JP3642930B2 - Multi-axis laser processing method and apparatus - Google Patents

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研二 河西
健 宗行
出 中井
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の加工軸にてレーザ加工を並行して行う複数軸レーザ加工方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザ加工により穴加工を行うと、ドリルによる穴加工に比して、微細な穴の加工ができるとともに、加工の高速化が図れる。図5は従来の穴加工を行うレーザ加工装置を示している。
【0003】
このものは図5に示すように、レーザ光源aから出射される加工用のレーザ光bを、Xガルバノミラーcにより平面より見た互いに直交するXY2方向のうちのX方向にスキャン制御し、かつYガルバノミラーdによりY方向にスキャン制御しながら、f・θレンズeを介して被加工物f上の所定位置に結像させ、その結像位置に穴gを明ける。被加工物fは必要に応じてXY2方向に位置決めするXYテーブルhによって所定位置に位置決めされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレーザ加工は、各種の電子部品を実装して電子回路基板を製造するのに用いる回路基板に、電子部品のリードを挿入してするための各種の穴、異層配線パターン間の接続用スルーホールなどを設けるような穴加工に好適で、高能率かつ高精度に達成することができ、製品コストの低減も図れる。
【0005】
一方、近時では、電子機器製品の製造数が増大の一途をたどっている中、上記従来のような装置を併設して複数軸加工することが行われている。しかし、設備費や設置スペースの増大をもたらし、製品コストのさらなる低減の妨げになっている。
【0006】
本発明の目的は、複数軸加工が簡単かつ安価な設備ででき、設備の設置スペースも小さく製品コストを低減できる複数軸レーザ加工方法およびその装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、請求項1の発明の複数軸レーザ加工方法は、先ず、ーザ光を複数に分岐して、複数のスキャン光学系に導き、前記複数のスキャン光学系を共通したスキャン制御により各スキャン光学系に対応する被加工部に照射し、複数の被加工部を並行して加工することを第1の特徴とするものである。
【0008】
これにより、ーザ光の出射制御と、このレーザ光を被加工部上の所定位置に結像させるためのスキャン光学系のスキャン制御とによって、被加工部上に所定のレーザ加工を複数加工軸にて並行して施し、従来通り高能率に高精度に達成できるが、特に、複数の被加工部に対応した複数加工軸でのスキャン光学系にレーザ光を分岐して導き、前記並行した加工を遂行するので、スキャン光学系は被加工部に対応した数だけ要るものの、レーザ光源は1つでよいし、出射制御も1つのレーザ光源に対してだけでよく、複数のスキャン光学系も複数の被加工部を集約配置できる範囲に集約でき、レーザ光の分岐数に逆比例して、必要な装置および制御が簡略化するとともに、設備の設置スペースが低減し、製品コストを低減することができる。しかも、各被加工部の複数加工軸による個別のレーザ加工は1つのレーザ光の出射制御によるもので、被加工部間にレーザ光の出射制御ずれによる加工誤差が生じない利点がある。
【0010】
請求項1の発明の方法は、さらに、各加工軸上のレーザ光を、1つずつ異なったスキャン時点で遮光して各被加工部ごとにそれぞれに異なった位置にマークを加工することを第の特徴とする。これにより、レーザ光を分岐して複数加工軸上の複数の被加工部に共通したレーザ加工を行いながら、各複数加工軸ごとの被加工部にはそれぞれに異なった位置条件にて差別化した加工軸判別マークを付し、その差別化によってどの加工軸で加工された被加工部かを判別することができ、分岐されて後の光学系の汚れの違いやスキャン光学系のスキャン制御ずれなどに対応した個別な加工管理が容易になる。
【0011】
請求項2の発明の複数軸レーザ加工装置は、1つのレーザ発光源からのレーザ光を複数に分岐させる分岐手段と、各分岐されたレーザ光をそれぞれスキャン制御し、fθレンズを介して各被加工物上の所定位置に照射しレーザ加工を行う複数のスキャン光学系と、レーザ発光源の出射を制御する出射制御手段と、複数のスキャン光学系を共通したスキャン制御により制御するスキャン制御手段とを備えたことを第1の特徴とするものである。
【0012】
これにより、請求項1の発明の第1の特徴の方法を自動的に達成することができる。
【0013】
請求項2の発明の装置は、また、各分岐されたレーザ光を異なった時点に遮光、遮光解除する遮光制御手段を備えたことを第2の特徴とするものである。これにより請求項1の発明の第の特徴の方法を自動的に達成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な一実施の形態につき、図1〜図4を参照しながら説明する。
【0015】
