JP4221204B2

JP4221204B2 - プリント基板加工機

Info

Publication number: JP4221204B2
Application number: JP2002298886A
Authority: JP
Inventors: 秀典立石; 勝二穴; 栄高▲崎▼; 友嗣加藤
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP2004130365A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ装置にパルス状のレーザ光を出力させ、出力されたレーザ光を加工箇所に照射してワークを加工するプリント基板加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ装置は、起動後、出力するレーザ光のパワー（エネルギ量）のばらつきが小さくなるまでにある程度の時間を要する。また、レーザ光を位置決めするためのガルバノスキャナ装置は、ミラーを回転駆動するモータの温度変化により位置決め精度が変化する。このため、プリント基板加工機を起動させた場合は、ワークを加工する前の段取り作業として、プリント基板加工機をウオーミングアップ（以下、「ヒートラン運転」という。）させ、レーザ装置の出力およびガルバノスキャナ装置の位置決め精度の安定化をはかっている。
【０００３】
ヒートラン運転をする場合は、ワークを載置するテーブル上にダミーワークを載置しておき、所定の時間ヒートラン運転用の条件でダミーワークにレーザ光を照射した後、パワー測定装置にレーザ光を照射してそのパワーを測定する。
【０００４】
そして、測定したパワー値が許容範囲内であれば、ガルバノ精度チェック用プログラムにしたがい、例えばダミーワークと並列させてテーブル状に載置されたアクリル板の予め定められた位置にレーザ光を照射して加工された穴の位置を測定する。そして、測定したパワー値が許容範囲内であればダミーワークを正規のワークに取り替え、加工条件をワーク加工用に変更して加工を行っていた。
【０００５】
また、ヒートラン運転は起動時だけでなく、加工精度の維持を目的として、起動されたプリント基板加工機が待機状態のまま一定の時間加工を行わなかった停止期間後（なお、プリント基板加工機が起動されていない期間を「休止期間」という。）にも、停止時間に応じてヒートラン運転を行う場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、停止時間は一定でないため、停止時間に応じてヒートラン運転を行う場合の段取り作業が面倒になった。また、操作員が機械に付いていなくてはならないため、作業性が低かった。さらに、ヒートラン運転ではレーザ光のパワーを小さくする等、通常の加工条件とは異なる条件のレーザ光をダミーワークに照射させるので、加工条件の変更を忘れると加工不良が発生した。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、プリント基板加工機の停止時間がばらついても確実に加工を継続できると共に、加工品質を維持することができるプリント基板加工機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、レーザ装置にパルス状のレーザ光を出力させ、ガルバノミラーで偏向させた前記レーザ光を加工箇所に照射してワークを加工するプリント基板加工機において、複数の期間を設定するための期間設定手段と、前記レーザ装置がレーザを出力してからの時間を第１の時間として計測する第１の計時手段と、前記ガルバノミラーの位置を補正してからの時間をガルバノ補正時間として計測する第２の計時手段と、前記レーザ光のパワーを測定するパワー測定装置と、前記ワークの前記レーザ光の入射側に前記レーザ光の光路を偏向または遮断する偏向・遮断手段と、を設け、前記第１の計時値を前記レーザ光を出力させる毎にリセットするように構成しておき、前記レーザ光を出力させようとするときの前記第１の計時値が予め定める第1の期間以下、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達していない場合は、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、前記レーザ光を出力させようとするときの前記第１の計時値が予め定める第1の期間以下、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達している場合は、照射位置が適切であることを確認した後、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、前記レーザ光を出力させようとするときの前記計時値が前記第 1 の期間よりも長い場合は、予め定める第２の期間予め定める加工プログラムの加工条件に従って前記レーザ光を出力させた後に前記レーザ光のパワーを測定し、パワー測定値が許容範囲内の場合、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達していない場合は、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、前記第２の期間経過後のパワー測定値が前記許容範囲内の場合、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達している場合は、照射位置が適切であることを確認した後、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、前記ワークの加工を行うとしない場合は、前記偏向・遮断手段を動作させ、前記レーザ光を前記ワークに入射させないことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るプリント基板加工機の制御系統図である。
【００１１】
同図において、プリント基板加工機１のＸＹテーブル６は駆動装置１５Ｘ，１５ＹによりＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動される。ＸＹテーブル６の端部には、パワー測定装置１４の測定器１４ａとガルバノ精度測定用ワーク（例えば、アクリル板。）１３が載置されている。
【００１２】
レーザ装置（レーザ発振器）２は、パルス状のレーザ光５を出力する。レーザ装置２の光路上には、光路切換装置３、ガルバノミラー９、ｆθレンズ８が配置されている。光路切換装置３は、レーザ装置２から出力されたレーザ光５の光路をガルバノミラー９に向かう光路またはダンパー４に向かう光路に切り替える。
【００１３】
ガルバノミラー９は駆動装置１７により駆動され、レーザ装置２から出力されたレーザ光５をスキャンエリア７内に位置決めする。ｆθレンズ８は、ガルバノミラー９によって偏向されたレーザ光５をＸＹテーブル６に載置されたワーク１２に垂直に入射させる。ガルバノミラー９、ｆθレンズ８を載置する軸１０は、駆動装置１５ＺによりＺ軸方向に駆動され、レーザ光５をワーク１２の表面に集光させる。
【００１４】
ＸＹテーブル６の上方にはカメラ１１が配置されている。カメラ１１は画像処理装置１６に接続されている。
【００１５】
