができる加工データに変換する管理情報加工データ生成部１２、回路用データ記憶部１３から読出した回路用加工データに管理情報加工データ生成部１２で生成された管理情報加工データを編集する加工プログラム生成部１４及び加工プログラム生成部１４で編集された加工プログラムを格納する加工プログラム記憶部１５が設けられる。

加工制御部１０に設けられるこれらの構成要素は、加工制御部１０内に格納されたプログラムをコンピュータが実行することによりそれぞれの機能を果たす論理的な構成要素である。但し、これらの構成要素の一部は加工制御部１０と別個に設けられていてもよいし、ハードウェアで構成されていてもよい。

本願発明で行う管理用加工は、加工する前の基板６の画像をモニタ９上に表示し、その画像上の指定した位置に管理情報として必要な文字を入力できるようにするものである。

図３は管理情報の入力前の状態においてモニタ９に表示される画面を説明するための図である。１６はモニタ９の表示画面である。１７は回路用加工と管理用加工を行う前の基板６の表示領域で、これは予め与えられている基板の寸法データに基づき擬似的に表示したものである。この中には複数の回路用加工の穴からなる回路用加工パターンの表示１８がある。この回路用加工パターンの表示１８も、回路用データ記憶部１３から読み出した回路用加工データに基づいて回路用加工パターンを擬似的に表示したものである。

図４は管理情報の入力後の状態においてモニタ９に表示される画面を説明するための図である。図４においては、基板６の表示領域１７の任意の表示領域Ｄｍ１〜Ｄｍ３に、入力装置８から通常の文書入力と同様にキーボードとマウスを用いて入力した管理情報（例えばＥＦ２）が表示されている。ここでのモニタ９上で入力した管理情報は管理情報用記憶部１１に記憶される。Ｍ１〜Ｍ３は各エリアＤｍ１〜Ｄｍ３の左下端にあるモニタ９上での座標（以下、モニタ内基準座標と呼ぶ）である。

図５は回路用加工と管理用加工を行った後の基板６の平面図である。１９は複数の回路用加工の穴からなる回路用加工パターン、Ｄｋ１〜Ｄｋ３はそれぞれ管理情報としての文字が加工されるエリア、Ｋ１〜Ｋ３はそれぞれエリアＤｋ１〜Ｄｋ３の左下端にある基板６上での座標（以下、基板内基準座標と呼ぶ）である。

基板６を図５に示すように加工するために、加工制御部１０では以下のように動作する。
管理情報加工データ生成部１２は管理情報用記憶部１１から読出した管理情報に基づき管理情報加工データを生成するが、その際、モニタ９上の座標を以下のように基板６上の座標に変換する。
すなわち、入力装置８から入力された管理情報のモニタ内基準座標Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・を、図７に示すように、それぞれ基板６での対応する位置である基板内基準座標Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３・・・に変換する。

また管理情報加工データ生成部１２は、管理情報用記憶部１１から読出した管理情報に基づき回路用加工と同じように加工ができる加工データに変換する。
図６はこの管理情報の加工データを説明するための図である。各文字の枡Ｎがｍ行×ｎ列（例えば、７行×５列）になるように構成し、枡Ｎ内に１個のドットｄを割当て、各ドットｄの中心座標への加工有をドット有（●）として展開する方式になっている。文字同士は距離Ｌだけ離し、それぞれエリアＤｋ１〜Ｄｋ３に形成される。Ｋ１〜Ｋ３は図５で示した基板内基準座標で、それぞれエリアＤｋ１〜Ｄｋ３の左下端枡Ｎの中心である。

回路用の加工データは前もって作成され回路用データ記憶部１３に格納されている。加工プログラム生成部１４は、管理情報加工データ生成部１２で生成された管理情報加工データを回路用データ記憶部１３から読出した回路用加工データに編集し、最終的な加工プログラムを作成する。

図８は、加工プログラム生成部１４によって生成され、加工プログラム記憶部１５に格納される加工プログラムの一例を示す図である。まず、回路用加工での加工領域の中心座標Ｆと穴あけ位置の座標Ｇ１からなる回路用加工プログラムＧ１０が記述され、管理情報としての文字Ｅ（ここでは１文字）を指定する情報Ｈとこの文字Ｅの基板内基準座標Ｋと管理用加工での加工有（ドット有）の座標Ｇ２を含む管理用加工プログラムＧ２０が回路用加工プログラムＧ１０の記述の後ろに記述される。

加工制御部１０は加工プログラム記憶部１５に格納された加工プログラムを実行する。実行の手順としては、まず、加工領域の中心座標Ｆと穴あけ位置の座標Ｇ１からなる回路用加工プログラムＧ１０を実行することにより、基板６に回路用の穴を加工する。その後、管理用加工プログラムＧ２０を実行することにより、基板６に管理情報用の穴を加工する。
以上により、図５に示すように、基板６には複数の回路用加工パターン１９と管理情報の文字（例えばＥＦ２）が形成される。

なお、上記の実施例では、回路用データ記憶部１３から読み出した回路用加工データに管理情報加工データを編集して加工プログラムを生成するが、回路用加工データが予め記憶された加工プログラムに、管理情報加工データ生成部１２で生成された管理情報加工データを編集しても良い。この場合、回路用データ記憶部１３を設ける必要がなくなるので装置構成を簡素化でき、また、回路用データ記憶部１３から回路用加工データを読み出す工程がなくなるので加工効率の向上が可能となる。

