KR20010110322A

KR20010110322A - 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20010110322A
Application number: KR1020010031324A
Authority: KR
Inventors: 가와조에겐지; 우키타가츠이치
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2001-12-13
Also published as: KR100796078B1; JP3407715B2; NO20012759D0; DE60136246D1; EP1162025A2; NO320136B1; CN1327898A; US20010048701A1; TW492901B; JP2001347385A; NO20012759L; ATE411872T1; EP1162025B1; EP1162025A3; US6721343B2; CN1179818C; EP1162025B8

Abstract

레이저 가공기는 레이저광을 출력하는 레이저 발진부와, 레이저 발진부를 제어하는 레이저 제어부와, 레이저광의 위치 결정을 실행하는 위치 결정부와, 위치 결정부의 이동 거리에 대한 최적의 제어 방식을 저장한 제어 방식 기억부와, 상기 최적의 제어 방식을 이용하여 위치 결정부의 위치 제어를 하는 위치 제어부를 구비하여, 이동 거리에 대하여 최적의 제어 방식으로 위치 제어를 실행함으로써, 가공 속도를 고속화한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 레이저 구멍 가공기나 레이저 절단기 등의 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 특히 가공 속도를 고속화한 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

전자 부품 가공이나 판금 가공의 분야 등에서는, 레이저광에 의한 구멍 형성, 절단, 마킹 등의 가공이 널리 행해지고 있다. 예컨대, 전자 부품 가공의 분야에서는, 다층 프린트 기판용의 층간 접속 회로인 내측·비아·홀(IVH)의 구멍 가공에 레이저가 이용되고 있다. 프린트 기판용 레이저 가공 장치에서는, 레이저광 또는 프린트 기판의 위치 제어를 행하여, 프린트 기판의 소정 위치에 구멍 가공을 하고 있다.

최근, 전자기기의 소형·경량화가 요구되고 있지만, 이것을 실현하기 위해서 다층 프린트 기판에 의한 전자 부품의 고밀도 실장이 진척되고 있다. 이것은 한장의 다층 프린트 기판에 형성되는 IVH의 수가 증가하게 되고, 이것에 대응하기 위해서는 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구멍 가공 속도를 고속화할 필요가 있다.

도 12에 종래의 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구성을 나타낸다. 레이저광을 출력하는 레이저 발진기(16)와, 2축의 모터와 모터에 설치된 미러를 갖고, 레이저광을 반사하는 2장의 미러를 구동하여 레이저광의 위치 결정을 하는 갈바노 장치(15)와, 레이저광을 집광하는 집광 렌즈(19)와, 레이저 가공하는 프린트 기판(20)을 탑재하여 위치 결정을 하는 가공 테이블(17)과, 레이저 발진기(16)와 갈바노 장치(15)와 가공 테이블(17) 및 가공 장치의 전체를 제어하는 제어 장치(14)를 구비하고 있다.

제어 장치(14)는 레이저 발진기(16)를 제어하는 레이저 제어부(7), 갈바노 장치(15)를 제어하는 갈바노 제어부(9), 가공 테이블(17)을 제어하는 가공 테이블 제어부(5), 이들의 제어부를 총괄하여 제어하거나, 프로그램이나 가공 조건을 해석하는 주제어부(4)를 갖고 있다. 가공 테이블(17) 상에 프린트 기판(20)을 탑재하면, 가공 테이블 제어부(5)는 프린트 기판(20)의 가공 위치가 집광 렌즈(19)의 아래에 위치하도록 가공 테이블(17)의 위치 제어를 행한다. 가공 테이블(17)이 소정의 위치에 도달하면, 갈바노 제어부(9)는 프린트 기판(20)의 소정 위치에 레이저광을 조사할 수 있도록 갈바노 장치(15)의 위치 제어를 행한다. 이 위치 제어로, 갈바노 장치(15)는 2축의 모터를 구동하고 2장의 미러를 각각 적절한 각도로 위치 결정한다. 갈바노 장치(15)가 소정의 위치 결정을 완료하도록, 정정(整定) 대기 시간만큼 기다린 후, 레이저 제어부(7)는 가공 조건(레이저 펄스 폭, 레이저 피크값, 레이저 펄스 수, 레이저 주파수 등)에 따라서 레이저 발진기(16)에 레이저 출력 지령을 출력한다. 레이저 발진기(16)는 레이저 출력 지령에 따라서, 레이저광(18)을 출력한다. 레이저광(18)은 갈바노 장치(15)의 2장의 미러에서 반사되어, 집광 렌즈(19)를 통해, 프린트 기판(20)에 조사된다. 프린트 기판(20) 상의 레이저광(18)의 조사점에는, 구멍이 형성된다. 레이저 출력이 완료되면, 다음 구멍을 가공하기 위해서 갈바노 장치(15)와 가공 테이블(17)의 위치 제어를 재차 실행한다. 이상과 같이 하여, 프린트 기판(20)의 임의의 위치에 레이저광(18)으로 구멍 가공을 한다. 갈바노 제어부(9)는, 미리 정해져 있는 고정 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 장치(15)의 위치 제어를 실행한다.