ＮＣ装置１８は、加工プログラム２０およびキーボード２１からの指令に基づいてプリント基板加工機１（ワーク交換装置２３を含む）に所定の制御信号を出力する。加工プログラム２０には、プリント基板における穴明け位置の機械原点に対する座標等のデータが記載されている。記憶装置１９には所要事項が記憶されている。ＣＲＴ２２は、加工状況や加工プログラム２０の内容、あるいはアラームの表示等を行う。
【００１６】
計時装置３０を備える期間設定装置３１はＮＣ装置１８に接続されている。期間設定装置３１は設定器３２により、後述する複数の期間を設定される。
【００１７】
次に、この実施形態の動作を説明する。
【００１８】
図２は、この実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、この実施形態における計時装置は常時動作するように、すなわちプリント基板加工機１が休止状態にある場合も計時を継続し、レーザ光５が出力されると同時に計時値をリセットされるように構成されている。
【００１９】
加工に先立ち、設定器３２により、期間設定装置３１に後述する期間Ｔ１〜Ｔ６を設定しておく。
【００２０】
加工プログラムが開始されると、ＮＣ装置１８は、現在の計時値Ｔ（すなわち、レーザ光が最後に出力されてから現在までの時間）と、期間設定装置３１に設定されている第１の期間Ｔ１（例えば１０分）とを比較し、計時値Ｔが期間Ｔ１よりも小さい場合は手順Ｓ１００の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ２０の処理を行う（手順Ｓ１０）。
【００２１】
手順Ｓ２０では、計時値Ｔと期間設定装置３１に設定されている第３の期間Ｔ３（例えば６０分）とを比較し、計時値Ｔが期間Ｔ３よりも小さい場合はヒートラン運転を短指定時間Ｔ４（例えば１分）行った後（手順Ｓ３０）、その他の場合はヒートラン運転を長指定時間Ｔ５（例えば１５分）行った後（手順Ｓ４０）、レーザ光５のパワーを測定する（手順Ｓ５０）。なお、手順Ｓ３０および手順４０では、ヒートラン運転に先立ち、光路切換装置３を切り替えて、レーザ光５を吸熱ダンパー４に導き、レーザ光５がワークに入射されないようにする。また、ヒートラン運転のためのプログラムとしては、現在使用している加工プログラムを採用し、加工プログラムの長さが指定期間に満たない場合は、加工プログラムを繰り返す。
【００２２】
そして、レーザパワーの測定値が許容範囲内であれば、手順Ｓ１００の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ７０の処理を行う（手順Ｓ６０）。手順Ｓ７０では、指定期間Ｔ２（例えば１５分）ヒートラン運転を行い、指定期間Ｔ２が経過した後レーザ光のパワーを測定し（手順Ｓ８０）、測定値が許容範囲内の場合は手順Ｓ１００の処理を行い、その他の場合はレーザ装置または光路系に異常があると判断されるので、ＣＲＴ２２にアラームメッセージを表示して処理を終了する（手順Ｓ９０）。
【００２３】
手順Ｓ１００では、ガルバノミラー９の位置補正が必要かどうかを判断する。すなわち、予め指定されたガルバノ補正時間間隔（例えば１時間）に達しているかどうかを前回の補正実施時刻と現在時刻との差により求め、補正確認作業の要否を判断する。そして、ガルバノ補正時間に達している場合は、レーザ光５をガルバノ精度補正用ワーク１３に照射して加工した穴をカメラ１１にて読み取り、画像装置１６にて位置誤差を求める。そして、補正が必要な場合は、位置誤差に基づいてガルバノ装置を補正した後、再度レーザ光を照射する（手順Ｓ１１０）。そして、補正した結果が適切であったかどうかを評価し、測定値が許容範囲に入っている場合はワークにレーザ光を照射した後（手順Ｓ１３０）、手順Ｓ１４０の処理を行い、その他の場合はガルバノ駆動装置１７またはガルバノミラー９に異常があるとしてＣＲＴ２２ヘアラームメッセージを表示して処理を終了する（手順Ｓ１２０）。
【００２４】
手順Ｓ１４０では、次の加工箇所があるかどうかをチェックし、次の加工箇所がある場合は手順Ｓ１０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ１５０の処理を行う。
【００２５】
手順Ｓ１５０では、ワーク交換装置２３内に次のワーク１２が準備されているかどうかを確認し、次のワーク１２が準備されている場合は、ワーク交換装置２３によりワーク１２を交換してから（手順Ｓ１６０）、手順Ｓ１０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ１７０の処理を行う。
【００２６】
手順Ｓ１７０では、加工プログラムに基づいて予め定める期間Ｔ６ヒートラン運転を行った後、処理を終了する。
【００２７】
この実施形態では、一連の加工が終了後、手順Ｓ１７０においてヒートラン運転を行うようにしたので、次の加工を開始したときに、ヒートラン運転時間が短くなり、トータルの加工能率を向上させることができる。
【００２８】
また、光路切換装置３を切り替えることにより、レーザ光５を吸熱ダンパー４に導くようにしたので、ヒートラン運転時にレーザ光５がワーク１２に照射されることがない。
【００２９】
以上説明したように、本発明では、レーザ光のパワーおよびガルバノスキャナ装置の位置決め許容範囲およびヒートラン運転時間等の時間要素を予めＮＣ装置１８に設定しておくことにより加工が自動的に行われるので、段取り操作を行う必要がなくなり、加工条件変更忘れに起因する不良の発生がない。また、操作員の作業効率が向上する。
【００３０】
なお、手順Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ７０、Ｓ１７０におけるヒートラン運転の条件はヒートラン運転専用の条件にしてもよい。
【００３１】
また、手順Ｓ１０において計時値Ｔが第１の期間Ｔ１よりも大きい場合、手順Ｓ２０ないし手順Ｓ４０を省略し、直接手順Ｓ５０の処理を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、ＮＣ装置１８に計時手段が備えられている場合、計時装置３０をＮＣ装置１８に備えられた計時手段とすることができる。この場合、期間設定装置３１として記憶装置１９を用い、キーボード２１を設定器３２とすればよい。
【００３３】
また、計時装置３０を常に計時させるようにしたが、プリント基板加工機１を起動した時のヒートラン運転期間を別に定めるようにすると、プリント基板加工機１と計時装置３０を同時に起動することができる。
【００３４】
さらに、光路切換装置３に代えて吸熱ダンパー４をレーザ光５の光路上に出し入れする構成にしてもよい。
【００３５】
また、高精度な加工が要求される場合には、ガルバノ補正の要否をチェックする前にヒートラン運転を行うようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プリント基板加工機の停止時間がばらついても、確実に加工を継続できると共に、加工品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリント基板加工機の制御系統図である。
【図２】本発明に係る実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２レーザ装置
５レーザ光
１２ワーク
１６パワー測定装置
３０計時手段
３１期間設定手段

