JP4271969B2 - レーザ加工機の複数軸間データ分割方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数(n)個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機において、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際の複数軸間データ分割方法及び装置に係り、特に、レーザビームを照射してプリント配線基板等に複数の穴あけ加工を行なうレーザ穴あけ機に用いるのに好適な、データの分布や加工方法等によって加工時間を短縮する最適な分割方法を選択可能なレーザ加工機の複数軸間データ分割方法及び装置、該データ分割方法や装置を用いた加工方法及び装置、該加工方法を実施するためのコンピュータプログラム、及び、該コンピュータプログラムに記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザビームを照射してプリント配線基板等のワークに複数の穴あけ加工を行なうレーザ穴あけ機の1つに、出願人が特許文献1で提案したような、レーザビームを2つに分岐し、2個の走査ユニットで1枚のワークに穴あけを行なうレーザ穴あけ機がある。
【0003】
このような2軸レーザ加工機において、図1に示す如く、レーザ発振器10から出力されたレーザ光12は、光分岐ユニット14を通って2つに分かれ、2軸の走査ユニット、例えばガルバノスキャナを用いたガルバノスキャナユニット(加工ヘッドとも称する)21、22に入力される。各ガルバノスキャナユニット21、22は、加工対象であるプリント基板8上の穴位置へそれぞれ独立してレーザ光を位置決めして、穴あけを行なう。ガルバノスキャナユニット21、22の動作範囲は50mm角程度であるため、これを超える領域を加工するときは、プリント基板8をXYステージ30で移動させる。図において、24は、例えば一方の加工ヘッド(図では第1加工ヘッド21)を移動して2軸の間隔Lを変えるための加工ヘッド移動用軸、32は、プリント基板8をXYステージ30に吸着固定するための吸着プレートである。
【0004】
このような2軸レーザ加工機においては、図2に示す如く、2式のガルバノスキャナユニット21、22間の距離Lによって、同時に加工されるプリント基板8上の領域が決まる。この際、ガルバノスキャナユニット間距離Lとプリント基板上の分割距離は等しくなる。従って、プリント基板8上のどこの位置で分割を行なうかによって、各ガルバノスキャナユニット21、22のどちらが加工を行なうか、好適条件(穴数、穴位置配置等)が変化する。図において、8Hはプリント基板8の加工対象穴である。
【0005】
【特許文献1】
特許第3213882号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来は、加工時間を短縮する最適な分割方法を簡単且つ的確に選択する方法は提案されていなかった。
【0007】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、データの分布や加工方法等によって、加工時間を短縮する最適な分割方法を選択可能とすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数(n)個(nは2以上の自然数)の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機において、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際に、ワーク上の加工対象となる穴座標のうち、前記複数個の走査ユニットの並ぶ方向における最小座標の穴位置と最大座標の穴位置で規定される加工範囲をn等分に分割するようにして、前記課題を解決したものである。
【0009】
本発明は、又、複数個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機において、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際に、該複数個の走査ユニットの並んでいる方向の最小座標の加工対象である穴位置を起点として繰り返される穴座標のパターンの1周期分を単位パターンとして、該複数個の走査ユニットの並んでいる方向における、前記ワーク上の加工対象となる穴座標を記述する単位パターンの数を、前記走査ユニットの数で分割することで、前記ワーク上の加工範囲を分割するようにして、前記課題を解決したものである。
【0010】
本発明は、又、前記のデータ分割方法により分割されたデータを用いて加工を行なう加工方法を提供するものである。
【0011】
又、前記のデータ分割方法又は加工方法を実施するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【0012】
本発明は、又、複数(n)個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機のために、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける複数軸間データ分割装置において、ワーク上の加工対象となる穴座標のうち、前記複数個の走査ユニットの並ぶ方向における最小座標の穴位置と最大座標の穴位置で規定される加工範囲をn等分に分割する手段を備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【0013】
