JPWO2012039106A1 - Laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
本発明のレーザ加工装置(100)は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部(109)と、吸着孔が形成された外周載置部(114)と、吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部(112)とを含み、前記被加工物を保持する載置部と、前記載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動するXYテーブル(131),(133)と、前記外周載置部に設置され、前記被加工物の一辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部(121)と、を備えた。The laser processing apparatus (100) of the present invention includes a processing head portion (109) for laser processing a workpiece, an outer periphery mounting portion (114) in which suction holes are formed, and a suction hole is formed and moves up and down. A plurality of movable placement portions (112), a placement portion for holding the workpiece, and XY tables (131), (133) for driving the placement portion in the X-axis direction and the Y-axis direction; And a work presser part (121) which is installed on the outer periphery mounting part and which presses at least one side parallel to the longitudinal direction of the movable mounting part among the one side of the workpiece.
Description
本発明は、レーザを照射して加工を行うレーザ加工装置に関し、特にブラインドホール加工(非貫通穴加工)とスルーホール加工(貫通穴加工)の両方を一台の加工装置にて提供するレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing by irradiating a laser, and in particular, laser processing that provides both blind hole processing (non-through hole processing) and through hole processing (through hole processing) with a single processing apparatus. Relates to the device.
近年、部品の小型化、高集積化、複合モジュール化に伴い、それらの元となる基材の穴あけ加工も小径化し、従来の加工方法では、この小型化に対応することが困難になってきた。それらを解決するために、レーザを用いた穴あけ加工が増えてきている。このレーザによる被加工物への穴加工では、大きく分類して、被加工物に貫通穴を空けるスルーホール加工と、被加工物に非貫通穴を空けるブラインドホール加工の2種類の穴加工がある。 In recent years, with the downsizing, high integration, and composite modularization of parts, the drilling of the base material of those parts has also been reduced in diameter, and it has become difficult to cope with this downsizing with conventional processing methods. . In order to solve these problems, drilling using a laser is increasing. There are two types of hole drilling in a workpiece by laser. There are two types of drilling: a through-hole machining for making a through hole in the workpiece and a blind hole machining for making a non-through hole in the workpiece. .
図9は、従来技術に係るレーザ加工装置の第1例の被加工物を載置する載置部の構成を示す断面から見た側面図である。 FIG. 9 is a side view seen from a cross-section showing the configuration of the mounting portion on which the workpiece of the first example of the laser processing apparatus according to the prior art is mounted.
図9に示すように、上下に昇降する分割された可動載置部812と外周載置部816とが、載置部として設けられている。ここで、載置部は、可動載置部812と外周載置部816との構造がわかる断面から見た側面図で示している。外周載置部816には外周吸着孔814が形成され、分割された可動載置部812には載置部吸着孔813が形成されている。被加工物811は分割された可動載置部812と外周載置部816の上部に載せられ吸着保持されている。分割された可動載置部812は、個別に上下方向に動作可能な構造を持ち、エアシリンダ等の昇降駆動部により上下方向に動作する。
As shown in FIG. 9, the
ブラインドホール加工時は、可動載置部812はすべての吸着部が上昇した状態となる。そして、載置部全面を使用して被加工物811を吸着固定し、加工が行われる。スルーホール加工時は、図9に見るように、被加工物811の加工する部分の下部に相当する分割された可動載置部812のみ下降させた状態でレーザ加工が行われる。
At the time of blind hole processing, the
以上のように構成することで、被加工物811の平面度を維持しながら、スルーホール加工時のレーザによる載置部の損傷を防止している(例えば、特許文献1を参照)。 By configuring as described above, the mounting portion is prevented from being damaged by the laser during through-hole processing while maintaining the flatness of the workpiece 811 (see, for example, Patent Document 1).
近年、より精密な加工と高集積化のため、板状の被加工物811の厚さもより薄くなり、施される穴加工の径も小さくなってきた。例えば、40μm〜120μm程度の厚さの樹脂フィルムや数十μmの厚さの金属箔が、その加工対象となっている。
In recent years, for more precise processing and higher integration, the thickness of the plate-
上述の従来技術に係るレーザ加工装置の構成では、スルーホール加工時は、被加工物811の加工する部分の下部に相当する吸着部を下降させた状態でレーザ加工が行われるため、部分的とはいえ被加工物は平面を保持されていない。
In the configuration of the laser processing apparatus according to the above-described prior art, during the through hole processing, the laser processing is performed in a state where the suction portion corresponding to the lower portion of the portion to be processed of the
そのために、載置部に対してレーザによる損傷は与えないものの、上述のように厚さの薄いシート状あるいは箔状の被加工物811の場合は、自重によって該当部分が垂れるようにたわみが発生する。その結果、加工部分の平面度の悪化が生じる。平面度の悪化は、レーザの焦点のズレや加工位置のズレとなり、レーザが最小径まで絞られないため精密な加工の妨げとなる。
Therefore, although the mounting portion is not damaged by the laser, in the case of the thin sheet-like or foil-
一般に加工は、被加工物811のいずれか一方の端の加工エリアより行ない、順次隣接する加工エリアに移動させて行う。最初の加工エリアのレーザ加工時には、最も端の第1の可動載置部812が下降していることとなる。そうすると、被加工物811の加工の起点側の辺では、外周載置部816の外周吸着孔814のみによる吸着力で保持されることになる。そのため、起点側の辺では被加工物811の保持力が小さい。逆の方向は、上述の外周吸着孔814以外の残りすべての可動載置部812の載置部吸着孔813によって十分に保持されている。
In general, the processing is performed from the processing area at one end of the
よって被加工物811にたわみが発生すると、単に鉛直方向のズレだけでなく、起点側の辺が滑り方向に引っ張られて水平方向の位置のズレも起こす。
Therefore, when a deflection occurs in the
第1の可動載置部812に隣接する第2の可動載置部812が下降する場合は、加工起点側は外周吸着孔814と第1の可動載置部812の載置部吸着孔813による吸着で保持されることとなる。しかし、第1の可動載置部812の位置に対応する加工エリアは、すでにレーザ加工が終了しているため多数の貫通穴が存在し、真空引きによる吸着力は弱い。結果として、自重によるたわみに当初の位置のズレによるたわみも加わる上に、加工起点側の辺から水平方向の位置のズレを起こす。第2の可動載置部812に隣接する第3の可動載置部812が下降する場合も同様である。
When the second
このように、加工の進行に合わせて、順次、加工が終了した可動載置部812に隣接する可動載置部812の下降が行われるが、それに合わせて被加工物811のたわみも順次伝搬し増大する。さらに水平方向のズレも伝搬するに従い大きくなっていく。これらのたわみやズレが重なって数十μmのオーダで位置ズレが生じると精密な加工の精度としては不良になってしまう。したがって、精密な穴加工を実現することが難しく、精度の高いレーザ加工を行うことができないという課題があった。
As described above, the
本発明は、精密な穴加工を実現し、精度の高いレーザ加工が行えるレーザ加工装置を提供する。 The present invention provides a laser processing apparatus that realizes precise hole processing and performs high-precision laser processing.
