WO2000064621A1

WO2000064621A1 - Procede pour regler des conditions de traitement sur un appareil d'usinage laser, et support d'enregistrement lisible par ordinateur pour programme

Info

Publication number: WO2000064621A1
Application number: PCT/JP1999/002227
Authority: WO
Inventors: Kouichi Indou; Masato Matsubara; Hideki Kimata
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-02
Also published as: US7050882B1; KR100479642B1; CN1133130C; KR20010112463A; TW419409B; DE19983950T1; CN1348402A; JP4357749B2

Description

明細書レ一ザ加工機の加工条件制御方法およびそのためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体技術分野

本発明は、レーザ加工機の加工条件制御方法およびそのためのプログラムを記録したコンビユー夕読み取り可能な記録媒体に関する。背景技術

従来、たとえばプリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合、その加工条件として、レーザ発振器に供給する駆動電流の電流値 s、パルス発振の周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Νが設定される。それら電流値 S、パルス発振の周波数 T、パルス幅¹ Wおよびパルス数 Νの値は、種々変更され、様々な加工条件として加工条件ファイルに格納される。この加工条件ファイルは、レーザ加工機の制御装置に接続されたコンピュー夕の読み取り可能な記録媒体、たとえば磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気デイスクに記録され、保存される。

第 5図は、従来のレーザ加工機における加工条件設定装置（図示せず）の設定画面を示す表示例である。加工条件設定装置（図示せず）の設定画面には、第 5 図に示すような加工条件ファィルの一覧表 9が表示され、レ一ザ加工機のオペレ一夕は、この図表を見ながら図示しない入力手段を操作して加工条件の入力を行う。第 5図に示す表示例では、たとえば第 1番目の加工条件は、電流値、周波数、ノルスおよびパルス数に設定され、第 2番目の加工条件は、電流値 S ₂ 、周波数 T ₂ 、ノ、。ルス幅 W₂ およびパルス数 N₂ に設定され、第 3 番目の加工条件は、電流値 S ₃ 、周波数 T ₃ 、パルス幅 W₃ およびパルス数 N₃ に設定されている。第 4番目以降の加工条件も同様に、電流値 S、周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Nが設定される。

実際の加工時には、制御装置は、制御装置に接続された前記記録媒体または別のコンビユー夕読み取り可能な記録媒体から加工プログラムを読み出し、そのプログラムを実行する。そして、制御装置は、加工プログラムに記述された加工条件番号（第 5図に示す図表の N o . 欄の番号）および加工モードに基づいて、加ェ条件ファィルから該当する加工条件を読み出し、その加工条件に従ってレーザ発振器に、周波数が Tでパルス幅が Wのレーザパルスを N個出力するように、電流値 Sの駆動電流を供給する。レーザ発振器は、その供給された駆動電流によつてレーザ発振し、加工を行う。

しかしながら、従来は、いずれの番号の加工条件においても、電流値 S、周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Νの値は、それぞれレーザ加工機の加工条件設定装置において予め決められた上限値まで、他の設定値の影響を受けずに独立して入力可能になっているため、電流値 S、周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Νの値の組み合わせなどによっては、レーザ発振器に作用する負荷が、許容負荷範囲を超えるおそれがある。

従って、従来にあっては、レーザ発振器が、負荷の許容範囲を超えて動作させられる場合や、許容範囲内であつてもその上限値に近し、負荷で長時間動作させられる場合があり、レ一ザ発振器を構成する部品等の消耗や劣化が早まるという問題点があつた。

また、新規に加工条件の設定を行う場合、レーザ発振器に過大な負荷をかけずに効率よく加工を行うことができる適正加工条件を見出すためには、加工条件を種々変えながらそれらの条件で加工を実施し、レ一ザ発振器の負荷と加工効率とのバランスを調べるという作業を繰り返し行わなければならないため、最終的な加工条件を決定するまでに膨大な時間と手間を要するという問題点があつた。本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、レーザ発振器に作用する負荷が適性範囲に内におさまるようにレーザ加工の加工条件を容易に設定することができるレーザ加工機の加工条件制御方法およびそのためのプログラ厶を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的としている。発明の開示

