JP4046913B2 - 加工テーブルおよびレーザ加工機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄板材等の被加工物を吸着可能な加工テーブルおよびレーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に被加工物の吸着方法の従来例を示す。加工テーブル５０の上面に直径２〜３ｍｍの多数の穴５２が明いており、これら全ての穴５２とつながったテーブル内部の空間（部屋）に真空ポンプ５１が接続されている。真空ポンプ５１は加工機の使用中常に作動しており、被加工物が載せられた時点で真空ポンプ５１から前記空間までの流路途上の弁が開いて被加工物が真空吸着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
シート状の薄い被加工物を加工テーブルに吸着した時、吸着力が強過ぎると吸着穴の部分で被加工物がへこむ。プリント基板レーザ穴明け加工機による加工では、へこみ部分においてへこみの深さに相当する焦点位置ずれが発生するので、照射ビーム径の増加に伴う加工穴径の増加、照射パワー密度の低下による切れ味の劣化、加工面の傾きによる加工穴の傾斜などのため加工品質が劣化する。また、吸着時に被加工物にしわができると、しわで膨らんだ部分の加工穴品質が前述と同様の理由で劣化する。したがって、適正な吸着圧で被加工物を吸着し、凹凸の発生を防止することが必要である。適正な吸着圧は被加工物の材質や厚みによって変化し、材質が柔らかく厚みの薄いほど吸着圧を弱めなければならない。適正な吸着のためには吸着穴を小口径化して吸着圧を弱め、穴数を増やして全体としての吸着力を確保する必要がある。厚み数十ミクロン程度のシート状材料を凹凸ができないように吸着するためには、直径１ｍｍ以下の穴を厚さ１０ｍｍ程度の金属製の加工テーブルに何万個も明けなければならないが、工具の破損や寿命の面でかなり困難である。また、一穴あたりの流路抵抗の増加および穴数の増加に伴い、真空排気装置に要求される排気能力が激増し、大出力が必要となるため、あまり現実的な方法ではない。
【０００４】
したがって、この発明の目的は、厚みの薄い材料でも凹凸を生じないような適正な力で吸着できる加工テーブルおよびレーザ加工機を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の加工テーブルは、板状またはシート状の被加工物を載置可能な加工テーブルであって、被加工物を載置する側に配置された多孔質部と、この多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段と、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じて調整手段を制御する制御部とを備え、吸引手段は多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と接続し、調整手段として流路を選択する選択手段を設け、制御部が被加工物の縦、横の寸法を包含する必要最小限の区画に対応する流路を選択し、かつその選択するタイミングとして、まず最初に被加工物の中央部の区画に対応する流路が選択された後、被加工物の周辺部の区画に向かって順次選択する。
【００１２】
このように、多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段と、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じて調整手段を制御する制御部とを設けたので、多孔質部の載置面に被加工物を置いて吸着したとき、多孔質部の縦横無尽の小孔を経由して被加工物が吸着される。多孔質部の孔径は被加工物の厚みに比べて充分小さいため、一つの孔の吸引力は充分弱く、被加工物がへこむことはない。また、一つの孔の吸引力が弱くても孔数が非常に多いため、被加工物全体を吸着する力としては充分である。この作用効果に加えて、吸引手段としてポンプ装置を用い、ポンプ装置から多孔質部までの間、またはポンプ装置に設けた吸引力の調整手段を制御部で制御することにより被加工物の材質、厚み、形状、寸法の区分に応じた吸引力で吸着でき、被加工物のへこみを防止できる。また、吸引手段は多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と接続し、調整手段として流路を選択する選択手段を設け、制御部が被加工物の縦、横の寸法を包含する必要最小限の区画に対応する流路を選択し、かつその選択するタイミングとして、まず最初に被加工物の中央部の区画に対応する流路が選択された後、被加工物の周辺部の区画に向かって順次選択するので、複数の流路から接続する流路を選択する。このとき、選択手段により並列接続された複数の流路のうちのいずれか１つまたは複数の流路に切り替えて接続する。流量は選択した流路の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００１３】