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と,吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み,上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動するXYテーブルと、上記外周載置部に設置され,上記被加工物の一辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。 The laser processing apparatus of the present invention includes a processing head unit for laser processing a workpiece, an outer periphery mounting unit in which suction holes are formed, and a plurality of movable mounting units in which suction holes are formed and moved up and down. , A placement unit that holds the workpiece, an XY table that drives the placement unit in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the outer circumferential placement unit, and at least one of the sides of the workpiece A work presser part that is parallel to the longitudinal direction of the movable mounting part and presses one side of the starting point side of the processing.
この構成により、分割された可動載置部を有して被加工物にスルーホール加工をする場合であっても、加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれが防止できる。よって、厚さの非常に薄いシート状の被加工物であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。 With this configuration, even when a through-hole process is performed on a workpiece having a divided movable mounting portion, the deflection of the workpiece that propagates and increases sequentially as the machining progresses Misalignment can be prevented. Therefore, even a sheet-like workpiece having a very thin thickness can be subjected to highly accurate laser processing, reducing processing defects due to inaccuracy and realizing precise hole processing. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、図面中に示されるX軸、Y軸およびZ軸はそれぞれ直交する方向である。ここで、Z軸は上下にあたる鉛直方向であり、各図の座標軸はそれぞれの視野の方向に対応するように描いている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Further, the X axis, the Y axis, and the Z axis shown in the drawings are directions orthogonal to each other. Here, the Z axis is the vertical direction corresponding to the top and bottom, and the coordinate axes in each figure are drawn so as to correspond to the directions of the respective fields of view.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態の一例に係るレーザ加工装置100の概略構成図である。図1において、レーザ発振器102は、内部でレーザが発振されレーザビーム103を射出する。射出されたレーザビーム103は、光学系104により、方向を変えられ、レーザの密度やビーム径の調整およびビーム形状の整形などが行われる。(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
光学系104を通過したレーザビーム103は、X軸方向にスキャンするためのXミラー106とY軸方向にスキャンするためのYミラー107とにより構成されるガルバノスキャナ105により走査され、位置決めされる。さらに、ガルバノスキャナ105で位置決めされたレーザビーム103が、fθレンズ108で集光され、被加工物111の加工点に照射されるように、レーザ加工装置100が構成されている。
The
Xミラー106およびYミラー107より構成されるガルバノスキャナ105とfθレンズ108は加工ヘッド部109に設けられ、加工ヘッド部109はZ軸方向に移動可能なように装置本体に設置されている。
The
被加工物111は複数個設けられた可動載置部112と外周載置部114上に置かれている。さらに、被加工物111の一辺のうち可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な二辺は一対のワーク押え部121によって押えられている。可動載置部112は、それぞれ1対のシリンダ(図示せず)によって支持され、当該シリンダは空気圧により制御されて個々の可動載置部112を独立に上下させることができる。
A plurality of
加工テーブルはXテーブル131とYテーブル133の大きく2つのブロックより構成されている。Xテーブル131は、可動載置部112、外周載置部114、および、これらに付随する一式の構成を載置し、X軸方向に可動するように構成されている。X軸方向の移動には、Xテーブル駆動部132を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとXテーブル131をスライドさせることで移動が行われる。
The processing table is mainly composed of two blocks, an X table 131 and a Y table 133. The X table 131 is configured to mount the movable mounting
Yテーブル133は、Xテーブル131とそれに載置されている構成一式をさらに載置し、Y軸方向に可動するように構成されている。Y軸方向の移動には、Yテーブル駆動部134を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとYテーブル133をスライドさせることで移動が行われる。
The Y table 133 is configured to further mount the X table 131 and a set of configurations mounted thereon and move in the Y-axis direction. For the movement in the Y axis direction, the Y
そして、これらレーザ発振器102、ガルバノスキャナ105、可動載置部112を昇降させるシリンダと、Xテーブル駆動部132、および、Yテーブル駆動部134などを制御する加工制御部101とが設けられている。
The
さらに詳細なレーザ加工装置100の一部構成について図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図である。
A more detailed partial configuration of the
まず、図2に示すように、被加工物(図示せず)が載置・保持される載置部は、複数個設けられた可動載置部112と外周載置部114とによって構成される。可動載置部112には複数の載置部吸着孔113が設けられ、また、外周載置部114にも外周吸着孔115が設けられている。被加工物は、載置部吸着孔113と外周吸着孔115より真空引きすることにより吸着保持される。
First, as shown in FIG. 2, a placement portion on which a workpiece (not shown) is placed and held is constituted by a plurality of
ワーク押え部121は、可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な2辺に一対設置されている。このワーク押え部121は、外周載置部114に設置された部材に設けられた支点124によって回転可能なように取り付けられ、押え部駆動シリンダ123によって開閉される。
A pair of
ワーク押え部121は、Z軸方向の寸法的制約より長尺の板状の金属体で形成され、ワーク押え部121の被加工物と対向する側の面にはクランプ部材122を設けている。クランプ部材122はウレタンゴムやシリコンゴムのような有機物弾性体で形成されている。これにより、被加工物と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物の滑りによるズレを防止することができる。
The
なお、クランプ部材122の形状は図示するように線状に連続して盛り上がるようにしてもよいし、所定間隔で離散する点状に形成してもよい。線状であれば被加工物の辺に一様に押圧可能であるし、点状であれば集中して押圧できる。例えば、点状に形成する位置を外周吸着孔115との関係で隣接する外周吸着孔115の中央部近傍に配置すれば、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
In addition, the shape of the