本発明にかかるレーザ加工機の加工条件制御方法は、レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件を設定するに当たり、加工条件を入力するステップと、入力された加工条件に対し、レーザ発振器に負荷が作用し得る条件についてレーザ発振器の予想される負荷を求めるステップと、求められた予想負荷を表示するステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、レーザ加工機の加工条件を設定する際、オペレータが加工条件を入力すると、その入力された加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷が求められ、その予想負荷が表示装置に表示される。

この発明において、前記加工条件はレーザ発振器を驟動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数、および 1以上の被加工個所に対するレーザパルス光の照射パターンを規定する加工モードを含むことを特徴とする。この発明によれば、レーザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加工モードに基づいて決定される。

の発明において、前記予想負荷は、前記電流値、前記周波数、前記パルス巾; および前記パルス数のそれぞれの総和の関数であることを特徴とする。

この発明によれば、レーザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められる。

また、本発明にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件を設定するプログラムを記録したコンピュ一夕読み取り可能な記録媒体であつて、加工条件を入力するステップと、入力された加工条件に対し、レーザ発振器に負荷が作用し得る条件につし、てレーザ発振器の予想される負荷を求めるステップと、求められた予想負荷を表示するステップと、を含むプログラムを記録したことを特徴とする。

この発明によれば、レーザ加工機の制御装置が、加工条件を設定するためのプ口グラムを記録媒体から読み出して実行することにより、オペレータが入力した加工条件に対するレーザ発振器の予想負荷が求まり、その予想負荷が表示装置に表不しる。

この発明において、前記加工条件は、レーザ発振器を駆動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数、および 1以上の被加工個所に対するレーザパルス光の照射パターンを規定する加工モ一ドを含む。

この発明によれば、レーザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加工モードに基づいて決定される o

この発明において、前記予想負荷は、前記電流値、前記周波数、前記パルス幅および前記パルス数のそれぞれの総和の関数である。

この発明によれば、レーザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明が適用されたレ一ザ加工機の概略構成を示すプロック図であり、第 2図は、そのレーザ加工機において加工条件を設定するための設定画面の一例を示す模式図であり、第 3図は、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合のフローチャートであり、第 4図は、加工条件の編集チェック処理の流れを示すフローチャートであり、第 5図は、従来のレーザ加工機において加工条件を設定するための設定画面を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態以下に、本発明の実施の形態にっレ、て第 1図〜第 4図を参照しつつ詳細に説明する。

第 1図は、本発明が適用されたレーザ加工機の概略構成を示すプロック図である。このレーザ加工機は、制御装置しレーザ発振器 2、加工条件の設定時にレ一ザ発振器 2の負荷率を表す指標を表示する表示装置 3、設定された加工条件よりなる加工条件ファイルを格納する第 1の記録媒体 4、加工プログラムを格納する第 2の記録媒体 5、およびオペレー夕の操作により加工条件を入力するための入力装置 6を備えた構成となっている。

第 1の記録媒体 4は、書き込みおよび読み出しが可能な不揮発性の半導体メモリ、磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気ディスクなどのコンピュータが読み出し可能な記録媒体である。第 2の記録媒体 5は、不揮発性の半導体メモリ、磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは光磁気ディスクなどのコンピュータが読み出し可能な記録媒体である。

制御装置 1は、加工プログラムに記述された加工条件番号および加工モードに該当する加工条件を加工条件ファイルから読み出し、その加工条件に基づいて駆動電流、パルス幅およびタイミングパルスを出力することにより'、レーザ発振器 2の駆動を制御する。ここで、タイミングパルスとは、レーザ発振器が設定された加工条件に従い、実際に出力する際のタイミング（周波数）をいう。

