JPWO2007077630A1 - Laser processing apparatus, program creation apparatus, and laser processing method - Google Patents
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Abstract
レーザ光の照射位置を変化させながら被加工物の複数の加工位置に対しレーザ光を1〜複数ショットずつ照射するサイクルを複数回繰り返す加工モードで被加工物に複数の穴あけ加工を行なうレーザ加工装置1において、レーザ光発振部21が発振したレーザ光の被加工物37への照射位置を移動させる照射位置移動部35X,35Yと、レーザ光発振部21が発振するレーザ光の発振タイミングおよび照射位置移動部35X,35Yが移動させるレーザ光の照射位置を制御する制御部10と、を備え、制御部10は、最初のサイクルに第1穴にレーザ光を照射する際に照射位置移動部が第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路と、第2番目のサイクル以降に第1穴にレーザ光を照射する際に照射位置移動部が第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路とが同一経路となるよう、照射位置移動部35X,35Yを制御する。A laser processing apparatus for performing a plurality of drilling operations on a workpiece in a processing mode in which a cycle of irradiating a plurality of shots of a laser beam one to a plurality of shots at a plurality of positions while changing the irradiation position of the laser light. 1, irradiation position moving units 35X and 35Y for moving the irradiation position of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit 21 onto the workpiece 37, and the oscillation timing and irradiation position of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit 21 And a control unit 10 for controlling the irradiation position of the laser beam moved by the moving units 35X and 35Y. When the control unit 10 irradiates the first hole with the laser beam in the first cycle, the irradiation position moving unit is the first one. The movement path of the irradiation position to be moved to the drilling position of one hole, and the irradiation position moving portion is the hole of the first hole when the first hole is irradiated with laser light after the second cycle. So that the movement path of the irradiation position is moved to the processing position is the same route, the irradiation position moving section 35X, it controls the 35Y.
Description
本発明は、パルスレーザ光で被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus, a program creation apparatus, and a laser processing method for performing laser processing of a workpiece with pulsed laser light.
近年、電子機器の高密度実装化に伴って、電子機器の配線層を形成するプリント配線基板を小型化することが求められている。プリント配線基板を小型化するためには、基板同士を導電層で接続するためのスルーホール(ビアホール)を精度良く形成(穴あけ)しておく必要がある。 2. Description of the Related Art In recent years, it has been required to reduce the size of a printed wiring board that forms a wiring layer of an electronic device as the electronic device is densely mounted. In order to reduce the size of the printed wiring board, it is necessary to accurately form (drill) through holes (via holes) for connecting the boards with a conductive layer.
このようなスルーホールの穴を精度良く形成するため、例えばレンズで集束されたパルスレーザビームで穴あけを行なうパルス発振型のレーザ加工装置が用いられている。このレーザ加工装置によるプリント基板等の被加工物の穴あけ加工では、加工時間を短縮する為、同一の加工位置に対して複数回のレーザ照射を行っている。ところが、同一の加工位置に対して連続してレーザ照射を行なうと、先のレーザ照射によって被加工物が溶融した状態のところに続いてレーザ照射されることになり、使用する材質によっては被加工物の流動性が増して精度の良い加工形状を有した被加工物を得ることができなかった。このため、同一の加工位置に複数回のレーザ照射を行う場合、先のレーザ照射によって溶融した部分が凝固した後、次のレーザ照射を行わなければならない。 In order to form such a through-hole with high accuracy, for example, a pulse oscillation type laser processing apparatus that uses a pulsed laser beam focused by a lens is used. In drilling a workpiece such as a printed circuit board by the laser processing apparatus, laser irradiation is performed a plurality of times on the same processing position in order to shorten the processing time. However, when laser irradiation is continuously performed on the same processing position, the laser irradiation is continued after the workpiece is melted by the previous laser irradiation, and depending on the material used, the workpiece is processed. The fluidity of the product has increased, and it has not been possible to obtain a workpiece having a precisely machined shape. For this reason, when laser irradiation is performed a plurality of times on the same processing position, the next laser irradiation must be performed after the melted portion is solidified by the previous laser irradiation.
特許文献1に記載のレーザ加工方法は、被加工物に設定された複数の穴あけ加工位置に対して順次走査しつつ各穴に対してレーザ照射を行なっている。すなわち、1つ目の穴あけ位置に対して1回目のレーザ照射をした後、2つ目以降の穴あけ位置に対して1回目のレーザ照射を行い、再び1つ目の穴あけ位置に戻って2回目のレーザ照射を行ない、その後2つ目以降の穴あけ位置に対して2回目のレーザ照射を行うといった処理を繰り返している。
The laser processing method described in
しかしながら、上記従来技術では、各穴あけ位置上をレーザ照射位置が移動して各穴あけ位置に複数回のレーザ照射を行なうため、1つの穴あけ位置に対してレーザ照射毎の位置ズレが生じやすい。このため、被加工物の加工形状を精度良く加工することができないといった問題があった。 However, in the above-described prior art, the laser irradiation position moves on each drilling position and laser irradiation is performed a plurality of times at each drilling position. For this reason, there existed a problem that the process shape of a to-be-processed object could not be processed accurately.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物の加工形状を精度良く加工することができるレーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a laser processing apparatus, a program creation apparatus, and a laser processing method capable of processing a processed shape of a workpiece with high accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光の照射位置を変化させながら被加工物の複数の加工位置に対しレーザ光を1〜複数ショットずつ照射するサイクルを複数回繰り返す加工モードで前記被加工物に複数の穴あけ加工を行なうレーザ加工装置において、レーザ光を発振するレーザ光発振部と、前記レーザ光発振部が発振したレーザ光の前記被加工物への照射位置を移動させる照射位置移動部と、前記レーザ光発振部が発振するレーザ光の発振タイミングおよび前記照射位置移動部が移動させるレーザ光の照射位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記照射位置移動部が前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路と、第2番目のサイクル以降に第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記照射位置移動部が前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路とが同一経路となるよう、前記照射位置移動部を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a plurality of cycles in which one to a plurality of shots of laser light are irradiated to a plurality of processing positions of a workpiece while changing the irradiation position of the laser light. In a laser processing apparatus that performs a plurality of drilling processes on the workpiece in a processing mode that is repeated a plurality of times, a laser beam oscillation unit that oscillates laser light, and irradiation of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit to the workpiece An irradiation position moving unit that moves the position; and a control unit that controls an oscillation timing of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit and an irradiation position of the laser beam moved by the irradiation position moving unit, and the control unit The irradiation position moving path that the irradiation position moving unit moves to the drilling position of the first hole when the first hole is irradiated with the laser beam in the first cycle, and No. 2 The irradiation position movement is performed so that the movement path of the irradiation position moved by the irradiation position moving unit to the drilling position of the first hole when the laser light is irradiated to the first hole after the cycle of It is characterized by controlling the part.
本発明にかかるレーザ加工装置は、最初のサイクルの第1穴のレーザ光の照射位置の位置ズレ量と、第2番目のサイクル以降の第1穴のレーザ光の照射位置の位置ズレ量とのズレ量差を小さくできるので、被加工物の加工形状を精度良く加工することが可能になるという効果を奏する。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the positional deviation amount of the laser light irradiation position of the first hole in the first cycle and the positional deviation amount of the laser light irradiation position of the first hole after the second cycle. Since the deviation amount difference can be reduced, there is an effect that the processed shape of the workpiece can be processed with high accuracy.