그러나, 고정 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간에서는, 이동 거리에 따라서는 갈바노 장치(15)의 성능이 충분히 발휘되지 않는 경우가 생긴다. 예컨대, 계단 형상 속도 지령(가감속 시간 없음, 속도 지령값 일정)으로 갈바노 제어를 하는 경우, 갈바노 장치(15)에는 전기적 및 기계적인 지연 요소가 있기 때문에, 지령에 대하여 응답 지연이 발생한다. 이 때문에 이동 거리가 짧은 경우에는 높은 속도 지령을 부여하여도, 응답 지연에 의해 모터는 지령에 완전히 추종되지 않고, 갈바노 장치(15)의 한계 가속도를 넘는 것과 같은 상태에는 이르지 않기 때문에, 갈바노 장치(15)의 동작에 진동 등은 생기지 않는다. 그러나 이동 거리가 길게 되면 응답 지연의 시간보다 길게 지령이 계속되기 때문에, 높은 속도 지령에 추종하게 하는 것으로서 갈바노 장치(15)의 한계 가속도를 초과하여, 갈바노 장치(15)의 동작에 진동이 발생한다. 따라서, 이동 거리에 관계없이 고정 속도 지령값을 이용하는 제어 방식에서는, 속도 지령값은 이동 거리가 긴 경우에 대비하여 제한된다. 그러나, 그 제한된 속도 지령값은 이동 거리가 짧은 경우에는 장치의 능력 이하의 낮은 값이고, 그 결과, 이동 거리가 짧은 경우의 이동 시간이 길게 된다.

최근의 고밀도화에 수반하는 구멍 밀도의 향상은 구멍 위치 간격을 단축하는 경향에 있다. 이것은 갈바노 장치의 이동 거리가 짧게 되어, 짧은 이동 거리에서의 속도 향상이 요청되지만, 종래의 제어 방법은 짧은 이동 거리에서의 갈바노 장치의 속도 성능을 충분히 발휘하고 있지 않다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구성도,

도 2a와 도 2b는 실시예 1에 따른 가공 장치의 이동 거리가 1㎜인 갈바노 스캐너부의 동작을 나타내는 도면,

도 3a 내지 도 3c는 실시예 1에 따른 가공 장치의 이동 거리가 2㎜인 갈바노 스캐너부의 동작을 나타내는 도면,

도 4는 실시예 1에 따른 가공 장치의 이동 거리가 4㎜인 갈바노 스캐너부의 동작을 나타내는 도면,

도 5a와 도 5b는 실시예 1에 따른 가공 장치의 이동 거리가 50㎜인 갈바노 스캐너부의 동작을 나타내는 도면,

도 6은 실시예 1에 따른 가공 장치의 제어 방식 기억부의 저장 데이터를 나타내는 도면,

도 7은 실시예 1에 따른 가공 장치의 가감속 정수 기억부의 저장 데이터를 나타내는 도면,

도 8은 실시예 1에 따른 가공 장치의 정정 대기 시간 기억부의 저장 데이터를 나타내는 도면,

도 9는 실시예 1의 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 동작 흐름도,

도 10은 실시예 1의 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 타이밍도,

도 11은 실시예 1에 따른 가공 장치와 종래의 장치에서의 이동 시간의 비교를 나타내는 도면,

도 12는 종래의 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구성도.

