JP6782653B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus.
従来のレーザ加工装置は、レーザ光源、伝搬光学系、偏向器及びfθレンズ等を備えており、加工対象物における複数の被加工位置に対して偏向器によりレーザビームの入射する位置を変えて、穴あけ等の加工を行っている。
ところで、レーザ光源からパルスレーザ発振を行う場合、レーザの出力は、発振する周波数によって変化する。
レーザ加工装置は、偏向器により被加工位置への移動、照射を繰り返して穴あけ加工を行う。そのため、レーザ加工装置は、図5に示すように、一定の発振周波数でパルス発振P1〜P3(以下、「加工用のパルス発振」とする)を行っている。
しかし、次の被加工位置が遠く、偏向器による移動がレーザの発振周波数に応じた発振に間に合わない場合には、加工対象物に対してレーザ光が照射されなくなるように伝搬光学系を制御し、加工に寄与しないダミーのレーザ発振PDを実行していた。そして、次のパルス発振P3の際に当該被加工位置の穴あけ加工を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
A conventional laser machining apparatus is provided with a laser light source, a propagation optical system, a deflector, an fθ lens, etc. Processing such as drilling is performed.
By the way, when pulsed laser oscillation is performed from a laser light source, the output of the laser changes depending on the oscillating frequency.
The laser machining apparatus repeatedly moves to the machining position and irradiates with a deflector to perform drilling. Therefore, as shown in FIG. 5, the laser processing apparatus performs pulse oscillations P1 to P3 (hereinafter referred to as "pulse oscillation for processing") at a constant oscillation frequency.
However, if the next work position is far away and the movement by the deflector is not in time for the oscillation according to the oscillation frequency of the laser, the propagation optical system is controlled so that the laser beam is not irradiated to the object to be processed. , A dummy laser oscillation PD that does not contribute to processing was executed. Then, at the time of the next pulse oscillation P3, the hole to be machined was drilled (see, for example, Patent Document 1).
従来のレーザ加工装置は、ダミーのレーザ発振PDが実行されると、加工用のパルス発振P2と加工用のパルス発振P3との間が二周期分の間隔が生じる。この場合、図5に示すように、偏向器による整定時間Thが二周期分より短い場合、不要な待ち時間Tuが生じて加工速度が低下するという問題が生じていた。
なお、上述した不要な待ち時間Tuはミリセカンドオーダー或いはマイクロセカンドオーダーのように微小時間となる場合もあるが、レーザ加工の分野では、一つの加工対象物に対する被加工位置の数が多数に及ぶことが多く、遅れが蓄積すれば一つの加工対象物に対する加工速度の遅れは大きくなるので、ダミーパルス1回に生じる加工速度の遅れも十分に小さくしたいという要請がある。
In the conventional laser machining apparatus, when the dummy laser oscillation PD is executed, an interval of two cycles is generated between the pulse oscillation P2 for machining and the pulse oscillation P3 for machining. In this case, as shown in FIG. 5, when the settling time Th by the deflector is shorter than two cycles, there is a problem that an unnecessary waiting time Tu is generated and the processing speed is lowered.
The above-mentioned unnecessary waiting time Tu may be a minute time such as a millisecond order or a microsecond order, but in the field of laser machining, the number of workpiece positions for one machining object is large. In many cases, if the delay accumulates, the delay in the machining speed for one machining object becomes large, so there is a demand for sufficiently reducing the delay in the machining speed that occurs in one dummy pulse.
本発明は、出力の安定化を保ちつつ、加工処理速度の高速化を図ることができるレーザ加工装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of increasing the processing speed while maintaining stable output.
本発明は、レーザ加工装置において、レーザ光源と、偏向器と、前記レーザ光源からのレーザ光の回折方向を切り替えることによりダミーのレーザ光を照射するスイッチング素子と、前記レーザ光源、前記偏向器及び前記スイッチング素子を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第一のレーザ光と、前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第二のレーザ光と、前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第三のレーザ光とを出射する制御を行うと共に、前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光との間の時間よりも前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間の時間が長い場合に、前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間にダミーのレーザ光を出射するよう制御を行い、前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間の時間は穴の被加工位置を定めたパターンから求められた前記偏向器の移動時間に基づいて規定されており、前記制御装置は、前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光の時間間隔と、前記ダミーのレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光の時間間隔とが揃うよう制御し、前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光の時間間隔と、前記ダミーのレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光の時間間隔とは、いずれも、前記レーザ光源のパルス発振におけるチャージ時間とする。 The present invention comprises a laser light source, a deflector, a switching element that irradiates a dummy laser light by switching the diffraction direction of the laser light from the laser light source, the laser light source , the deflector, and the laser processing apparatus. A control device for controlling the switching element is provided, and the control device includes a first laser beam for drilling emitted from the laser light source and a second laser beam for drilling emitted from the laser light source. , Controls to emit the third laser beam for drilling emitted from the laser light source, and from the time between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling. Also, when the time between the second laser beam for drilling and the third laser beam for drilling is long, the second laser beam for drilling and the third laser beam for drilling are used. The time between the second laser beam for drilling and the third laser beam for drilling is determined from the pattern that determines the position of the hole to be machined. It is defined based on the obtained movement time of the deflector, and the control device is defined by the time interval between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling, and the dummy laser. The time interval between the light and the third laser beam for drilling is controlled to be aligned, the time interval between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling, and the dummy laser beam. And the time interval of the third laser beam for drilling are both the charge time in the pulse oscillation of the laser light source .
