JPH03264183A - 検定機能付きレーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、レーザ光移動方式のときの、レーザ光の出
力と、ワーク表面での照射点の位置決め精度とが、また
ワーク移動方式のときの、レーザ光の出力と、ワーク載
置用パレットの位置決め精度とが、それぞれ随時かつ簡
単に検定可能な検定機能付きレーザ加工装置に関する。

【従来の技術】

従来では、レーザ加工がレーザ光移動方式の場合であれ
、ワーク移動方式の場合であれ、レーザ光出力を検定す
るときには、レーザ光を入射させるようにパワーモニタ
を手動で位置決めし、パワーモニタの出力を測定してお
こなってきた。また、レーザ光またはワークの位置決め
精度を検定するには、ガイド用可視光をレーザ光に代え
て照射させ、そのワーク表面での照射点の位置誤差を測
定することによっておこなってきた。

【発明が解決しようとする課題】

以上説明したように、従来の技術では、レーザ光出力と
、照射点の位置決めとの検定は、別々におこなわれ、し
かも面倒で時間を要する作業であった。そのため、各検
定が十分におこなわれないことが多く、したがって加工
品質が低下するおそれがあった。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、レーザ光移動方式のときの、レーザ光の出力と、
ワーク表面での照射点の位置決め精度とが、またワーク
移動方式のときの、レーザ光の出力と、ワーク載置用可
動部材の位置決め精度とが、随時かつ簡単に検定可能な
検定機能付きレーザ加工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために、第１発明に係る検定機能付
きレーザ加工装置は、 レーザ光の出力と、ワーク表面での照射点の位置決め精
度とが検定可能な装置であって、前置された穴付き遮蔽
板の穴を通って入射する前記レーザ光の出力を測定する
パワーモニタと；前記レーザ光が前記穴の中心を通って
前記パワーモニタに入射するように前記レーザ光を平行
移動させるべき基準信号により、実際に前記照射点が位
置決めされた名目的基準位置としての第１の位置から、
前記レーザ光の平行移動により前記照射点を前記パワー
モニタの照射面で互いに直角な二つの各方向に移動させ
前記パワーモニタの測定値が最大になるときの、前記照
射点の実質的基準位置としての第２の位置を求める位置
探査部と；前記パワーモニタの最大測定値と、前記照射
点の第１．第２の各位置間の偏位量とが各々の許容範囲
内にあることを判定する検定部と；を備える。 第２発明に係る検定機能付きレーザ加工装置は、レーザ
光の出力と、ワーク載置用可動部材の位置決め精度とが
検定可能な装置であって、前記レーザ光出力を測定する
パワーモニタと；このパワーモニタに前置され、前記レ
ーザ光を通すための穴を具備する前記可動部材と：前記
穴の中心を通って前記レーザ光が前記パワーモニタに入
射するように前記可動部材を移動させるべき基準信号に
よって、実際に前記穴の中心が位置決めされた名目的基
準位置としての第１の位Ｉから、前記可動部材の移動に
よって前記穴の中心を互いに直角な二つの各方向に移動
させ前記パワーモニタの測定値が最大になるときの、前
記穴の中心の実質的基準位置としての第２の位置を求め
る位置探査部と； 前記パワーモニタの最大測定値と、前記穴の中心の第１
．第２の各位置間の偏位量とが各々の許容範囲内にある
ことを判定する検定部と；を備える。

