KR101425337B1 - Laser processing apparatus, processing control apparatus, and pulse frequency control method - Google Patents

Laser processing apparatus, processing control apparatus, and pulse frequency control method Download PDF

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Abstract

레이저 가공 장치(100A)가, 공급된 전력에 따른 펄스 레이저 광을 출력하는 공진기(11)와, 공진기(11)에 전력을 공급하는 전원(12)을 가진 펄스 레이저 발진기(1A)와, 갈바노 에리어 내에서 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하여 워크(7)상에 조사하는 갈바노 스캔 미러(3)와, 갈바노 스캔 미러(3)의 동작과 동기하여 펄스 레이저 광이 출력되도록 펄스 레이저 발진기(1A) 및 갈바노 스캔 미러(3)를 제어하는 가공 제어 장치(2A)와, 전원(12)으로부터 공진기(11)에 공급되는 전력의 전력량을 검출함과 아울러, 전력량에 기초하여 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정하는 전력 판정부(13)를 구비하고, 가공 제어 장치(2A)는, 전력 판정부(13)로부터 전원(12)이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 신호를 수신하면, 전력량의 상승이 억제되도록 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 억제한 후에, 워크(7)로의 레이저 가공을 계속한다. The laser processing apparatus 100A includes a resonator 11 for outputting pulsed laser light according to supplied power and a pulse laser oscillator 1A having a power supply 12 for supplying power to the resonator 11, A galvano scan mirror 3 for positioning the irradiation position of the pulsed laser light in the area and irradiating the work 7 onto the work 7 and a pulsed laser oscillator 3 for outputting pulsed laser light in synchronization with the operation of the galvano scan mirror 3. [ A machining control device 2A for controlling the galvano scan mirror 1A and the galvano scan mirror 3 to detect the amount of power supplied to the resonator 11 from the power source 12 and for detecting the amount of power supplied to the power source 12 The processing control device 2A receives a signal indicating that the power source 12 is close to the capacity limit from the power determination section 13 In order to suppress the increase in the amount of electricity, After inhibiting the positioning speed of the mirror 3, the laser processing continues to work (7).

Description

레이저 가공 장치, 가공 제어 장치 및 펄스 주파수 제어 방법{LASER PROCESSING APPARATUS, PROCESSING CONTROL APPARATUS, AND PULSE FREQUENCY CONTROL METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing apparatus, a processing control apparatus, and a pulse frequency control method,

본 발명은 피 가공물에 펄스 레이저(pulse laser) 광을 조사하여 구멍 내기 가공을 행하는 레이저 가공 장치, 가공 제어 장치 및 펄스 주파수 제어 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser machining apparatus, a machining control apparatus, and a pulse frequency control method for performing drilling by irradiating a workpiece with pulse laser light.

프린트(print) 기판 등의 워크(work)(가공 대상물)를 가공하는 장치 중 하나로서, 워크에 펄스 레이저 광을 조사하여 구멍 내기 가공을 행하는 레이저 가공 장치(마이크로(micro) 레이저 가공기)가 있다. 이와 같은 레이저 가공 장치에서는, 가공 제어 장치로부터 보내져 오는 레이저 출력 지령에 기초하여, 펄스 레이저 발진기가 펄스 레이저 광을 출력한다. 2. Description of the Related Art There is a laser processing apparatus (micro laser processing machine) which processes a work (an object to be processed) such as a print substrate and performs a perforating process by irradiating the work with pulse laser light. In such a laser machining apparatus, a pulse laser oscillator outputs pulsed laser light based on a laser output command sent from the machining control apparatus.

펄스 레이저 발진기는 출력하는 펄스 레이저 광의 반복 주파수가 높아지면, 전원(발진기 전원반)의 용량 한계에 가까워지는 경우가 있다. 종래의 레이저 가공 장치는, 전원이 용량 한계에 도달하면, 알람(alarm)을 출력하여 정지시키거나, 또는 펄스 레이저 발진기에 보호 기능을 가동시켜서 전력을 줄이는(펄스 레이저 출력을 저하시키는) 등의 처리를 행하고 있었다. If the repetition frequency of the pulsed laser light to be output becomes high, the pulse laser oscillator may become close to the capacity limit of the power source (half of the oscillator power source). Conventional laser processing apparatuses perform processing such as outputting and stopping an alarm when the power source reaches the capacity limit or reducing the power (lowering the pulse laser output) by activating the protection function to the pulse laser oscillator .

또, 특허 문헌 1에 기재된 가스(gas) 레이저 발진기는, 전원이 용량 한계에 가까워지면, 펄스 지령치를 정지시켜, 방전관(放電管)에 공급하는 전력의 상한 허용치에 기초하여, 펄스 지령치를 설정하고 있다. The gas laser oscillator described in Patent Document 1 sets the pulse command value based on the upper limit of the power supplied to the discharge tube (discharge tube) by stopping the pulse command value when the power source is close to the capacity limit have.