本発明は、又、複数個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機のために、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける複数軸間データ分割装置において、前記複数個の走査ユニットの並んでいる方向の最小座標の加工対象である穴位置を起点として繰り返される穴座標のパターンの1周期分を単位パターンとして、該複数個の走査ユニットの並んでいる方向における、前記ワーク上の加工対象となる穴座標を記述する単位パターンの数を、前記走査ユニットの数で分割することで、前記ワーク上の加工範囲を分割する手段を備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【0014】
本発明は、又、前記のデータ分割装置を含む加工装置を提供するものである。
【0016】
又、前記のコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体を提供するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、2軸(n=2)のレーザ穴あけ機に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0018】
本発明の第1実施形態は、図3に示す如く、プリント基板8上の加工対象穴8Hの穴位置の範囲から左右2等分に分割するものである。
【0019】
具体的には、プリント基板8上の穴座標のうち、X方向の最小座標の穴x1と最大座標の穴x2を抽出し、その2点の座標x1、x2から、次式により、2等分となる分割位置Lを求める。
【0020】
L=(|x1|+|x2|)/2 …(1)
【0021】
左右のガルバノスキャナユニット21、22は、この分割位置Lの間隔で設定する。
【0022】
この分割方法では、各ガルバノスキャナユニット21、22で加工するプリント基板8上の領域は、同じ面積となる。左右の領域内の穴配置は等しくなくても、各ガルバノスキャナユニットからのレーザ光は、決められた穴位置へ導かれる。もし左右のガルバノスキャナユニットの加工ブロック(ガルバノスキャナの稼動範囲内で加工できる範囲)で、穴数が違っていた場合は、穴数が少ない方のレーザ光は、シャッタ等で遮断され、プリント基板8上へは照射されない。
【0023】
本実施形態によれば、穴の配置が左右で等しくなくても、全てのプリント基板に使用できる。又、左右それぞれの領域の穴数が同程度であれば、ほとんどの穴が2穴同時に加工できる。
【0024】
なお、ガルバノスキャナユニットの数は2個に限定されず、同一方向(横方向)にn個ある場合は、次式に示す如く、穴位置データをスキャナユニット数nで割った領域を分割位置とすれば良い。
【0025】
L=(|x1|+|x2|)/n …(2)
【0026】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
【0027】
本実施形態は、加工穴位置データが、図4に示す如く、m1〜m12のまとまった単位パターン9で記述されている場合、その単位パターンの位置に基づいて分割するものである。
【0028】
具体的には、単位パターン9毎に記述されたプリント基板8上の穴座標から、単位パターンのX方向最小座標の穴(x1)を起点として、各パターン間の等しい距離ピッチPから、次式により、分割位置Lを求める。
【0029】
L=(m/2)×P …(3)
【0030】
ここで、mはX方向のパターン数(2以上の自然数)であり、mが奇数の場合は、次式のように切り上げる。
【0031】
L={(m+1)/2}×P …(4)
【0032】
左右のガルバノスキャナユニット21、22は、この分割位置Lの間隔で設定する。
【0033】
この分割方法では、両方のガルバノスキャナユニット21、22で加工するプリント基板8上の穴配置が等しくなる。従って、パターン列数mが偶数の場合、2個のガルバノスキャナユニット21、22からプリント基板8上に導かれるレーザ光は、常に2つ同時に照射されることになる。なお、パターン列数mが奇数の場合は、1軸のガルバノスキャナユニットへの照射はシャッタ等で遮断される。
【0034】
2軸のガルバノスキャナユニットは、精度維持の為、加工中は移動を行なわないようになっているので、各パターン間の距離ピッチが等しくない場合は、同じピッチ部分のみが2軸同時加工されるので、図5のような位置で手動分割を行うか、CADデータの1番最初に記述するピッチを(ピッチc)にするようにして対応する。これらの場合、パターン(1)及び(2)が同時に加工される。
【0035】
第2実施形態では、同じ加工穴パターンが基板上に配置されていて、左右のガルバノスキャナユニットが、それぞれのパターンの真上になるように分割位置が決定される。その為、各ユニットが受け持つことになる加工エリア内では、同じ加工穴パターンを加工するので、穴数・位置が全く同じになる。
【0036】
従って、各ガルバノスキャナユニットが加工する動作が全く同じになるので、1軸のみの加工(穴数が違う場合は、少ないほうの軸が加工しない)部分が無くなり、加工速度の向上が見込まれる。
【0037】
加工穴パターンが違うパターンが存在した場合は、穴数・位置とも違うので、第1実施形態の場合と同様になり、第2実施形態では分割が出来ない。