1 レーザ加工装置
10 加工制御装置
11 メイン制御部
12 レーザ制御部
13 X−Yテーブル制御部
14 加工プログラム記憶部
15 ガルバノスキャナ制御部
20 加工駆動装置
21 レーザ発振器
22 像転写光学機構
23 コリメーションレンズ
24 マスク
30 レーザ加工部
34 f−θレンズ
35X,35Y ガルバノミラー
36X,36Y ガルバノスキャナ
37 被加工物
38 X−Yテーブル
39 観察光学機構
40 加工手順制御装置
41 ユーザプログラム入力部
42,62 CAD変換部
43 加工プログラム
44 手順制御部
45,65 加工プログラム記憶部
51 ガルバノエリア
60 プログラム作成装置
H1〜Hn 加工穴DESCRIPTION OF
以下に、本発明にかかるレーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus, a program creation apparatus, and a laser processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明に係るレーザ加工装置の内部構成を示す斜視図である。レーザ加工装置1は、レーザ光(パルスレーザ光)の照射(サイクルパルスモード)によって被加工物37に微細穴を穴開け加工できるよう構成されており、レーザ光を発振するレーザ発振器21、レーザ光を整形するとともに所望のビーム形状、ビームエネルギーに調整する像転写光学機構22、被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工部30、加工制御装置10を備えている。なお、ここでのサイクルパルスモードは、被加工物に設定された複数の穴あけ加工位置を順次走査し、各穴に対するレーザ照射を複数サイクルで行なう加工処理(レーザ光を1ショットずつ照射するサイクルを複数回繰り返す加工処理)である。
FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The
レーザ発振器21は、レーザ光を発振し、像転写光学機構22に送出する。像転写光学機構22は、コリメーションレンズ23、マスク24を備えている。コリメーションレンズ23は、レーザ発振器21からのレーザ光を集光して光軸を調整(平行化)し、マスク24はレーザ光のビーム形状を整形する。
The
レーザ加工部30は、ガルバノミラー35X,35Y、ガルバノスキャナ36X,36Y、f−θレンズ34、被加工物(ワーク)37、X−Yテーブル38、観察光学機構(ビジョンセンサ)39を備えている。
The
ガルバノスキャナ36X,36Yは、レーザ光の軌道を変化させて被加工物37への照射位置を移動させる機能を有しており、レーザ光をX−Y方向に走査するため、ガルバノミラー35X,35Yを所定の角度に回動させる。ガルバノミラー35X,35Yは、像転写光学機構22のマスク24から出射されたレーザ光(光ビーム)を反射させるとともに任意の角度に偏向させる。ガルバノミラー35Xは、レーザ光をX方向に偏向させ、ガルバノミラー35Yは、レーザ光をY方向に偏向させる。f−θレンズ34は、レーザ光を被加工物37の表面に対して垂直な方向に偏向させるとともに、レーザ光を被加工物37の加工位置(表面)に集光(照射)させる。
The
被加工物37は、プリント基板等であり、複数の穴あけ加工が行なわれる。X−Yテーブル38は、被加工物37を載置するものであり、図示しないX軸モータおよびY軸モータの駆動によってX軸、Y軸2次元平面を自在に移動する。
The
観察光学機構39は、被加工物37のZ軸方向の高さを検出する。観察光学機構39によって検出された被加工物37のZ軸方向の高さ(情報)は、加工制御装置10に送られ、加工制御装置10はこの情報に基づいて被加工物37の高さ方向を制御する。
The observation
加工制御装置10は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置によって構成され、レーザ発振器21、像転写光学機構22、レーザ加工部30をNC(Numerical
Control)制御等によって制御する。The
Control)
レーザ加工装置1は、この構成によりレーザ発振器21から出射されたレーザ光を像転写光学機構22で整形して所望のビーム形状、ビームエネルギーに調整し、ガルバノミラー35X,35Yによって任意の角度に偏向させ、f−θレンズ34を介して被加工物37の所定位置に結像し照射する。これにより、被加工物37の所定の照射位置にレーザ光のビーム径に対応する開口径の穴(凹部)が加工される。なお、本実施の形態1では、1つの穴の加工位置に対して複数回のレーザ照射を行う。
With this configuration, the
図2は、本発明に係るレーザ加工装置の構成を示す機能ブロック図である。レーザ加工装置1は、加工制御装置10と加工駆動装置20を備えている。加工駆動装置20は、レーザ加工を行う手段であり、図1に示したレーザ発振器21、像転写光学機構22、レーザ加工部30に対応する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the present invention. The
加工制御装置10は、加工駆動装置20を制御する装置であり、メイン制御部11、レーザ制御部12、X−Yテーブル制御部13、加工プログラム記憶部14、ガルバノスキャナ制御部15を備えている。
The
レーザ制御部12は、レーザ光に関する制御(レーザ光の発振、光軸調整など)を行なう。レーザ制御部12は、レーザ発振器21を制御してレーザ光の発振(タイミング、パワーなど)を制御するとともに、コリメーションレンズ23、マスク24を制御してレーザ光の光軸調整やビーム形状を制御する。また、レーザ制御部12は、f−θレンズ34の位置を制御してレーザ光を被加工物37の表面に対して垂直な方向に偏向させる。
The
X−Yテーブル制御部13は、X−Yテーブル38を制御して、X−Yテーブル38上の被加工物37をX−Y方向に移動させる。ガルバノスキャナ制御部15は、ガルバノスキャナ36X,36Yを制御してガルバノミラー35X,35Yを所定の角度に回動させ、レーザ光をX−Y方向に走査させる。
The XY
本実施の形態1では、X−Yテーブル制御部13によってX−Yテーブル38上の被加工物37をX−Y方向に移動させるとともに、ガルバノスキャナ制御部15によってレーザ光をX−Y方向に走査させて被加工物37の所定の加工位置に対してレーザ照射を行なう。X−Yテーブル制御部13、ガルバノスキャナ制御部15は、後述の加工プログラムやNCプログラム等に基づいて、X−Yテーブル38の位置を制御するとともに、レーザ光をX−Y方向に走査させる。
In the first embodiment, the
加工プログラム記憶部14は、被加工物37のレーザ加工を行なうための各種プログラム等を記憶する。加工プログラム記憶部14は、例えば被加工物37の加工手順に関する加工プログラム、NCプログラム等を記憶している。加工プログラムは、加工するガルバノエリアの順番、被加工物37の加工位置(穴)の順番に関する情報、レーザ光を照射するタイミングに関する情報、レーザ光の照射回数に関する情報等を含んでいる。メイン制御部11は、レーザ制御部12、X−Yテーブル制御部13、加工プログラム記憶部14、ガルバノスキャナ制御部15を制御する。
The machining
つぎに、実施の形態1に係るレーザ加工装置の動作手順を説明する。図3は、実施の形態1に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートであり、図4は、実施の形態1に係るレーザ照射位置の順番を説明するための図である。 Next, an operation procedure of the laser processing apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation procedure of the laser processing apparatus according to the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram for explaining the order of the laser irradiation positions according to the first embodiment.