특허 문헌 1: 일본국 특개 2007－59690호 공보Patent Document 1: JP-A 2007-59690

그렇지만, 상기 종래의 기술과 같이, 펄스 지령치를 정지시키면, 워크로의 레이저 가공이 정지되므로, 워크로의 레이저 가공에 장시간을 필요로 한다고 하는 문제가 있었다. However, as in the conventional technique described above, there is a problem that when the pulse command value is stopped, the laser machining to the workpiece is stopped, so that a long time is required for laser machining to the workpiece.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 발진기의 전원이 용량 한계에 가까워졌을 경우에도, 가공 품질 및 가공 효율을 저하시키는 일 없이 피 가공물로의 레이저 가공을 행할 수 있는 레이저 가공 장치, 가공 제어 장치 및 펄스 주파수 제어 방법을 얻는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser machining apparatus and a machining control apparatus capable of performing laser machining on a workpiece without lowering the machining quality and machining efficiency even when the power source of the oscillator approaches the capacity limit, And to obtain a pulse frequency control method.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 공급된 전력에 따른 펄스 레이저 광을 출력하는 공진기와, 상기 공진기에 상기 전력을 공급하는 전원을 가진 펄스 레이저 발진기와, 갈바노 에리어(galvanometer area) 내에서 상기 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하여 피 가공물상에 조사하는 갈바노 스캔 미러(galvanometer scan mirror)와, 상기 갈바노 스캔 미러의 동작과 동기하여 상기 펄스 레이저 광이 출력되도록 상기 펄스 레이저 발진기 및 상기 갈바노 스캔 미러를 제어하는 가공 제어 장치와, 상기 전원으로부터 상기 공진기에 공급되는 전력의 전력량을 검출함과 아울러, 상기 전력량에 기초하여 상기 전원이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정하는 전력 판정부를 구비하고, 상기 가공 제어 장치는 상기 전력 판정부로부터 상기 전원이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 전력량의 상승이 억제되도록상기 갈바노 스캔 미러의 위치 결정 속도를 억제한 후에, 상기 피 가공물로의 레이저 가공을 계속하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a laser machining apparatus of the present invention comprises: a resonator for outputting pulsed laser light according to supplied power; a pulse laser oscillator having a power supply for supplying the power to the resonator; A galvanometer scan mirror for positioning an irradiation position of the pulsed laser light in a galvanometer area and irradiating the pulsed laser light on the workpiece; And a control unit for controlling the pulse laser oscillator and the galvano scan mirror so as to output the power of the laser beam based on the amount of power supplied to the resonator from the power source, Wherein the machining control device is operable to determine whether or not the power plate Characterized in that laser processing for the workpiece is continued after the positioning speed of the galvano-scan mirror is suppressed so that an increase in the amount of power is suppressed when a signal indicating that the power source approaches the capacity limit is received from the control unit do.

본 발명에 의하면, 발진기의 전원이 용량 한계에 가까워졌을 경우에도, 가공 품질 및 가공 효율을 저하시키는 일 없이 피 가공물로의 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 달성한다. According to the present invention, even when the power source of the oscillator approaches the capacity limit, it is possible to perform laser machining on the workpiece without lowering the machining quality and machining efficiency.

도 1은 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 동작 처리 절차를 나타내는 순서도(flow chart)이다.
도 3은 펄스 레이저 광의 반복 주파수와 펄스 레이저 발진기의 전원 전력량의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 펄스 레이저 광의 반복 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태 2에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 1. Fig.
2 is a flow chart showing an operation processing procedure of the laser machining apparatus according to the embodiment.
3 is a diagram showing the relationship between the repetition frequency of the pulse laser light and the power amount of power of the pulse laser oscillator.
4 is a diagram for explaining the repetition frequency of pulsed laser light.
5 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to the second embodiment.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치, 가공 제어 장치 및 펄스 주파수 제어 방법을 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이러한 실시 형태에 의해, 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a laser machining apparatus, a machining control apparatus, and a pulse frequency control method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited by these embodiments.

실시 형태 1. Embodiment 1

도 1은 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 장치(100A)는 프린트 배선 기판 등의 워크(피 가공물)(7)에 스루홀(through hole) 등의 구멍 내기 가공을 행하는 장치이다. 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(100A)는, 펄스 레이저 발진기(1A)의 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌을 경우에, 갈바노 스캔 미러(3)의 동작 속도를 억제함으로써 전력이 용량 한계 이상으로 높아지지 않도록 제어한다. Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 1. Fig. The laser machining apparatus 100A is a device for performing a hole forming process on a work (workpiece) 7 such as a printed wiring board, such as a through hole. The laser machining apparatus 100A of the present embodiment is capable of suppressing the operation speed of the galvano scan mirror 3 when the power source 12 of the pulse laser oscillator 1A approaches the capacity limit, .

레이저 가공 장치(100A)는 펄스 레이저 발진기(1A)와, 갈바노 스캔 미러(3)와, 가공 제어 장치(2A)를 구비하고 있다. 펄스 레이저 발진기(1A)는 펄스 레이저 광을 출력하여 워크(7) 측으로 보내는 장치이다. 펄스 레이저 발진기(1A)는 가공 제어 장치(2A)로부터의 지령에 따라 펄스 레이저 광을 출력한다. 펄스 레이저 발진기(1A)는 공진기(11)와, 전원(12)과, 전력 판정부(13A)를 가지고 있다. The laser machining apparatus 100A includes a pulse laser oscillator 1A, a galvano scan mirror 3, and a machining control device 2A. The pulse laser oscillator 1A is a device for outputting pulse laser light and sending it to the work 7 side. The pulse laser oscillator 1A outputs pulsed laser light in response to a command from the processing control device 2A. The pulse laser oscillator 1A has a resonator 11, a power source 12, and a power determination unit 13A.