請求項２記載の加工テーブルは、板状またはシート状の被加工物を載置可能な加工テーブルであって、被加工物を載置する側に配置された多孔質部と、この多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段とを備え、多孔質部との接続部分の流路断面積を異ならせた複数の流路をポンプ装置から設け、流路断面積の異なる流路を交互に配置し、調整手段として流路断面積の異なる流路の一方または双方を選択する選択手段を設けた。
このように、多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段とを設けたので、多孔質部の載置面に被加工物を置いて吸着したとき、多孔質部の縦横無尽の小孔を経由して被加工物が吸着される。多孔質部の孔径は被加工物の厚みに比べて充分小さいため、一つの孔の吸引力は充分弱く、被加工物がへこむことはない。また、一つの孔の吸引力が弱くても孔数が非常に多いため、被加工物全体を吸着する力としては充分である。この作用効果に加えて、吸引手段としてポンプ装置を用い、ポンプ装置から多孔質部までの間、またはポンプ装置に設けた吸引力の調整手段により被加工物を適正な吸引力で吸着でき、被加工物のへこみを防止できる。
また、多孔質部との接続部分の面積を異ならせた複数の流路をポンプ装置から設け、調整手段として流路断面積の異なる流路の一方または双方を選択する選択手段を設けたので、流路断面積の異なる複数の流路から適正な流路を選択して接続する。このとき、選択手段により並列接続された流路断面積が異なる複数の流路を切り替えて接続することで、吸引力を調整することができる。流量は選択した流路の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００１４】
請求項３記載の加工テーブルは、請求項２において、各孔の径として、流路断面積の異なる流路のうち流路断面積の小さい方に接続した孔を流路断面積の大きな方に接続した孔よりも小さな径とした。
【００１７】
請求項４記載の加工テーブルは、請求項２または３において、吸引手段は、多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と、流路を選択する選択手段とを有する。このように、吸引手段は、多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と、流路を選択する選択手段とを有するので、選択手段により流路を切り替えてそれぞれ区画に接続することができる。このため、複数に分割された区画に接続された流路から被加工物に応じた適正な流路を選択することにより、被加工物を必要最小限の区画で吸着できる。
【００１９】
請求項５記載の加工テーブルは、請求項１から４のいずれかにおいて、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力よりも低い吸引力で吸引手段を駆動した後、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力で吸引手段を駆動する制御部を設けた。このように、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力よりも低い吸引力で吸引手段を駆動した後、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力で吸引手段を駆動する制御部を設けたので、まず始めに被加工物に相応した吸引力よりも小さい力で吸着することにより、被加工物のたわみが解消される。次に、被加工物に相応した吸引力で吸着することで、しわが発生することなく吸着される。
【００２０】
請求項６記載の加工テーブルは、請求項１から５のいずれかにおいて、吸引時の被加工物の表面形状を検出するセンサと、センサが検出した表面形状を示す値の絶対値がしきい値よりも大きいときに注意信号を発生させる判断部とを備えた。このように、吸引時の被加工物の表面形状を検出するセンサと、センサが検出した表面形状を示す値の絶対値がしきい値よりも大きいときに注意信号を発生させる判断部とを備えたので、被加工物の厚みをセンサで検出し、検出値と設定されたしきい値が比較される。検出値がしきい値を越えた場合、注意信号が出される。
【００２１】