本実施の形態は、図1に示すように、出射された加工用のレーザ光1を必要に応じた2以上の複数に分岐する。本実施の形態では説明の簡単のために一対のレーザ光1a、1bの2つに分岐した場合を示している。レーザ光1の分岐はビームスプリッタ2によって分岐しているが、その分岐数や分岐させる方向などの違いによって種々のものを選択して用いればよい。分岐したレーザ光1a、1bのそれぞれを個別のスキャン光学系2a、2bに導く。分岐したレーザ光1a、1bを各スキャン光学系2a、2bに導くには、図示しない反射ミラーにて光路を適宜折り曲げて行えばよく、必要に応じてプリズムやその他のビームガイド部材を利用することもできる。各スキャン光学系2a、2bに導いたレーザ光1a、1bは、これを経る複数の加工軸3a、3b上にある個別の被加工部4a、4bに照射し、個別の被加工部4a、4bを並行してレーザ加工する。
【0016】
各スキャン光学系2a、2bは、レーザ光1a、1bを、平面より見て互いに直交するXY2方向のX方向にスキャン制御するXガルバノミラー2a1、2b1と、Y方向にスキャン制御するYガルバノミラー2a2、2b2とを組み合わせて備えたもので、これらスキャン光学系2a、2bを経たレーザ光1a、1bはf・θレンズ5a、5bを介して各被加工部4a、4bの前記スキャン制御されたXY2方向の所定位置に結像させ、その結像位置にレーザ光1a、1bの結像スポット径に見合う大きさの穴31を明ける穴加工を行う。もっとも、このような加工に限らず、独立した、あるいは連続した各種の凹凸パターを形成することもできる。もっとも、各スキャン光学系2a、2bの具体的な構成は本実施の形態のものに限られることはなく、被加工部4a、4bの必要箇所に必要なレーザ加工を施せれば、どのような構成のものをどのように用いてもよい。
【0017】
以上の結果、加工用のレーザ光1の出射制御と、このレーザ光1を被加工部4a、4b上の所定位置に結像させるためのスキャン光学系2a、2bのスキャン制御とによって、被加工部4a、4b上に所定のレーザ加工を複数加工軸3a、3bにて並行して施し、従来通りに高能率に高精度に達成できる。特に、複数の各被加工部4a、4bに対応した複数加工軸3a、3bの各スキャン光学系2a、2bには出射される加工用のレーザ光1aを分岐して導き、前記穴加工を遂行する。従って、スキャン光学系2a、2bは被加工部4a、4bに対応した数だけ要るものの、レーザ光源となるレーザ発振器10などは1つでよいし、出射制御も1つのレーザ発振器10などに対してだけでよく、各スキャン光学系2a、2bも被加工部4a、4bを集約配置できる範囲へ図1に示すように集約でき、レーザ光1の分岐数に逆比例して、必要な装置および制御が簡略化するとともに、設備の設置スペースが低減し、製品コストを低減することができる。しかも、各被加工部4a、4bの複数加工軸3a、3bにおける個別のレーザ加工は1つのレーザ光1の出射制御によるもので、被加工部4a、4b間にレーザ光の出射制御ずれによる加工誤差が生じない利点がある。
【0018】
本実施の形態では各スキャン光学系2a、2bを経た各加工軸3a、3bは平行であり、それらに直角な向きの同一平面上に配列された各被加工部4a、4bの所定位置にレーザ加工を施すようにしてあり、各被加工部4a、4bを複数ずつ持った複数の被加工物4を支持して加工に供するのに、1つの位置決め手段15によって支持して加工に供する。これにより被加工物4の支持構造が簡単になる。また、本実施の形態の位置決め手段15は被加工物4を前記平面上で直交するXY2方向に位置決めできるXYテーブルとしてある。このようなXYテーブル15によって被加工物4を広域に位置決めできるようにすることで、スキャン光学系2a、2bのスキャン範囲を越えた広域に被加工物4を位置決めすることができる。
【0019】
これに対応して本実施の形態では、スキャン光学系2a、2bのスキャン範囲Sは、図1、図2の(a)〜(c)に示すように1つの被加工部4a、4bの範囲に対応するようにしてあり、各1つの被加工部4a、4bのどの位置にレーザ加工を行うにも、スキャン光学系2a、2bのスキャン制御だけで行うことができ、XYテーブル15による被加工物4の位置決め制御はレーザ加工を施す被加工部4a、4bの切り換えにだけ利用すればよく、制御が単純化する。もっとも、このような制御に限定されることはないし、被加工部4a、4bへの加工位置の制御をスキャン光学系2a、2bのスキャン制御と、XYテーブル15による位置決め制御とを複合して行うこともでき、そのようにすると、現時点の加工位置と次の加工位置とが大きく離れていても、レーザ光1a、1bのスキャン位置と被加工部4a、4bの位置決め位置とが近づき合う方向に複合制御することにより高速度で対応することができ、制御量が大きくなりがちな被加工部4a、4bの切り換えに有効である。また、並行してレーザ加工を行う各被加工物4、4をXYテーブルなどの1つの位置決め手段15により共通した位置決めを行うので、被加工物4、4間、ないしはそれらに設定される各被加工部4a、4b間に、それらの位置制御ずれによる加工誤差が生じない利点がある。
【0020】
また、各加工軸3a、3b上のレーザ光1a、1bを、図2の(a)(b)、または図3の(a)(b)に示すように1つずつ異なった時点、例えば異なったスキャン時点ないし位置X1,Y1とX2,Y2とで遮光解除して各被加工部4a、4bに対しそれぞれに異なった対応位置に照射することにより、各被加工部4a、4bごとにそれぞれに異なった位置条件を持つ加工軸判別マーク6a、6bを付しておける。このようにすると、1つのレーザ光1を複数加工軸3a、3bに分岐して複数の被加工部に共通したレーザ加工を行いながら、各複数加工軸ごとの被加工部にはそれぞれに異なった位置条件X1,Y1とX2,Y2にて個別化した加工軸判別マーク6a、6bを付し、その位置条件X1,Y1とX2,Y2の違いによって、どの加工軸で加工された被加工部かを判別することができ、レーザ光1をレーザ光1a、1bに分岐した後の光学系の汚れの違いや、各スキャン光学系2a、2bのスキャン動作制御ずれなどによる個別な加工管理が容易になる。