ここでは、レーザ加工の一例として、例えば、レーザ加工装置1が第1番目の加工穴H1から第n(nは2以上の自然数)番目の加工穴Hnまでをサイクルパルスモードでレーザ加工する場合について説明する。なお、ここではレーザ加工装置1のレーザ加工の一例として、加工穴が4つ以上(nが4以上)である場合について説明する。
Here, as an example of laser processing, for example, when the
レーザ加工装置1による被加工物37のレーザ加工処理が開始されると、X−Yテーブル制御部13は、加工プログラム記憶部14内の加工プログラムやNCプログラムに基づいて、X−Yテーブル38の位置を制御する。これにより、レーザ光が所定のガルバノエリア(ガルバノスキャナ36X,36Yによって加工位置が制御されるエリア)51に照射されるよう、X−Yテーブル38上の被加工物37がX−Y方向に移動する。
When the laser processing of the
ガルバノスキャナ制御部15は、初期設定として、レーザ光の照射位置がガルバノエリア51のデフォルト座標(例えば原点(ガルバノエリアの中央点))となるようガルバノスキャナ36X,36Yを制御する。
As an initial setting, the galvano
まず、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第n番目の加工位置(加工穴Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第n番目の加工位置(加工穴Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS110)。このとき、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させない。
First, the galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS120)(1)。
Next, the galvano
そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、レーザ光は像転写光学機構22で整形され所望のビーム形状、ビームエネルギーに調整される。さらに、マスク24から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー35X,35Yで反射して偏向され、f−θレンズ34を介して被加工物37の加工穴H1に結像し照射される。これにより、加工穴H1(第1穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS130)。
Then, the
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第2番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第2番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS140)(2)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H2(第2穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS150)。
Next, the galvano
この後、図3には示していないが、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第3番目以降(第(n−2)番目まで)の加工位置がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なうとともに、第3番目以降(第(n−2)番目まで)の加工穴に1ショット目の加工処理を行う。
Thereafter, although not shown in FIG. 3, the galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第(n−1)番目の加工位置(加工穴H(n−1))がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第(n−1)番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS160)(n)。
Next, the galvano
そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H(n−1)(第(n−1)穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS170)。
Then, the
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第n番目の加工位置(加工穴Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第n番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS180)(n+1)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴Hn(第n穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS190)。
Next, the galvano
メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したか否かを判断する(ステップS200)。本実施の形態1は、サイクルパルスモードでのレーザ加工であるため、メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了していないと判断する(ステップS200、No)。そして、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS120)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H1(第1穴)に2ショット目の加工処理が行われる(ステップS130)。
The
この後、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第2番目〜第n番目の加工位置(加工穴H2〜Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なうとともに、レーザ制御部12は、各加工位置でレーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、第2番目〜第n番目の加工位置(加工穴H1〜Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御し、加工穴H1〜Hn(第1穴〜第n穴)に2ショット目の加工処理が行われる(ステップS140〜S190)
Thereafter, the galvano
そして、メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したか否かを判断する(ステップS200)。メイン制御部11が、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したと判断するまで、ステップS120〜S200の処理が繰り返される。
Then, the
メイン制御部11が、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したと判断すると(ステップS200、Yes)、ガルバノスキャナ制御部15、レーザ制御部12は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理を終了し、次のガルバノエリア51での加工処理を行なえるよう、X−Yテーブル38の位置を制御する。そして、次のガルバノエリア51での加工処理が行なわれる。
When the
ここで、ガルバノ位置指令とレーザ光のレーザ出力の関係について説明する。図5は、ガルバノ位置指令とレーザ出力の関係を説明するための図である。図5に示すように、実施の形態1では、まず最初にガルバノスキャナ制御部15がガルバノスキャナ36X,36Yに対し、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なう。そして、このときレーザ発振器21によるレーザ出力(発振)は行なわれない。次に、ガルバノスキャナ制御部15はガルバノスキャナ36X,36Yに対し、第1穴目の位置にガルバノ位置指令を行なう。このときレーザ発振器21は、第1穴目の位置にレーザ出力を行う。以下、第2穴目〜第n穴目までガルバノスキャナ制御部15からガルバノスキャナ36X,36Yに対してガルバノ位置指令が行なわれ、各穴(位置)でレーザ発振器21によるレーザ出力が行なわれる。
Here, the relationship between the galvano position command and the laser output of the laser beam will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the galvano position command and the laser output. As shown in FIG. 5, in the first embodiment, first, the galvano
これにより、第1穴目〜第n穴目までの第1ショット目の加工処理を完了し、第1穴目〜第n穴目までの第2ショット目の加工処理を行なう。すなわち、第1穴目〜第n穴目までガルバノスキャナ制御部15がガルバノスキャナ36X,36Yに対してガルバノ位置指令を行い、各穴でレーザ発振器21によるレーザ出力(2ショット目)が行なわれる。
Thereby, the first shot processing from the first hole to the nth hole is completed, and the second shot processing from the first hole to the nth hole is performed. That is, the galvano
つぎに、ガルバノ位置指令と加工位置の誤差の関係について説明する。図6は、ガルバノ位置指令と加工位置の誤差の関係を説明するための図である。ガルバノスキャナ制御部15が、所定の加工位置がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なうと、この加工位置がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する。
Next, the relationship between the galvano position command and the machining position error will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the galvano position command and the machining position error. When the galvano
ところが、レーザ光の照射位置は、前の照射位置からの移動経路(距離、方向)に応じて所定の位置決め誤差(ズレ量)を生じてしまう。すなわち、ガルバノ位置指令と実際のガルバノ位置(照射位置)にズレ(オーバーシュートやアンダーシュート)が生じてしまう。 However, the irradiation position of the laser beam causes a predetermined positioning error (deviation amount) according to the movement path (distance, direction) from the previous irradiation position. That is, a shift (overshoot or undershoot) occurs between the galvano position command and the actual galvano position (irradiation position).
例えば、従来行なわれていた加工手順では、第1穴の第1ショット目を加工する場合のガルバノ位置は、原点などのデフォルト座標から第1穴の加工位置に移動する。ところが、第1穴の第2ショット目を加工する場合のガルバノ位置は、第n穴の加工位置から第1穴の加工位置に移動する。このため、第1穴においては、1ショット目と2ショット目とで、実際のガルバノ位置の位置ズレ量が異なることとなる。これにより、従来の加工手順では、第1穴が被加工物37の加工面上から見て楕円形状やダルマ形状となり、被加工物の加工形状を精度良く加工することができなかった。
For example, in a conventional processing procedure, the galvano position when processing the first shot of the first hole moves from the default coordinates such as the origin to the processing position of the first hole. However, the galvano position when processing the second shot of the first hole moves from the processing position of the nth hole to the processing position of the first hole. For this reason, in the first hole, the actual positional deviation of the galvano position differs between the first shot and the second shot. Thus, in the conventional machining procedure, the first hole has an elliptical shape or a dharma shape when viewed from the machining surface of the
一方、実施の形態1では、第1穴の1ショット目を加工する際、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させた後、第n穴目の位置から第1穴の加工位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させる。これにより、第1穴の1ショット目の実際のガルバノ位置の位置ズレ量と、第1穴の2ショット目以降の実際のガルバノ位置の位置ズレ量とが略同程度のズレ量となる。 On the other hand, in the first embodiment, when the first shot of the first hole is processed, the galvano position command is issued to the position of the nth hole to move the galvano position, and then the first hole is moved from the position of the nth hole. A galvano position command is issued to the hole machining position to move the galvano position. As a result, the positional deviation amount of the actual galvano position in the first shot of the first hole and the actual positional deviation amount of the second and subsequent shots of the first hole are substantially the same.