請求項７記載のレーザ加工機は、請求項１から６のいずれかに記載の加工テーブルと、レーザを発生するレーザ発振器と、このレーザ発振器から被加工物にレーザ光を導く外部光学系とを備えた。このように、請求項１から６の何れかに記載の加工テーブルと、レーザを発生するレーザ発振器と、このレーザ発振器から被加工物にレーザ光を導く外部光学系とを備えたので、レーザ加工の際に被加工物が適正な力で加工テーブルに吸着されることで焦点位置のずれが発生することなく、加工品質が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態の加工テーブルおよびレーザ加工機の概念図である。図１において、１は炭酸ガスレーザ発進器、２は外部光学系、３は板状またはシート状の被加工物を載置可能加工テーブル、４はｆθレンズ及びガルバノミラーと一体で動くＺ軸、５は吸着のための真空ポンプ（ポンプ装置）、６は自動制御装置、７は多孔質板（多孔質部）である。
【００２３】
多孔質板７は厚さ数ミリで、被加工物を載置する側、通常加工テーブル３のテーブル本体３ａに保持されており、被加工物の加工時に加工テーブル３上に吸着される。この場合、被加工物はシート状の基板１０である。多孔質材としては焼結金属フィルタ、泡ガラス、発泡プラスチック、軽量キャスタブル、耐火断熱れんが、ニューセラミックス等があり、また平面度が悪いと焦点位置ずれによる加工不良が発生する可能性があるので、多孔質材の両面を研削等の仕上げ加工を施し、平面度を出してから使用する。加工テーブル３は、テーブル本体３ａがＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能に構成している。また、真空ポンプ５およびこれと多孔質板７との間に配置された流路８等で構成される吸引手段により、多孔質板７の各孔を介して吸引することで基板１０を多孔質板７の載置面に吸着する。
【００２４】
上記の構成において、炭酸ガスレーザ発振器１から出射されたレーザビームはｆθレンズやガルバノミラー、マスク、集光レンズ、反射鏡等からなる外部光学系２を通り、２軸（Ｘ，Ｙ）加工テーブル３上のプリント基板１０上に集光され、穴が加工される。
【００２５】
以上のようにこの実施の形態によれば、多孔質板７の載置面に基板１０を置いて吸着したとき、多孔質板７の縦横無尽の小孔を経由して基板１０が吸着される。多孔質板７の孔径は基板１０の厚みに比べて充分小さいため、一つの孔の吸引力は充分弱く、基板１０がへこむことはない。また、一つの孔の吸引力が弱くても孔数が非常に多いため、基板１０全体を吸着する力としては充分である。
【００２６】
なお、多孔質部は加工テーブル３上面に埋め込まれていてもよい。また、安全面から、極力耐火性にすぐれた材質を使用するのが望ましい。多孔質部は、多孔質板７に限らず、直径数百ミクロンの孔が１ｃｍ² 当たり数十個以上の密度で全面に明いたアクリル等、高反射材以外の材料なら何でもよい。また、多孔質部に被加工物を吸着した状態で貫通穴加工してもよい。また、多孔質部の小径孔が加工中の粉塵等で目詰まりした場合、エアノズル等で掃除したり、超音波洗浄したりすることで、詰まりを解消できる。
【００２７】
この発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態では、第１の実施の形態において、吸引手段の吸引力を調整する調整手段と、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じて調整手段を制御する制御部とを備えている。この場合、被加工物は、材質、厚み、寸法で区分される。材質は、エポキシ、ガラエポ、ポリイミド等の材種や銅箔有り／無しの区分で分類され、板厚は▲１▼５０μｍ未満、▲２▼５０〜１００μｍ、▲３▼１００〜２００μｍ、▲４▼２００〜４００μｍ、▲５▼４００μｍ以上の５段階に分類されており、基板区分一覧表として加工機の自動制御装置６に登録されている。
【００２８】
図１に示した吸引手段の真空ポンプ５は調整手段としてインバータ等の付属した回転数可変型を用いている。加工データ中の基板材質、板厚、寸法のデータが、前記の基板区分一覧表と照合され、所属する区分に設定されたインバータの周波数、ひいては真空ポンプ５の回転数が指定され、被加工物が適正な吸引力で吸着される。
【００２９】
以上のようにこの実施の形態によれば、吸引手段として真空ポンプ５を用い、真空ポンプ５に設けた吸引力の調整手段を自動制御装置６で制御することにより被加工物の材質、厚み、形状、寸法の区分に応じた吸引力で吸着でき、被加工物のへこみを防止できる。
【００３０】
また、調整手段は真空ポンプ５から多孔質板７までの間に設けてもよい。すなわち、第３の実施の形態では、前記の基板区分毎に相応の流量がパラメータとして設定され、加工データの中の材質、板厚、寸法のデータが前記基板区分のどこに属するかで流量が決まり、真空ポンプ５から加工テーブル３に至る流路の途中に設けられた流量調整電磁弁がその指令値を受けて調整量が制御され、適正な吸引力で吸着される。なお、基板１０の分類の仕方は、材質に応じてしきい値や段階数を変更することができる。