【0021】
このような加工軸判別マーク6a、6bを付すのに、図2の(a)〜(c)に示すように、スキャン光学系2a、2bのスキャン範囲Sを、レーザ加工を行う実加工範囲Wよりも大きく設定し、スキャン範囲S内の実加工範囲Wのまわりにできる非加工範囲Nの部分を用いると、レーザ加工のためのスキャン制御および被加工物4の位置制御とは異なった制御によって混乱なく達成することができるし、付された加工軸判別マーク6a、6bもレーザ加工された穴31などと区別しやすく有効である。もっとも、加工軸判別マーク6a、6bは本来レーザ加工を行う穴31などの態様と異なる凹部などの態様に加工して区別しやすくすることはできる。
【0022】
本実施の形態の図1、図2の(a)(b)に示す第1の実施例としては、非加工範囲Nの加工軸判別マーク6a、6bを付す位置に対応して、各被加工部4a、4bとの異なった対応位置X1,Y1とX2,Y2に穴7a、7bを持ったマスク7を配置し、各被加工部4a、4bの同じ位置制御のもとに、同じスキャン動作により穴7aの位置X1,Y1にレーザ光1a、1bを図2の(a)に示すように対応させたとき、加工軸3a上のレーザ光1aは穴7aを通じて被加工部4aの非加工範囲Nに到達してその位置に加工軸判別マーク6aを付すが、加工軸3b上のレーザ光1bはマスク7に遮光されて被加工部4bの非加工範囲Nに到達せず、被加工部4aをレーザ加工している加工軸3aに対応した加工軸判別マーク6aしか付されない。一方、穴7bの位置X2,Y2にレーザ光1a、1bを図2の(b)に示すように対応させたとき、加工軸3b上のレーザ光1bは穴7bを通じて被加工部4bの非加工範囲Nに到達してその位置に加工軸判別マーク6bを付すが、加工軸3a上のレーザ光1aはマスク7に遮光されて被加工部4aの非加工範囲Nに到達せず、被加工部4bをレーザ加工している加工軸3bに対応した加工軸判別マーク6bしか付されない。これにより、各被加工部4a、4bを並行してレーザ加工している加工軸3a、3bに対応した加工軸判別マーク6a、6bが、非加工範囲Nに照射するレーザ光1a、1bを異なった時点に遮光解除してそれぞれの各被加工部4a、4bに対する異なった位置条件X1,Y1とX2,Y2を持って形成される。
【0023】
また、第2の実施例としては、図1、図3の(a)(b)に示すように、分岐した各レーザ光1a、1bの光路の途中に、遮光、遮光解除を自在に行う遮光部材8a、8bを設け、非加工範囲Nにおける加工軸判別マーク6a、6bを付す位置X1,Y1とX2,Y2に対応した位置に照射する際、それらレーザ光1a、1bを遮光部材8a、8bにより異なった時点、つまり前記のような異なったスキャン時点で遮光解除することにより、被加工部4a、4bとの異なった対応位置X1,Y1とX2,Y2に、各被加工部4a、4bを並行してレーザ加工している加工軸3a、3bに対応した加工軸判別マーク6a、6bが、図3の(a)に示すスキャン時点と、図3の(b)に示すスキャン時点とに形成されるようにすることができる。
【0024】
本実施の形態の装置は、上記のような動作制御を行うのに、図4に示すようなマイクロコンピュータ21を用いている。マイクロコンピュータ21は適当なスタート信号を受けることにより、内蔵されあるいは外部接続されたプログラムファイル22に格納された制御プログラムに従って、各種位置情報やその他の入力を伴い、内部機能としての出射制御手段23、各加工軸3a、3bごとのXガルバノミラー2a1、2b1、Yガルバノミラー2a2、2b2に対応したスキャンモータMXa、MXb、MYa、MYbを動作制御するスキャン制御手段24、遮光部材8a、8bのアクチュエータであるソレノイドSLa、SLbをオン、オフ制御する遮光制御手段25、およびXYテーブル15を駆動して被加工物4、4の共通した位置決め制御を行う位置決め制御手段26などが適時に働き、その都度必要な制御信号、例えばレーザ発振器10を駆動、駆動停止するレーザ出射、出射停止信号、MXa、MXb、MYa、MYb正逆駆動、駆動停止信号、SLa、SLbオン、オフ信号、XY方向正逆位置決め駆動、駆動停止信号およびその他の信号を必要の都度出力し、前記各種の動作制御を自動的に実行する。何らかの理由で停止信号があると、前記自動制御が停止する。
【0025】
なお、遮光部材8a、8bは、ばね9a、9bとの協働により、ソレノイドSLa、SLbのオン、オフにより遮光、遮光解除するが、その他どのようなアクチュエータを用いてもよいのは勿論であり、場合によっては液晶シャッタを用いることもでき、遮光、遮光解除の応答性能によっては、それら遮光、遮光解除の制御を個別に行うようにすると、加工軸判別マーク6a、6bを付す場合だけでなく、レーザ1の出射制御によらないでレーザ加工それ自体も各加工軸3a、3bで異なった加工を行うことができる。また、本実施の形態では異なった被加工物4の上のそれぞれの被加工部4a、4bについて複数加工軸による並行したレーザ加工を行っているが、同一の被加工物4上に設定される複数の被加工部について複数加工軸による並行したレーザ加工を行うようにもできる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1の発明の複数軸レーザ加工方法の第1の特徴によれば、スキャン光学系は被加工部に対応した数だけ要るものの、レーザ光源は1つでよいし、出射制御も1つのレーザ光源に対してだけでよく、複数のスキャン光学系も複数の被加工部を集約配置できる範囲に集約でき、レーザ光の分岐数に逆比例して、必要な装置および制御が簡略化するとともに、設備の設置スペースが低減し、製品コストを低減することができる。しかも、各被加工部の複数加工軸による個別のレーザ加工は1つのレーザ光の出射制御によるもので、被加工部間にレーザ光の出射制御ずれによる加工誤差が生じない利点がある。