以上の実施例によれば、基板６に加工したい管理情報を入力装置８からモニタ９上に入力することで、基板６の任意の位置に管理情報を加工することができる。
従って、従来のように、管理情報のための加工プログラムを直接作成する必要がなくなり、管理情報の設定作業を簡素化することが可能となり、操作性、使い勝手が向上する。

実施例１では、入力装置８から文字を入力するようにしたが、管理情報としての文字を予め登録しておき、この中から入力装置８により管理情報を選択して管理情報用記憶部１１に入力できるようにしてもよい。

登録された管理情報を選択して入力した場合に、加工プログラム生成部１４によって生成される加工プログラムを図９に示す。管理情報としての文字ＥＦ２（ここでは３文字）を指定する情報Ｈａとこの文字ＥＦ２の基板内基準座標Ｋａと管理用加工での加工有（ドット有）の座標Ｇ２ａを含む管理用加工プログラムＧ２０ａが回路用加工プログラムＧ１０の記述の後ろに記述される。

この実施例２によれば、文字を１つずつ入力しなくてよいので、文字列が長い場合などには加工効率のさらなる向上が可能となる。

実施例１では、基板６の表示領域１７の任意の位置（例えば表示領域Ｄｍ１〜Ｄｍ３）に管理情報を入力するが、入力する文字のサイズを変更できるようにしてもよい。
すなわち、管理情報加工データ生成部１２は、入力装置８からの指示に基づいて加工する穴のピッチを変更できるようにする。
実施例１では、各文字の枡Ｎがｍ行×ｎ列（例えば、７行×５列）になるように構成し、枡Ｎ内に１個のドットｄを割当て、各ドットｄの中心座標への加工有をドット有（●）として展開した。
文字のサイズを例えば２倍にするならば、各文字の枡Ｎが２ｍ行×２ｎ列（例えば、１４行×１０列）になるように構成し、４個の枡Ｎ内に１個のドットｄを割当て、各ドットｄの中心座標への加工有をドット有（●）として展開すればよい。このように、文字のサイズをＸ倍に変更できるようにするためには、ドットｄを割当てる枡Ｎの数をＸの二乗とし、加工する穴のピッチを広げればよい。

図１０は実施例３における管理情報の加工データを説明するための図である。図１０は文字のサイズを２倍とした場合であり、ドットｄが配置される枡が互いに枡１個分だけ離して配置される。各文字はそれぞれ枡Ｎが１４行×１０列で構成され、「Ｅ」、「Ｆ」の２文字とすれば互いに距離Ｌ（例えば、枡１個分）だけ離してそれぞれエリアＤｋ１〜Ｄｋ２が構成される。

この実施例３によれば、ドットｄを割当てる枡Ｎの数を増やせば加工する穴のピッチが広がり、文字のサイズが大きくなるので、様々なサイズの文字の加工が可能になる。
なお、文字のサイズを大きくすると、加工する穴のピッチが広がることにより、各文字が外観上薄く見える。これを解消するため、管理情報加工データ生成部１２は、入力装置８からの指示に基づいて、各ドットの間にドットを挿入する処理を行うようにしてもよい。

以上、実施の形態に基づき本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、図３で説明した基板の表示領域１７は基板の寸法データに基づき擬似的に表示したものであるが、テーブル７に載置された基板の上面を装置に搭載したカメラで実際に読取った画像を表示する方法でもよい。

１ レーザ照射ユニット
２ レーザ発振器
３ ミラー
４ ガルバノスキャナ
５ ｆθレンズ
６ 基板
７ テーブル
８ 入力装置
９ モニタ
１０ 加工制御部
１１ 管理情報用記憶部
１２ 管理情報加工データ生成部
１３ 回路用データ記憶部
１４ 加工プログラム生成部
１５ 加工プログラム記憶部

Claims (6)

1. レーザ発振器から出射されたレーザパルスを被加工物に照射して当該被加工物に穴をあける加工を行う照射系と、前記加工により前記被加工物に回路用の加工と管理情報のための加工を行うように前記照射系を制御する制御部とを有するレーザ加工装置において、前記被加工物の画像を表示する画像表示部と、前記管理情報を入力する入力部とを備え、前記制御部は前記入力部で入力された前記管理情報を前記画像表示部での被加工物画像内の前記入力部で入力された位置に表示し、前記被加工物の前記入力位置に対応する位置に前記管理情報を加工するよう制御することを特徴とするレーザ加工装置。
2. 請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記制御部に対し前記管理情報のために加工する穴のピッチを指定できることを特徴とするレーザ加工装置。
3. 請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記制御部に対し前記管理情報のために加工する各穴の間に穴を加工することを指定できることを特徴とするレーザ加工装置。
4. レーザ発振器から出射されたレーザパルスを被加工物に照射して穴をあけることにより回路用の加工と管理情報のための加工を行うようにしたレーザ加工方法において、前記被加工物の画像を画像表示部に表示し、前記被加工物に加工する管理情報を入力部から入力し、当該入力部で入力された前記管理情報を前記画像表示部での被加工物画像内の前記入力部で入力された位置に表示し、前記被加工物の前記入力位置に対応する位置に前記管理情報を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
5. 請求項３に記載のレーザ加工方法において、前記管理情報のために加工する穴のピッチが指定できるようになっていることを特徴とするレーザ加工方法。
6. 請求項５に記載のレーザ加工方法において、前記管理情報のために加工する各穴の間に穴を加工することを指定できるようになっていることを特徴とするレーザ加工方法。
   

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