JP3237832B2 - レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法Info
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- JP3237832B2 JP3237832B2 JP06593699A JP6593699A JP3237832B2 JP 3237832 B2 JP3237832 B2 JP 3237832B2 JP 06593699 A JP06593699 A JP 06593699A JP 6593699 A JP6593699 A JP 6593699A JP 3237832 B2 JP3237832 B2 JP 3237832B2
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- laser
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- processing
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置及びレー
ザ穴あけ加工方法に関し、特に穴あけ加工を主目的と
し、その加工スピードを向上させることができるように
改良されたレーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法に
関する。
ザ穴あけ加工方法に関し、特に穴あけ加工を主目的と
し、その加工スピードを向上させることができるように
改良されたレーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】穴あけ加工を主目的としたレーザ加工装
置は、ワークを搭載するステージをX軸方向、Y軸方向
に水平移動可能な、いわゆるX−Yステージを備えたも
のが一般的である。このレーザ加工装置は、X−Yステ
ージによりワークを移動させることでパルス状のレーザ
ビームによる加工位置を変える。このため、X−Yステ
ージによるポジショニングに時間がかかり、加工スピー
ドに制限がある。便宜上、このレーザ加工装置を第1の
方式と呼ぶ。
置は、ワークを搭載するステージをX軸方向、Y軸方向
に水平移動可能な、いわゆるX−Yステージを備えたも
のが一般的である。このレーザ加工装置は、X−Yステ
ージによりワークを移動させることでパルス状のレーザ
ビームによる加工位置を変える。このため、X−Yステ
ージによるポジショニングに時間がかかり、加工スピー
ドに制限がある。便宜上、このレーザ加工装置を第1の
方式と呼ぶ。
【0003】これに対し、図3に示すように、ガルバノ
スキャナを用いてレーザビームを振らせることで加工ス
ピードの向上を図ったレーザ加工装置が提供されてい
る。簡単に説明すると、レーザ発振器41から出力され
たレーザビームを、バリアブルアッテネータ42、エキ
スパンダ43、ミラー44を経由させてマスク45に導
く。マスク45を通過したパルス状のレーザ光はレンズ
46を経てダイクロイックミラー47により下方に反射
される。ダイクロイックミラー47で反射されたレーザ
光は、第1のガルバノスキャナ48、第2のガルバノス
キャナ49により振られる。このことにより、レーザ光
はfθレンズ50を通して加工領域に配置されたワーク
51上に設定されたフィールド52の全域にわたるよう
に振られる。
スキャナを用いてレーザビームを振らせることで加工ス
ピードの向上を図ったレーザ加工装置が提供されてい
る。簡単に説明すると、レーザ発振器41から出力され
たレーザビームを、バリアブルアッテネータ42、エキ
スパンダ43、ミラー44を経由させてマスク45に導
く。マスク45を通過したパルス状のレーザ光はレンズ
46を経てダイクロイックミラー47により下方に反射
される。ダイクロイックミラー47で反射されたレーザ
光は、第1のガルバノスキャナ48、第2のガルバノス
キャナ49により振られる。このことにより、レーザ光
はfθレンズ50を通して加工領域に配置されたワーク
51上に設定されたフィールド52の全域にわたるよう
に振られる。
【0004】なお、ワーク51はX−Yステージ53上
に載置されているが、ここではX−Yステージ53の駆
動系についての図示、説明は省略する。また、ダイクロ
イックミラー47の上方には、レンズ54、CCDカメ
ラ55によりワーク51の位置決めを行うアライメント
系が設けられているが、これも説明は省略する。便宜
上、このレーザ加工装置を第2の方式と呼ぶ。
に載置されているが、ここではX−Yステージ53の駆
動系についての図示、説明は省略する。また、ダイクロ
イックミラー47の上方には、レンズ54、CCDカメ
ラ55によりワーク51の位置決めを行うアライメント
系が設けられているが、これも説明は省略する。便宜
上、このレーザ加工装置を第2の方式と呼ぶ。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この第2の方式では、
ワーク51上のフィールド52に対してレーザ光を振ら
せることで加工を行った後、X−Yステージ53により
次のワークを加工領域に配置する。このような第2の方
式によれば、第1、第2のガルバノスキャナ48,49
とX−Yステージ53との組み合わせにより加工スピー
ドの向上を図ることができるが、加工面積に制約があ