【0028】
また、請求項1の発明の第の特徴によれば、1つのレーザ光を複数加工軸に分岐して複数の被加工部に共通したレーザ加工を行いながら、各複数加工軸ごとの被加工部にはそれぞれに異なった位置条件にて差別化した加工軸判別マークを付し、その差別化によって、どの加工軸で加工された被加工部かを判別することができ、分岐されて後の光学系の汚れの違いや各加工軸でのスキャン制御ずれなどによる個別な加工管理が容易になる。
【0029】
請求項2の発明の複数軸レーザ加工装置の第1の特徴によれば、請求項1の発明の第1の特徴の方法を自動的に達成することができ、第2の特徴によれば請求項1の発明の第2の特徴の方法を自動的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における第1、第2の実施例を含む複数軸レーザ加工装置を示す斜視図である。
【図2】図1の第1の実施例による加工軸判別マークを付す状態の説明図で、その(a)は第1の加工軸に対応した図、その(b)は第2の加工軸に対応した図、その(c)は加工軸判別マークを付す被加工部の平面図である。
【図3】図1の第2の実施例による加工軸判別マークを付す状態の説明図で、その(a)は第1の加工軸に対応した図、その(b)は第2の加工軸に対応した図である。
【図4】図1の装置の制御回路のブロック構成図である。
【図5】従来のレーザ加工装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1、1a、1b レーザ光
2a、2b スキャン光学系
3a、3b 加工軸
4 被加工物
4a、4b 被加工部
5a、5b f・θレンズ
6a、6b 加工軸判別マーク
7a、7b マスク
8a、8b 遮光部材
10 レーザ発振器
15 XYテーブル
21 マイクロコンピュータ
22 プログラムファイル
23 出射制御手段
24 スキャン制御手段
25 遮光制御手段
26 位置決め制御手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-axis laser processing method and apparatus for performing laser processing in parallel on a plurality of processing axes.
[0002]
[Prior art]
When drilling by laser processing, fine holes can be processed and the processing speed can be increased as compared with drilling. FIG. 5 shows a laser processing apparatus for performing conventional hole processing.
[0003]
As shown in FIG. 5, the laser beam b for processing emitted from the laser light source a is scan-controlled in the X direction of the XY2 directions orthogonal to each other as viewed from the plane by the X galvanometer mirror c, and While controlling scanning in the Y direction by the Y galvanometer mirror d, an image is formed at a predetermined position on the workpiece f through the f · θ lens e, and a hole g is made at the imaging position. The workpiece f is positioned at a predetermined position by an XY table h that is positioned in the XY2 direction as necessary.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such laser processing is performed between various holes and different layer wiring patterns for inserting electronic component leads into a circuit board used for mounting various electronic components to manufacture an electronic circuit board. It is suitable for drilling such as providing through holes for connection, and can be achieved with high efficiency and high accuracy, and the product cost can be reduced.