레이저 가공 장치는 레이저광을 출력하는 레이저 발진부와, 레이저 발진부를 제어하는 레이저 제어부와, 레이저광의 위치 결정을 실행하는 위치 결정부(갈바노 스캐너부)와, 위치 결정부의 이동 거리에 대한 최적의 제어 방식을 저장하고 있는 제어 방식 기억부와, 위치 결정부의 이동 거리에 대한 가감속 정수를 저장하고 있는 가감속 정수 기억부와, 위치 결정부의 이동 거리에 대한 정정 대기 시간을 저장하고 있는 정정 대기 시간 기억부와, 위치 결정부를 제어하는 위치 제어부(갈바노제어부)를 구비한다. 위치 제어부가 상기 최적의 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 위치 제어를 실행하는 것에 의해 가공 장치는 고속으로 부재를 가공한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1의 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구성이다. 프로그램 입력부(1)는 가공할 구멍 위치 정보 등의 가공 프로그램을 외부로부터 입력한다. 가공 조건 입력부(2)는 가공 구멍의 구멍 직경이나 가공할 프린트 기판의 재질 및 판 두께 등에 알맞은 레이저의 가공 조건(레이저 펄스 폭, 레이저 피크값, 레이저 펄스 수, 레이저 주파수 등)을 외부로부터 입력한다. 파라미터 입력부(3)는 제어 방식 기억부(11), 가감속 정수 기억부(12), 정정 대기 시간 기억부(13)에 저장하는 데이터나 가공 장치의 여러 가지 동작 조건을 외부로부터 입력한다. 주제어부(4)는 프로그램 입력부(1)로부터 가공 프로그램을, 가공 조건 입력부(2)로부터 가공 조건을, 파라미터 입력부(3)로부터 파라미터를 입력받아, 이들의 데이터를 해석하여, 가공 테이블 제어부(5)의 가공 테이블 위치 지령, 레이저 제어부(7)의 레이저 지령, 갈바노 제어부(9)의 갈바노 위치 지령을 작성한다. 또한, 구멍 가공 시에는 순차 제어를 하여, 이들의 지령을 각 제어부로 출력한다. 가공 테이블 제어부(5)는 주제어부(4)로부터 가공 테이블 위치 지령을 입력하고, 이 위치 지령에 근거하여 가공 테이블부(6)의 위치 제어를 행하여, 가공 테이블부(6)에 가공 테이블 구동 신호를 출력한다. 또한 가공 테이블부(6)의 이동 완료 정보나 상태 정보등을 주제어부(4)로 출력한다. 가공 테이블부(6)는 가공 테이블 제어부(5)로부터 가공 테이블 구동 신호를 입력하고, 이 구동 신호에 근거하여 가공 테이블을 구동한다. 또한 가공 테이블부(6)의 상태 정보를 가공 테이블 제어부(5)로 출력한다. 레이저 제어부(7)는 주제어부(4)로부터 레이저 지령을 입력하고, 이 레이저 지령에 근거하여 레이저 발진부(8)로 레이저 구동 신호를 출력한다. 또한 레이저 출력의 완료 정보나 레이저 발진부(8)의 상태 정보 등을 주제어부(4)로 출력한다. 레이저 발진부(8)는 레이저 제어부(7)로부터 레이저 구동 신호를 입력하고, 이 레이저 구동 신호에 근거하여 레이저광을 출력한다. 또한, 레이저 발진부(8)의 상태 정보를 레이저 제어부(7)로 출력한다. 갈바노 제어부(9)는 주제어부(4)로부터 갈바노 위치 지령을 입력하고, 이 갈바노 위치 지령에 근거하여 갈바노 스캐너부(10)의 위치 제어를 행하여, 갈바노 스캐너부(10)로 갈바노 구동 신호를 출력한다. 또한 갈바노 스캐너부(10)의 이동 완료 정보나 상태 정보 등을 주제어부(4)로 출력한다. 갈바노 스캐너부(10)는 갈바노 제어부(9)로부터 갈바노 구동 신호를 입력하고, 이 구동 신호에 근거하여 미러를 이동한다. 또한 갈바노 스캐너부(10)의 상태 정보를 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 제어 방식 기억부(11)는 이동 거리에 대한 제어 방식을 주제어부(4)로부터 입력한다. 갈바노 제어부(9)로부터 이동 거리를 입력하면, 이동 거리에 대한 제어 방식을 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 가감속 정수 기억부(12)는 이동 거리에 대한 가감속 정수를 주제어부(4)로부터 입력한다. 갈바노 제어부(9)로부터 이동 거리를 입력하면, 이동 거리에 대한 가감속 정수를 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 정정 대기 시간 기억부(13)는 이동 거리에 대한 정정 대기시간을 주제어부(4)로부터 입력받는다. 갈바노 제어부(9)로부터 이동 거리를 입력하면, 이동 거리에 대한 정정 대기 시간을 갈바노 제어부(9)로 출력한다.