第 2図は、加工条件の設定時に表示装置 3に表示される設定画面の表示例である。この設定画面には、加工条件ファイルの一覧表 7と、レーザ発振器 2の負荷率を表す指標である加工条件チヱックバ一 8が表示される。第 2図に示すように、本実施の形態では、各加工条件は、電流値 S、周波数 T、パルス幅 W、パルス数 Nおよび加工モードにより構成される。たとえば加工モード欄には、モードの種別を表す「M」、「C」、「P」などの文字が表示される。「M」は連続モードであり、「C」はサイクルモードであり、「P」はパルス毎モードである。各モードについては後述する。

第 2図に示す表示例では、たとえば第 1番目の加工条件は、電流値 S ! 、周波数 Τ ι 、パルス幅、パルス数および加工モード「M」に設定され、第 2 番目の加工条件は、電流値 S ₂ 、周波数 T ₂ 、パルス幅 W₂ 、パルス数 N₂ および加工モード「C」に設定され、第 3番目の加工条件は、電流値 S ₃ 、周波数 T 3 、ノ、。ルス幅 W₃ 、パルス数 N₃ および加工モード「P」に設定されている。第 4番目以降の加工条件も同様に、電流値 S、周波数 T、パルス幅 W、パルス数 N および加工モ一ドが設定される。

加工条件チェックバー 8は、特に限定しないが、たとえば第 2図に示すように、帯状の表示部で構成されており、レーザ発振器 2の負荷率に応じた長さで表示部の一部の色が変わることにより、レーザ発振器 2の負荷率が視覚的にわかるようになつている。加工条件チヱックバー 8は、レーザ発振器 2の負荷率の許容最大値を 1 0 0 %として、たとえば 2 0 0 %に相当する負荷率まで表示可能になつている。

つぎに、加工モードについて説明する。第 3図は、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合のフローチャートである。実際の加工を開始するに当たって、まず制御装置 1は、加工モードを判定し、その加工モードに従って、たとえば 3つの穴（穴 1、穴 2、穴 3 ) の穿孔加工を行う。連続モード Mは、パルス幅を一定にして、穴 1の穿孔加工を終了した後、穴 2の穿孔加工を行い、それが終了した後、穴 3の穿孔加工を行うパターンである。このパターンでは、レーザ発振器 2に過大な負荷をかけないため、冷却しながら加工を行う必要があり、穴 1、穴 2、穴 3と加工が進むに連れて冷却のためのパルス間隔が広くなる。サイクルモード Cは、パルス幅を一定にして、穴 1、穴 2、穴 3に 1パルス毎に移動して穿孔を行うパターンである。このパターンでは、 1パルスのレ一ザ発振後にレーザ発振器 2の移動時間があり、その移動時間においてレーザ発振器 2の冷却が行われるので、連続モード Mのように加工が進むに連れてパルス間隔を広くする必要はない。パルス毎モード Pは、パルス幅をパルス毎に変化させて、穴 1の穿孔加工を終了した後、穴 2の穿孔加工を行い、それが終了した後、穴 3の穿孔加工を行うパターンである。このパターンでは、パルス幅を変化させることにより、レーザ発振器 2の冷却を行う。

つぎに、加工条件を設定する手順について説明する。加工条件の設定作業時に、オペレータは電流値 S、周波数 T、パルス幅 W、パルス数 Nおよび加工モードの設定を行う。すべての加工条件の設定が終了したら、制御装置 1は、第 4図に示すフローチャートに従って加工モード毎に加工条件のチヱックを行う。

第 4図は、加工条件の編集チヱック処理の流れを示すフローチヤ一トである。以下に説明する編集チェック処理は、制御装置 1が第 1または第 2の記録媒体 4 ， 5あるいはその他のコンビュ一夕読み取り可能な記録媒体に記録された編集チエツク処理プログラムを実行することにより実現される。

条件編集チェック処理を開始すると、まず制御装置 1は、オペレータにより加ェモ一ドが指定されているか否かの判断を行う（ステップ S 1 ) 。加工モードが指定されている場合には、レーザ発振器に負荷が作用し得るモードであるか否かの判定を行う（ステップ S 2 ) 。たとえば上述した連続モード M、サイクルモード Cおよびパルス毎モ一ド Pの場合には、連続モード Mとパルス毎モード Pでは負荷が作用し、サイクルモード Cではほとんど負荷が作用しない。