[0005]
On the other hand, recently, as the number of electronic device products manufactured is steadily increasing, multi-axis machining is performed with the above-described conventional apparatus. However, this increases equipment costs and installation space, and hinders further reduction of product costs.
[0006]
An object of the present invention is to provide a multi-axis laser processing method and apparatus capable of performing multi-axis machining with simple and inexpensive equipment, reducing the installation cost of the equipment, and reducing the product cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, multiple axes laser processing method of the invention of claim 1 is first branched Les laser light into a plurality of leads to a plurality of scan optical systems, the plurality of scan optical irradiating the portion to be processed for each scanning optical system by common scan control system, we are an first, characterized in that processing in parallel a plurality of the processing unit.
[0008]
Thus, the emission control of the record laser light, by the scan control of the scan optical system for forming a predetermined position on the machined portion of the laser beam, a plurality machining a predetermined laser processing on the work unit subjected in parallel with the axis, can be accomplished with high accuracy in a conventional street high efficiency, in particular, leads to branching Les laser light to scan the optical system at a plurality machining axis corresponding to a plurality of the machined portion, since performing the concurrent pressure engineering, although the scanning optical system need only a number corresponding to the machined portion, to the laser light source may be one, the extraction control also need only for one laser source, Multiple scanning optical systems can also be aggregated in a range where multiple workpiece parts can be centrally arranged, and in inverse proportion to the number of branches of laser light, the required equipment and control are simplified, and the installation space for equipment is reduced. Product cost can be reduced. In addition, individual laser processing using a plurality of processing axes of each processed portion is based on the emission control of one laser beam, and there is an advantage that a processing error due to laser beam emission control deviation does not occur between the processed portions.
[0010]
The method of the invention of claim 1, further the laser beam on each machining axis machining mark on the different positions, respectively for each workpiece unit to the light shielding at different scanning times by one This is the second feature. As a result, the laser beam is branched and the laser processing common to the plurality of workpieces on the plurality of machining axes is performed, and the workpieces for each of the plurality of machining axes are differentiated under different position conditions. With the machining axis identification mark, it is possible to discriminate which machining axis is machined by the differentiation, and the difference in dirt on the optical system after branching, scan control deviation of the scanning optical system, etc. Individual process management corresponding to is easy.
[0011]
Multiple axes laser processing apparatus of the invention of claim 2, one respectively scan controlling the laser beam and branching means for branching to a plurality, each branched laser beam from the laser light emitting source, the respective via fθ lens a plurality of scanning optical system for performing irradiation with the laser machining at a predetermined position on the workpiece, and the extraction control means for controlling the emission of Les chromatography the light emitting source, a scan control for controlling the common scan control multiple scan optical system further comprising a means in which a first feature.
[0012]
Thus, Ru can be automatically achieve the method of the first aspect of the invention of claim 1.
[0013]
The apparatus according to the second aspect of the present invention has a second feature that includes a light-shielding control means for shielding and canceling the light-shielding of the branched laser beams at different times. Thus, the method of the second feature of the invention of claim 1 can be automatically achieved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a typical embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the emitted processing laser beam 1 is branched into two or more as required. In the present embodiment, a case where the laser beam is branched into two of a pair of laser beams 1a and 1b is shown for simplicity of explanation. The laser beam 1 is branched by the beam splitter 2, but various types may be selected and used depending on the number of branches and the branching direction. Each of the branched laser beams 1a and 1b is guided to individual scanning optical systems 2a and 2b. In order to guide the branched laser beams 1a and 1b to the scanning optical systems 2a and 2b, the optical path may be appropriately bent by a reflection mirror (not shown), and a prism or other beam guide member may be used as necessary. You can also. The laser beams 1a and 1b guided to the respective scanning optical systems 2a and 2b irradiate the individual processing parts 4a and 4b on the plurality of processing axes 3a and 3b passing through the scanning optical systems 2a and 2b, and the individual processing parts 4a and 4b. Are laser processed in parallel.
[0016]
Each of the scanning optical systems 2a and 2b includes X galvanometer mirrors 2a1 and 2b1 that perform scanning control of the laser beams 1a and 1b in the X direction of XY2 orthogonal to each other when viewed from the plane, and a Y galvano mirror 2a2 that performs scanning control in the Y direction. 2b2, and the laser beams 1a and 1b that have passed through the scanning optical systems 2a and 2b are subjected to the scan-controlled XY2 of the workpieces 4a and 4b via the f · θ lenses 5a and 5b. An image is formed at a predetermined position in the direction, and hole processing is performed to open a hole 31 having a size corresponding to the image formation spot diameter of the laser beams 1a and 1b at the image formation position. However, the present invention is not limited to such a process, and various uneven patterns that are independent or continuous can be formed. However, the specific configuration of each scanning optical system 2a, 2b is not limited to that of the present embodiment, and what kind of laser processing can be performed as long as necessary laser processing is performed on the necessary portions of the processed parts 4a, 4b. Any configuration may be used.