【作用】

第１発明に係る検定機能付きレーザ加工装置では、位置
探査部によって、レーザ光が穴付き遮蔽板の穴の中心を
通ってパワーモニタに入射するようにレーザ光を平行移
動させるべき基準信号によって、実際に照射点が位置決
めされた名目的基準位置としての第１の位置から、照射
点をパワーモニタの照射面で互いに直角な二つの各方向
に移動させてパワーモニタの測定値が最大になるときの
、照射点の実質的基準位置としての第２の位置が求めら
れる。次に検定部によって、パワーモニタの最大測定値
と、照射点の第１．第２の各位置間の偏位量とが各々の
許容範囲内にあることが判定される。 第２発明に係る検定機能付きレーザ加工装置では、位置
探査部によって、ワーク載置用可動部材を、その穴の中
心を通ってレーザ光がパワーモニタに入射するように移
動させるべき基準信号によって、実際に穴の中心が位置
決めされた名目的基準位置としての第１の位置から、可
動部材の移動によって穴の中心を互いに直角な二つの各
方向に移動させてパワーモニタの測定値が最大になると
きの、穴の中心の実質的基準位置としての第２の位置が
求められる。次に検定部によって、パワーモニタの最大
測定値と、穴の中心の第１．第２の各位置間の偏位量と
が各々の許容範囲内にあることが判定される。