공진기(11)는 전원(12)으로부터 보내져 오는 전력(전류 및 전압)에 기초하여, 펄스 레이저 광을 출력한다. 전원(12)은 가공 제어 장치(2A)로부터의 지시에 따라서, 공진기(11)에 전력을 공급한다. The resonator 11 outputs pulsed laser light based on the electric power (current and voltage) sent from the power source 12. [ The power supply 12 supplies power to the resonator 11 in accordance with an instruction from the machining control device 2A.

전력 판정부(13A)는 전원(12)이 공진기(11)에 공급하는 전류치에 기초하여, 펄스 레이저 광의 출력에 따른 전원(12)의 전력량(에너지(energy)량)을 검출한다. 환언하면, 전력 판정부(13A)는, 전원(12)이 공진기(11)에 공급하는 전력의 크기(전력량)를 검출한다. 전력 판정부(13A)는, 소정 시간(예를 들면, 0.1 ~ 0.2초)의 사이에 전원(12)이 공진기(11)에 공급하는 전력량을 검출한다. The power determination section 13A detects the amount of power (energy amount) of the power supply 12 in accordance with the output of the pulsed laser light, based on the current value supplied from the power supply 12 to the resonator 11. In other words, the power determination section 13A detects the magnitude (power amount) of the power that the power supply 12 supplies to the resonator 11. [ The power determination section 13A detects the amount of power that the power supply 12 supplies to the resonator 11 for a predetermined period of time (for example, 0.1 to 0.2 seconds).

전력 판정부(13A)는 검출한 전력량에 기초하여, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정한다. 전력 판정부(13A)는, 전원(12)이 소정의 임계치(제1 임계치)를 초과하였을 경우에, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌다고 판정한다. 전력 판정부(13A)는, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌다고 판정하면, 전원(12)이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 신호(클램프 신호)를 가공 제어 장치(2A)에 출력한다. Based on the detected amount of power, the power determination section 13A determines whether or not the power source 12 has reached the capacity limit. The power determination section 13A determines that the power source 12 is close to the capacity limit when the power source 12 exceeds a predetermined threshold value (first threshold value). The power determination unit 13A outputs a signal (clamp signal) indicating that the power source 12 is close to the capacity limit to the machining control device 2A when it is determined that the power source 12 is close to the capacity limit.

가공 제어 장치(2A)는 갈바노 스캔 미러(3)의 동작과 동기하여 펄스 레이저 광이 출력되도록, 펄스 레이저 발진기(1A) 및 갈바노 스캔 미러(3)를 제어한다. 가공 제어 장치(2A)는 레이저 출력 지령을 펄스 레이저 발진기(1A)로 출력함과 아울러, 위치 결정 지령(가공 위치를 지정하는 지령)을 갈바노 스캔 미러(3)에 출력한다. 본 실시 형태의 가공 제어 장치(2A)는, 전원(12)으로부터 출력되는 전력량에 기초하여, 펄스 레이저 발진기(1A)로부터 출력되는 펄스 레이저 광의 반복 펄스 주파수를 제어한다.The processing control device 2A controls the pulse laser oscillator 1A and the galvano-scan mirror 3 so that pulsed laser light is output in synchronization with the operation of the galvano-scan mirror 3. The machining control device 2A outputs a laser output command to the pulse laser oscillator 1A and outputs a positioning command (command for specifying the machining position) to the galvano scan mirror 3. [ The machining control device 2A of the present embodiment controls the repetitive pulse frequency of the pulse laser light output from the pulse laser oscillator 1A based on the amount of power output from the power source 12. [

가공 제어 장치(2A)는, 워크(7)의 구멍 위치(가공 구멍의 위치)가 고밀도로, 조사하는 펄스 레이저 광의 반복 주파수가 높아지는 경우에, 갈바노 스캔 미러(3)의 동작 속도를 억제함으로써, 조사하는 펄스 레이저 광의 반복 주파수를 저감시킨다. 이것에 의해, 가공 제어 장치(2A)는, 전원(12)이 용량 한계에 도달하는 것을 방지한다. 이 결과, 펄스 레이저 발진기(1A)가 가지는 최대 능력으로 항상 안정된 펄스 레이저 출력을 얻을 수 있다. 따라서 생산성이 향상됨과 아울러, 가공 품질이 향상된다. The machining control device 2A suppresses the operating speed of the galvano scan mirror 3 when the hole position of the work 7 (position of the machining hole) is high density and the repetition frequency of pulsed laser light to be irradiated becomes high , Thereby reducing the repetition frequency of pulsed laser light to be irradiated. Thereby, the machining control device 2A prevents the power source 12 from reaching the capacity limit. As a result, a stable pulse laser output can always be obtained with the maximum capability of the pulse laser oscillator 1A. Therefore, productivity is improved and processing quality is improved.

또, 레이저 가공 장치(100A)는, 출력된 펄스 레이저 광에 대해서 상전사(像轉寫) 광학계를 구성하고 있는 마스크(mask)(4) 및 fθ 렌즈(lens)(6)를 구비하고 있다. 펄스 레이저 발진기(1A)로부터 출사(出射)된 펄스 레이저 광은, 마스크(4)를 통하여 갈바노 스캔 미러(3)에 보내져, 갈바노 스캔 미러(3)에 의해 반사된다. The laser machining apparatus 100A includes a mask 4 and an f? Lens 6 that form an image transfer optical system with respect to the output pulsed laser light. The pulsed laser light emitted from the pulse laser oscillator 1A is sent to the galvano scan mirror 3 through the mask 4 and is reflected by the galvano scan mirror 3.