【００３１】
また、第４の実施の形態では、真空ポンプ５から加工テーブル３に至る経路の途中に大気開放調整電磁弁が設けられている。加工データ中の基板材質や板厚データは前記の基板材質や板厚の区分に従って分類され、それに応じた弁の調整量が設定されている。図２は大気開放調整に電磁ニードルバルブを用いた例である。図２に示すように、加工テーブル３側の流路１１に接合された電磁弁１２が真空ポンプ５側の流路１３に対して進退する。電磁弁１２と流路１３との重なり部分はテーパ面となっており、大気開放調整できる。なお、大気開放調整弁は角度調整タイプのものでも構わない。
【００３２】
この発明の第５の実施の形態を図３に基づいて説明する。図３はこの発明の第５の実施の形態の加工テーブルに用いる流路の概念図である。第２の実施の形態の調整手段として、図３に示すように、真空ポンプ５から加工テーブル３に至る流路の途中に複数の流路１５を並列接続し、流路毎に電磁弁（選択手段）１６を設けた。前述の基板区分一覧表の区分毎に各電磁弁１６の開閉状態が設定されており、加工データ中の基板材質、板厚、寸法データが前述の基板区分一覧表と照合され、所属する区分に応じた各電磁弁１６の開閉状態が指定されて適正な吸引力で吸着される。
【００３３】
このように、真空ポンプ５と多孔質板７の間に二つ以上の流路１５を設け、調整手段として流路を選択する電磁弁１６を設けたので、複数の流路１５から接続する流路を選択する。このとき、電磁弁１６により並列接続された複数の流路１５のうちのいずれか１つまたは複数の流路１５に切り替えて接続する。流量は選択した流路の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００３４】
この発明の第６の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４はこの発明の第６の実施の形態の加工テーブルの概念図である。第２の実施の形態において、図４に示すように、加工テーブル３に、直径３ｍｍ及び１ｍｍの２種類の吸着孔１９，２０を設けた例である。この２種類の孔１９，２０から真空ポンプ５までの流路２１，２２は独立しており、それぞれに調整手段として電磁弁（選択手段）２３，２４が設けられている。前述の基板区分一覧表の区分毎に各電磁弁２３，２４の開閉状態が設定されており、被加工物の厚みが薄くてたわみ易い場合は直径１ｍｍの孔２０から吸着されるように設定されている。加工データ中の基板材質、板厚、寸法データが前記基板区分一覧表と照合され、所属する区分に応じた各電磁弁２３，２４の開閉状態が指定されて適正な吸引力で吸着される。
【００３５】
このように、多孔質部との接続部分の面積を異ならせた複数の流路２１，２２を真空ポンプ５から設け、調整手段として流路２１，２２を選択する電磁弁２２，２３を設けたので、流路断面積の異なる複数の流路２１，２２から適正な流路を選択して接続する。このとき、電磁弁２２，２３により並列接続された流路断面積が異なる複数の流路２１，２２を切り替えて接続することで、吸引力を調整することができる。流量は選択した流路２１，２２の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００３６】
この発明の第７の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５はこの発明の第７の実施の形態の加工テーブルの概念図である。第１または２の実施の形態において、図５に示すように、加工テーブル３の多孔質部２７が複数の区画（エリア１〜５）に分割され、真空ポンプ５から各区画に独立した流路２８が設けられ、それぞれに電磁弁（選択手段）２９が設けられている。これら複数の流路２８と電磁弁２９で吸引手段が構成される。前述の基板区分一覧表の区分毎に各電磁弁２９の開閉状態が設定されており、被加工物の縦、横の寸法を包含する必要最小限の区画に対応する流路の電磁弁２９のみが開かれ、被加工物が吸着される。また、吸着開始時の電磁弁２９の開くタイミングが電磁弁２９の制御回路（自動制御装置６にある）の中のディレイ回路により制御されており、まず最初に被加工物の中央部の区画に対応する流路２８の電磁弁２９が開かれた後、周辺部の区画に向かって順次電磁弁２９が開かれるようになっている。従って、被加工物は中央部から吸着され始め、徐々に周辺部が吸着されるようになっている。ディレイ時間はパラメータで設定できるようになっている。なお、区画の分割の仕方は、例えば５０ｍｍ角毎の範囲の孔に個別に電磁弁を設け、きめ細かく吸着範囲を制御してもよい。
【００３７】