【実施例】

第１の発明に係るレーザ加工装置の実施例（以下、第１
実施例という）について、その斜視図である第１図を参
照しながら説明する。この第１実施例は、レーザ加工装
置としてのレーザはんだ付は装置で、ワーク側が静止し
、レーザ光側か移動する方式の装置である。 第１図において、１はレーザ発振器、２は光ガイドとし
ての光フアイバケーブル、３は出射ヘッドである。出射
ヘッド３は、内蔵した集光レンズによって、光フアイバ
ケーブル２によって導かれたレーザ光を集光してワーク
を照射する部材で、ＸＹロボット７に取り付けられる。 この場合のワークはプリント配線板１２である。このプ
リント配線板１２はコンベヤ１３によって搬送され、出
射ヘッド３の真下で一時停止する。この停止時に、出射
ヘッド３は、制御部１０によって指令されるＸＹロボッ
ト７によって水平的に位置決めされ、所定の各位置でレ
ーザ光をプリント配線板１２の各箇所に照射して、その
箇所のはんだ付けをおこなう。なお、はんだ付は作業の
ときには切替器１１によって、ＸＹロボット７は制御部
１０と接続されている。 レーザ光は、その出力がはんだ付けの品質、信頼性を決
める重要な因子であるから、はんだ付は作業の前、また
は必要に応じて作業中のある時期に、出力が所定の許容
範囲にあることの検定がなされる。この検定のために、
穴付き遮蔽板４、パワーモニタ５、位置探査部８、およ
び検定部９が設置される。 検定時には、位置探査部８が、切替器１１によってＸＹ
ロボット７と接続される。位置探査部８は、まず第１段
階として、レーザ光が穴付き遮蔽板４の穴４ａの中心を
通ってパワーモニタ５に入射するように、基準信号によ
ってＸＹロボット７を駆動し、出射ヘッド３、言いかえ
れば、パワーモニタ５の表面での照射点を基準位置に移
動させる。 この基準位置は基準信号によって決められた、いわば名
目的基準位置で、これには位置決め誤差が含まれるおそ
れがある。以後、名目的基準位置を単に第１位置と呼ぶ
ことにする。 次に第２段階として、位置探査部８は、ＸＹロボット７
を介しての出射ヘッド３の平行移動によって、その照射
点をパワーモニタ５の表面で互いに直角な二つの各方向
に移動させ、パワーモニタ５の測定値が最大になるとき
の、照射点の実質的基準位置を求める。以後、実質的基
準位置を単に第２位置と呼ぶことにする。 ・第１．第２の各位置について、第３図を参照しながら
さらに詳しく説明する。第３図は第１実施例での位置探
査動作の説明図で、同図（ａ）は第１第２の各位置に係
る模式図、同図（ｂ）はレーザ光出力のＸ方向に係る特
性図、同図（Ｃ）はレーザ光出力のＹ方向に係る特性図
である。第３図（ａ）において、座標軸ＸＹの原点Ｏを
第１位置としたときに、点Ｐ　（Ｘｅ、Ｙｅ）が第２位
置に相当する。 原点Ｏから点Ｐを求めるために次のような手順をとる。 まず、第３図（ａ）において、照射点を原点○からＸ軸
方向に移動させたときに、同図（ｂ）のようにレーザ光
出力Ｗが極大値Ｗ１になるＸｅを求める。つまり、原点
Ｏに位置する１照射点が、穴４ａの中心から若干偏り、
そのために穴４ａによって部分的に遮蔽されて出力が若
干低下しているから、この偏りをなくするように穴４ａ
の中心と一致するようにに照射点を修正するために、ま
ず前記の手順をとったわけである。 次に、第３図（ａ）において、照射点をＸ軸上からＹ軸
に平行に移動させたときの、同図（Ｃ）のようにレーザ
光出力Ｗが極大値Ｗ２になるＹｅを求める。 この極大値Ｗ２は同時に最大値となり、レーザ光本来の
出力値である。 再び第１図に戻り、検定部９は、第３図におけるパワー
モニタの最大測定値Ｗ２と、照射点の第１、第２の各位
置間の偏位量Ｘｅ、Ｙｅとがそれぞれの許容範囲内にあ
ることを判定する。したがって、検定部９は、レーザ光
出力に係る検定手段と、照射点の各位置間の偏位量に係
る検定手段との二つの種類の検定手段を含む。 第４図は第１実施例の構成の要点を示すブロック図であ
り、第１図におけるのと同じユニットには同じ符号を付
けである。ここでの詳しい説明は省略する。 第２の発明に係るレーザ加工装置の実施例（以下、第２
実施例という）について、その斜視図である第２図を参
照しながら説明する。この第２実施例は、レーザ光側が
静止し、ワーク側が移動する方式のレーザはんだ付は装
置である。 第２図において、１はレーザ発振器、２は光ガイドとし
ての光フアイバケーブル、３は位置、方向が固定された
出射ヘッドである。ワークとしてのプリント配線板１２
はパレット６に載置され、このパレット６がＸＹテーブ
ル１７に取り付けられる。 プリント配線板１２は、出射ヘッド３の真下あたりで、
制御部ｌＯの指令を受けるＸＹテーブル１７によって水
平的に種々に位置決めされ、所定の各位置でレーザ光の
照射を受けてその箇所のはんだ付けがおこなわれる。な
お、この場合には、切替器１１によって、ＸＹテーブル
１７は制御部１０と接続されている。 レーザ光の出力を検定するときには、ＸＹテーブルＩ７
に人力される基準位置信号に基づいてパレット６が水平
的に移動されて、たとえばパレット６の縁部の２箇所に
設けられる一方の六６ａをレーザ光が通過してパワーモ
ニタ５に入射する。なお、パレット６の縁部には、穴６
ａとともに別の穴６ｂが設けられるが、これは、はんだ
付は作業前、または作業中に距離的に都合の良い方の穴
が選べるようにするためである。その外に、第１実施例
におけるのと同じ位置探査部８と、検定部９とが設置さ
れる。 検定時には、位置探査部８が、切替器１１によってＸＹ
テーブル１７と接続される。位置探査部８は、まず第１
段階として、レーザ光がパレット６の六６ａの中心を通
ってパワーモニタ５に入射するように、基準信号によっ
てＸＹテーブル１７を駆動し、パレット６の穴６ａを基
準位置に移動させる。言いかえれば、レーザ光を穴６ａ
の中心を通ってパワーモニタ５に入射させるようにする
。第１実施例におけるのと同様に、この基準位置は基準
信号によって決められた、いわば名目的基準位置で、こ
れには位置決め誤差が含まれるおそれがある。 以後、名目的基準位置を単に第１位置と呼ぶことにする
。 次に第２段階として、位置探査部８は、ＸＹテーブル１
７を介してパレット６の穴６ａを互いに直角な二つの各
方向に移動させ、パワーモニタ５の測定値が最大になる
ときの、穴６ａの実質的基準位置を求める。以後、実質
的基準位置を単に第２位置と呼ぶことにする。 以上の第１．第２の各位置の探査の手順については、第
３図を参照しながら説明した第１実施例の場合と同しで
あるから、ここでは詳しい説明を省略する。また、検定
部９についても第１実施例におけるのと同じであるから
説明は省略する。 第５図は第２実施例の構成の要点を示すブロック図であ
り、第２図におけるのと同しユニットには同し符号を付
けである。ここでの詳しい説明は省略する。