[0017]
As a result of the above, the processing of the laser beam 1 for processing and the scan control of the scanning optical systems 2a and 2b for forming an image of the laser beam 1 at predetermined positions on the processing parts 4a and 4b are performed. Predetermined laser processing is performed on the parts 4a and 4b in parallel with the plurality of processing shafts 3a and 3b, and can be achieved with high efficiency and high accuracy as usual. In particular, the processing laser beam 1a is branched and guided to the scanning optical systems 2a and 2b of the plurality of processing axes 3a and 3b corresponding to the plurality of processed parts 4a and 4b, and the hole processing is performed. To do. Accordingly, although the scan optical systems 2a and 2b need to be in the number corresponding to the processed parts 4a and 4b, only one laser oscillator 10 or the like serving as a laser light source is required, and emission control is also performed for one laser oscillator 10 or the like. As shown in FIG. 1, each scanning optical system 2a, 2b can also be aggregated as shown in FIG. 1 to a range where the processing parts 4a, 4b can be aggregated and arranged, and in inverse proportion to the number of branches of the laser light 1, Control is simplified, installation space for equipment is reduced, and product costs can be reduced. Moreover, the individual laser processing on the plurality of processing axes 3a and 3b of the processed parts 4a and 4b is based on the emission control of one laser beam 1, and the processing is performed due to the deviation of the laser beam emission control between the processed parts 4a and 4b. There is an advantage that no error occurs.
[0018]
In the present embodiment, the processing axes 3a and 3b that have passed through the scanning optical systems 2a and 2b are parallel to each other, and lasers are provided at predetermined positions of the processed parts 4a and 4b arranged on the same plane in the direction perpendicular to them. In order to process and support a plurality of workpieces 4 each having a plurality of workpieces 4a and 4b, they are supported by one positioning means 15 for processing. Thereby, the support structure of the workpiece 4 is simplified. The positioning means 15 of the present embodiment is an XY table that can position the workpiece 4 in the XY2 directions orthogonal to each other on the plane. By enabling the workpiece 4 to be positioned over a wide area by such an XY table 15, the workpiece 4 can be positioned over a wide area beyond the scanning range of the scanning optical systems 2a and 2b.
[0019]
Correspondingly, in the present embodiment, the scan range S of the scan optical systems 2a and 2b is the range of one processed portion 4a and 4b as shown in FIGS. 1 and 2A to 2C. In order to perform laser processing on any position of each of the processed parts 4a and 4b, it can be performed only by scanning control of the scanning optical systems 2a and 2b. The positioning control of the object 4 may be used only for switching the processed parts 4a and 4b to be laser processed, and the control is simplified. However, the present invention is not limited to such control, and the control of the processing position on the processed parts 4a and 4b is performed in combination with the scanning control of the scanning optical systems 2a and 2b and the positioning control by the XY table 15. In this case, even if the current processing position and the next processing position are far apart, the scanning positions of the laser beams 1a and 1b and the positioning positions of the processed parts 4a and 4b approach each other. By performing complex control, it is possible to cope with high speed, and it is effective for switching the processed parts 4a and 4b which tend to have a large control amount. In addition, since the workpieces 4 and 4 to be laser processed in parallel are commonly positioned by one positioning means 15 such as an XY table, the workpieces 4 and 4 or the workpieces set on them are set. There is an advantage that a processing error due to the position control deviation does not occur between the processing parts 4a and 4b.
[0020]
Further, the laser beams 1a and 1b on the processing axes 3a and 3b are different one by one as shown in FIGS. 2A and 2B, or FIGS. By canceling light shielding at the scanning time or at positions X1, Y1, X2, and Y2 and irradiating the respective corresponding portions 4a and 4b with different corresponding positions, the respective portions 4a and 4b are respectively processed. Machining axis discrimination marks 6a and 6b having different position conditions can be added. In this way, one laser beam 1 is branched into a plurality of processing axes 3a and 3b, and laser processing common to the plurality of processing parts is performed, but each processing part for each of the plurality of processing axes is different. The processing axis discriminating marks 6a and 6b, which are individualized by the position conditions X1, Y1, X2, and Y2, are attached, and depending on the difference between the position conditions X1, Y1, X2, and Y2, which machining axis is used to indicate the part to be processed. Individual processing management is easy due to differences in the contamination of the optical system after the laser beam 1 is branched into the laser beams 1a and 1b and scan operation control deviations of the scanning optical systems 2a and 2b. Become.