以上のように、本発明によれば、出力の安定化を保ちつつ、加工処理速度の高速化を図ることができるレーザ加工装置を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laser processing apparatus capable of increasing the processing speed while maintaining the stability of the output.
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[レーザ加工装置の概略]
図1は本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置10を示す構成図である。図1においてレーザ光は実線で示し、信号線は破線で示す。
[Outline of laser processing equipment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a
レーザ加工装置10は、レーザ光源20、スイッチング素子30、折り返しミラー41、偏向器50、fθレンズ42、XYステージ60、制御装置70を備えている。
そして、レーザ光源20からXYステージ60上の加工対象物Wに対して入射されるレーザ光の経路に沿って、スイッチング素子30、折り返しミラー41、偏向器50、fθレンズ42が順番に配置されている。
The
Then, the
レーザ光源20は、例えば、CO2レーザ等のガスレーザ又はYAGレーザやYLFレーザ等の固体レーザであり、モード同期によるパルス発振を行う。なお、Qスイッチを利用してパルス発振を行うことも可能である。
The
スイッチング素子30は、入射したレーザ光源20からのレーザ光を折り返しミラー41に入射させる開状態と、入射したレーザ光源20からのレーザ光をビームダンパ31に入射させる閉状態とを切り替えることができる。つまり、スイッチング素子30が開状態の時にはレーザ光は加工対象物Wに入射され、閉状態の時にはレーザ光は加工対象物Wに入射されない。
上記スイッチング素子30の閉状態と開状態の切り替えは、制御装置70からの制御信号によって行われる。例えば、制御装置70からの切り替え信号は定常的にはOFF状態にあり、このとき、スイッチング素子30は閉状態に維持される。また、制御装置70からの切り替え信号がON状態に立ち上がったときのみにスイッチング素子30は瞬間的に開状態に切り替えられて、レーザ光を折り返しミラー41に入射させるようになっている。
スイッチング素子30は、具体的には、音響光学素子(AOM)、音響光学偏向素子(AOD)等を用いることができる。
The
Switching between the closed state and the open state of the
Specifically, as the
折り返しミラー41は、レーザ光源20からスイッチング素子30を介して入射したレーザ光を偏向器50に向かって反射するミラーである。
The folded
偏向器50は、一対の可動ミラーを含むガルバノスキャナである。この偏向器50は、一定の可動範囲で角度を変えるガルバノミラーにより、折り返しミラー41から入射したレーザ光を加工対象物Wの所定の範囲内における任意の被加工位置に向かって反射させることができる。
偏向器50は、制御装置70からの制御信号よりガルバノミラーがレーザ光を目標とする被加工位置に反射させる角度に変えることができる。また、偏向器50は、ガルバノミラーを目標とする角度に変えると、整定信号を制御装置70に送出する。
The
The
fθレンズ42は、偏向器50のガルバノミラーを反射したレーザ光を加工対象物Wの表面に集光させる。また、このfθレンズ42は、可動範囲で角度を変えるガルバノミラーにより反射されたレーザ光を加工対象物Wの加工面に対して垂直に入射させる。
The
XYステージ60は、制御装置70からの制御信号により、加工対象物Wを水平面に沿って任意に移動させる。また、XYステージ60は、加工対象物Wを目標位置に移動させると、移動完了信号を制御装置70に送出する。
XYステージ60による加工対象物Wの移動範囲は、偏向器50による操作範囲比べて大幅に広い。
従って、レーザ加工時には、XYステージ60上の加工対象物Wを静止させた状態で、偏向器50のガルバノミラーの可動範囲に基づく走査可能な範囲内の加工を行い、ガルバノミラーの走査可能な範囲内の被加工位置の加工が完了すると、XYステージ60による加工対象物Wを移動させて、新たな範囲に対してガルバノミラーによる加工が行われる。
なお、上記制御は一例であり、偏向器50とXYステージ60は同期スキャンを行っても良い。つまり、ガルバノミラーの追従可能な範囲内で当該ガルバノミラーの走査とXYステージ60の移動とを並行して行っても良い。
The
The moving range of the object W to be machined by the
Therefore, at the time of laser machining, while the machining object W on the
The above control is an example, and the
制御装置70は、プログラムが格納された記憶装置、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、作業用のメモリ、ならびに、制御信号及び検出信号の入出力を行うインターフェイスなどを有するコンピュータである。
また、制御装置70は、加工対象物Wに対する一連の穴の形成位置である被加工位置及びその順番を定めた加工パターンのデータを記憶する記憶部71を備えている。そして、制御装置70は、記憶部71内の加工パターンのデータに従って、レーザ光源20、スイッチング素子30、偏向器50及びXYステージ60を制御し、加工対象物Wに対する穴あけ加工を実行する。
The
Further, the
[レーザ加工装置の穴あけ加工の制御]
以下、図2に示すフローチャートにより、制御装置70により実行される穴あけ加工の制御を説明する。
なお、レーザ加工装置10は、前述したように、レーザ光源20がパルス発振により穴あけ用のレーザ光の出射を行うので、その出力の安定化のために、一定の周波数で穴あけ用のレーザ光を順次出射するように制御されることを前提する。
この場合の一定の周波数とは、直前のレーザ光の出射完了直後から次の穴あけ用のレーザ光の出射開始までの時間、即ち、レーザ光源20のチャージ時間を一定にすることをいう。また、「チャージ時間を一定」とは、完全な一致に限らず、「チャージ時間」が一定の時間的範囲を維持することができれば良い。例えば、形成される穴の一つ一つが要求される加工品質を維持することが可能な範囲で「時間」について幅(例えば、±数パーセント)を持たせても良い。以下の説明では、この幅を考慮した「チャージ時間」を規定チャージ時間Tsとする。