도 2a와 도 2b는 이동 거리가 1㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 3a 내지 도 3c는, 이동 거리가 2㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 4는 이동 거리가 4㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 5a와 도 5b는 이동 거리가 50㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 각각의 도면에, 위치 지령 신호와 위치 편차 신호를 나타내고 있다. 본 실시예의 갈바노 스캐너부(10)의 최대 이동 거리는 50㎜이다. 위치 편차 신호는 1㎷에서 6㎛의 위치 편차에 상당한다. 본 실시예의 레이저 가공 장치의 가공 정밀도는 ±20㎛이지만, 가공 테이블부(6)의 위치 정밀도나 광학적 보정 정밀도 등을 고려하면, 갈바노 스캐너부(10)의 위치 정밀도는 ±3㎛가 필요하다. 그래서 갈바노 스캐너부(10)는 목표 위치에 대하여 ±3㎛ 내이면, 즉 위치 편차 신호가 ±0.5㎷ 이내이면, 목표 위치로 위치 결정하고 있는 것으로 한다. 따라서, 갈바노 스캐너부(10)의 이동 후의 목표 위치로의 정정은 위치 편차가 ±3㎛ 이내로 되도록 실행한다.

도 2a, 도 3a, 도 4 및 도 5a는 비교예의 제어 방법에 있어서의 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 비교예의 제어 방법은 모든 비교예와 공통으로, 계단 형상 속도 지령, 속도 지령값 2.9㎜/㎳, 정정 대기 시간 1.600㎳이다.

도 2a와 도 2b는 이동 거리가 1㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 2a는 비교예의 동작으로, 이동 시간 1.865㎳에서 목표 위치로 정정하고 있다. 도 2b는 본 실시예의 가공 장치의 동작이다. 속도 지령값 50㎜/㎳이지만, 이동 시간 1.675㎳에서 목표 위치로 정정하고 있어, 비교예와 비교하여 0.190㎳ 이동 시간을 단축하고 있다. 속도 지령값이 50㎜/㎳이기 때문에, 이 이동 지령은 계단 형상 위치 지령으로 간주할 수 있다. 따라서, 이동 거리가 1㎜와 같은 단거리일 경우에는, 계단 형상 위치 지령을 부여하면 이동 시간이 최단으로 된다. 도 3a 내지 도 3c는 이동 거리가 2㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 3a는 비교예의 동작으로, 이동 시간 2.270㎳에서 목표 위치로 정정하고 있다. 도 3b는 본 실시예의 가공 장치의 동작으로, 속도 지령값 10㎜/㎳이지만, 이동 시간 1.915㎳에서 목표 위치로 정정하고 있어, 비교예와 비교하여 0.355㎳ 이동 시간을 단축하고 있다. 도 3c는 참고예로, 속도 지령값 100㎜/㎳의 동작이다. 이 이동 지령은 계단 형상 위치 지령으로 간주할 수 있지만, 속도 지령값이 지나치게 크기 때문에 위치의 오버 슛이 발생하고, 이동 시간 2.965㎳에서 목표 위치로 정정하고 있다. 따라서 이동 거리가 2㎜와 같은 중거리일 경우에는, 계단 형상의 속도 지령에서 속도 지령값 10㎜/㎳라고 하면, 이동 시간이 최단으로 된다. 도 4는 이동 거리가 4㎜의 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 4는 비교예의 동작으로, 이동 시간 2.935㎳에서 목표 위치로 정정하고 있다. 이동 거리4㎜에서는, 비교예의 제어 방법에서 이용한 속도 지령값 2.9㎜/㎳ 이상의 속도 지령을 부여하여도, 속도 지령값이 지나치게 크기 때문에, 도 3c와 마찬가지로, 위치의 오버 슛이 발생하고, 이동 시간은 길게 된다. 따라서 이동 거리가 4㎜와 같은 중거리일 경우에는, 계단 형상의 속도 지령에서 속도 지령값 2.9㎜/㎳라고 하면, 이동 시간이 최단으로 된다. 도 5a와 도 5b는 이동 거리가 50㎜인 갈바노 스캐너부(10)의 동작을 나타낸다. 도 5a와 도 5b는 동작의 종단 부근을 나타내고 있지만, 위치 지령 출력 시간과 위치 지령 종료 후부터 정정하기까지의 정정 시간을 가산하면, 이동 시간이 구해진다.