갈바노 스캔 미러(3)는 갈바노 에리어 내에서 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하는 미러(mirror)이다. 갈바노 스캔 미러(3)는 펄스 레이저 광을 주사 함으로써, fθ 렌즈(6)를 통하여 워크(7)상의 레이저 가공 위치에 레이저 광을 조사한다. The galvano scan mirror 3 is a mirror for positioning the irradiation position of the pulsed laser light in the galvano area. The galvano scan mirror 3 irradiates the laser beam to the laser machining position on the work 7 via the f? Lens 6 by scanning the pulsed laser beam.

펄스 레이저 발진기(1A)로부터 출력되는 펄스 레이저 광의 출사 타이밍(timing)과 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 처리는, 소망한 구멍 내기 위치에 펄스 레이저 광을 조사할 수 있도록, 가공 프로그램(program)에 기초하여 가공 제어 장치(2A)에 의해서 제어된다. The emission timing of the pulsed laser light outputted from the pulse laser oscillator 1A and the positioning processing of the galvano scan mirror 3 are performed by using a program such as a program And is controlled by the machining control device 2A.

다음으로, 레이저 가공 장치(100A)의 동작 처리 절차에 대해서 설명한다. 도 2는 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 동작 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 레이저 가공 장치(100A)가 워크(7)로의 레이저 가공을 개시하면, 가공 제어 장치(2A)로부터 전원(12)에, 펄스 레이저 출력치, 펄스 레이저 광의 반복 주파수, 펄스 레이저 온(on) 시간 등이 보내진다. Next, the operation processing procedure of the laser machining apparatus 100A will be described. Fig. 2 is a flowchart showing an operation processing procedure of the laser machining apparatus according to the embodiment. When the laser processing apparatus 100A starts laser processing on the work 7, the processing control device 2A supplies the power source 12 with the pulse laser output value, the repetition frequency of the pulse laser light, the pulse laser on time .

이것에 의해, 전원(12)은 펄스 레이저 출력치, 펄스 레이저 광의 반복 주파수, 펄스 레이저 온 시간 등에 기초하여, 공진기(11)에 전류 및 전압을 공급한다. 전원(12)이 공진기(11)에 공급하는 전류 및 전압은, 펄스 레이저 광을 출력시키기 위한 것이다. Thus, the power supply 12 supplies current and voltage to the resonator 11 based on the pulse laser output value, the repetition frequency of the pulse laser light, the pulse laser on time, and the like. The current and voltage supplied by the power supply 12 to the resonator 11 are for outputting pulsed laser light.

전력 판정부(13A)는, 전원(12)이 공진기(11)에 공급하는 전류 및 전압에 기초하여, 펄스 레이저 광의 출력에 따른 전원(12)의 전력량을 검출한다. 그리고 전력 판정부(13A)는 검출한 전력량에 기초하여, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정한다(스텝 S1). The power determination unit 13A detects the amount of power of the power supply 12 in accordance with the output of the pulsed laser light based on the current and the voltage supplied from the power supply 12 to the resonator 11. [ Then, based on the detected amount of power, the power determination section 13A determines whether or not the power source 12 has reached the capacity limit (step S1).

전력 판정부(13A)는 전원(12)이 소정의 임계치를 초과하였을 경우에, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌다고 판정하여(스텝 S1, Yes), 전원(12)이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 클램프 신호를 가공 제어 장치(2A)에 출력한다. 가공 제어 장치(2A)는, 전력 판정부(13A)로부터 클램프 신호를 수신하면, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 억제한 후에, 레이저 가공을 계속한다(스텝 S2). 가공 제어 장치(2A)는, 예를 들면, 갈바노 스캔 미러(3)가, 현재의 위치 결정 속도보다도 빨라지지 않도록 제어하면서 레이저 가공을 계속한다. 이것에 의해, 레이저 가공 장치(100A)에서는, 가공 제어 장치(2A)로부터 펄스 레이저 발진기(1A)에 보내지는 펄스 지령치를 정지시키는 일 없이, 워크(7)로의 레이저 가공이 계속된다. The power determination section 13A determines that the power source 12 has reached the capacity limit when the power source 12 has exceeded the predetermined threshold value (step S1, Yes), and determines that the power source 12 has reached the capacity limit And outputs the clamp signal to the machining control device 2A. Upon reception of the clamp signal from the power judging unit 13A, the machining control unit 2A suppresses the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 and then continues laser machining (step S2). The machining control device 2A continues the laser machining while controlling, for example, the galvano scan mirror 3 so as not to be faster than the current positioning speed. Thereby, in the laser machining apparatus 100A, laser machining to the work 7 continues without stopping the pulse command value sent from the machining control device 2A to the pulse laser oscillator 1A.