従って、ステップ S 2で、加工モードが連続モード Mまたはパルス毎モード P の場合には、ステップ S 3へ進み、ォペレ一夕の設定条件に対してレザ発振器 2の負荷率のチェックを行う。一方、加工モードがサイクルモード Cの場合には、負荷率のチェックを行わない。なお、これら 3つの加工モードに限らず、他のレーザ加エノ、'ターンを追加した場合、レーザ発振器 2に負荷が作用するおそれがある場合には、レーザ発振器 2の負荷率チェックを行い、負荷が作用しない場合には負荷率チエツクを行わない。

ステップ S 3では、制御装置 1は、つぎの（ 1 ) 式に従って電流値 Sの総和∑ S、（2 ) 式に従って周波数 Tの総和∑T、 ( 3 ) 式に従ってパルス幅 Wの総和 ∑W、（4 ) 式に従ってパルス数 Nの総和 Σ Νをそれぞれ演算して求める。そして、制御装置 1は、電流値 S、周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Νの各総和 ∑S、 ∑T、 ∑Wおよび Σ Νに基づき、予め決められた（5 ) 式に示す関数により、実際に加工を行った場合にレーザ発振器が出力すると予想されるレーザ出力を演算して求める。

= i (∑S、 ∑T、 ∑W、 ∑N) ( 5 ) そして、制御装置 1は、つぎの（6 ) 式に従って、予め決められた基準値^に対するの比率、すなわちレーザ発振器 2の負荷率を演算して求める。ここで、の値は、レーザ発振器 2の許容される負荷に対して所定の安全率を見込んだ値である。制御装置 1は、求めた負荷率に応じて加工条件チヱックバー 8の表示を制御する。それによつて、表示装置 3の加工条件チヱックバー 8には、レーザ発振器 2の予想される負荷率に応じた表示がなされる。

負荷率ひ X 1 0 0 (%) · · · ( 6 ) オペレータは、この加工条件チェックバ一8を確認し、加工条件チェックバー

8の表示が 1 0 0 %を超えている場合には、加工条件の中の電流 S、周波数 T、パルス幅 Wおよびパルス数 Νのいずれか一^ Dまたは二つ以上を変更して、加工条件チヱックバー 8の表示が 1 0 0 %以下になるように調整する。加工条件チェックバ一 8の表示が 1 0 0 %以下になったら、制御装置 1は、その時の設定条件を加工条件ファイルとして第 1の記録媒体 4に書き込み（ステップ S 4 ) 、処理を終了する。

上記実施の形態によれば、加工条件の設定作業時に、オペレータが加工条件を入力すると、その入力された加工条件に基づいてレーザ発振器 2の予想される負荷率が求められ、その負荷率が表示装置 3に加工条件チエックバー 8として表示される。従って、オペレータはその加工条件チェックバー 8を見ながら、レーザ発振器 2の負荷率が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができるので、実際の加工の際にレーザ発振器 2に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるとともに、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことがでさる。

なお、上記実施の形態においては、プリント配線基板にパルス発振レーザにより穿孔加工を行う場合について説明したが、これに限らず、本発明は種々のレーザ加工に適用できる。

また、上記実施の形態においては、連続モード Mとサイクルモード Cとパルス毎モ一ド Pについて説明し、連続モード Mおよびパルス毎モード Pに対して加工条件の編集チ Iック処理を行うとしたが、これに限らず、その他の加工パターンについても同様にして加工条件の制御を行うことができる。

さらに、上記実施の形態においては、レーザ発振器 2の負荷率を加工条件チェックバ一 8を用いて表示するとしたが、これに限らず、オペレータがレーザ発振器 2の負荷率を確認することができれば、どのような表示態様であつてもよいし、あるいは負荷率を音声合成手段等を用レ、て音声により報知するようにしてもよい。