また、本実施の形態では長尺の板状のワーク押え部121の中央にチョウバン部126を設けている。蝶番部126は、ワーク押え部121の開閉動作の回転の支点となり、押え部駆動シリンダ123は長尺の両端にあるため、ワーク押え部121の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にする役目を担う。
Further, in the present embodiment, the
以上のように構成されたレーザ加工装置100の動作について説明する。
The operation of the
図3は、被加工物111を搭載するときの載置部とワーク押え部121の状態を示すY軸方向から見た(3−3線の)断面から見た側面図である。図4は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図2の3−3線の断面から見た側面図である。
FIG. 3 is a side view seen from a cross section (taken along line 3-3) showing the state of the placing portion and the
被加工物111を装置に搭載するにあたり、加工テーブルを移動させることで載置部を被加工物111の搭載位置まで移動させ、ここでは載置部吸着孔113と外周吸着孔115の真空引きを止めて吸着していない状態にし、可動載置部112を全て上昇させておく。
In mounting the
また、ワーク押え部121は押え部駆動シリンダ123によって開いた状態にされている。2つの支点124と押え部駆動リンク125によって、押え部駆動シリンダ123の上下の動作が、矢印に示すようにワーク押え部121の回転動作に変換されている。
Further, the
被加工物111を載置部上に搭載した後、載置部吸着孔113と外周吸着孔115を真空引きして被加工物111の下面の吸着保持を開始する。
After the
そして、押え部駆動シリンダ123により、ワーク押え部121を図3に示す開いた状態から閉じた状態に駆動する。かかる状態を図4に示す。図4に示されるように、吸着孔115が形成された外周載置部114と,吸着孔113が形成された複数の可動載置部112(112a、112b、112c、112d)上に被加工物111は保持されている。そして、被加工物111の辺のうち可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な辺がワーク押え部121により押えられている。
Then, the
被加工物111に接する部分にはクランプ部材122が設けられ、被加工物111に対して押圧力を発生するとともに被加工物111の滑りによるズレを防止している。
A
被加工物111の保持が完了したのち以下の動作を行う。被加工物111を保持した載置部を第1の加工エリアに移動させるべく加工テーブルの移動を開始する。原点位置にある加工ヘッドの焦点位置への移動を開始する。第1の加工エリアの下面にある可動載置部112のみ、当該可動載置部112に設けられた載置部吸着孔113の真空引きをブロー(陽圧)に切り換え、当該部位の被加工物111下面の吸着保持をやめ、当該可動載置部112を下降する。これらの動作を並行して行う。
After holding the
この加工エリアに関して、その一例を図5に示す。図5は、本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図である。図5において被加工物111に1から48までの番号を付しているエリアが加工エリア140である。個々の加工エリア140は、ガルバノスキャナ105のスキャン範囲内に設定されており、当該エリア内のレーザ加工の位置決めはガルバノスキャナ105を制御することで行われる。なお、図示するエリアはあくまでも一例であり、この図に限定されるものではない。
An example of this processing area is shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the processing area order of the workpiece according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, an area where
上述の動作が完了し、加工ヘッド部109のある位置の下方に被加工物111の第1の加工エリア141が到着したのち、レーザビーム103により第1の加工エリア141の穴加工を開始する。なお、本図において142の符号を付している被加工物111の一辺が、可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺142に該当する。
After the above-described operation is completed and the
図6は、第1の加工エリア141で穴加工している状態を、3−3線の断面から見た側面図である。第1の加工エリア141に対応する位置の可動載置部112aが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺(図示せず)は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着され保持される。それとともに、起点側の一辺は、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられている。これにより、被加工物111のたわみと位置ずれが防止されている。
FIG. 6 is a side view of a state in which holes are drilled in the
所定のレーザの照射が完了し、第1の加工エリア141内の全ての穴加工が完了したら、次に第2の加工エリアに移動するために、加工テーブルを本実施の形態ではY方向に移動させる。第2の加工エリア(例えば、加工エリア143)におけるレーザ穴加工の状態についても、図6に示すとおりである。このようにして、順次、可動載置部112aが下降しているエリアをすべて(図5における第1の加工エリアから第6の加工エリアまで)レーザ加工し終わるまで同様の動作を繰り返す。なお、可動載置部112aは、図5における第1の加工エリアから第6の加工エリアまでを保持する。
When the predetermined laser irradiation is completed and all holes in the
ひとつの可動載置部112aが下降しているエリアすべてのレーザ加工をし終わったら、以下の動作を開始する。
When the laser processing is completed for all the areas where one
まず、載置部を次の加工エリアに移動すべく、加工テーブルをX方向に移動開始する。すでに下降していた可動載置部112aのブロー(陽圧)を止めながら、当該可動載置部112aを上昇する。上昇が完了したら当該可動載置部112aに設けた載置部吸着孔113を真空引きして、被加工物111を再び吸着し保持する。次の加工エリア(図5における第7の加工エリア)に対応する位置の可動載置部112bに設けた載置部吸着孔113の真空引きをブローに切り換える。当該箇所の被加工物111の下面の保持がされなくなったら、当該箇所の可動載置部112bを下降する。これらの動作を並行して行う。
First, in order to move the placing portion to the next processing area, the processing table starts to move in the X direction. The
以上のように、当該加工エリアにおける準備が整った後、ガルバノスキャナ105を制御し、穴加工位置にレーザビーム103の照射を開始する。図7は、本発明の実施の形態に係る載置部の第2の動作状態を示す3−3線の断面から見た側面図である。図7は、当該加工エリアをレーザ穴加工している状態を、Y軸方向から見た部分断面図である。加工エリアに対応する位置の可動載置部112bが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着・保持されるとともに、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられている。可動載置部112aによる吸着は被加工物の穴加工がされているため、他の可動載置部の吸着に比べて強くはないが、被加工物のたわみと位置ずれは本発明の構成により防止されている。
As described above, after the preparation in the processing area is completed, the
可動載置部112bが下降しているエリアをすべて(図5における第7の加工エリアから第12の加工エリアまで)レーザ加工し終わると同様に次の加工エリアに移動する。その状態を図8に示す。
When all the areas where the movable mounting
ここでも同様に、加工エリアに対応する位置の可動載置部112cが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着し保持されるとともに、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられて、被加工物111のたわみと位置ずれは防止されている。
Here, similarly, the
上述の動作を繰り返し、被加工物111の所定のエリアすべての加工を行う。所定のエリアのすべての加工が完了したら、以下の動作を開始する。
The above operation is repeated to process all predetermined areas of the
まず、被加工物取り出し位置に移動を開始すべく、加工テーブルの移動を開始する。加工ヘッド部109の原点への移動を開始する。すでに下降していた可動載置部112のブローを止めながら、当該可動載置部112を上昇して、上昇が完了したら当該可動載置部112に設けた載置部吸着孔113を真空引きして、被加工物111を再び吸着保持する。これらの動作を並行して行う。
First, the movement of the machining table is started in order to start the movement to the workpiece removal position. The movement of the
上述の全ての動作が完了し、加工テーブルが被加工物111の取り出し位置に移動し終わったら、押え部駆動シリンダ123を動作させて、ワーク押え部121を開いた状態にし、すべての載置部吸着孔113とすべての外周吸着孔115の真空引きを止める。そして、被加工物111の吸着保持がされなくなるのを確認し、被加工物111の取出装置(図示せず)が載置部から被加工物111を取出し、被加工物のレーザ穴加工を完了する。