なお、実施の形態1では、加工制御装置10の加工プログラム記憶部14が加工プログラムを予め記憶しており、この加工プログラムに基づいてレーザ加工を行う構成としたが、加工プログラムを加工制御装置10の外部装置から受信して使用する構成としてもよい。以下、図7および図8を用いて外部装置から加工プログラムを取得してレーザ加工を行なう場合について説明する。
In the first embodiment, the machining
この場合、例えばレーザ加工装置1で加工プログラムを作成し、この加工プログラムに基づいてレーザ加工装置1がレーザ加工を行なう。すなわち、図2に示した加工制御装置10の加工プログラム記憶部14内に記憶する加工プログラムを外部装置で作成し、この作成した加工プログラムを用いてレーザ加工を行う。
In this case, for example, a machining program is created by the
図7は、実施の形態1に係るレーザ加工装置の他の構成例を示す機能ブロック図であり、図7の各構成要素のうち図2に示すレーザ加工装置1と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 7 is a functional block diagram showing another configuration example of the laser processing apparatus according to the first embodiment. Among the constituent elements in FIG. 7, the constituent elements that achieve the same function as the
ここでのレーザ加工装置1は、加工制御装置10と加工駆動装置20に加えて、加工プログラム記憶部14内に記憶しておくための加工プログラムを作成するプログラム作成装置60を備えている。
In addition to the
プログラム作成装置60は、パーソナルコンピュータ等の装置によって構成され、ユーザプログラム入力部41、CAD(Computer Aided Design)変換部62を有している。ユーザプログラム入力部41は、被加工物37上の穴あけ加工位置(座標)を示すユーザプログラム(ガーバー形式の座標プログラム)を入力する。
The
CAD変換部62は、ユーザプログラム入力部41からのユーザプログラムを、レーザ加工装置1に合った適切なフォーマットの加工プログラムに変換する。CAD変換部62は、加工目的に応じてガルバノエリア範囲や変換形式等(X方向主の移動、Y方向主の移動、最短距離の移動経路)をユーザによって指定可能な構成となっている。
The
さらに、CAD変換部62は、ユーザプログラムから変換した加工プログラムにレーザ光(レーザビーム)のオン/オフを指令するパラメータを付加する。CAD変換部62は、例えばレーザ光のオンを指令するパラメータとして「1」を加工プログラムに付加するとともに、レーザ光のオフを指令するパラメータとして「0」を加工プログラムに付加する。具体的には、CAD変換部62は、例えばガルバノエリアN1に対し、最初に第n穴目の加工位置である「X300 Y300」にガルバノ位置指令を行なうとともに、レーザ光を照射しない命令(「0」)を加工プログラムに付加する。CAD変換部62が作成した加工プログラムは、加工プログラム記憶部14が記憶する。
Further, the
加工プログラムは、例えばビームオフを示す情報によって位置決め位置のみを指定することが可能なフォーマットで作成されており、レーザ加工装置1で読み取り可能な形式のフォーマットに変換されている。
The machining program is created in a format in which only the positioning position can be specified by information indicating beam-off, for example, and is converted into a format that can be read by the
つぎに、加工プログラムの一例について説明する。図8は、加工プログラムの一例を示す図である。加工プログラムは、ガルバノエリアN1(加工エリア1)において、第n穴目の加工点が例えば、「X300 Y300」であり、原点などのデフォルト座標から第n穴目の加工位置にガルバノ位置が移動させられることを示している。また、この最初の第n穴目へのガルバノ位置の移動の際には、1ショット目のレーザ加工は行われないことを示している。この後、第1穴目の加工点、第2穴目の加工点と、順番に加工位置にガルバノ位置を移動させてガルバノエリアN1内の各穴のレーザ加工が行なわれる。 Next, an example of a machining program will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a machining program. In the machining program, in the galvano area N1 (machining area 1), the machining point of the nth hole is, for example, “X300 Y300”, and the galvano position is moved from the default coordinates such as the origin to the machining position of the nth hole. It is shown that. In addition, when the galvano position is moved to the first n-th hole, the first shot laser processing is not performed. Thereafter, the processing of the first hole, the processing point of the second hole, and the galvano position are sequentially moved to the processing position, and laser processing of each hole in the galvano area N1 is performed.
ここでの加工プログラムは、その後ガルバノエリアN2に移動することを示している。さらに、加工プログラムは、ガルバノエリアN2(加工エリア2)において、第M穴目(Mは自然数)の加工点が例えば、「X300 Y300」であり、原点などのデフォルト座標から第M穴目の加工位置にガルバノ位置が移動させられることを示している。また、この最初の第M穴目へのガルバノ位置の移動の際には、1ショット目のレーザ加工は行われないことを示している。この後、第1穴目の加工点、第2穴目の加工点と、順番に加工位置にガルバノ位置が移動させてガルバノエリアN2内の各穴のレーザ加工が行なわれる。ここでは、加工プログラムに基づいて加工制御装置10がレーザ加工装置1のレーザ加工を制御する。
The machining program here indicates that the machine then moves to the galvano area N2. Further, in the machining program, in the galvano area N2 (machining area 2), the machining point of the Mth hole (M is a natural number) is “X300 Y300”, for example, and the machining of the Mth hole from the default coordinates such as the origin It shows that the galvano position is moved to the position. Further, it is shown that the laser processing for the first shot is not performed when the galvano position is moved to the first Mth hole. Thereafter, the processing point of the first hole, the processing point of the second hole, and the galvano position are sequentially moved to the processing position, and laser processing of each hole in the galvano area N2 is performed. Here, the
なお、ここではレーザ加工装置1がプログラム作成装置60を備える構成としたが、レーザ加工装置1とプログラム作成装置60を独立した異なる構成とし、プログラム作成装置60で作成した加工プログラムを用いてレーザ加工装置1がレーザ加工を行なうこととしてもよい。この場合、プログラム作成装置60とレーザ加工装置1を接続してプログラム作成装置60からレーザ加工装置1に加工プログラムを送信する構成としてもよいし、プログラム作成装置60で作成した加工プログラムを可搬性の外部記憶媒体を介してレーザ加工装置1に入力する構成としてもよい。
Here, the
なお、実施の形態1では、レーザ加工装置1がサイクルパルスモードで被加工物37のレーザ加工を行なう場合について説明したが、レーザ加工装置1は、レーザ光の照射位置を変化させながら被加工物の複数の加工位置に対しレーザ光を1〜複数ショットずつ照射するサイクルを複数回繰り返す加工処理によって被加工物37のレーザ加工を行なってもよい。
In the first embodiment, the case where the
また、実施の形態1では、第1穴の1ショット目を加工する際、第n穴目の位置にガルバノ位置を移動させた後、、第n穴目の位置から第1穴の加工位置にガルバノ位置を移動させることとしたが、第1穴の1ショット目を加工する際、第m穴目(mは(n−1)よりも小さい自然数)の位置にガルバノ位置を移動させた後、第m穴目〜第n穴目までガルバノ位置を移動させ、その後第1穴目の加工位置にガルバノ位置を移動させることとしてもよい。
In
また、実施の形態1では、第1穴の1ショット目を加工する際、第n穴目の位置にガルバノ位置を移動させた後、第n穴目の位置から第1穴目の加工位置にガルバノ位置を移動させることとしたが、第1穴の1ショット目を加工する際、第n穴目から第1穴目の加工経路の途中位置にガルバノ位置を移動させた後、この途中位置から第1穴目の加工位置にガルバノ位置を移動させて第1穴の1ショット目を加工することとしてもよい。 In the first embodiment, when the first shot of the first hole is processed, after the galvano position is moved to the position of the nth hole, the position of the first hole is changed to the processing position of the first hole. Although the galvano position is moved, when the first shot of the first hole is machined, the galvano position is moved from the nth hole to the midway position of the machining path of the first hole, and then from this midway position. The first shot of the first hole may be processed by moving the galvano position to the processing position of the first hole.
また、第1穴目の1ショット目を加工する際の第n穴目から第1穴目までのガルバノ位置の移動距離を少なくするため、第n穴目を第1穴目に近い穴(例えば穴間距離が最短となる穴)に設定してもよい。第n穴目から第1穴目に移動する際のガルバノ移動距離が短かければ、ガルバノ位置の位置ズレ量が少なくなるため、これにより第n穴目から第1穴目に移動した際のガルバノ位置の位置ズレ量を少なくさせることが可能となる。また、第n穴目から第1穴目にガルバノ位置を移動させる際の移動時間を短くすることが可能となる。 Further, in order to reduce the movement distance of the galvano position from the nth hole to the first hole when processing the first shot of the first hole, the nth hole is a hole close to the first hole (for example, You may set to the hole which the distance between holes becomes the shortest. If the galvano movement distance when moving from the n-th hole to the first hole is short, the amount of displacement of the galvano position is reduced, so that the galvano when moving from the n-th hole to the first hole is reduced. It is possible to reduce the amount of positional deviation. In addition, it is possible to shorten the movement time when moving the galvano position from the nth hole to the first hole.