도 5a는 비교예의 동작으로, 이동 시간 18.75㎳에서 목표 위치로 정정하고 있다. 도 5b는 본 실시의 동작에서, 직선 가감속 시간 0.94㎳, 속도 지령값 5㎜/㎳의 사다리꼴 형상 속도 지령이지만, 이동 시간 12.14㎳에서 목표 위치로 정정하고 있어, 비교예와 비교하여 6.61㎳ 이동 시간을 단축하고 있다. 사다리꼴 형상 속도 지령 제어 방식은 속도 지령을 원활하게 일으키는 것에 의해, 속도 지령값을 종래 제어 방법보다 크게 할 수 있기 때문에, 이동 시간을 단축할 수 있다. 따라서 이동 거리가 50㎜와 같은 장거리일 경우에는, 사다리꼴 형상 속도 지령을 부여하면 이동 시간이 최단으로 된다. 이와 같이, 이동 거리가 단거리일 경우에는 계단 형상 위치 지령 제어 방식, 중거리일 경우에는 계단 형상 속도 지령 제어 방식, 장거리일 경우에는 사다리꼴 형상 속도 지령 제어 방식이 갈바노 스캐너부(10)의 위치 제어에 적합하다.

도 6은 더욱 상세하게 이동 거리를 변경하여 측정한 데이터로부터 얻은, 이동 거리에 대응하는 제어 방식의 테이블이다. 도 6의 테이블은 제어 방식 기억부(11)에 저장된다. 상기한 바와 같이, 이동 거리 2㎜(도 3a 내지 도 3c)와 이동 거리 4㎜(도 4)는 모두 계단 형상 속도 지령 제어 방식을 채용한다. 그러나 속도 지령값은 이동 거리 2㎜에서는 10㎜/㎳, 이동 거리 4㎜에서는 2.9㎜/㎳로 다르다.

도 7은 더욱 상세하게 이동 거리를 변경하여 측정한 데이터로부터 얻은, 이동 거리에 대응하는 속도 지령값의 테이블이다. 도 7의 테이블은 가감속 정수 기억부(12)에 저장된다. 또, 도 7에서는 이동 거리를 2구간에서 테이블을 작성했지만, 이동 구간은 몇 개라도 좋다. 이동 거리 5㎜ 이상으로 사다리꼴 형상 속도 지령 제어 방식으로 제어를 하는 경우, 이동 거리에 대한 가감속 정수의 테이블을 작성하여, 가감속 정수 기억부(12)에 저장하는 것도 가능하다. 다음에 정정 대기 시간 기억부(13)에 설정되는 데이터에 대하여 설명한다. 제어 방식 기억부(11) 및 가감속 정수 기억부(12)에 저장된 제어 방식 및 가감속 정수로 갈바노 스캐너부(10)의 제어를 했을 때의 정정 시간은 이동 시간으로부터 이동 지령의 지령 시간을 감산하면 구해진다. 정정 시간은 도 2b의 이동 거리 1㎜에서 1.675㎳, 도 3b의 이동 거리 2㎜에서 1.715㎳, 도 4의 이동 거리 4㎜에서 1.555㎳, 도 5b의 이동 거리 50㎜에서 1.200㎳이다.