한편, 전력 판정부(13A)는, 전원(12)이 소정의 임계치를 초과하지 않으면, 전원(12)이 용량 한계에 가까워져 있지 않다고 판정하여(스텝 S1, No), 가공 제어 장치(2A)에 클램프 신호를 보내지 않는다. 이것에 의해, 레이저 가공 장치(100A)에서는, 가공 제어 장치(2A)로부터 펄스 레이저 발진기(1A)로 보내지는 펄스 지령치를 정지시키는 일 없이, 워크(7)로의 레이저 가공이 계속된다. On the other hand, when the power source 12 does not exceed the predetermined threshold value, the power determination section 13A determines that the power source 12 is not approaching the capacity limit (step S1, No) Clamp signal is not sent. Thereby, in the laser machining apparatus 100A, laser machining to the work 7 continues without stopping the pulse command value sent from the machining control device 2A to the pulse laser oscillator 1A.

일반적으로, 레이저 가공 장치에서는, 피 가공물인 프린트 배선 기판의 배선 패턴(pattern) 및 구멍 위치 데이터(data)에 의해서 펄스 레이저 광의 조사 위치가 결정되고, 조사 위치의 분포의 소밀(疏密)에 따라 펄스 레이저 광의 반복 주파수가 변화한다. Generally, in the laser processing apparatus, the irradiation position of the pulsed laser light is determined by the wiring pattern and the hole position data (data) of the printed wiring board to be the workpiece, and depending on the density of the distribution of the irradiation positions The repetition frequency of the pulsed laser light changes.

본 실시 형태의 펄스 레이저 발진기(1A)는 전력 판정부(13A)를 구비하고 있어, 전원(12)의 전력이 용량 한계에 가까워졌을 경우에, 전력 판정부(13A)가, 전원(12)의 용량 한계에 가까워진 것을 통지하는 클램프 신호를 가공 제어 장치(2A)로 출력하고 있다. The pulse laser oscillator 1A of the present embodiment is provided with the power determination section 13A so that when the power of the power source 12 approaches the capacity limit, the power determination section 13A determines that the power source 12 And outputs a clamp signal to the machining control device 2A to notify that the capacity limit is near.

이것에 의해, 펄스 레이저 광의 조사 위치의 분포가 고밀도로 됨으로써, 펄스 레이저 광의 반복 주파수가 높아졌을 경우에도, 상기 클램프 신호가 펄스 레이저 발진기(1A)로부터 가공 제어 장치(2A)로 출력된다. 그리고 가공 제어 장치(2A)는, 갈바노 스캔 미러(3)의 조사 위치 결정 속도가, 현재의 속도보다도 커지지 않도록, 갈바노 스캔 미러(3)로 출력하는 제어 신호(펄스 레이저 조사 위치 결정 신호)를 제어한다. As a result, the distribution of irradiation positions of the pulsed laser light becomes high density, so that even when the repetition frequency of the pulse laser light is increased, the clamp signal is outputted from the pulse laser oscillator 1A to the processing control device 2A. The machining control device 2A then outputs a control signal (pulse laser irradiation position determination signal) to the galvano scan mirror 3 so that the irradiation position determination speed of the galvano scan mirror 3 does not become larger than the current speed, .

이 결과, 갈바노 스캔 미러(3)와 동기하여 출력되는 펄스 레이저 광이 억제되어, 전원(12)이 용량 한계에 이르는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 모든 가공 조건(기판 재료, 가공 구멍 지름, 구멍 깊이 등)에 대해서, 레이저 가공 장치(100A)가 가지는 최대 능력(최대 가공 속도)에 의해, 항상 안정된 펄스 레이저 광을 출력할 수 있다. 따라서 생산성의 저하를 방지할 수 있음과 아울러, 가공 품질의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. As a result, the pulse laser light output in synchronization with the galvano scan mirror 3 is suppressed, and it is possible to prevent the power source 12 from reaching the capacity limit. This makes it possible to always output stable pulsed laser light by the maximum capability (maximum processing speed) of the laser processing apparatus 100A with respect to all processing conditions (substrate material, hole diameter, hole depth, etc.) . Therefore, it is possible to prevent deterioration of the productivity and to prevent deterioration of the machining quality.

도 3은 펄스 레이저 광의 반복 주파수와 펄스 레이저 발진기의 전원 전력량의 관계를 나타내는 도면이다. 도 3의 가로축은 펄스 레이저 광의 반복 주파수이고, 세로축은 펄스 레이저 발진기(1A)가 구비하는 전원(12)의 전력량이다. 펄스 레이저 광의 반복 주파수가 커지면, 펄스 레이저 발진기(1A)가 구비하는 전원(12)의 전력량도 커진다. 3 is a diagram showing the relationship between the repetition frequency of the pulse laser light and the power amount of power of the pulse laser oscillator. 3 is the repetition frequency of the pulse laser light, and the vertical axis is the power amount of the power source 12 provided in the pulse laser oscillator 1A. When the repetition frequency of the pulse laser light becomes large, the power amount of the power source 12 provided in the pulse laser oscillator 1A also becomes large.

이 때문에, 본 실시 형태의 전력 판정부(13A)는, 전원(12)의 전력이 용량 한계(21)에 가까워진 것을 검출하여, 용량 한계(21)에 가까워진 것을 통지하는 클램프 신호를 가공 제어 장치(2A)로 출력한다. 그리고 가공 제어 장치(2A)는, 갈바노 스캔 미러(3)의 조사 위치 결정 속도를 억제함으로써, 전원(12)의 전력량이 용량 한계(21)에 도달하지 않도록 갈바노 스캔 미러(3) 및 펄스 레이저 발진기(1A)를 제어한다. The power determination section 13A of the present embodiment detects that the power of the power source 12 is close to the capacity limit 21 and outputs a clamp signal for notifying the capacity limit 21 to the processing limit 2A. The machining control device 2A controls the irradiation position determining speed of the galvano scan mirror 3 so that the galvano scan mirror 3 and the pulse generating device 3 are controlled so that the power amount of the power source 12 does not reach the capacity limit 21. [ Thereby controlling the laser oscillator 1A.