る。加工面積を広くするにはfθレンズ50の径を大き
くすれば良いが、大口径のfθレンズは高価格であるの
で、コスト上の問題が生ずる。
ワーク51上のフィールド52に対してレーザ光を振ら
せることで加工を行った後、X−Yステージ53により
次のワークを加工領域に配置する。このような第2の方
式によれば、第1、第2のガルバノスキャナ48,49
とX−Yステージ53との組み合わせにより加工スピー
ドの向上を図ることができるが、加工面積に制約があ
る。加工面積を広くするにはfθレンズ50の径を大き
くすれば良いが、大口径のfθレンズは高価格であるの
で、コスト上の問題が生ずる。
【0006】参考のため、図2に前述した従来の第1、
第2の方式による加工時間の試算値を示す。図2におい
て、フィールドサイズは各フィールドの1辺の寸法であ
り、ステージステップ時間はX−Yステージ調整時間×
フィールド数、ステージ通信時間は通信時間×フィール
ド数、スキャン時間は1フィールド内の穴の位置決め時
間×フィールド数を表わすものとする。第1の方式では
フィールドサイズ0.1mmで7515(sec)を要
し、第2の方式ではフィールドサイズ50mmで302
(sec)に短縮され、フィールドサイズを50mmか
ら200mmと大きくした場合には249(sec)で
あった。
第2の方式による加工時間の試算値を示す。図2におい
て、フィールドサイズは各フィールドの1辺の寸法であ
り、ステージステップ時間はX−Yステージ調整時間×
フィールド数、ステージ通信時間は通信時間×フィール
ド数、スキャン時間は1フィールド内の穴の位置決め時
間×フィールド数を表わすものとする。第1の方式では
フィールドサイズ0.1mmで7515(sec)を要
し、第2の方式ではフィールドサイズ50mmで302
(sec)に短縮され、フィールドサイズを50mmか
ら200mmと大きくした場合には249(sec)で
あった。
【0007】本発明は上記の第2の方式の利点を生かし
て加工スピードを更に向上させることのできるレーザ加
工装置及びレーザ穴あけ加工方法を提供しようとするも
のである。
て加工スピードを更に向上させることのできるレーザ加
工装置及びレーザ穴あけ加工方法を提供しようとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を1つ以上のハーフミラーを経由させて複数の経路に
分岐し、分岐したレーザ光をそれぞれ、加工レンズとし
てのfθレンズの入射側であってその中心軸に関して対
称な位置に配置した複数のガルバノスキャナ系に導き、
該複数のガルバノスキャナ系により振られたレーザ光を
それぞれ、前記1つのfθレンズを通して複数の加工領
域に照射するようにしたことを特徴とするレーザ加工装
置が得られる。また、レーザ光を1つ以上のハーフミラ
ーを経由させて複数の経路に分岐し、分岐したレーザ光
をそれぞれ、加工レンズとしてのfθレンズの入射側で
あってその中心軸に関して対称な位置に配置した複数の
ガルバノスキャナ系に導き、該複数のガルバノスキャナ
系により振られたレーザ光をそれぞれ、前記1つのfθ
レンズを通して複数の加工領域に照射して加工を行うこ
とを特徴とするレーザ穴あけ加工方法が得られる。
光を1つ以上のハーフミラーを経由させて複数の経路に
分岐し、分岐したレーザ光をそれぞれ、加工レンズとし
てのfθレンズの入射側であってその中心軸に関して対
称な位置に配置した複数のガルバノスキャナ系に導き、
該複数のガルバノスキャナ系により振られたレーザ光を
それぞれ、前記1つのfθレンズを通して複数の加工領
域に照射するようにしたことを特徴とするレーザ加工装
置が得られる。また、レーザ光を1つ以上のハーフミラ
ーを経由させて複数の経路に分岐し、分岐したレーザ光
をそれぞれ、加工レンズとしてのfθレンズの入射側で
あってその中心軸に関して対称な位置に配置した複数の
ガルバノスキャナ系に導き、該複数のガルバノスキャナ
系により振られたレーザ光をそれぞれ、前記1つのfθ
レンズを通して複数の加工領域に照射して加工を行うこ
とを特徴とするレーザ穴あけ加工方法が得られる。
【0009】
【0010】
【実施例】図1を参照して、本発明の一実施例によるレ
ーザ加工装置について説明する。図1において、図示し
ないレーザ発振器からのパルス状のレーザ光をマスク1
0を通し、ハーフミラー11で分岐する。ハーフミラー
11の透過光はダイクロイックミラー12に導く。ハー
フミラー11、ダイクロイックミラー12の反射光はそ
れぞれ、それらの下方に配置されたミラー13,14に
導かれる。
ーザ加工装置について説明する。図1において、図示し
ないレーザ発振器からのパルス状のレーザ光をマスク1
0を通し、ハーフミラー11で分岐する。ハーフミラー
11の透過光はダイクロイックミラー12に導く。ハー
フミラー11、ダイクロイックミラー12の反射光はそ
れぞれ、それらの下方に配置されたミラー13,14に
導かれる。
【0011】本発明においては、ミラー13の反射光
は、第1のガルバノスキャナ系を構成する第1、第2の
ガルバノスキャナ16,17を介してfθレンズ15の
半分の領域に導入する。一方、ミラー14の反射光は、
第2のガルバノスキャナ系を構成する第3、第4のガル
バノスキャナ18,19を介してfθレンズ15の残り
半分の領域に導入するようにしている。このようにする
には、第1、第3のガルバノスキャナ16,18を、f
θレンズ15の入射側において中心軸に関して対称に配