このように、吸引手段は、多孔質部２７を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路２８と、流路２８を選択する電磁弁２９とを有するので、電磁弁２９により流路２８を切り替えてそれぞれ区画に接続することができる。このため、複数に分割された区画に接続された流路２８から被加工物に応じた適正な流路２８を選択することにより、被加工物を必要最小限の区画で吸着できる。また、多孔質部２７に載置された被加工物の中央部に対応する区画から周辺部に対応する区画へ選択を広げるように電磁弁２９を制御する制御部を設けたので、複数に分割された区画に接続された流路２８において、まず被加工物中央に対応する区画の流路２８を選択して吸引を開始し、その後、流路２８の選択範囲を中央部から周辺部の区画に順次選択の範囲を広げることにより、被加工物の中央部から外周部に向かって吸着されるため、被加工物にたるみができず、しわの発生を防止できる。
【００３８】
この発明の第８の実施の形態について説明する。この実施の形態では、前記各実施の形態において、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力よりも低い吸引力で吸引手段を駆動した後、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力で吸引手段を駆動する制御部を設けた。この場合、真空ボンプ５はインバータ等の付属した回転数可変型を用いている。真空ボンプ５の起動から定常回転までの立ち上がりにおけるインバータの周波数及びその持続時間がパラメータで設定できるようになっている。このパラメータは、前述の基板区分一覧表の区分毎に設定されている。加工データ中の基板材質、板厚、寸法のデータが前記一覧表と照合され、被加工物にしわが発生しないような吸着ができる。すなわち、まず始めに被加工物に相応した吸引力よりも小さい力で吸着することにより、被加工物のたわみが解消される。次に、被加工物に相応した吸引力で吸着することで、しわが発生することなく吸着される。これにより、吸着開始時のしわの発生をなくすことができ、加工品質の安定化を図ることができる。
【００３９】
この発明の第９の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６はこの発明の第９の実施の形態の加工テーブルの概念図である。前記各実施の形態において、図６に示すように、加工テーブル３上方で板厚センサ３０（最小１μｍ単位まで測定可能）がＺ軸に取り付けられており（図１参照）、被加工物が吸着された後、そのわずか上方までＺ軸とともにセンサ３０が下降する。センサ３０の触針先端部には外径φ５０ｍｍ程度のやや面積の広いアクリルのパッド３０ａがついており、パッド３０ａがわずかでも被加工物に接触すればセンサ３０の下降が停止し、その時のＺ座標が厚みの検出値としてフィードバックされる。従って、このパッド３０ａの範囲に膨らみがあれば、膨らんだ所の厚みが検出される。その後、加工データ中の被加工物の寸法データに基づき、図６のように加工テーブル３の多孔質部３１が左右（Ｘ）方向に往復しながら等ピッチ（パッド３０ａの直径以下）で前後（Ｙ）方向に移動を繰り返し、被加工物である基板１０全体にわたって厚みを測定しながら走査する。もちろん、前後（Ｙ）方向に往復しながら左右（Ｘ）方向に移動を繰り返してもよい。厚みの走査中に変位の値がしきい値として設定した１００μｍ以上変化した時、警報ランプが点灯する。警報ランプの代わりに警報ブザーが鳴るようになっていてもよい。また、被加工物の表面が鋼箔などの導電性材料の場合、センサは静電容量形ハイトセンサであってもよい。
【００４０】
以上のようにこの実施の形態によれば、吸引時の被加工物の表面形状を検出するセンサ３０と、センサ３０が検出した表面形状を示す値の絶対値がしきい値よりも大きいときに注意信号を発生させる判断部とを備えたので、被加工物の厚みをセンサ３０で検出し、検出値と設定されたしきい値が比較される。検出値がしきい値を越えた場合、注意信号が出され加工不良を未然に防止できる。
【００４１】
また、前記９例の実施形態から二つ以上の形態を組み合わせて適用してもよい。なお、この実施形態で示したレーザ加工機はプリント基板レーザ穴明け加工機の例であるが、その他の加工、例えば高精度を要求されるレーザ切断機等にも適用可能である。また、前記何れの実施形態においてもレーザ発振器は炭酸ガスレーザ以外にもＹＡＧレーザやエキシマレーザ等、あらゆる加工用レーザが適用できる。