Claims

レーザ装置にパルス状のレーザ光を出力させ、ガルバノミラーで偏向させた前記レーザ光を加工箇所に照射してワークを加工するプリント基板加工機において、
複数の期間を設定するための期間設定手段と、
前記レーザ装置がレーザを出力してからの時間を第１の時間として計測する第１の計時手段と、
前記ガルバノミラーの位置を補正してからの時間をガルバノ補正時間として計測する第２の計時手段と、
前記レーザ光のパワーを測定するパワー測定装置と、
前記ワークの前記レーザ光の入射側に前記レーザ光の光路を偏向または遮断する偏向・遮断手段と、を設け、
前記第１の計時値を前記レーザ光を出力させる毎にリセットするように構成しておき、前記レーザ光を出力させようとするときの前記第１の計時値が予め定める第1の期間以下、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達していない場合は、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、
前記レーザ光を出力させようとするときの前記第１の計時値が予め定める第1の期間以下、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達している場合は、照射位置が適切であることを確認した後、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、
前記レーザ光を出力させようとするときの前記計時値が前記第 1 の期間よりも長い場合は、予め定める第２の期間予め定める加工プログラムの加工条件に従って前記レーザ光を出力させた後に前記レーザ光のパワーを測定し、パワー測定値が許容範囲内の場合、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達していない場合は、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、
前記第２の期間経過後のパワー測定値が前記許容範囲内の場合、かつ、ガルバノ補正時間が予め定める時間に達している場合は、照射位置が適切であることを確認した後、加工を行うとして前記レーザ光を前記ワークに照射し、
前記ワークの加工を行うとしない場合は、前記偏向・遮断手段を動作させ、前記レーザ光を前記ワークに入射させない
ことを特徴とするプリント基板加工機。