도 8은 더욱 상세하게 이동 거리를 변경하여 측정한 정정 시간에 근거하여 결정한, 이동 거리에 대응하는 정정 대기 시간의 테이블이다. 도 8의 테이블은 정정 대기 시간 기억부(13)에 저장된다. 또, 도 8에서는 이동 거리를 4구간에서 테이블을 작성했지만, 이동 구간은 몇 개라도 좋다. 다음에 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 동작에 대하여 설명한다.

도 9에 프린트 기판용 레이저 가공 장치의 구멍 가공 동작의 흐름도를 나타낸다. 미리 주제어부(4)에는 프로그램 입력부(1), 가공 조건 입력부(2), 파라미터 입력부(3)로부터 프로그램, 가공 조건, 파라미터가 입력되어, 각각의 해석을 하고있다. 제어 방식 기억부(11)에는 갈바노 스캐너부(10)의 이동 거리에 대한 제어 방식이 입력된다. 가감속 정수 기억부(12)에는 갈바노 스캐너부(10)의 이동 거리에 대한 가감속 정수가 입력된다. 정정 대기 시간 기억부(13)에는 갈바노 스캐너부(10)의 이동 거리에 대한 정정 대기 시간이 입력된다. 또한 가공 테이블 상에는 구멍 가공하는 프린트 기판이 탑재되어 있다. 구멍 가공을 시작하면, 단계 1에서는, 프린트 기판의 소정 가공 영역이 레이저광의 조사 범위에 들어가도록, 주제어부(4)는 가공 테이블 제어부(5)에 가공 테이블 위치 지령을 출력한다. 단계 2에서는, 가공 테이블 제어부(5)는 가공 테이블 위치 지령으로부터 가공 테이블부(6)의 위치 제어를 하여, 목표 위치로 가공 테이블을 이동시킨다. 단계 3에서는, 주제어부(4)는 가공 테이블 제어부(5)로부터 가공 테이블이 목표 위치로 이동이 완료한 것을 알리는 이동 완료 정보를 대기, 이동 완료 정보 수취 후, 단계 4로 진행한다. 단계 4에서는 가공 영역의 소정의 위치에 레이저광을 조사하기 위해서, 주제어부(4)는 갈바노 위치 지령을 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 단계 5에서는, 갈바노 제어부(9)는 갈바노 위치 지령으로부터 갈바노 스캐너부(10)의 이동 거리를 산출하여, 제어 방식 기억부(11), 가감속 정수 기억부(12), 정정 대기 시간 기억부(13)로 이동 거리를 출력한다. 단계 6에서는, 제어 방식 기억부(11)는 이동 거리에 대한 제어 방식을 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 또한 가감속 정수 기억부(12)는 이동 거리에 대한 가감속 정수를 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 또한 정정 대기 시간 기억부(13)는 이동 거리에 대한 정정 대기 시간을 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 단계 7에서는, 갈바노 제어부(9)는 제어 방식 기억부(11)로부터의 제어 방식 및 가감속 정수 기억부(12)로부터의 가감속 정수를 사용하여, 갈바노 스캐너부(10)의 위치 제어를 행하여, 목표 위치로 미러를 이동한다. 단계 8에서는, 갈바노 제어부(9)는 정정 대기 시간 기억부(13)로부터 정정 대기 시간을 받아, 이동 지령 종료 후부터 정정 대기 시간만큼 기다린 후, 정정 대기 시간 완료 정보를 주제어부(4)로 출력하여, 단계 9로 진행한다. 단계 9에서는, 소정의 가공 품질로 구멍 가공을 하기 위해서 설정된 가공 조건으로 레이저 출력하기 때문에 주제어부(4)는 레이저 제어부(7)에 레이저 지령을 출력한다. 레이저 제어부(7)는 레이저 지령에 따라서 레이저 발진부(8)에 대하여 레이저 구동 신호를 출력하고, 레이저 발진부(8)는 레이저광을 출력한다. 레이저광은 갈바노 스캐너부(10)로 유도되어, 갈바노 스캐너부(10)의 2축의 미러로 반사되고, 프린트 기판의 소정의 위치로 조사되어, 구멍 가공을 한다. 단계 10에서는, 주제어부(4)는 현재 가공하고 있는 가공 영역에 또한 가공 구멍이 있는지 체크하여, 가공 구멍이 있는 경우에는 단계 4로 진행하고, 그 가공 구멍에 대응한 갈바노 위치 지령을 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 가공 구멍이 없는 경우에는, 단계 11로 진행한다. 단계 11에서는, 주제어부(4)는 또한 가공 영역이 있는지 체크하여, 가공 영역이 있는 경우에는 단계 1로 진행하여, 그 가공 영역에 대응한 가공 테이블 위치 지령을 가공 테이블 제어부(5)로 출력한다. 가공 영역이 없는 경우에는 입력된 가공 프로그램에 대한 가공은 완료한 것으로 되어, 가공 동작은 종료된다.