また、第1穴目の1ショット目を加工する際の原点から第n穴目までのガルバノ位置の移動距離を少なくするため、第n穴目を原点に近い穴(例えば穴間距離が最短となる穴)に設定してもよい。これにより、原点から第n穴目にガルバノ位置を移動させる際の移動時間を短くすることが可能となる。 Further, in order to reduce the movement distance of the galvano position from the origin to the n-th hole when processing the first shot of the first hole, the n-th hole is close to the origin (for example, the distance between the holes is the shortest). It may be set to a hole. This makes it possible to shorten the movement time when moving the galvano position from the origin to the nth hole.
さらに、第1穴目の1ショット目を加工する際の原点から第n穴目までのガルバノ位置の移動距離と第n穴目から第1穴目までのガルバノ位置の移動距離の合計距離を少なく(例えば最短距離)するよう第n穴目および第1穴目を設定してもよい。これにより、原点から第n穴目へガルバノ位置を移動させる際の移動時間と、第n穴目から第1穴目へガルバノ位置を移動させる際の移動時間の合計時間を短くすることが可能となる。 Furthermore, the total distance of the movement distance of the galvano position from the origin to the nth hole and the movement distance of the galvano position from the nth hole to the first hole when processing the first shot of the first hole is reduced. The n-th hole and the first hole may be set so as to be (for example, the shortest distance). Thereby, it is possible to shorten the total time of the movement time when moving the galvano position from the origin to the nth hole and the movement time when moving the galvano position from the nth hole to the first hole. Become.
また、レーザ加工装置1は、走査エリア毎にX−Yテーブル38を停止させ、ガルバノミラー35X,35Yのみを回動させてレーザ光を走査するステージ停止加工であってもよいし、X−Yテーブル38を動かしたままガルバノミラー35X,35Yを動かしてレーザ光を走査するステージ非停止加工であってもよい。
The
このように、実施の形態1によれば、第1穴の1ショット目の実際のガルバノ位置の位置ズレ量と、第1穴の2ショット目以降の実際のガルバノ位置の位置ズレ量とを略同程度のズレ量とさせることができるので、第1穴を被加工物37の加工面上から見て略円形状に加工でき、被加工物37の加工形状を精度良く加工することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the positional deviation amount of the first galvano position of the first hole in the first hole and the positional deviation amount of the actual galvano position after the second shot of the first hole are substantially omitted. Since the same amount of deviation can be obtained, the first hole can be machined into a substantially circular shape when viewed from the machining surface of the
また、プログラム作成装置60が第1穴の1ショット目を加工する際、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させた後、第n穴目の位置から第1穴の加工位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させる加工プログラムを作成するので、レーザ加工装置1は第1穴の1ショット目の実際のガルバノ位置の位置ズレ量と、第1穴の2ショット目以降の実際のガルバノ位置の位置ズレ量とを略同程度のズレ量とさせることができる。これにより、第1穴を被加工物37の加工面上から見て略円形状に加工でき、被加工物37の加工形状を精度良く加工することが可能な加工プログラムをレーザ加工装置1に提供することが可能となる。
When the
実施の形態2.
つぎに、図1,2および図9,10を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、サイクルパルスモードの1サイクル終了毎に所定のデフォルト座標へガルバノ位置指令を行い、第1穴目を加工する際のガルバノ位置移動が全てのサイクル(1ショット目を含む全ショット)で同一経路となるようガルバノミラー35X,35Yを制御する。実施の形態2のレーザ加工装置1も、実施の形態1の図1,2で説明したレーザ加工装置1と同様の構成を有するので、ここではその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a galvano position command is sent to a predetermined default coordinate at the end of one cycle in the cycle pulse mode, and galvano position movement when machining the first hole is performed in all cycles (all shots including the first shot). ), The galvanometer mirrors 35X and 35Y are controlled so as to have the same path. Since the
実施の形態2に係るレーザ加工装置の動作手順を説明する。図9は、実施の形態2に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートであり、図10は、実施の形態2に係るレーザ照射位置の順番を説明するための図である。ここでは、レーザ加工の一例として、例えば、レーザ加工装置1が第1番目の加工穴H1から第n(nは2以上の自然数)番目の加工穴Hnまでをサイクルパルスモードでレーザ加工する場合について説明する。なお、ここではレーザ加工装置1のレーザ加工の一例として、加工穴が4つ以上(nが4以上)である場合について説明する。
An operation procedure of the laser processing apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of the laser processing apparatus according to the second embodiment, and FIG. 10 is a diagram for explaining the order of the laser irradiation positions according to the second embodiment. Here, as an example of laser processing, for example, when the
レーザ加工装置1による被加工物37のレーザ加工処理が開始されると、X−Yテーブル制御部13は、加工プログラム記憶部14内の加工プログラムやNCプログラムに基づいて、X−Yテーブル38の位置を制御する。これにより、レーザ光が所定のガルバノエリア(ガルバノスキャナ36X,36Yによって加工位置が制御されるエリア)51に照射されるよう、X−Yテーブル38上の被加工物37がX−Y方向に移動する。
When the laser processing of the
ガルバノスキャナ制御部15は、初期設定として、レーザ光の照射位置がガルバノエリア51のデフォルト座標(例えば原点)となるようガルバノスキャナ36X,36Yを制御する(ステップS310)。
As an initial setting, the galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS320)(1)。
Next, the galvano
そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、レーザ光は像転写光学機構22で整形され所望のビーム形状、ビームエネルギーに調整される。さらに、マスク24から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー35X,35Yで反射して偏向され、f−θレンズ34を介して被加工物37の加工穴H1に結像し照射される。これにより、加工穴H1(第1穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS330)。
Then, the
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第2番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第2番目の加工位置(加工穴H2)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS340)(2)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H2(第2穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS350)。
Next, the galvano
この後、図9には示していないが、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第3番目以降(第(n−2)番目まで)の加工位置がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なうとともに、第3番目以降(第(n−2)番目まで)の加工穴に1ショット目の加工処理を行う。
Thereafter, although not shown in FIG. 9, the galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第(n−1)番目の加工位置(加工穴H(n−1))がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第(n−1)番目の加工位置(加工穴H(n−1))がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS360)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H(n−1)(第(n−1)穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS370)。
Next, the galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第n番目の加工位置(加工穴Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第n番目の加工位置(加工穴Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS380)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴Hn(第n穴)に1ショット目の加工処理が行われる(ステップS390)。
Next, the galvano
メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したか否かを判断する(ステップS400)。本実施の形態1は、サイクルパルスモードでのレーザ加工であるため、メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了していないと判断する(ステップS400、No)。
The
ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいてガルバノエリア51のデフォルト座標(原点)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、原点がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS310)。このとき、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させない。
The galvano
つぎに、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なう。これにより、第1番目の加工位置(加工穴H1)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御する(ステップS320)。そして、レーザ制御部12は、レーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、加工穴H1(第1穴)に2ショット目の加工処理が行われる(ステップS330)。
Next, the galvano
この後、ガルバノスキャナ制御部15は、加工プログラムに基づいて第2番目〜第n番目の加工位置(加工穴H2〜Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yにガルバノ位置指令を行なうとともに、レーザ制御部12は、各加工位置でレーザ発振器21からレーザ光を発振させる。これにより、第2番目〜第n番目の加工位置(加工穴H1〜Hn)がレーザ光の照射位置となるよう、ガルバノスキャナ36X,36Yがガルバノミラー35X,35Yを制御し、加工穴H1〜Hn(第1穴〜第n穴)に2ショット目の加工処理が行われる(ステップS340〜S390)
Thereafter, the galvano
そして、メイン制御部11は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したか否かを判断する(ステップS400)。メイン制御部11が、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したと判断するまで、ステップS320〜S400の処理が繰り返される。すなわち、実施の形態2では、加工穴Hnを加工した後に加工穴H1を加工する場合、ステップS310の処理である原点へのガルバノ位置指令を行なった後に加工穴H1へのガルバノ位置指令を行なって加工穴H1を加工する。
Then, the
メイン制御部11が、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理が終了したと判断すると(ステップS400、Yes)、ガルバノスキャナ制御部15、レーザ制御部12は、このガルバノエリア51でのレーザ加工処理を終了し、次のガルバノエリア51での加工処理を行なえるよう、X−Yテーブル38の位置を制御する。そして、次のガルバノエリア51での加工処理が行なわれる。
When the
なお、実施の形態2では、原点から第1穴目までのガルバノ位置の移動距離を少なくするため、第1穴目を原点に近い穴(例えば穴間距離が最短となる穴)に設定してもよい。また、第n穴目から原点までのガルバノ位置の移動距離を少なくするため、第n穴目を原点に近い穴(例えば穴間距離が最短となる穴)に設定してもよい。さらに、第1穴目の1ショット目を加工する際の原点から第1穴目までのガルバノ位置の移動距離と第n穴目から原点までのガルバノ位置の移動距離の合計距離を少なく(例えば最短距離)するよう第n穴目および第1穴目を設定してもよい。これにより、第n穴目から原点へガルバノ位置を移動させる際の移動時間、原点から第1穴目へガルバノ位置を移動させる際の移動時間、これらの移動時間の合計時間を短くすることが可能となる。 In the second embodiment, in order to reduce the movement distance of the galvano position from the origin to the first hole, the first hole is set to a hole close to the origin (for example, the hole having the shortest distance between holes). Also good. In order to reduce the movement distance of the galvano position from the nth hole to the origin, the nth hole may be set to a hole close to the origin (for example, a hole having the shortest distance between holes). Further, the total distance of the movement distance of the galvano position from the origin to the first hole and the movement distance of the galvano position from the nth hole to the origin when processing the first shot of the first hole is reduced (for example, the shortest). The n-th hole and the first hole may be set so as to be (distance). This makes it possible to shorten the movement time when moving the galvano position from the nth hole to the origin, the movement time when moving the galvano position from the origin to the first hole, and the total time of these movement times. It becomes.
また、実施の形態2でも実施の形態1と同様に、加工制御装置10の加工プログラム記憶部14が加工プログラムを予め記憶し、この加工プログラムに基づいてレーザ加工を行う構成に限られず、加工プログラムを加工制御装置10の外部装置から受信して使用する構成としてもよい。
Further, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the machining
このように、実施の形態2では、第1穴を加工する際、原点にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させた後、、原点から第1穴の加工位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させる。これにより、第1穴の1ショット目の実際のガルバノ位置の位置ズレ量と、第1穴の2ショット目以降の実際のガルバノ位置の位置ズレ量とが略同程度のズレ量となる。 Thus, in the second embodiment, when the first hole is machined, the galvano position command is issued to the origin to move the galvano position, and then the galvano position command is given from the origin to the machining position of the first hole. Move the galvo position. As a result, the positional deviation amount of the actual galvano position in the first shot of the first hole and the actual positional deviation amount of the second and subsequent shots of the first hole are substantially the same.
このように、実施の形態2によれば、第1穴の1ショット目の実際のガルバノ位置の位置ズレ量と、第1穴の2ショット目以降の実際のガルバノ位置の位置ズレ量とを略同程度のズレ量とさせることができるので、第1穴を被加工物37の加工面上から見て略円形状に加工でき、被加工物37の加工形状を精度良く加工することが可能となる。
Thus, according to the second embodiment, the positional deviation amount of the actual galvano position in the first shot of the first hole and the positional deviation amount of the actual galvano position in the second and subsequent shots of the first hole are substantially omitted. Since the same amount of deviation can be obtained, the first hole can be machined into a substantially circular shape when viewed from the machining surface of the
実施の形態3.
つぎに、図11〜図13を用いてこの発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3では、従来から用いられていた加工プログラム(第1穴の第1ショット目を加工する場合のガルバノ位置を、原点などのデフォルト座標から直接第1穴の加工位置に移動させる加工手順)を用いるとともに、所定の制御装置(後述する加工手順制御装置)を用いて実施の形態1や実施の形態2と同様の加工手順(ガルバノ位置の移動手順とレーザ光の照射タイミング)でレーザ加工を行なうようレーザ加工装置1を制御する。Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, a conventionally used machining program (a machining procedure for moving the galvano position when machining the first shot of the first hole directly from the default coordinates such as the origin to the machining position of the first hole. ) And laser processing using a predetermined control device (processing procedure control device to be described later) in the same processing procedure (galvano position moving procedure and laser light irradiation timing) as in the first and second embodiments. The
すなわち、実施の形態3では、例えば各ガルバノエリアにおいて第1穴の1ショット目を加工する際には、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させた後、第n穴目の位置から第1穴の加工位置にガルバノ位置指令を行なってガルバノ位置を移動させる。そして、この後の加工手順には従来から用いられていた加工プログラムを用いてレーザ加工処理を行う(実施の形態1に対応する加工手順)。 That is, in the third embodiment, for example, when processing the first shot of the first hole in each galvano area, the galvano position command is issued to the position of the nth hole to move the galvano position, and then the nth A galvano position command is issued from the position of the hole to the machining position of the first hole to move the galvano position. In the subsequent processing procedure, laser processing is performed using a processing program conventionally used (processing procedure corresponding to the first embodiment).