When all the operations described above are completed and the processing table has been moved to the
以上のように、本発明のレーザ加工装置100は、加工ヘッド部109と、載置部と、XYテーブルと、ワーク押え部121と、を備えた構成である。ここで、加工ヘッド部109は、被加工物111をレーザ加工する。載置部は、吸着孔115が形成された外周載置部114と,吸着孔113が形成され上下に昇降する複数の可動載置部112とを含み,被加工物111を保持する。XYテーブルは、載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動する。ワーク押え部121は、外周載置部114に設置され,被加工物111の一辺のうち少なくとも可動載置部112の長手方向に平行で加工の起点側の一辺142を押さえる。
As described above, the
この構成により、加工の進行に合わせて、可動載置部112が加工の起点側から順次下降と上昇を行ったとしても、それに合わせて順次伝搬して増大していく被加工物111のたわみや位置ずれを防止できるものである。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物111であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
With this configuration, even when the movable mounting
また、外周載置部114に設置され,被加工物111の一辺のうち可動載置部112の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部121を備えた構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure provided with a pair of
この構成により、加工の起点側から加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれを防止でき、特に加工の終期での逆側からの被加工物111のたわみや位置ずれを防止できて、より効果は高くなる。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物111であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
With this configuration, it is possible to prevent deflection and misalignment of the workpiece that sequentially propagates and increases with the progress of machining from the machining start side. In particular, the
また、ワーク押え部121の被加工物111と対向する側の面に有機物弾性体、例えばクランプ部材を設置した構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which installed the organic-material elastic body, for example, a clamp member, in the surface of the
この構成により、被加工物111と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物111の滑りによるズレを防止することができる。
With this configuration, it is possible to generate a pressing force without being damaged when contacting the
また、有機物弾性体が線状に形成された構成としてもよい。この構成により、被加工物の辺に一様に押圧可能で吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。 Moreover, it is good also as a structure by which the organic substance elastic body was formed in linear form. With this configuration, it is possible to uniformly press the side of the workpiece, and the holding force by suction and pressing can be effectively distributed.
また、有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された構成としてもよい。この構成により、点状の部分に集中して押圧でき、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。 Moreover, it is good also as a structure formed in the dotted | punctate form which an organic substance elastic body disperses at predetermined intervals. With this configuration, it is possible to concentrate and press on the dot-like portion, and to effectively distribute the holding force due to suction and pressing.
また、ワーク押え部121の中央部分に開閉の支点124となるチョウバン部126と,ワーク押え部121の両端を被加工物111側に加圧する加圧部と、を備えた構成としてもよい。
Further, a configuration may be adopted in which a central portion of the
この構成により、ワーク押え部121の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にできる。
With this configuration, it is possible to suppress the floating of the center portion of the
以上のように、上下に昇降する複数の可動載置部112の吸着によって被加工物111の保持を行うレーザ加工装置100に対し、被加工物111の特定の辺をさらにワーク押え部121で押圧するという発明の着想は、容易に想到し得るものではない。被加工物111が非常に薄く、かつ、その加工に高い精度を要求されるようになり、加工の進行に合わせて、可動載置部112が加工の起点側から順次下降と上昇を行うことで、被加工物のたわみや位置ずれが順次伝搬して増大していくという課題認識があって初めて想到し得るものである。
As described above, a specific side of the
なお、本実施の形態においては可動載置部112を8つ設置し、被加工物111の加工エリア140を48エリアに設定した例を用いて説明を行ったが、可動載置部112の数や加工エリア140の数は、レーザ加工装置100の大きさや被加工物の形状等の設計要件で決定すればよく、この例に限定されるものではない。
In the present embodiment, the description has been given using the example in which eight movable mounting
本発明に係るレーザ加工装置は、分割されて昇降する載置部で保持された被加工物のレーザによる穴加工において、被加工物のたわみや位置ずれを防止して高い加工精度を実現できるものであり、スルーホール加工を行うレーザ加工装置等において有用である。 The laser processing apparatus according to the present invention can realize high processing accuracy by preventing deflection and misalignment of the workpiece in the hole drilling by the laser of the workpiece held by the mounting unit that is divided and moved up and down. It is useful in a laser processing apparatus that performs through-hole processing.
100 レーザ加工装置
101 加工制御部
102 レーザ発振器
103 レーザビーム
104 光学系
105 ガルバノスキャナ
106 Xミラー
107 Yミラー
108 fθレンズ
109 加工ヘッド部
111 被加工物
112,112a,112b,112c,112d 可動載置部
113 載置部吸着孔
114 外周載置部
115 外周吸着孔
121 ワーク押え部
122 クランプ部材
123 押え部駆動シリンダ
124 支点
125 押え部駆動リンク
126 蝶番部
131 Xテーブル
132 Xテーブル駆動部
133 Yテーブル
134 Yテーブル駆動部
140 加工エリア
141 第1の加工エリア
142 起点側の一辺
143 第2の加工エリアDESCRIPTION OF
本発明は、レーザを照射して加工を行うレーザ加工装置に関し、特にブラインドホール加工(非貫通穴加工)とスルーホール加工(貫通穴加工)の両方を一台の加工装置にて提供するレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing by irradiating a laser, and in particular, laser processing that provides both blind hole processing (non-through hole processing) and through hole processing (through hole processing) with a single processing apparatus. Relates to the device.