도 10에 갈바노 동작의 타이밍도를 나타낸다. 여기서는 2㎜와 50㎜의 연속한 이동의 경우를 예에 나타낸다. 가공 조건은 레이저 펄스 수를 1펄스로 한다.비교예로 한 종래의 갈바노 제어 방법에서는, 이동 거리가 2㎜, 50㎜도 계단 형상 속도 지령 제어 방식이고, 속도 지령값, 정정 대기 시간은 같다. 본 발명에서는, 이동 거리 2㎜에서는 계단 형상 위치 지령 제어 방식과 최단의 정정 대기 시간에서 제어하고, 이동 거리 50㎜에서는, 사다리꼴 형상 속도 지령 제어 방식으로 종래보다 큰 속도 지령값과 최단의 정정 대기 시간으로 제어하고 있기 때문에, 이동 거리 2㎜, 50㎜도 종래보다 빠르게 이동을 할 수 있다.

도 11에 본 발명의 제어 방법과 비교예로서 종래의 제어 방법의 각 이동 거리에서의 이동 시간의 비교를 나타낸다. 이동 거리 4㎜에서의 갈바노 제어 방법은 종래의 제어 방법과 동일하므로, 이동 시간은 단축되지 않지만, 그 밖의 이동 거리에서는 이동 시간이 단축되어 속도 성능이 향상되고 있다. 특히 이동 거리 50㎜에서는, 속도 성능비 155%로 대폭 향상되고 있다. 본 발명의 제어 방법에서 20000구멍/매로 평균 피치가 1.1㎜인 구멍 가공을 하는 경우, 종래의 제어 방식과 비교하여 약 8%의 가공 시간 단축이 가능해진다. 이와 같이, 본 발명의 레이저 가공 장치는 각 이동 거리에 대하여 가장 빠르게 이동할 수 있는 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 제어를 행하여 가공 시간을 단축한다. 이상, 이동 거리에 대응하는 최적의 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 제어를 실행하여 이동 시간을 단축하는 경우에 대하여 설명했지만, 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간 중의 하나 또는 어느 것인가 2개에 대하여만 실시하여도 마찬가지의 효과가 얻어진다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2의 레이저 가공 장치는 실시예 1에 있어서의 가감속 정수 기억부(12) 대신에, 위치 결정부의 이동 거리로부터 가감속 정수를 연산하는 가감속 정수 연산부를 마련하고, 가감속 정수 연산부가 연산한 가감속 정수를 이용하여 갈바노 제어부(9)가 위치 제어를 실행한다.

가감속 정수 연산부에는, 이동 거리에 대응한 가감속 정수를 연산하는 가감속 정수 연산 함수가 주제어부(4)로부터 입력된다. 갈바노 제어부(9)로부터 이동 거리가 입력되면, 이동 거리와 가감속 정수 연산 함수로부터 가감속 정수를 연산하여, 갈바노 제어부(9)로 출력한다. 그 밖의 구성 및 동작은 실시예 1과 같다.