図11は、実施の形態3に係るレーザ加工装置の構成を示す機能ブロック図である。図11の各構成要素のうち図2に示す実施の形態1,2のレーザ加工装置1と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 11 is a functional block diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the third embodiment. Among the constituent elements in FIG. 11, constituent elements that achieve the same functions as those of the
レーザ加工装置1は、加工制御装置10と加工駆動装置20に加えて、加工手順制御装置40を備えている。加工手順制御装置40は、パーソナルコンピュータ等の装置によって構成され、ユーザプログラム入力部41、CAD(Computer
Aided Design)変換部42、加工プログラム43を記憶するための加工プログラム記憶部45、手順制御部44を有している。ユーザプログラム入力部41は、被加工物37上の穴あけ加工位置(座標)を示すユーザプログラム(ガーバー形式の座標プログラム)を入力する。The
Aided Design)
CAD変換部42は、ユーザプログラム入力部41からのユーザプログラムを、レーザ加工装置1に合った適切なフォーマットの加工プログラム43に変換する機能を有している。CAD変換部42は、加工目的に応じてガルバノエリア範囲や変換形式(X方向主の移動、Y方向主の移動、最短距離の移動経路)等をユーザによって指定可能な構成となっている。
The
加工プログラム43は、CAD変換部42によってユーザプログラムが変換されたプログラムであり、レーザ加工装置1で読み取り可能な形式のフォーマットに変換されている。なお、ここでの加工プログラム43が従来までの加工プログラム(第1穴の第1ショット目を加工する場合に、原点などのデフォルト座標から直接第1穴の加工位置に移動して第1穴の第1ショット目の加工を開始する加工手順を含むプログラム)に対応している。この加工プログラム43は、加工プログラム記憶部14に記憶させておく。
The
手順制御部44は、加工プログラム記憶部14が記憶する従来の加工プログラム43に対して、各ガルバノエリアにおいて第1穴の1ショット目を加工する際には、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なうよう加工制御装置10(メイン制御部11)に指示情報を出すとともに、第n穴目の位置ではレーザ光を照射させないよう加工制御装置10に指示情報を出す。さらに、手順制御部44は、第1穴目の位置にガルバノ位置指令を行なうよう加工制御装置10に指示情報を出し、第n穴目の位置から第1穴の加工位置にガルバノ位置を移動させ、その後、従来の加工プログラムによる加工処理(第1穴目の1ショット目にレーザ光を照射)を行わせる。
When processing the first shot of the first hole in each galvano area with respect to the
つぎに、実施の形態3に係る加工手順制御装置40の動作手順を説明する。レーザ加工装置1による被加工物37のレーザ加工を開始するため、レーザ加工装置1のユーザは、被加工物37座標上の穴あけ位置エリア(例えば500mm×500mm)(被加工物37のサイズ)や穴あけ位置を指定するユーザプログラムを加工手順制御装置40のユーザプログラム入力部41に入力する。
Next, an operation procedure of the machining
図12は、被加工物内のガルバノエリアを説明するための図である。被加工物37座標上の穴あけ位置エリアである被加工物37のサイズは、例えば500mm×500mmのサイズで構成されている。
FIG. 12 is a diagram for explaining a galvano area in a workpiece. The size of the
この被加工物37の穴あけ位置エリアは、CAD変換部42によって例えば50mm×50mmのサイズであるガルバノエリア(穴座標に関する情報を含んだ加工エリアであるガルバノエリアN1〜N3等)に分割される。さらに、CAD変換部42はユーザプログラムに基づいて、各ガルバノエリアでの加工位置、最適加工経路を算出して加工プログラム43を作成する。この加工プログラム43は、加工プログラム記憶部45(加工プログラム記憶部14)が記憶しておく。なお、ここでのガルバノエリアN1〜N3等が、実施の形態1の図4で示したガルバノエリア51に対応している。
The drilling position area of the
ここで、従来の加工プログラム43の一例について説明する。図13は、実施の形態3のレーザ加工装置が用いる従来の加工プログラムの一例を示す図である。従来の加工プログラム43は、ガルバノエリアN1(加工エリア1)において、第1穴目の加工点(加工位置)が例えば、「X300 Y400」であり、原点などのデフォルト座標から直接第1穴目の加工位置にガルバノ位置が移動させられて1ショット目のレーザ加工が行なわれる。この後、第2穴目の加工点、第3穴目の加工点と、順番に加工位置にガルバノ位置が移動させられてガルバノエリアN1内の各穴のレーザ加工が行なわれる。
Here, an example of the
その後、ガルバノエリアN2に移動して原点などのデフォルト座標から直接第1穴目の加工位置である「X300 Y300」にガルバノ位置が移動させられて1ショット目のレーザ加工が行なわれる。この後、第2穴目以降の加工位置にガルバノ位置が移動させられてガルバノエリアN2内の各穴のレーザ加工が行なわれる。 Thereafter, the galvano position is moved from the default coordinates such as the origin to the galvano area N2, and the galvano position is moved directly to "X300 Y300" which is the processing position of the first hole, and the first shot laser processing is performed. Thereafter, the galvano position is moved to the machining position after the second hole, and laser machining of each hole in the galvano area N2 is performed.
実施の形態3において、各ガルバノエリア(例えばガルバノエリアN1)において第1穴の1ショット目を加工する際には、手順制御部44は、加工プログラムから第1穴の1ショット目を加工する指示を認識すると、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なうよう加工制御装置10に指示情報を出すとともに、第n穴目の位置ではレーザ光を照射させないよう加工制御装置10に指示情報を出す。その後、手順制御部44は、加工制御装置10に加工プログラム43による加工処理(第1穴目の位置にガルバノ位置指令を行なってレーザ加工を開始)を行わせる。
In the third embodiment, when processing the first shot of the first hole in each galvano area (for example, galvano area N1), the procedure control unit 44 instructs to process the first shot of the first hole from the processing program. Is recognized, instruction information is issued to the
これにより、レーザ加工装置1は、まず第1番目の加工点でレーザ加工処理(1ショット目)を行い、次に第2番目の加工点でレーザ加工処理(1ショット目)を行う。以下、実施の形態1で説明した加工処理手順と同様の処理手順によって被加工物37の加工処理を行う。
As a result, the
さらに、例えばガルバノエリアN1での加工処理が終了すると、手順制御部44は、次のガルバノエリアであるガルバノエリアN2でガルバノエリアN1と同様の加工処理を行なわせる。以下、同様に手順制御部44はガルバノエリアN2以降の加工処理を加工制御装置10に行わせる。なお、以降の処理においても、手順制御部44は、加工プログラムから第1穴の1ショット目を加工する指示を認識すると、第n穴目の位置にガルバノ位置指令を行なうよう加工制御装置10に指示情報を出すとともに、第n穴目の位置ではレーザ光を照射させないよう加工制御装置10に指示情報を出す。そして、手順制御部44は、加工制御装置10に加工プログラム43による加工処理(第1穴目の位置にガルバノ位置指令を行なってレーザ加工を開始)を行わせる。
Further, for example, when the processing in the galvano area N1 is completed, the procedure control unit 44 causes the galvano area N2, which is the next galvano area, to perform the same processing as in the galvano area N1. Hereinafter, similarly, the procedure control unit 44 causes the
なお、実施の形態3では、手順制御部44が各ガルバノエリアにおいて第1穴の1ショット目を加工する際には、実施の形態1に対応する加工手順で加工を開始するよう加工制御装置10を制御し、従来の加工プログラム43を用いた加工を行なう場合について説明したが、手順制御部44が各ガルバノエリアにおいて第n穴の各ショットを加工した後に(サイクルパルスモードの各サイクル終了毎に)、実施の形態2に対応する加工手順で加工を継続するよう加工制御装置10を制御して、従来の加工プログラム43を用いた加工を行なわせてもよい。
In the third embodiment, when the procedure control unit 44 processes the first shot of the first hole in each galvano area, the
また、実施の形態3では、レーザ加工装置1が加工手順制御装置40を備える構成である場合について説明したが、レーザ加工装置1と加工手順制御装置40を独立した異なる構成とし、それぞれを接続して動作させる構成としてもよい。
In the third embodiment, the case where the
さらに、実施の形態3では、ガルバノスキャナ制御部15と加工手順制御装置40が異なる構成である場合について説明したが、ガルバノスキャナ制御部15が手順制御部44の機能を備える構成としてもよい。この場合、手順制御部44の機能を備えたガルバノスキャナ制御部15が、加工プログラム記憶部14が記憶する従来の加工プログラム43に基づいてレーザ加工を行なう。
Furthermore, in the third embodiment, the case where the galvano
なお、実施の形態3では、加工手順制御装置40が加工プログラム記憶部45を備える構成としたが、加工手順制御装置40は加工プログラム記憶部45を備えていなくてもよい。この場合、CAD変換部42で作成した加工プログラム43は、加工プログラム記憶部14に直接入力される構成となる。
In the third embodiment, the machining
このように実施の形態3によれば、従来の加工プログラム43を用いて実施の形態1,2と同様のレーザ加工を行うので、被加工物37の加工処理毎に新たな加工プログラムを作成することなく容易に被加工物37の加工形状を精度良く加工することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, since the same laser processing as in the first and second embodiments is performed using the
以上のように、本発明にかかるレーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法は、パルスレーザ光で被加工物を穴あけ加工するレーザ加工に適している。 As described above, the laser processing apparatus, the program creation apparatus, and the laser processing method according to the present invention are suitable for laser processing for drilling a workpiece with pulsed laser light.