【発明の効果】

第１の発明によれば、レーザ光移動方式のときの、レー
ザ光の出力と、ワーク表面での照射点の位置決め精度と
が、また第２の発明によれば、ワーク移動方式のときの
、レーザ光の出力と、ワーク載置用可動部材の位置決め
精度とが、それぞれ加工前または加工中に、必要に応し
て随時に、正確、容易、かつ迅速に自動的に検定でき、
したがって、常に最適条件でレーザ加工ができて、加工
の信頼性向上が図れる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明に係る実施例の斜視図、第２図は第２
発明に係る実施例の斜視図、第３図は第１．第２の各発
明に係る実施例での通な位置探査動作の説明図で、同図
（ａ）は第１゜２の各位置に係る模式図、同図（ｂ）は
レーザ先出のＸ方向に係る特性図、同図（Ｃ）はレーザ
光出力Ｙ方向に係る特性図、 第４図は第１発明に係る実施例の模式図、第５図は第２
発明に係る実施例の模式図である符号説明 １：レーザ発振器、２：光フアイバケーブル、３：出射
ヘッド、４：穴付き遮蔽板、４ａ　：穴５：パワーモニ
タ、６：パレット、６ａ　：穴、７：ＸＹロボット、８
：位置探査部、９：検定１０：制御部、１１：切替器、
１２ニブリント配線板１３：コンベヤ、１７：ＸＹテー
ブル。 代に人弁理士　山　ロ　　巌

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザ光の出力と、ワーク表面での照射点の位置決
   め精度とが検定可能な装置であって、前置された穴付き
   遮蔽板の穴を通って入射する前記レーザ光の出力を測定
   するパワーモニタと；前記レーザ光が前記穴の中心を通
   って前記パワーモニタに入射するように前記レーザ光を
   平行移動させるべき基準信号によって、実際に前記照射
   点が位置決めされた名目的基準位置としての第１の位置
   から、前記レーザ光の平行移動によって前記照射点を前
   記パワーモニタの照射面で互いに直角な二つの各方向に
   移動させ前記パワーモニタの測定値が最大になるときの
   、前記照射点の実質的基準位置としての第２の位置を求
   める位置探査部と；前記パワーモニタの最大測定値と、
   前記照射点の第１、第２の各位置間の偏位量とがそれぞ
   れの許容範囲内にあることを判定する検定部と；を備え
   ることを特徴とする検定機能付きレーザ加工装置。 ２）レーザ光の出力と、ワーク載置用可動部材の位置決
   め精度とが検定可能な装置であって、前記レーザ光出力
   を測定するパワーモニタと；このパワーモニタに前置さ
   れ、前記レーザ光を通すための穴を具備する前記可動部
   材と；前記穴の中心を通って前記レーザ光が前記パワー
   モニタに入射するように前記可動部材を移動させるべき
   基準信号によって、実際に前記穴の中心が位置決めされ
   た名目的基準位置としての第１の位置から、前記可動部
   材の移動によって前記穴の中心を互いに直角な二つの各
   方向に移動させ前記パワーモニタの測定値が最大になる
   ときの、前記穴の中心の実質的基準位置としての第２の
   位置を求める位置探査部と；前記パワーモニタの最大測
   定値と、前記穴の中心の第１、第２の各位置間の偏位量
   とがそれぞれの許容範囲内にあることを判定する検定部
   と；を備えることを特徴とする検定機能付きレーザ加工
   装置。