[0021]
In order to attach such machining axis discriminating marks 6a and 6b, as shown in FIGS. 2A to 2C, the scanning range S of the scanning optical systems 2a and 2b is changed to an actual machining range W for performing laser machining. If the portion of the non-machining range N that can be set around the actual machining range W within the scan range S is used, control different from scan control for laser machining and position control of the workpiece 4 is performed. This can be achieved without confusion, and the attached machining axis discrimination marks 6a and 6b are also effective in being easily distinguishable from the laser processed hole 31 and the like. Of course, the machining axis discrimination marks 6a and 6b can be easily distinguished from each other by machining them into an aspect such as a recess that is different from the form of the hole 31 or the like that is originally subjected to laser machining.
[0022]
In the first example shown in FIGS. 1 and 2A and 2B of the present embodiment, each workpiece is processed corresponding to the position where the machining axis discrimination marks 6a and 6b in the non-machining range N are attached. Masks 7 having holes 7a and 7b are arranged at different corresponding positions X1, Y1 and X2 and Y2 with respect to the parts 4a and 4b, and the same scanning operation is performed under the same position control of the processed parts 4a and 4b. When the laser beams 1a and 1b are made to correspond to the positions X1 and Y1 of the hole 7a as shown in FIG. 2A, the laser beam 1a on the processing axis 3a passes through the hole 7a and the non-processing range of the processing portion 4a. N is reached and a machining axis discrimination mark 6a is attached at that position, but the laser beam 1b on the machining axis 3b is shielded by the mask 7 and does not reach the non-machining range N of the workpiece 4b, so that the workpiece 4a is processed. Only the machining axis discriminating mark 6a corresponding to the machining axis 3a for laser machining is attached. There. On the other hand, when the laser beams 1a and 1b are made to correspond to the positions X2 and Y2 of the hole 7b as shown in FIG. 2B, the laser beam 1b on the processing shaft 3b passes through the hole 7b and the non-processed portion 4b is processed. The machining axis discrimination mark 6b is attached to the position after reaching the range N, but the laser beam 1a on the machining axis 3a is shielded by the mask 7 and does not reach the non-machining range N of the workpiece 4a. Only the machining axis discriminating mark 6b corresponding to the machining axis 3b that is laser machining 4b is attached. As a result, the machining axis discrimination marks 6a and 6b corresponding to the machining axes 3a and 3b laser machining the workpieces 4a and 4b in parallel differ from each other in the laser beams 1a and 1b irradiated to the non-machining range N. At this time , the light shielding is canceled, and different position conditions X1, Y1 and X2, Y2 for the respective processed parts 4a, 4b are formed.
[0023]
As a second embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, (a) and (b), light shielding and light shielding can be performed freely in the middle of the optical paths of the branched laser beams 1a and 1b. When the members 8a and 8b are provided, and the positions corresponding to the positions X1, Y1, X2, and Y2 to which the processing axis discrimination marks 6a and 6b are attached in the non-processing range N, the laser beams 1a and 1b are shielded from the light shielding members 8a and 8b. By removing the light shielding at different points in time , that is , at different scanning points as described above, the respective processed parts 4a, 4b are placed at different corresponding positions X1, Y1, X2, Y2 with respect to the processed parts 4a, 4b. Machining axis discrimination marks 6a and 6b corresponding to the machining axes 3a and 3b laser processed in parallel are formed at the scanning time shown in FIG. 3A and the scanning time shown in FIG. 3B. Can be done.
[0024]
The apparatus of the present embodiment uses a microcomputer 21 as shown in FIG. 4 to perform the above-described operation control. Upon receiving an appropriate start signal, the microcomputer 21 is accompanied by various position information and other inputs in accordance with a control program stored in a built-in or externally connected program file 22, and an emission control means 23 as an internal function. A scanning control means 24 for controlling the operation of the scan motors MXa, MXb, MYa, MYb corresponding to the X galvanometer mirrors 2a1, 2b1 and the Y galvanometer mirrors 2a2, 2b2 for each machining axis 3a, 3b, and an actuator for the light shielding members 8a, 8b A light shielding control means 25 for controlling on / off of certain solenoids SLa and SLb, and a positioning control means 26 for driving the XY table 15 to perform common positioning control of the workpieces 4 and 4 work in a timely manner, and are necessary each time. Control signals such as driving and driving the laser oscillator 10 Stop laser emission, emission stop signal, MXa, MXb, MYa, MYb forward / reverse drive, drive stop signal, SLa, SLb on / off signal, XY direction forward / reverse positioning drive, drive stop signal and other signals whenever necessary Output and automatically execute the various operation controls. If there is a stop signal for some reason, the automatic control stops.