近年、部品の小型化、高集積化、複合モジュール化に伴い、それらの元となる基材の穴あけ加工も小径化し、従来の加工方法では、この小型化に対応することが困難になってきた。それらを解決するために、レーザを用いた穴あけ加工が増えてきている。このレーザによる被加工物への穴加工では、大きく分類して、被加工物に貫通穴を空けるスルーホール加工と、被加工物に非貫通穴を空けるブラインドホール加工の2種類の穴加工がある。 In recent years, with the downsizing, high integration, and composite modularization of parts, the drilling of the base material of those parts has also been reduced in diameter, and it has become difficult to cope with this downsizing with conventional processing methods. . In order to solve these problems, drilling using a laser is increasing. There are two types of hole drilling in a workpiece by laser. There are two types of drilling: a through-hole machining for making a through hole in the workpiece and a blind hole machining for making a non-through hole in the workpiece. .
図9は、従来技術に係るレーザ加工装置の第1例の被加工物を載置する載置部の構成を示す断面から見た側面図である。 FIG. 9 is a side view seen from a cross-section showing the configuration of the mounting portion on which the workpiece of the first example of the laser processing apparatus according to the prior art is mounted.
図9に示すように、上下に昇降する分割された可動載置部812と外周載置部816とが、載置部として設けられている。ここで、載置部は、可動載置部812と外周載置部816との構造がわかる断面から見た側面図で示している。外周載置部816には外周吸着孔814が形成され、分割された可動載置部812には載置部吸着孔813が形成されている。被加工物811は分割された可動載置部812と外周載置部816の上部に載せられ吸着保持されている。分割された可動載置部812は、個別に上下方向に動作可能な構造を持ち、エアシリンダ等の昇降駆動部により上下方向に動作する。
As shown in FIG. 9, the movable mounting
ブラインドホール加工時は、可動載置部812はすべての吸着部が上昇した状態となる。そして、載置部全面を使用して被加工物811を吸着固定し、加工が行われる。スルーホール加工時は、図9に見るように、被加工物811の加工する部分の下部に相当する分割された可動載置部812のみ下降させた状態でレーザ加工が行われる。
At the time of blind hole processing, the movable mounting
以上のように構成することで、被加工物811の平面度を維持しながら、スルーホール加工時のレーザによる載置部の損傷を防止している(例えば、特許文献1を参照)。 By configuring as described above, the mounting portion is prevented from being damaged by the laser during through-hole processing while maintaining the flatness of the workpiece 811 (see, for example, Patent Document 1).
近年、より精密な加工と高集積化のため、板状の被加工物811の厚さもより薄くなり、施される穴加工の径も小さくなってきた。例えば、40μm〜120μm程度の厚さの樹脂フィルムや数十μmの厚さの金属箔が、その加工対象となっている。
In recent years, for more precise processing and higher integration, the thickness of the plate-
上述の従来技術に係るレーザ加工装置の構成では、スルーホール加工時は、被加工物811の加工する部分の下部に相当する吸着部を下降させた状態でレーザ加工が行われるため、部分的とはいえ被加工物は平面を保持されていない。
In the configuration of the laser processing apparatus according to the above-described prior art, during the through hole processing, the laser processing is performed in a state where the suction portion corresponding to the lower portion of the portion to be processed of the
そのために、載置部に対してレーザによる損傷は与えないものの、上述のように厚さの薄いシート状あるいは箔状の被加工物811の場合は、自重によって該当部分が垂れるようにたわみが発生する。その結果、加工部分の平面度の悪化が生じる。平面度の悪化は、レーザの焦点のズレや加工位置のズレとなり、レーザが最小径まで絞られないため精密な加工の妨げとなる。
Therefore, although the mounting portion is not damaged by the laser, in the case of the thin sheet-like or foil-
一般に加工は、被加工物811のいずれか一方の端の加工エリアより行ない、順次隣接する加工エリアに移動させて行う。最初の加工エリアのレーザ加工時には、最も端の第1の可動載置部812が下降していることとなる。そうすると、被加工物811の加工の起点側の辺では、外周載置部816の外周吸着孔814のみによる吸着力で保持されることになる。そのため、起点側の辺では被加工物811の保持力が小さい。逆の方向は、上述の外周吸着孔814以外の残りすべての可動載置部812の載置部吸着孔813によって十分に保持されている。
In general, the processing is performed from the processing area at one end of the
よって被加工物811にたわみが発生すると、単に鉛直方向のズレだけでなく、起点側の辺が滑り方向に引っ張られて水平方向の位置のズレも起こす。
Therefore, when a deflection occurs in the
第1の可動載置部812に隣接する第2の可動載置部812が下降する場合は、加工起点側は外周吸着孔814と第1の可動載置部812の載置部吸着孔813による吸着で保持されることとなる。しかし、第1の可動載置部812の位置に対応する加工エリアは、すでにレーザ加工が終了しているため多数の貫通穴が存在し、真空引きによる吸着力は弱い。結果として、自重によるたわみに当初の位置のズレによるたわみも加わる上に、加工起点側の辺から水平方向の位置のズレを起こす。第2の可動載置部812に隣接する第3の可動載置部812が下降する場合も同様である。
When the second
このように、加工の進行に合わせて、順次、加工が終了した可動載置部812に隣接する可動載置部812の下降が行われるが、それに合わせて被加工物811のたわみも順次伝搬し増大する。さらに水平方向のズレも伝搬するに従い大きくなっていく。これらのたわみやズレが重なって数十μmのオーダで位置ズレが生じると精密な加工の精度としては不良になってしまう。したがって、精密な穴加工を実現することが難しく、精度の高いレーザ加工を行うことができないという課題があった。
As described above, the movable mounting
本発明は、精密な穴加工を実現し、精度の高いレーザ加工が行えるレーザ加工装置を提供する。 The present invention provides a laser processing apparatus that realizes precise hole processing and performs high-precision laser processing.
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と,吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み,上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動するXYテーブルと、上記外周載置部に設置され,上記被加工物の一辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。 The laser processing apparatus of the present invention includes a processing head unit for laser processing a workpiece, an outer periphery mounting unit in which suction holes are formed, and a plurality of movable mounting units in which suction holes are formed and moved up and down. , A placement unit that holds the workpiece, an XY table that drives the placement unit in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the outer circumferential placement unit, and at least one of the sides of the workpiece A work presser part that is parallel to the longitudinal direction of the movable mounting part and presses one side of the starting point side of the processing.
