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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- 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11314188A (ja) | 1999-11-16 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081005 Year of fee payment: 7 |
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