置し、第2、第4のガルバノスキャナ17,19も同様
に対称配置とすれば良い。なお、第1、第2のガルバノ
スキャナ16,17の組み合わせと、第3、第4のガル
バノスキャナ18,19の組み合わせは、図3に示した
ような従来のものと同じで良い。
は、第1のガルバノスキャナ系を構成する第1、第2の
ガルバノスキャナ16,17を介してfθレンズ15の
半分の領域に導入する。一方、ミラー14の反射光は、
第2のガルバノスキャナ系を構成する第3、第4のガル
バノスキャナ18,19を介してfθレンズ15の残り
半分の領域に導入するようにしている。このようにする
には、第1、第3のガルバノスキャナ16,18を、f
θレンズ15の入射側において中心軸に関して対称に配
置し、第2、第4のガルバノスキャナ17,19も同様
に対称配置とすれば良い。なお、第1、第2のガルバノ
スキャナ16,17の組み合わせと、第3、第4のガル
バノスキャナ18,19の組み合わせは、図3に示した
ような従来のものと同じで良い。
【0012】fθレンズ15の直下領域には2等分され
た第1、第2のフィールドF1,F2が設定され、それ
ぞれのフィールドにワーク21,22が配置される。こ
れらのワーク21,22は同時に加工される。勿論、第
1、第2のフィールドF1,F2に対応する大きさのワ
ークを配置して1つのワークを同時に半分ずつ加工する
ようにしても良い。ワーク21,22はX−Yステージ
23上に載置されている。
た第1、第2のフィールドF1,F2が設定され、それ
ぞれのフィールドにワーク21,22が配置される。こ
れらのワーク21,22は同時に加工される。勿論、第
1、第2のフィールドF1,F2に対応する大きさのワ
ークを配置して1つのワークを同時に半分ずつ加工する
ようにしても良い。ワーク21,22はX−Yステージ
23上に載置されている。
【0013】ハーフミラー11、ダイクロイックミラー
12の上方にはそれぞれ、従来と同様に、第1のレンズ
25と第1のCCDカメラ26とによる第1のアライメ
ント系と第2のレンズ27と第2のCCDカメラ28と
による第2のアライメント系とが配置されている。
12の上方にはそれぞれ、従来と同様に、第1のレンズ
25と第1のCCDカメラ26とによる第1のアライメ
ント系と第2のレンズ27と第2のCCDカメラ28と
による第2のアライメント系とが配置されている。
【0014】第1、第2のガルバノスキャナ16,17
と第3、第4のガルバノスキャナ18,19の組み合わ
せは、図示しない制御装置により同じ動きとなるように
駆動制御される。X−Yステージ23もまた、制御装置
によりレーザ加工の終了後にワークを移動させるために
駆動され、X軸方向、Y軸方向に水平移動する。
と第3、第4のガルバノスキャナ18,19の組み合わ
せは、図示しない制御装置により同じ動きとなるように
駆動制御される。X−Yステージ23もまた、制御装置
によりレーザ加工の終了後にワークを移動させるために
駆動され、X軸方向、Y軸方向に水平移動する。
【0015】ワーク21,22に対する加工位置は制御
装置から各ガルバノスキャナに与えられる回転角度の指
令値によって決まり、規則正しく配列される穴にとどま
らず、不規則な配列の穴、更には文字、記号のような刻
印加工も可能である。
装置から各ガルバノスキャナに与えられる回転角度の指
令値によって決まり、規則正しく配列される穴にとどま
らず、不規則な配列の穴、更には文字、記号のような刻
印加工も可能である。
【0016】本発明装置によれば、図2で説明した第2
の方式による加工時間に比べて更に75(sec)の短
縮を図ることができた。
の方式による加工時間に比べて更に75(sec)の短
縮を図ることができた。
【0017】以上、本発明を一実施例について説明した
が、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、
様々な変形が考えられる。例えば、実施例ではガルバノ
スキャナ系の組み合わせを2組として、1つのfθレン
ズを1/2ずつ同時利用するようにしているが、上記組
み合わせは3組以上でも良い。この場合、fθレンズは
見かけ上3等分以上に等分割された状態で利用される。
が、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、
様々な変形が考えられる。例えば、実施例ではガルバノ
スキャナ系の組み合わせを2組として、1つのfθレン
ズを1/2ずつ同時利用するようにしているが、上記組
み合わせは3組以上でも良い。この場合、fθレンズは
見かけ上3等分以上に等分割された状態で利用される。
【0018】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば1つのfθレンズを複数組のガルバノスキャナで同時
に分割的に利用できるようにしたことにより、加工スピ
ードを大幅に向上させることができる。
ば1つのfθレンズを複数組のガルバノスキャナで同時
に分割的に利用できるようにしたことにより、加工スピ
ードを大幅に向上させることができる。
【図1】本発明の一実施例によるレーザ加工装置の要部
構成を概略的に示した図である。
構成を概略的に示した図である。
【図2】従来方式による加工時間の試算結果を示した図
である。
である。
【図3】従来のガルバノスキャナによるレーザ加工装置
の概略構成を示した図である。