【００４５】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の加工テーブルによれば、多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段と、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じて調整手段を制御する制御部とを設けたので、多孔質部の載置面に被加工物を置いて吸着したとき、多孔質部の縦横無尽の小孔を経由して被加工物が吸着される。多孔質部の孔径は被加工物の厚みに比べて充分小さいため、一つの孔の吸引力は充分弱く、被加工物がへこむことはない。また、一つの孔の吸引力が弱くても孔数が非常に多いため、被加工物全体を吸着する力としては充分である。このように、吸着孔を小径化して数を増すことで被加工物の吸着圧が均一化され、被加工物が薄くて軟質の材料でもへこみを防止でき、加工品質の安定化を図ることができる。この作用効果に加えて、吸引手段としてポンプ装置を用い、ポンプ装置から多孔質部までの間、またはポンプ装置に設けた吸引力の調整手段を制御部で制御することにより被加工物の材質、厚み、形状、寸法の区分に応じた吸引力で吸着できる。このため、被加工物が薄くて軟質の材料でもへこみを防止でき、加工品質の安定化を図ることができる。また、吸引手段は多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と接続し、調整手段として流路を選択する選択手段を設け、制御部が被加工物の縦、横の寸法を包含する必要最小限の区画に対応する流路を選択し、かつその選択するタイミングとして、まず最初に被加工物の中央部の区画に対応する流路が選択された後、被加工物の周辺部の区画に向かって順次選択するので、複数の流路から接続する流路を選択する。このとき、選択手段により並列接続された複数の流路のうちのいずれか１つまたは複数の流路に切り替えて接続する。流量は選択した流路の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００４６】
この発明の請求項２記載の加工テーブルによれば、多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで被加工物を多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、吸引手段の吸引力を調整する調整手段とを設けたので、多孔質部の載置面に被加工物を置いて吸着したとき、多孔質部の縦横無尽の小孔を経由して被加工物が吸着される。多孔質部の孔径は被加工物の厚みに比べて充分小さいため、一つの孔の吸引力は充分弱く、被加工物がへこむことはない。また、一つの孔の吸引力が弱くても孔数が非常に多いため、被加工物全体を吸着する力としては充分である。このように、吸着孔を小径化して数を増すことで被加工物の吸着圧が均一化され、被加工物が薄くて軟質の材料でもへこみを防止でき、加工品質の安定化を図ることができる。この作用効果に加えて、吸引手段としてポンプ装置を用い、ポンプ装置から多孔質部までの間、またはポンプ装置に設けた吸引力の調整手段により被加工物を適正な吸引力で吸着できる。このため、被加工物が薄くて軟質の材料でもへこみを防止でき、加工品質の安定化を図ることができる。
また、多孔質部との接続部分の面積を異ならせた複数の流路をポンプ装置から設け、調整手段として流路断面積の異なる流路の一方または双方を選択する選択手段を設けたので、流路断面積の異なる複数の流路から適正な流路を選択して接続する。このとき、選択手段により並列接続された流路断面積が異なる複数の流路を切り替えて接続することで、吸引力を調整することができる。流量は選択した流路の総断面積に比例するので、被加工物に応じた適正な流路選択により、適正な吸引力での吸着ができ、被加工物のへこみを防止できる。
【００４７】
この発明の請求項３記載の加工テーブルによれば、請求項２において、各孔の径として、流路断面積の異なる流路のうち流路断面積の小さい方に接続した孔を流路断面積の大きな方に接続した孔よりも小さな径とすることが好ましい。
【００５０】
請求項４では、吸引手段は、多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と、流路を選択する選択手段とを有するので、選択手段により流路を切り替えてそれぞれ区画に接続することができる。このため、複数に分割された区画に接続された流路から被加工物に応じた適正な流路を選択することにより、被加工物を必要最小限の区画で吸着できる。それとともに、吸引手段の吸引能力が必要最小限にとどめられ、エネルギ及びランニングコストを節約できる。
【００５２】
請求項５では、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力よりも低い吸引力で吸引手段を駆動した後、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力で前記吸引手段を駆動する制御部を設けたので、まず始めに被加工物に相応した吸引力よりも小さい力で吸着することにより、被加工物のたわみが解消される。次に、被加工物に相応した吸引力で吸着することで、しわが発生することなく吸着される。このため、吸着開始時のしわの発生をなくすことができ、加工品質の安定化を図ることができる。