도 4는 펄스 레이저 광의 반복 주파수를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 제1 가공 위치에 대해서 펄스 레이저 광(31)이 조사되고, 제2 가공 위치에 대해서 펄스 레이저 광(33)이 조사되는 경우, 가공 제어 장치(2A)는 제1 가공 위치로부터 제2 가공 위치까지 가공 위치를 이동시킬 때의 이동 시간(32)을 장시간으로 설정함으로써, 펄스 레이저 광의 반복 주파수를 억제한다. 4 is a diagram for explaining the repetition frequency of pulsed laser light. For example, when the pulsed laser light 31 is irradiated to the first processing position and the pulsed laser light 33 is irradiated to the second processing position, the processing control device 2A shifts the processing position from the first processing position to the The repetition frequency of the pulsed laser light is suppressed by setting the movement time 32 when the processing position is moved to the second processing position for a long time.

또한, 본 실시 형태에서는, 펄스 레이저 발진기(1A) 내에 전력 판정부(13A)를 배치하는 경우에 대해서 설명했지만, 전력 판정부(13A)는 반드시 펄스 레이저 발진기(1A) 내에 배치할 필요는 없다. Although the power determining section 13A is disposed in the pulse laser oscillator 1A in this embodiment, the power determining section 13A is not necessarily disposed in the pulse laser oscillator 1A.

또, 가공 제어 장치(2A)는 전원(12)의 전력량을 억제할 때에는, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 현재의 속도로 유지시켜도 되고, 현재의 속도보다도 늦춰도 된다. 이 경우, 가공 제어 장치(2A)는 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 현재치 이하로 설정함으로써, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 억제하고, 이것에 의해 전원(12)의 전력량을 억제한다.In order to suppress the power amount of the power source 12, the machining control device 2A may maintain the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 at the current speed or may be delayed from the current speed. In this case, the machining control device 2A suppresses the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 by setting the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 to the current value or less, ) Of the electric power.

또, 가공 제어 장치(2A)는, 전력 판정부(13A)가 검출한 전력량의 이력에 기초하여, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 현재의 속도로 유지시킬지 현재의 속도보다 늦출지를 전환하여도 된다. The machining control device 2A also determines whether the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 is maintained at the current speed or slower than the current speed based on the history of the amount of power detected by the power determination section 13A May be switched.

또, 가공 제어 장치(2A)는 전원(12)의 전력량을 억제할 때에는, 소정 시간만 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 억제한 후에 억제를 해제해도 되고, 전력량이 소정의 임계치(제2 임계치)까지 내려간 후에 억제를 해제해도 좋다. In order to suppress the power amount of the power source 12, the machining control device 2A may cancel the suppression after suppressing the positioning speed of the galvano-mirror 3 only for a predetermined time, The second threshold value).

또, 전력 판정부(13A)는 전원(12)으로부터 공진기(11)에 공급되는 전압이 일정치인 것을 전제로 하여, 전원(12)으로부터 공진기(11)에 공급되는 전류에 기초하여, 전원(12)의 전력량을 검출해도 된다. The power determining section 13A determines whether the voltage supplied from the power source 12 to the resonator 11 is constant or not based on the current supplied from the power source 12 to the resonator 11, May be detected.

또, 전력 판정부(13A)는 가공 제어 장치(2A)로부터 전원(12)에 보내지는 반복 주파수에 기초하여, 전원(12)의 전력량을 검출해도 된다. 또, 전력 판정부(13A)는, 공진기(11)로부터 출력된 펄스 레이저 광에 기초하여, 전원(12)의 전력량을 검출해도 된다. The power determination section 13A may also detect the power amount of the power source 12 based on the repetition frequency sent from the processing control device 2A to the power source 12. [ The power determination section 13A may also detect the power amount of the power source 12 based on the pulse laser light output from the resonator 11. [

이와 같이 실시 형태 1에 의하면, 전력 판정부(13A)가 전원(12)의 전력량을 판정하고, 판정 결과에 기초하여, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 저하시키므로, 펄스 레이저 발진기(1A)의 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌을 경우에도, 펄스 지령치를 정지시키는 일 없이 워크(7)로의 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서 가공 품질 및 가공 효율을 저하시키는 일 없이 워크(7)로의 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the first embodiment, since the power determination section 13A determines the power amount of the power source 12 and decreases the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 based on the determination result, the pulse laser oscillator It is possible to perform laser machining on the workpiece 7 without stopping the pulse command value even when the power source 12 of the workpiece 1A approaches the capacity limit. Therefore, it is possible to perform laser machining on the work 7 without lowering the machining quality and machining efficiency.

실시 형태 2. Embodiment 2 Fig.

다음으로, 도 5를 이용하여 본 발명의 실시 형태 2에 대해서 설명한다. 실시 형태 2에서는, 전력 판정부를 가공 제어 장치 내에 배치해 둔다. 도 5는 실시 형태 2에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 장치(100B)는 레이저 가공 장치(100A)와 마찬가지의 기능을 가지고 있다. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. In Embodiment 2, the power determination unit is disposed in the machining control device. 5 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to the second embodiment. The laser machining apparatus 100B has the same function as the laser machining apparatus 100A.