以上、説明したとおり、本発明にかかるレーザ加工機の加工条件制御方法によれば、レーザ加工機の加工条件を設定する際、オペレータが加工条件を入力すると、その入力された加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷が求められ、その予想負荷が表示装置に表示されるため、オペレータはその予想負荷の表示を見ながら、レーザ発振器の負荷が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができる。従って、実際の加工の際にレーザ発振器に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるので、レーザ発振器の構成部品の消耗や劣化を抑制することができる。また、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことがでさる。

この加工条件制御方法において、レーザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加工モードに基づいて決定されるため、加工を実際に行う前に、その加工条件に基づいてレーザ発振器の予想負荷を求めることができる。この加工条件制御方法において、レーザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められるため、正確な予想負荷が得られるので、オペレータは適切な加工条件を容易に決定することができる。

また、本発明にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、レーザ加工機の制御装置が、加工条件を設定するためのプログラムを記録媒体から読み出して実行することにより、オペレータが入力した加工条件に対するレ一ザ発振器の予想負荷が求まり、その予想負荷が表示装置に表示されるため、オペレータはその予想負荷の表示を見ながら、レーザ発振器の負荷が所定の範囲内に納まるように加工条件を調整することができる。従って、実際の加工の際にレーザ発振器に過大な負荷がかかるのを防ぐことができるので、レーザ発振器の構成部品の消耗や劣化を抑制することができる。また、オペレータは容易かつ迅速に適切な加工条件を見出すことができる。

この記録媒体に記録されたプログラムにおいて、レ一ザ加工機の加工条件は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数および加ェモードに基づいて決定されるため、加工を実際に行う前に、その加工条件に基づレ、てレ一ザ発振器の予想負荷を求めることができる。

この記録媒体に記録されたプログラムにぉレ、て、レ一ザ発振器の予想負荷は、レーザ発振器の駆動電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅およびパルス数のそれぞれの総和に基づいて求められるため、正確な予想負荷が得られるので、オペレー夕は適切な加工条件を容易に決定することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかるレーザ加工機の加工条件制御方法およびそのためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、その加工条件として、レーザ発振器に供給する駆動電流の電流値 S、パルス発振の周波数 T 、パルス幅" Wおよびパルス数 Nが設定され、たとえばプリント配線基板にパルス発振レ一ザにより穿孔加工を行うようなレ一ザ加工機に適している _c

Claims

請求の範囲

1 . レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件を設定するに当た、

加工条件を入力するステップと、

入力された加工条件に対し、レ一ザ発振器に負荷が作用し得る条件につし、てレ一ザ発振器の予想される負荷を求めるステップと、

求められた予想負荷を表示するステップと、

を含むことを特徴とするレーザ加工機の加工条件制御方法。

2 . 前記加工条件は、レーザ発振器を駆動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数、および 1以上の被加工個所に対するレーザパルス光の照射パターンを規定する加工モードを含むことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のレ一ザ加工機の加工条件制御方法。

3 . 前記予想負荷は、前記電流値、前記周波数、前記パルス幅および前記パルス数のそれぞれの総和の関数であることを特徴とする請求の範囲第 2項記載のレーザ加工機の加工条件制御方法。

4 . レーザ加工機のレーザ発振器を駆動させるための加工条件を設定するプログラ厶を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

加工条件を入力するステップと、

入力された加工条件に対し、レ一ザ発振器に負荷が作用し得る条件にっレ、てレ一ザ発振器の予想される負荷を求めるステップと、

求められた予想負荷を表示するステップと、

を含むプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

5 . 前記加工条件は、レーザ発振器を駆動させるための電流値、レーザ出力の周波数、パルス幅、パルス数、および 1以上の被加工個所に対するレーザパルス光の照射、°夕一ンを規定する加工モードを含むことを特徴とする請求の範囲第 4項記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

6 . 前記予想負荷は、前記電流値、前記周波数、前記パルス幅および前記パルス数のそれぞれの総和の関数であることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。