【００５３】
請求項６では、吸引時の被加工物の表面形状を検出するセンサと、前記センサが検出した表面形状を示す値の絶対値がしきい値よりも大きいときに注意信号を発生させる判断部とを備えたので、被加工物の厚みをセンサで検出し、検出値と設定されたしきい値が比較される。検出値がしきい値を越えた場合、注意信号が出される。このため、被加工物の吸着時にへこみや脹らみが発生した場合でも、加工前にこれを検知して知らせる機能を設けることにより、加工不良を未然に防止できる。
【００５４】
この発明の請求項７記載のレーザ加工機によれば、請求項１から６の何れかに記載の加工テーブルと、レーザを発生するレーザ発振器と、このレーザ発振器から被加工物にレーザ光を導く外部光学系とを備えたので、レーザ加工の際に被加工物が適正な力で加工テーブルに吸着されることで焦点位置のずれが発生することなく、加工品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の加工テーブルおよびレーザ加工機の概念図である。
【図２】第４の実施の形態において大気開放調整に電磁ニードルバルブを用いた例を示す断面図である。
【図３】この発明の第５の実施の形態の加工テーブルに用いる流路の概念図である。
【図４】この発明の第６の実施の形態の加工テーブルに用いる流路の概念図である。
【図５】この発明の第７の実施の形態の加工テーブルに用いる流路の概念図である。
【図６】この発明の第９の実施の形態の加工テーブルに用いる流路の概念図である。
【図７】従来例の概念図である。
【符号の説明】
１ レーザ発振器
２ 外部光学系
３ 加工テーブル
４ Ｚ軸
５ 真空ボンプ
６ 自動制御装置
７ 多孔質板
１５，２１，２２，２８ 流路
１６，２３，２４，２９ 電磁弁
２７，３１ 多孔質部
３０ 板厚センサ

Claims (7)

1. 板状またはシート状の被加工物を載置可能な加工テーブルであって、前記被加工物を載置する側に配置された多孔質部と、この多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで前記被加工物を前記多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、前記吸引手段の吸引力を調整する調整手段と、前記被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じて前記調整手段を制御する制御部とを備え、前記吸引手段は前記多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と接続し、前記調整手段として前記流路を選択する選択手段を設け、前記制御部が被加工物の縦、横の寸法を包含する必要最小限の区画に対応する流路を選択し、かつその選択するタイミングとして、まず最初に被加工物の中央部の区画に対応する流路が選択された後、被加工物の周辺部の区画に向かって順次選択する加工テーブル。
2. 板状またはシート状の被加工物を載置可能な加工テーブルであって、前記被加工物を載置する側に配置された多孔質部と、この多孔質部の各孔を介してポンプ装置で吸引することで前記被加工物を前記多孔質部の載置面に吸着する吸引手段と、前記吸引手段の吸引力を調整する調整手段とを備え、前記多孔質部との接続部分の流路断面積を異ならせた複数の流路を前記ポンプ装置から設け、前記流路断面積の異なる流路を交互に配置し、前記調整手段として前記流路断面積の異なる流路の一方または双方を選択する選択手段を設けた加工テーブル。
3. 前記各孔の径として、前記流路断面積の異なる流路のうち流路断面積の小さい方に接続した孔を流路断面積の大きな方に接続した孔よりも小さな径とした請求項２記載の加工テーブル。
4. 前記吸引手段は、多孔質部を複数の区画に分割してそれぞれの区画に接続された複数の流路と、前記流路を選択する選択手段とを有する請求項２または３に記載の加工テーブル。
5. 被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力よりも低い吸引力で吸引手段を駆動した後、被加工物の種類、形状、寸法の少なくとも一つに応じた吸引力で前記吸引手段を駆動する制御部を設けた請求項１から４のいずれかに記載の加工テーブル。
6. 吸引時の被加工物の表面形状を検出するセンサと、前記センサが検出した表面形状を示す値の絶対値がしきい値よりも大きいときに注意信号を発生させる判断部とを備えた請求項１から５のいずれかに記載の加工テーブル。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の加工テーブルと、レーザを発生するレーザ発振器と、このレーザ発振器から被加工物にレーザ光を導く外部光学系とを備えたレーザ加工機。

Images