この構成により、分割された可動載置部を有して被加工物にスルーホール加工をする場合であっても、加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれが防止できる。よって、厚さの非常に薄いシート状の被加工物であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。 With this configuration, even when a through-hole process is performed on a workpiece having a divided movable mounting portion, the deflection of the workpiece that propagates and increases sequentially as the machining progresses Misalignment can be prevented. Therefore, even a sheet-like workpiece having a very thin thickness can be subjected to highly accurate laser processing, reducing processing defects due to inaccuracy and realizing precise hole processing. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、図面中に示されるX軸、Y軸およびZ軸はそれぞれ直交する方向である。ここで、Z軸は上下にあたる鉛直方向であり、各図の座標軸はそれぞれの視野の方向に対応するように描いている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Further, the X axis, the Y axis, and the Z axis shown in the drawings are directions orthogonal to each other. Here, the Z axis is the vertical direction corresponding to the top and bottom, and the coordinate axes in each figure are drawn so as to correspond to the directions of the respective fields of view.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態の一例に係るレーザ加工装置100の概略構成図である。図1において、レーザ発振器102は、内部でレーザが発振されレーザビーム103を射出する。射出されたレーザビーム103は、光学系104により、方向を変えられ、レーザの密度やビーム径の調整およびビーム形状の整形などが行われる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
光学系104を通過したレーザビーム103は、X軸方向にスキャンするためのXミラー106とY軸方向にスキャンするためのYミラー107とにより構成されるガルバノスキャナ105により走査され、位置決めされる。さらに、ガルバノスキャナ105で位置決めされたレーザビーム103が、fθレンズ108で集光され、被加工物111の加工点に照射されるように、レーザ加工装置100が構成されている。
The
Xミラー106およびYミラー107より構成されるガルバノスキャナ105とfθレンズ108は加工ヘッド部109に設けられ、加工ヘッド部109はZ軸方向に移動可能なように装置本体に設置されている。
The
被加工物111は複数個設けられた可動載置部112と外周載置部114上に置かれている。さらに、被加工物111の一辺のうち可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な二辺は一対のワーク押え部121によって押えられている。可動載置部112は、それぞれ1対のシリンダ(図示せず)によって支持され、当該シリンダは空気圧により制御されて個々の可動載置部112を独立に上下させることができる。
A plurality of
加工テーブルはXテーブル131とYテーブル133の大きく2つのブロックより構成されている。Xテーブル131は、可動載置部112、外周載置部114、および、これらに付随する一式の構成を載置し、X軸方向に可動するように構成されている。X軸方向の移動には、Xテーブル駆動部132を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとXテーブル131をスライドさせることで移動が行われる。
The processing table is mainly composed of two blocks, an X table 131 and a Y table 133. The X table 131 is configured to mount the movable mounting
Yテーブル133は、Xテーブル131とそれに載置されている構成一式をさらに載置し、Y軸方向に可動するように構成されている。Y軸方向の移動には、Yテーブル駆動部134を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとYテーブル133をスライドさせることで移動が行われる。
The Y table 133 is configured to further mount the X table 131 and a set of configurations mounted thereon and move in the Y-axis direction. For the movement in the Y axis direction, the Y
そして、これらレーザ発振器102、ガルバノスキャナ105、可動載置部112を昇降させるシリンダと、Xテーブル駆動部132、および、Yテーブル駆動部134などを制御する加工制御部101とが設けられている。
The
さらに詳細なレーザ加工装置100の一部構成について図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図である。
A more detailed partial configuration of the
まず、図2に示すように、被加工物(図示せず)が載置・保持される載置部は、複数個設けられた可動載置部112と外周載置部114とによって構成される。可動載置部112には複数の載置部吸着孔113が設けられ、また、外周載置部114にも外周吸着孔115が設けられている。被加工物は、載置部吸着孔113と外周吸着孔115より真空引きすることにより吸着保持される。
First, as shown in FIG. 2, a placement portion on which a workpiece (not shown) is placed and held is constituted by a plurality of
ワーク押え部121は、可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な2辺に一対設置されている。このワーク押え部121は、外周載置部114に設置された部材に設けられた支点124によって回転可能なように取り付けられ、押え部駆動シリンダ123によって開閉される。
A pair of
ワーク押え部121は、Z軸方向の寸法的制約より長尺の板状の金属体で形成され、ワーク押え部121の被加工物と対向する側の面にはクランプ部材122を設けている。クランプ部材122はウレタンゴムやシリコンゴムのような有機物弾性体で形成されている。これにより、被加工物と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物の滑りによるズレを防止することができる。
The
なお、クランプ部材122の形状は図示するように線状に連続して盛り上がるようにしてもよいし、所定間隔で離散する点状に形成してもよい。線状であれば被加工物の辺に一様に押圧可能であるし、点状であれば集中して押圧できる。例えば、点状に形成する位置を外周吸着孔115との関係で隣接する外周吸着孔115の中央部近傍に配置すれば、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
In addition, the shape of the
また、本実施の形態では長尺の板状のワーク押え部121の中央にチョウバン部126を設けている。蝶番部126は、ワーク押え部121の開閉動作の回転の支点となり、押え部駆動シリンダ123は長尺の両端にあるため、ワーク押え部121の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にする役目を担う。
Further, in the present embodiment, the
以上のように構成されたレーザ加工装置100の動作について説明する。
The operation of the
図3は、被加工物111を搭載するときの載置部とワーク押え部121の状態を示すY軸方向から見た(3−3線の)断面から見た側面図である。図4は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図2の3−3線の断面から見た側面図である。
FIG. 3 is a side view seen from a cross section (taken along line 3-3) showing the state of the placing portion and the
被加工物111を装置に搭載するにあたり、加工テーブルを移動させることで載置部を被加工物111の搭載位置まで移動させ、ここでは載置部吸着孔113と外周吸着孔115の真空引きを止めて吸着していない状態にし、可動載置部112を全て上昇させておく。
In mounting the
また、ワーク押え部121は押え部駆動シリンダ123によって開いた状態にされている。2つの支点124と押え部駆動リンク125によって、押え部駆動シリンダ123の上下の動作が、矢印に示すようにワーク押え部121の回転動作に変換されている。
Further, the
被加工物111を載置部上に搭載した後、載置部吸着孔113と外周吸着孔115を真空引きして被加工物111の下面の吸着保持を開始する。
After the
そして、押え部駆動シリンダ123により、ワーク押え部121を図3に示す開いた状態から閉じた状態に駆動する。かかる状態を図4に示す。図4に示されるように、吸着孔115が形成された外周載置部114と,吸着孔113が形成された複数の可動載置部112(112a、112b、112c、112d)上に被加工物111は保持されている。そして、被加工物111の辺のうち可動載置部112の長手方向(Y軸方向)に平行な辺がワーク押え部121により押えられている。
Then, the