레이저 가공 장치(100B)는 레이저 가공 장치(100A)와 비교하여, 가공 제어 장치(2A) 대신에 가공 제어 장치(2B)를 구비하고, 펄스 레이저 발진기(1A) 대신에 펄스 레이저 발진기(1B)를 구비하고 있다. The laser machining apparatus 100B includes a machining control apparatus 2B in place of the machining control apparatus 2A and a pulse laser oscillator IB in place of the pulse laser oscillator 1A in comparison with the laser machining apparatus 100A Respectively.

가공 제어 장치(2B)는 제어부(20)와 전력 판정부(13B)를 구비하고 있다. 제어부(20)는 펄스 레이저 발진기(1B) 및 갈바노 스캔 미러(3)에 접속되어 있고, 가공 제어 장치(2A)와 마찬가지의 처리를 행한다. 또, 전력 판정부(13B)는 공진기(11), 전원(12) 및 제어부(20)에 접속되어 있고, 전력 판정부(13A)와 마찬가지의 처리를 행한다. 또, 펄스 레이저 발진기(1B)는 공진기(11)와, 전원(12)을 가지고 있다. The machining control apparatus 2B includes a control section 20 and a power determination section 13B. The control unit 20 is connected to the pulse laser oscillator 1B and the galvano scan mirror 3 and performs processing similar to that of the machining control device 2A. The power determination section 13B is connected to the resonator 11, the power source 12, and the control section 20, and performs the same processing as the power determination section 13A. The pulse laser oscillator 1B has a resonator 11 and a power supply 12.

본 실시 형태에서는, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를, 전력 판정부(13B)가 판정함과 아울러, 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌을 경우에, 제어부(20)가 갈바노 스캔 미러(3)의 동작 속도를 억제한다. The power determining unit 13B determines whether or not the power source 12 has reached the capacity limit and when the power source 12 is close to the capacity limit, The operation speed of the scan mirror 3 is suppressed.

이와 같이 실시 형태 2에 의하면, 전력 판정부(13B)가 전원(12)의 전력량을 판정하고, 판정 결과에 기초하여, 갈바노 스캔 미러(3)의 위치 결정 속도를 저하시키므로, 펄스 레이저 발진기(1B)의 전원(12)이 용량 한계에 가까워졌을 경우에도, 펄스 지령치를 정지시키는 일 없이 워크(7)로의 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the second embodiment, since the power determination section 13B determines the power amount of the power source 12 and decreases the positioning speed of the galvano-scan mirror 3 based on the determination result, the pulse laser oscillator It is possible to perform laser machining on the workpiece 7 without stopping the pulse command value even when the power source 12 of the workpiece 1B approaches the capacity limit.

[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]

이상과 같이, 본 발명에 따른 레이저 가공 장치, 가공 제어 장치 및 펄스 주파수 제어 방법은, 펄스 레이저 광을 이용한 피 가공물로의 구멍 내기 가공에 적합하다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the laser machining apparatus, the machining control apparatus, and the pulse frequency control method according to the present invention are suitable for machining a hole into a workpiece using pulsed laser light.

1A, 1B: 펄스 레이저 발진기, 2A, 2B: 가공 제어 장치,
3: 갈바노 스캔 미러, 7: 워크,
11: 공진기, 12: 전원,
13A, 13B: 전력 판정부, 20 제어부,
100A, 100B: 레이저 가공 장치. 1A, 1B: Pulse laser oscillator, 2A, 2B: Processing control device,
3: galvano scan mirror, 7: workpiece,
11: resonator, 12: power supply,
13A and 13B: a power determination unit, 20 control units,
100A, 100B: laser processing apparatus.

Claims (7)