이동 거리와 가감속 정수 연산 함수로부터 가감속 정수를 연산하기 때문에, 이동 거리에 대응하는 가감속 정수의 테이블을 기억하는 메모리는 불필요하다. 가감속 정수 연산 함수는 이동 거리 구간마다 마련하여, 이동 거리로 전환하여도 좋다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3의 레이저 가공 장치는, 선행 실시예에 있어서의 정정 대기 시간 기억부(13)의 대신에, 위치 결정부의 이동 거리로부터 정정 대기 시간을 연산하는 정정 대기 시간 연산부를 마련하여, 정정 대기 시간 연산부가 연산한 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 제어부(9)가 위치 제어를 실행한다.

정정 대기 시간 연산부에는, 구해지는 이동 거리에 대응한 정정 대기 시간을연산하는 정정 대기 시간 연산 함수가 주제어부(4)로부터 입력된다. 갈바노 제어부(9)로부터 이동 거리가 입력되면, 이동 거리와 정정 대기 시간 연산 함수로부터 정정 대기 시간을 연산하여, 갈바노 제어부(9)에 출력한다. 그 밖의 구성 및 동작은 선행 실시예와 같다.

이동 거리와 정정 대기 시간 연산 함수로부터 정정 대기 시간을 연산하기 때문에, 이동 거리에 대응하는 정정 대기 시간의 테이블을 기억하는 메모리는 불필요하다. 정정 대기 시간 연산 함수는 이동 거리 구간마다 마련하여, 이동 거리로 전환하여도 좋다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 레이저 가공 장치는 각 이동 거리에 대하여 가장 빠르게 이동할 수 있는 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 제어를 하여, 가공 시간을 단축한다. 이상, 이동 거리에 대응하는 최적의 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간을 이용하여 갈바노 제어를 실행하여 이동 시간을 단축하는 경우에 대하여 설명했지만, 제어 방식, 가감속 정수, 정정 대기 시간 중의 하나 또는 어느 것인가 2개에 대하여만 실시하여도 같은 효과는 얻어진다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims

레이저광을 출력하는 레이저 발진부와,

상기 레이저 발진부를 제어하는 레이저 제어부와,

상기 레이저광의 위치 결정을 실행하는 위치 결정부와,

상기 위치 결정부의 이동 거리에 따라서 상기 위치 결정부의 위치 제어를 실행하는 위치 제어부

를 구비한 레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 위치 결정부의 이동 거리에 대한 제어 방식을 기억하는 제어 방식 기억부를 더 구비하되,

상기 위치 제어부는 상기 제어 방식으로 상기 위치 결정부의 위치 제어를 실행하는

레이저 가공 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어 방식 기억부는 상기 이동 거리가 제 1 임계값 미만인 경우를 위한계단 형상 위치 지령 제어 방식을 기억하는 레이저 가공 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어 방식 기억부는 상기 이동 거리가 제 2 임계값 이상 제 3 임계값 미만인 경우를 위한 계단 형상 속도 지령 제어 방식을 기억하는 레이저 가공 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어 방식 기억부는 상기 이동 거리가 제 4 임계값 이상인 경우를 위한 사다리꼴 형상 속도 지령 제어 방식을 기억하는 레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 거리에 대한 가감속 정수를 기억하는 가감속 정수 기억부를 더 구비하되,

상기 위치 제어부는 상기 가감속 정수를 이용하여 위치 결정부의 위치 제어를 실행하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 거리로부터 상기 이동 거리에 대한 가감속 정수를 연산하는 가감속 정수 연산부를 더 구비하되,

상기 위치 제어부는 상기 가감속 정수를 이용하여 위치 결정부의 위치 제어를 실행하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 거리에 대한 정정(整定) 대기 시간을 기억하는 정정 대기 시간 기억부를 더 구비하되,

상기 위치 결정부는 상기 정정 대기 시간을 이용하여 위치 제어를 실행하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 거리로부터 상기 이동 거리에 대한 정정 대기 시간을 연산하는 정정 대기 시간 연산부를 더 구비하되,

상기 위치 결정부는 상기 정정 대기 시간을 이용하여 위치 제어를 실행하는

레이저 가공 장치.