被加工物111に接する部分にはクランプ部材122が設けられ、被加工物111に対して押圧力を発生するとともに被加工物111の滑りによるズレを防止している。
A
被加工物111の保持が完了したのち以下の動作を行う。被加工物111を保持した載置部を第1の加工エリアに移動させるべく加工テーブルの移動を開始する。原点位置にある加工ヘッドの焦点位置への移動を開始する。第1の加工エリアの下面にある可動載置部112のみ、当該可動載置部112に設けられた載置部吸着孔113の真空引きをブロー(陽圧)に切り換え、当該部位の被加工物111下面の吸着保持をやめ、当該可動載置部112を下降する。これらの動作を並行して行う。
After holding the
この加工エリアに関して、その一例を図5に示す。図5は、本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図である。図5において被加工物111に1から48までの番号を付しているエリアが加工エリア140である。個々の加工エリア140は、ガルバノスキャナ105のスキャン範囲内に設定されており、当該エリア内のレーザ加工の位置決めはガルバノスキャナ105を制御することで行われる。なお、図示するエリアはあくまでも一例であり、この図に限定されるものではない。
An example of this processing area is shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the processing area order of the workpiece according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, an area where
上述の動作が完了し、加工ヘッド部109のある位置の下方に被加工物111の第1の加工エリア141が到着したのち、レーザビーム103により第1の加工エリア141の穴加工を開始する。なお、本図において142の符号を付している被加工物111の一辺が、可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺142に該当する。
After the above-described operation is completed and the
図6は、第1の加工エリア141で穴加工している状態を、3−3線の断面から見た側面図である。第1の加工エリア141に対応する位置の可動載置部112aが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺(図示せず)は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着され保持される。それとともに、起点側の一辺は、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられている。これにより、被加工物111のたわみと位置ずれが防止されている。
FIG. 6 is a side view of a state in which holes are drilled in the
所定のレーザの照射が完了し、第1の加工エリア141内の全ての穴加工が完了したら、次に第2の加工エリアに移動するために、加工テーブルを本実施の形態ではY方向に移動させる。第2の加工エリア(例えば、加工エリア143)におけるレーザ穴加工の状態についても、図6に示すとおりである。このようにして、順次、可動載置部112aが下降しているエリアをすべて(図5における第1の加工エリアから第6の加工エリアまで)レーザ加工し終わるまで同様の動作を繰り返す。なお、可動載置部112aは、図5における第1の加工エリアから第6の加工エリアまでを保持する。
When the predetermined laser irradiation is completed and all holes in the
ひとつの可動載置部112aが下降しているエリアすべてのレーザ加工をし終わったら、以下の動作を開始する。
When the laser processing is completed for all the areas where one
まず、載置部を次の加工エリアに移動すべく、加工テーブルをX方向に移動開始する。すでに下降していた可動載置部112aのブロー(陽圧)を止めながら、当該可動載置部112aを上昇する。上昇が完了したら当該可動載置部112aに設けた載置部吸着孔113を真空引きして、被加工物111を再び吸着し保持する。次の加工エリア(図5における第7の加工エリア)に対応する位置の可動載置部112bに設けた載置部吸着孔113の真空引きをブローに切り換える。当該箇所の被加工物111の下面の保持がされなくなったら、当該箇所の可動載置部112bを下降する。これらの動作を並行して行う。
First, in order to move the placing portion to the next processing area, the processing table starts to move in the X direction. The
以上のように、当該加工エリアにおける準備が整った後、ガルバノスキャナ105を制御し、穴加工位置にレーザビーム103の照射を開始する。図7は、本発明の実施の形態に係る載置部の第2の動作状態を示す3−3線の断面から見た側面図である。図7は、当該加工エリアをレーザ穴加工している状態を、Y軸方向から見た部分断面図である。加工エリアに対応する位置の可動載置部112bが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着・保持されるとともに、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられている。可動載置部112aによる吸着は被加工物の穴加工がされているため、他の可動載置部の吸着に比べて強くはないが、被加工物のたわみと位置ずれは本発明の構成により防止されている。
As described above, after the preparation in the processing area is completed, the
可動載置部112bが下降しているエリアをすべて(図5における第7の加工エリアから第12の加工エリアまで)レーザ加工し終わると同様に次の加工エリアに移動する。その状態を図8に示す。
When all the areas where the movable mounting
ここでも同様に、加工エリアに対応する位置の可動載置部112cが下降した状態でレーザビーム103が照射されて穴加工がなされる。被加工物111の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部114に設けられた外周吸着孔115によって吸着し保持されるとともに、クランプ部材122を設けたワーク押え部121で押えられて、被加工物111のたわみと位置ずれは防止されている。
Here, similarly, the
上述の動作を繰り返し、被加工物111の所定のエリアすべての加工を行う。所定のエリアのすべての加工が完了したら、以下の動作を開始する。
The above operation is repeated to process all predetermined areas of the
まず、被加工物取り出し位置に移動を開始すべく、加工テーブルの移動を開始する。加工ヘッド部109の原点への移動を開始する。すでに下降していた可動載置部112のブローを止めながら、当該可動載置部112を上昇して、上昇が完了したら当該可動載置部112に設けた載置部吸着孔113を真空引きして、被加工物111を再び吸着保持する。これらの動作を並行して行う。
First, the movement of the machining table is started in order to start the movement to the workpiece removal position. The movement of the
上述の全ての動作が完了し、加工テーブルが被加工物111の取り出し位置に移動し終わったら、押え部駆動シリンダ123を動作させて、ワーク押え部121を開いた状態にし、すべての載置部吸着孔113とすべての外周吸着孔115の真空引きを止める。そして、被加工物111の吸着保持がされなくなるのを確認し、被加工物111の取出装置(図示せず)が載置部から被加工物111を取出し、被加工物のレーザ穴加工を完了する。
When all the operations described above are completed and the processing table has been moved to the
以上のように、本発明のレーザ加工装置100は、加工ヘッド部109と、載置部と、XYテーブルと、ワーク押え部121と、を備えた構成である。ここで、加工ヘッド部109は、被加工物111をレーザ加工する。載置部は、吸着孔115が形成された外周載置部114と,吸着孔113が形成され上下に昇降する複数の可動載置部112とを含み,被加工物111を保持する。XYテーブルは、載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動する。ワーク押え部121は、外周載置部114に設置され,被加工物111の一辺のうち少なくとも可動載置部112の長手方向に平行で加工の起点側の一辺142を押さえる。
As described above, the
この構成により、加工の進行に合わせて、可動載置部112が加工の起点側から順次下降と上昇を行ったとしても、それに合わせて順次伝搬して増大していく被加工物111のたわみや位置ずれを防止できるものである。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物111であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
With this configuration, even when the movable mounting
また、外周載置部114に設置され,被加工物111の一辺のうち可動載置部112の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部121を備えた構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure provided with a pair of
この構成により、加工の起点側から加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれを防止でき、特に加工の終期での逆側からの被加工物111のたわみや位置ずれを防止できて、より効果は高くなる。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物111であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