공급된 전력에 따른 펄스 레이저 광을 출력하는 공진기와, 상기 공진기에 상기 전력을 공급하는 전원을 가진 펄스 레이저 발진기와,
갈바노 에리어 내에서 상기 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하여 피 가공물상에 조사하는 갈바노 스캔 미러와,
상기 갈바노 스캔 미러의 동작과 동기하여 상기 펄스 레이저 광이 출력되도록 상기 펄스 레이저 발진기 및 상기 갈바노 스캔 미러를 제어하는 가공 제어 장치와,
상기 전원으로부터 상기 공진기에 공급되는 전력의 전력량을 검출함과 아울러, 상기 전력량에 기초하여 상기 전원이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정하는 전력 판정부를 구비하고,
상기 가공 제어 장치는,
상기 전력 판정부로부터 상기 전원이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 전력량의 상승이 억제되도록 상기 갈바노 스캔 미러의 위치 결정 속도를 억제한 후에, 상기 피 가공물로의 레이저 가공을 계속하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치. A pulse laser oscillator having a power supply for supplying the power to the resonator;
A galvano scan mirror for positioning an irradiation position of the pulsed laser light in the galvano area and irradiating the laser beam on the workpiece,
A machining control device for controlling the pulse laser oscillator and the galvano scan mirror so that the pulsed laser beam is outputted in synchronization with the operation of the galvano scan mirror;
And a power determination unit that detects an amount of power of power supplied to the resonator from the power source and determines whether the power source has reached a capacity limit based on the amount of power,
The machining control device includes:
When the signal indicating that the power source is close to the capacity limit is received from the power determination unit, the positioning speed of the galvano-scan mirror is suppressed so as to suppress the increase in the amount of power, Wherein the laser processing apparatus is a laser processing apparatus. 청구항 1에 있어서,
상기 전력 판정부는, 상기 전원으로부터 상기 공진기에 공급되는 전류의 전류치에 기초하여, 상기 전원의 전력량을 검출하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치. The method according to claim 1,
Wherein the power determination unit detects the amount of power of the power supply based on a current value of a current supplied from the power supply to the resonator. 청구항 1에 있어서,
상기 가공 제어 장치는, 상기 위치 결정 속도를 현재치 이하로 설정함으로써 상기 위치 결정 속도를 억제하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치. The method according to claim 1,
Wherein the machining control device suppresses the positioning speed by setting the positioning speed to a current value or less. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가공 제어 장치는, 상기 전원의 전력량을 억제할 때에는, 소정 시간만 상기 위치 결정 속도를 억제한 후에, 상기 위치 결정 속도의 억제를 해제하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the machining control device releases the suppression of the positioning speed after suppressing the positioning speed only for a predetermined time when the power amount of the power source is suppressed. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가공 제어 장치는, 상기 전원의 전력량을 억제할 때에는, 상기 전력량이 소정치까지 내려간 후에, 상기 위치 결정 속도의 억제를 해제하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the machining control device releases the suppression of the positioning speed after the amount of power has decreased to a predetermined value when the power amount of the power source is suppressed. 공급된 전력에 따른 펄스 레이저 광을 출력하는 공진기와 상기 공진기에 상기 전력을 공급하는 전원을 가진 펄스 레이저 발진기와, 갈바노 에리어 내에서 상기 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하여 피 가공물상에 조사하는 갈바노 스캔 미러를 제어하는 제어부와,
상기 전원이 상기 공진기에 공급하는 전력의 전력량을 검출함과 아울러, 상기 전력량에 기초하여 상기 전원이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정하는 전력 판정부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 갈바노 스캔 미러의 동작과 동기하여 상기 펄스 레이저 광이 출력되도록 상기 펄스 레이저 발진기 및 상기 갈바노 스캔 미러를 제어함과 아울러,
상기 전력 판정부로부터 상기 전원이 용량 한계에 가까워진 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 전력량의 상승이 억제되도록 상기 갈바노 스캔 미러의 위치 결정 속도를 억제한 후에, 상기 피 가공물로의 레이저 가공을 계속하는 가공 제어 장치. A pulsed laser oscillator having a resonator for outputting pulsed laser light according to the supplied power and a power source for supplying the power to the resonator; and a controller for controlling the irradiation position of the pulsed laser light in the galvano area, A control unit for controlling the galvano scan mirror,
And a power determination unit that detects the amount of power of the power supplied from the power supply to the resonator and determines whether or not the power supply is close to the capacity limit based on the amount of power,
Wherein the controller controls the pulse laser oscillator and the galvano scan mirror so that the pulsed laser light is output in synchronization with the operation of the galvano scan mirror,
When the signal indicating that the power source is close to the capacity limit is received from the power determination unit, the positioning speed of the galvano-scan mirror is suppressed so as to suppress the increase in the amount of power, Processing control device. 공급된 전력에 따른 펄스 레이저 광을 출력하는 공진기와 상기 공진기에 상기 전력을 공급하는 전원을 가진 펄스 레이저 발진기와, 갈바노 에리어 내에서 상기 펄스 레이저 광의 조사 위치를 위치 결정하여 피 가공물상에 조사하는 갈바노 스캔 미러를 제어하는 제어 스텝과,
상기 전원이 상기 공진기에 공급하는 전력의 전력량을 검출함과 아울러, 상기 전력량에 기초하여 상기 전원이 용량 한계에 가까워졌는지 여부를 판정하는 전력 판정 스텝을 포함하고,
상기 제어 스텝에서는, 상기 갈바노 스캔 미러의 동작과 동기하여 상기 펄스 레이저 광이 출력되도록 상기 펄스 레이저 발진기 및 상기 갈바노 스캔 미러를 제어함과 아울러,
상기 전원이 용량 한계에 가까워졌을 경우에는, 상기 전력량의 상승이 억제되도록 상기 갈바노 스캔 미러의 위치 결정 속도를 억제한 후에 상기 피 가공물로의 레이저 가공을 계속함으로써, 상기 펄스 레이저 광의 출력 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 펄스 주파수 제어 방법. A pulsed laser oscillator having a resonator for outputting pulsed laser light according to the supplied power and a power source for supplying the power to the resonator; and a controller for controlling the irradiation position of the pulsed laser light in the galvano area, A control step of controlling a galvano scan mirror,
And a power determining step of determining the power amount of the power supplied to the resonator by the power source and determining whether or not the power source is close to the capacity limit based on the power amount,
Wherein the control step controls the pulse laser oscillator and the galvano scan mirror so that the pulsed laser light is output in synchronization with the operation of the galvano scan mirror,
And controlling the output frequency of the pulsed laser light by controlling the positioning speed of the galvano-scan mirror so as to suppress the increase in the amount of power when the power source approaches the capacity limit, Wherein the pulse frequency control method comprises:
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