の概略構成を示した図である。
10,45 マスク 11 ハーフミラー 12 ダイクロイックミラー 13,14 ミラー 15 fθレンズ 16 第1のガルバノスキャナ 17 第2のガルバノスキャナ 18 第3のガルバノスキャナ 19 第4のガルバノスキャナ 21,22 ワーク 23 X−Yステージ 26 第1のCCDカメラ 28 第2のCCDカメラ
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザ光を1つ以上のハーフミラーを経
由させて複数の経路に分岐し、分岐したレーザ光をそれ
ぞれ、加工レンズとしてのfθレンズの入射側であって
その中心軸に関して対称な位置に配置した複数のガルバ
ノスキャナ系に導き、該複数のガルバノスキャナ系によ
り振られたレーザ光をそれぞれ、前記1つのfθレンズ
を通して複数の加工領域に照射するようにしたことを特
徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
て、前記加工領域に配置されるワークを搭載するステー
ジとして、X軸方向、Y軸方向に水平移動可能なX−Y
ステージを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項3】 レーザ光を1つ以上のハーフミラーを経
由させて複数の経路に分岐し、分岐したレーザ光をそれ
ぞれ、加工レンズとしてのfθレンズの入射側であって
その中心軸に関して対称な位置に配置した複数のガルバ
ノスキャナ系に導き、該複数のガルバノスキャナ系によ
り振られたレーザ光をそれぞれ、前記1つのfθレンズ
を通して複数の加工領域に照射して加工を行うことを特
徴とするレーザ穴あけ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06593699A JP3237832B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06593699A JP3237832B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06289418A Division JP3114533B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | レーザ穴あけ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11314188A JPH11314188A (ja) | 1999-11-16 |
JP3237832B2 true JP3237832B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=13301358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06593699A Expired - Fee Related JP3237832B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3237832B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4459530B2 (ja) | 2000-08-29 | 2010-04-28 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
US6984802B2 (en) | 2001-11-15 | 2006-01-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam machining device |
JP3822188B2 (ja) | 2002-12-26 | 2006-09-13 | 日立ビアメカニクス株式会社 | 多重ビームレーザ穴あけ加工装置 |
JP4662411B2 (ja) | 2003-03-14 | 2011-03-30 | 日立ビアメカニクス株式会社 | レーザ加工装置 |
TWI275439B (en) * | 2003-05-19 | 2007-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | Laser processing apparatus |
DE102008027891A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-04-23 | Rofin Sinar Laser Gmbh | Vorrichtung zum simultanen Laserbearbeiten eines oder einer Mehrzahl von Bauteilen |
JP5446334B2 (ja) * | 2009-03-09 | 2014-03-19 | 日産自動車株式会社 | レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP06593699A patent/JP3237832B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11314188A (ja) | 1999-11-16 |
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