Claims (12)
レーザ光を発振するレーザ光発振部と、
前記レーザ光発振部が発振したレーザ光の前記被加工物への照射位置を移動させる照射位置移動部と、
前記レーザ光発振部が発振するレーザ光の発振タイミングおよび前記照射位置移動部が移動させるレーザ光の照射位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記照射位置移動部が前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路と、第2番目のサイクル以降に第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記照射位置移動部が前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路とが同一経路となるよう、前記照射位置移動部を制御することを特徴とするレーザ加工装置。Laser processing for performing a plurality of drilling operations on the workpiece in a processing mode in which a cycle of irradiating a plurality of shots of laser light to a plurality of processing positions of the workpiece is repeated a plurality of times while changing the irradiation position of the laser light. In the device
A laser beam oscillation unit for oscillating a laser beam;
An irradiation position moving unit that moves an irradiation position of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit to the workpiece;
A control unit for controlling the oscillation timing of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit and the irradiation position of the laser beam moved by the irradiation position moving unit;
With
The controller is
The irradiation position moving part moves the irradiation position moving unit to the drilling position of the first hole when the first hole is irradiated with the laser beam in the first cycle, and the first hole after the second cycle. The irradiation position moving unit is controlled so that a moving path of the irradiation position moved by the irradiation position moving unit to the drilling position of the first hole becomes the same path when the laser beam is irradiated to the laser beam. Laser processing equipment.
各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させるよう前記照射位置移動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。The control unit moves the irradiation position of the laser beam to the last drilling position in one cycle before drilling the first hole in the first cycle, and moves the first hole from the last drilling position. And controlling the irradiation position moving unit to move the irradiation position of the laser beam to the drilling position of
The irradiation position moving unit is controlled to move the irradiation position of the laser beam with respect to the drilling position of the first hole after the end of the laser beam irradiation to the last drilling position of each cycle. The laser processing apparatus according to claim 1.
各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記デフォルト座標位置を経由させて前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させるよう前記照射位置移動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。The control unit moves the irradiation position of the laser beam to a predetermined default coordinate position before drilling the first hole in the first cycle, and moves from the default coordinate position to the drilling position of the first hole. While controlling the irradiation position moving unit to move the irradiation position of the laser light,
After the laser beam irradiation to the last drilling position in each cycle is completed, the irradiation position movement is performed so that the laser beam irradiation position is moved with respect to the drilling position of the first hole via the default coordinate position. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a part is controlled.
レーザ光を発振するレーザ光発振部と、
前記レーザ光発振部が発振したレーザ光の前記被加工物への照射位置を移動させる照射位置移動部と、
前記レーザ光発振部が発振するレーザ光の発振タイミングおよび前記照射位置移動部が移動させるレーザ光の照射位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、最初のサイクルに第1穴に穴あけ加工を行なう前に1サイクルにおける最後の穴あけ加工位置と前記第1穴との間である途中経路位置に前記レーザ光の照射位置を移動させるとともに、前記途中経路位置から前記第1穴の穴あけ加工位置に前記レーザ光の照射位置を移動させるよう前記照射位置移動部を制御するとともに、
各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させるよう前記照射位置移動部を制御することを特徴とするレーザ加工装置。Laser processing for performing a plurality of drilling operations on the workpiece in a processing mode in which a cycle of irradiating a plurality of shots of laser light to a plurality of processing positions of the workpiece is repeated a plurality of times while changing the irradiation position of the laser light In the device
A laser beam oscillation unit for oscillating a laser beam;
An irradiation position moving unit that moves an irradiation position of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit to the workpiece;
A control unit for controlling the oscillation timing of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation unit and the irradiation position of the laser beam moved by the irradiation position moving unit;
With
The controller moves the irradiation position of the laser beam to a midway path position between the last drilling position in one cycle and the first hole before drilling the first hole in the first cycle. And controlling the irradiation position moving unit to move the irradiation position of the laser beam from the midway path position to the drilling position of the first hole,
The irradiation position moving unit is controlled to move the irradiation position of the laser beam with respect to the drilling position of the first hole after the end of the laser beam irradiation to the last drilling position of each cycle. Laser processing equipment.
各穴の加工位置座標を用い、最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる発振したレーザ光の前記被加工物への照射位置の移動経路と、第2番目のサイクル以降に第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる前記照射位置の移動経路とが同一経路となるよう、前記照射位置を制御する制御プログラムを作成するプログラム作成部を備えることを特徴とするプログラム作成装置。Laser processing for performing a plurality of drilling operations on the workpiece in a processing mode in which a cycle of irradiating a plurality of shots of laser light to a plurality of processing positions of the workpiece is repeated a plurality of times while changing the irradiation position of the laser light. In a program creation device for creating a control program for a device,
Using the processing position coordinates of each hole, the irradiation position of the oscillated laser light that is moved to the drilling position of the first hole when the first hole is irradiated with the laser light in the first cycle is determined. The irradiation path is such that the movement path and the movement path of the irradiation position moved to the drilling position of the first hole when the laser light is irradiated to the first hole after the second cycle are the same path. A program creation device comprising a program creation unit for creating a control program for controlling a position.
最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路と、第2番目のサイクル以降に第1穴に前記レーザ光を照射する際に前記第1穴の穴あけ加工位置に移動させる照射位置の移動経路とが同一経路となるよう、最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光の照射位置を移動させる第1のステップと、
前記最初のサイクルに第1穴に前記レーザ光の照射を行なう第2のステップと、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。Laser processing for performing a plurality of drilling operations on the workpiece in a processing mode in which a cycle of irradiating a plurality of shots of laser light to a plurality of processing positions of the workpiece is repeated a plurality of times while changing the irradiation position of the laser light. In the method
When the first hole is irradiated with the laser light in the first cycle, the irradiation position is moved to the drilling position of the first hole, and the first hole is irradiated with the laser light after the second cycle. A first step of moving the irradiation position of the laser beam to the first hole in the first cycle so that the movement path of the irradiation position moved to the drilling position of the first hole is the same path when
A second step of irradiating the first hole with the laser light in the first cycle;
A laser processing method comprising:
前記第2のステップの後、各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させる第3のステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工方法。In the first step, the laser beam irradiation position is moved to the last drilling position in one cycle before the first hole is drilled in the first cycle, and the first drilling position is moved from the last drilling position to the first drilling position. A step of moving the irradiation position of the laser beam to a drilling position of one hole,
After the second step, the third step of moving the irradiation position of the laser beam with respect to the drilling position of the first hole after the end of the laser beam irradiation to the final drilling position of each cycle is performed. The laser processing method according to claim 9, further comprising:
前記第2のステップの後、各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記デフォルト座標位置を経由させて前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させる第4のステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工方法。The first step moves the irradiation position of the laser beam to a predetermined default coordinate position before drilling the first hole in the first cycle, and drills the first hole from the default coordinate position. A step of moving the irradiation position of the laser beam to a position,
After the second step, after the laser beam irradiation to the last drilling position in each cycle is completed, the laser beam irradiation position with respect to the drilling position of the first hole via the default coordinate position The laser processing method according to claim 9, further comprising a fourth step of moving.
前記第2のステップの後、各サイクルの前記最後の穴あけ加工位置へのレーザ光照射終了後は、前記第1穴の穴あけ加工位置に対し前記レーザ光の照射位置を移動させる第5のステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工方法。In the first step, before the first hole is drilled in the first cycle, the irradiation position of the laser beam is set at a midway path position between the last drilling position and the first hole in one cycle. And moving the laser beam irradiation position from the midway path position to the drilling position of the first hole,
After the second step, after the laser beam irradiation to the last drilling position in each cycle is completed, a fifth step of moving the laser beam irradiation position with respect to the drilling position of the first hole is performed. The laser processing method according to claim 9, further comprising:
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