With this configuration, it is possible to prevent deflection and misalignment of the workpiece that sequentially propagates and increases with the progress of machining from the machining start side. In particular, the
また、ワーク押え部121の被加工物111と対向する側の面に有機物弾性体、例えばクランプ部材を設置した構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which installed the organic-material elastic body, for example, a clamp member, in the surface of the
この構成により、被加工物111と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物111の滑りによるズレを防止することができる。
With this configuration, it is possible to generate a pressing force without being damaged when contacting the
また、有機物弾性体が線状に形成された構成としてもよい。この構成により、被加工物の辺に一様に押圧可能で吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。 Moreover, it is good also as a structure by which the organic substance elastic body was formed in linear form. With this configuration, it is possible to uniformly press the side of the workpiece, and the holding force by suction and pressing can be effectively distributed.
また、有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された構成としてもよい。この構成により、点状の部分に集中して押圧でき、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。 Moreover, it is good also as a structure formed in the dotted | punctate form which an organic substance elastic body disperses at predetermined intervals. With this configuration, it is possible to concentrate and press on the dot-like portion, and to effectively distribute the holding force due to suction and pressing.
また、ワーク押え部121の中央部分に開閉の支点124となるチョウバン部126と,ワーク押え部121の両端を被加工物111側に加圧する加圧部と、を備えた構成としてもよい。
Further, a configuration may be adopted in which a central portion of the
この構成により、ワーク押え部121の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にできる。
With this configuration, it is possible to suppress the floating of the center portion of the
以上のように、上下に昇降する複数の可動載置部112の吸着によって被加工物111の保持を行うレーザ加工装置100に対し、被加工物111の特定の辺をさらにワーク押え部121で押圧するという発明の着想は、容易に想到し得るものではない。被加工物111が非常に薄く、かつ、その加工に高い精度を要求されるようになり、加工の進行に合わせて、可動載置部112が加工の起点側から順次下降と上昇を行うことで、被加工物のたわみや位置ずれが順次伝搬して増大していくという課題認識があって初めて想到し得るものである。
As described above, a specific side of the
なお、本実施の形態においては可動載置部112を8つ設置し、被加工物111の加工エリア140を48エリアに設定した例を用いて説明を行ったが、可動載置部112の数や加工エリア140の数は、レーザ加工装置100の大きさや被加工物の形状等の設計要件で決定すればよく、この例に限定されるものではない。
In the present embodiment, the description has been given using the example in which eight movable mounting
本発明に係るレーザ加工装置は、分割されて昇降する載置部で保持された被加工物のレーザによる穴加工において、被加工物のたわみや位置ずれを防止して高い加工精度を実現できるものであり、スルーホール加工を行うレーザ加工装置等において有用である。 The laser processing apparatus according to the present invention can realize high processing accuracy by preventing deflection and misalignment of the workpiece in the hole drilling by the laser of the workpiece held by the mounting unit that is divided and moved up and down. It is useful in a laser processing apparatus that performs through-hole processing.
100 レーザ加工装置
101 加工制御部
102 レーザ発振器
103 レーザビーム
104 光学系
105 ガルバノスキャナ
106 Xミラー
107 Yミラー
108 fθレンズ
109 加工ヘッド部
111 被加工物
112,112a,112b,112c,112d 可動載置部
113 載置部吸着孔
114 外周載置部
115 外周吸着孔
121 ワーク押え部
122 クランプ部材
123 押え部駆動シリンダ
124 支点
125 押え部駆動リンク
126 蝶番部
131 Xテーブル
132 Xテーブル駆動部
133 Yテーブル
134 Yテーブル駆動部
140 加工エリア
141 第1の加工エリア
142 起点側の一辺
143 第2の加工エリア
DESCRIPTION OF
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と,吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み,上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動するXYテーブルと、上記外周載置部に設置され,上記被加工物の辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行な一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。 The laser processing apparatus of the present invention includes a processing head unit for laser processing a workpiece, an outer periphery mounting unit in which suction holes are formed, and a plurality of movable mounting units in which suction holes are formed and moved up and down. , A placement unit that holds the workpiece, an XY table that drives the placement unit in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the outer circumference placement unit, and at least of the sides of the workpiece And a work presser part that presses one side parallel to the longitudinal direction of the movable mounting part.
Claims (6)
吸着孔が形成された外周載置部と,吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み,前記被加工物を保持する載置部と、
前記載置部をX軸方向およびY軸方向に駆動するXYテーブルと、
前記外周載置部に設置され,前記被加工物の一辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を
備えたレーザ加工装置。A machining head for laser machining the workpiece;
An outer periphery mounting portion in which an adsorption hole is formed; and a plurality of movable mounting portions in which the adsorption hole is formed and moved up and down; a mounting portion for holding the workpiece;
An XY table for driving the mounting portion in the X-axis direction and the Y-axis direction;
A laser processing apparatus, comprising: a workpiece pressing unit that is installed on the outer periphery mounting unit and that presses at least one side of the workpiece parallel to the longitudinal direction of the movable mounting unit on the processing start side.
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