[0025]
The light shielding members 8a and 8b are shielded from light and released from light shielding by the solenoids SLa and SLb being turned on and off in cooperation with the springs 9a and 9b. Of course, any other actuator may be used. In some cases, a liquid crystal shutter can be used, and depending on the response performance of shading and shading cancellation, if the shading and shading cancellation control is performed separately, not only when the processing axis discrimination marks 6a and 6b are attached. The laser processing itself can be performed differently on the respective processing axes 3a and 3b without depending on the emission control of the laser 1. Further, in the present embodiment, parallel laser processing is performed on a plurality of processing parts 4a and 4b on different workpieces 4 using a plurality of processing axes, but they are set on the same workpiece 4. It is also possible to perform parallel laser processing with a plurality of processing axes on a plurality of processing parts.
[0026]
【The invention's effect】
According to the first feature of the multi-axis laser processing method of the first aspect of the present invention, the number of scan optical systems corresponding to the part to be processed is one, but only one laser light source and one emission control are required. It is only necessary for the laser light source, and a plurality of scanning optical systems can be aggregated in a range where a plurality of parts to be processed can be centrally arranged, and the necessary apparatus and control are simplified in inverse proportion to the number of laser light branches , Equipment installation space can be reduced and product cost can be reduced. In addition, individual laser processing using a plurality of processing axes of each processed part is based on the emission control of one laser beam, and there is an advantage that a processing error due to deviation of the laser beam emission control does not occur between the processed parts.
[0028]
According to the second feature of the invention of claim 1, one laser beam is branched into a plurality of machining axes, and laser machining common to a plurality of machining parts is performed, while machining is performed for each of the plurality of machining axes. Each part is marked with a machining axis discriminating mark differentiated under different position conditions, and by this differentiation, it is possible to discriminate which machining axis was machined by the machining axis. Individual processing management due to differences in dirt on the optical system and scan control deviations at each processing axis becomes easy.
[0029]
According to the first feature of the multi-axis laser processing apparatus of the invention of claim 2, the method of the first feature of the invention of claim 1 can be automatically achieved, and according to the second feature, the method is claimed. The method of the second aspect of the invention of item 1 can be automatically achieved.
[Brief description of the drawings]
[1] first in the embodiment of the present invention, it is a perspective view showing a multiple-axis laser processing apparatus including a second embodiment.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing a state in which a machining axis discrimination mark according to the first embodiment of FIG. 1 is attached, in which FIG. 2A is a diagram corresponding to the first machining axis, and FIG. 2B is a second machining axis; FIG. 8C is a plan view of a portion to be machined with a machining axis discrimination mark.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing a state in which a machining axis discrimination mark according to the second embodiment of FIG. 1 is attached, in which FIG. 3A is a diagram corresponding to the first machining axis, and FIG. 3B is a second machining axis; It is a figure corresponding to.
4 is a block configuration diagram of a control circuit of the apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional laser processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b Laser light 2a, 2b Scanning optical system 3a, 3b Processing axis 4 Processing object 4a, 4b Processing part 5a, 5b f · θ lens 6a, 6b Processing axis discrimination mark 7a, 7b Mask 8a, 8b Member 10 Laser oscillator 15 XY table 21 Microcomputer 22 Program file 23 Emission control means 24 Scan control means 25 Shading control means 26 Positioning control means

Claims (2)

ーザ光を複数に分岐して、複数のスキャン光学系に導き、前記複数のスキャン光学系を共通したスキャン制御により各スキャン光学系に対応する被加工部に対して同一のレーザ照射を行い、各加工軸上のレーザ光を異なったスキャン時点で遮光して各被加工部ごとにそれぞれに異なった位置にマークを加工することを特徴とする複数軸レーザ加工方法。Branched Les laser light into a plurality of leads to a plurality of scan optical systems, the same laser irradiation for the workpiece section corresponding to the scan optical system by scanning control through co the plurality of scan optical systems performs multiple axis laser processing method characterized by processing the mark in each of different positions in the light for each workpiece unit shielding the scan time of the laser beam becomes different on each machining axis. 1つのレーザ発光源からのレーザ光を複数に分岐させる分岐手段と、各分岐されたレーザ光をそれぞれスキャン制御し、fθレンズを介して各被加工物上の所定位置に照射しレーザ加工を行う複数のスキャン光学系と、レーザ発光源の出射を制御する出射制御手段と、複数のスキャン光学系を共通したスキャン制御により制御するスキャン制御手段と、前記fθレンズと被加工物との間に各分岐されたレーザ光を異なった時点で遮光、遮光解除する遮光制御手段とを備えたことを特徴とする複数軸レーザ加工装置。Branching means for branching laser light from one laser emission source into a plurality of parts, and scanning control of each branched laser light, respectively, irradiating a predetermined position on each workpiece through an fθ lens to perform laser processing between the plurality of scanning optical system, and the extraction control means for controlling the emission of Les chromatography the light emitting source, a scan control unit for controlling the common scan control a plurality of scan optical system, the fθ lens and the workpiece shielding at different time points the laser beams each branch, further comprising a light shielding control means for releasing the light shielding multiple axes laser processing apparatus according to claim to.
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