【0038】
1部だけが違うパターンの場合は、第1と第2実施形態が混在することになる。
【0039】
但し、違うパターンでもパターン間ピッチが等しい場合は、第2実施形態での分割は可能であるが、パターン内の穴数・位置が違うので第2実施形態のメリットは減少される。
【0040】
なお、前記実施形態においては、いずれも、ビームが光路分岐ユニットにより2つに分岐され、ビーム走査手段がガルバノスキャナユニットとされ、ワーク移動手段がステージとされていたが、2つ以上の複数のビームを得る方法、ビームやワークの走査/移動手段の種類や組合せはこれに限定されず、最初から複数のレーザ発振器を用いたり、例えば出願人が特開2000−71089や特開2000−334634で提案したような、リニアモータXYステージと高速加工機とを組合わせたスクリーンカットシステム、あるいは、フラッシュカットシステムであってもよい。
【0041】
又、適用対象も、点状の穴あけ加工を行なうレーザ穴あけ機に限定されず、線状の加工を行なうレーザ切断機、ヒューズ溶断機、マーキング装置、露光装置等にも同様に適用できる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、複数個の各走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際に、データの分布や加工方法等によって加工時間を短縮する最適な分割方法を選択可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2軸レーザ加工機の基本的な構成を示す概略構成図
【図2】2軸レーザ加工機における分割の概念を示す斜視図
【図3】本発明の第1実施形態における2等分分割方法を示す平面図
【図4】本発明の第2実施形態における加工穴パターン分割方法を示す平面図
【図5】第2実施形態で各パターン間のピッチが違う場合の加工穴パターン分割方法を示す平面図
【符号の説明】
8…プリント基板
8H…加工対象穴
9…単位パターン
10…レーザ発振器
12…レーザ光
14…光路分岐ユニット
21、22…ガルバノスキャナユニット(加工ヘッド)
24…加工ヘッド移動用軸
L…ガルバノスキャナユニット間距離
30…XYスステージ
Claims (8)
- 複数(n)個(nは2以上の自然数)の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機において、
複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際に、
ワーク上の加工対象となる穴座標のうち、前記複数個の走査ユニットの並ぶ方向における最小座標の穴位置と最大座標の穴位置で規定される加工範囲をn等分に分割することを特徴とするレーザ加工機の複数軸間データ分割方法。 - 複数個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機において、
複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける際に、
該複数個の走査ユニットの並んでいる方向の最小座標の加工対象である穴位置を起点として繰り返される穴座標のパターンの1周期分を単位パターンとして、
該複数個の走査ユニットの並んでいる方向における、前記ワーク上の加工対象となる穴座標を記述する単位パターンの数を、前記走査ユニットの数で分割することで、
前記ワーク上の加工範囲を分割することを特徴とするレーザ加工機の複数軸間データ分割方法。 - 請求項1又は2に記載のデータ分割方法により分割されたデータを用いて加工を行なうことを特徴とする加工方法。
- 請求項1又は2に記載のデータ分割方法又は請求項3に記載の加工方法を実施するためのコンピュータプログラム。
- 複数(n)個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機のために、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける複数軸間データ分割装置において、
ワーク上の加工対象となる穴座標のうち、前記複数個の走査ユニットの並ぶ方向における最小座標の穴位置と最大座標の穴位置で規定される加工範囲をn等分に分割する手段を備えたことを特徴とするレーザ加工機の複数軸間データ分割装置。 - 複数個の走査ユニットで1枚のワークに加工を行なうレーザ加工機のために、複数個のそれぞれの走査ユニットに加工対象位置を振り分ける複数軸間データ分割装置において、
前記複数個の走査ユニットの並んでいる方向の最小座標の加工対象である穴位置を起点として繰り返される穴座標のパターンの1周期分を単位パターンとして、
該複数個の走査ユニットの並んでいる方向における、前記ワーク上の加工対象となる穴座標を記述する単位パターンの数を、前記走査ユニットの数で分割することで、
前記ワーク上の加工範囲を分割する手段を備えたことを特徴とするレーザ加工機の複数軸間データ分割装置。 - 請求項5又は6に記載のデータ分割装置を含むことを特徴とする加工装置。
- 請求項4に記載のコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体。
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