[Control of drilling of laser machining equipment]
Hereinafter, the control of the drilling process executed by the
As described above, in the
The constant frequency in this case means that the time from immediately after the completion of the emission of the laser beam immediately before to the start of the emission of the laser beam for the next drilling, that is, the charging time of the
まず、制御装置70は、記憶部71に記憶された加工パターンのデータから順番に従って被加工位置の読み込みを実行する(ステップS1)。
First, the
そして、次に穴あけを実行する被加工位置とその一つ前の被加工位置とからその移動距離を求め、偏向器50により次に穴あけを実行する被加工位置までの移動所要時間Tmを取得する(ステップS3)。
前述したように、加工パターンのデータには、複数の被加工位置とその順番とが記憶されているので、一つ前の被加工位置とから穴あけを実行する被加工位置までの移動距離を算出することができる。
また、制御装置70の記憶部71には、移動距離と移動所要時間Tmとの関係を示すテーブルデータ(或いは、移動距離に応じたガルバノスキャナの動作所要時間の関係を示すテーブルデータ)が用意されている。
従って、制御装置70は、一つ前の被加工位置とから穴あけを実行する被加工位置までの移動距離から、テーブルデータを参照して、次に穴あけを実行する被加工位置までの移動所要時間を取得することができる。
Then, the moving distance is obtained from the position to be machined to be drilled next and the position to be machined immediately before it, and the time required to move to the position to be machined to be drilled next is obtained by the
As described above, since the processing pattern data stores a plurality of processing positions and their order, the moving distance from the previous processing position to the processing position where drilling is executed is calculated. can do.
Further, in the
Therefore, the
次に、制御装置70は、取得した移動所要時間Tmが、前述したレーザ光源20の規定チャージ時間Tsを超えるか否かを判定する(ステップS5)。
Next, the
そして、取得した移動所要時間Tmが規定チャージ時間Tsを超える場合には(ステップS5:YES)、制御装置70は、スイッチング素子30への切り替え信号をOFF状態(閉状態)に維持し(ステップS7)、所定のタイミングでダミーのレーザ光を出射するようレーザ光源20を制御する(ステップS9)。
制御装置70は、原則的には、直前の穴あけ用のレーザ光の出射完了から規定チャージ時間Tsを空けて次の穴あけ用のレーザ光を出射するようレーザ光源20を制御する。しかし、偏向器50による次の移動所要時間Tmが規定チャージ時間Tsを超える場合、次の穴あけ用のレーザ光の出射までに、偏向器50による被加工位置までの移動が完了しないので、加工対象物Wの予定している被加工位置にレーザ光の出射を行うことができない。
そこで、制御装置70は、スイッチング素子30への切り替え信号をOFF状態(閉状態)に維持し、加工対象物Wに届かないダミーのレーザ光をレーザ光源20に出射させる。
ダミーのレーザ光の出射するタイミングは、直前のレーザ光の出射から、規定チャージ時間を移動所要時間から減じた時間(Tm−Ts)が経過したタイミングとすることが望ましい。
また、ダミーのレーザ光Dは加工に使用されないので、そのパルス幅は穴あけ用のレーザ光よりも短くてよい。
Then, when the acquired movement required time Tm exceeds the specified charge time Ts (step S5: YES), the
In principle, the
Therefore, the
It is desirable that the timing at which the dummy laser beam is emitted is the timing at which the time (Tm-Ts) obtained by subtracting the specified charge time from the required travel time elapses from the emission of the laser beam immediately before.
Further, since the dummy laser beam D is not used for processing, its pulse width may be shorter than that of the laser beam for drilling.
そして、ダミーのレーザ光の出射後は、制御装置70は、スイッチング素子30への切り替え信号をON状態(開状態)に切り替えて(ステップS11)、ダミーのレーザ光Dの出射完了から規定チャージ時間Tsの経過後に穴あけ用のレーザ光を出射するようレーザ光源20を制御する(ステップS13)。
Then, after the dummy laser beam is emitted, the
ここで、上記ダミーのレーザ光を出射する動作を図3のタイミングチャートでより詳細に説明する。この図3は制御装置70がレーザ光源20に対してレーザ光を出射させる制御信号を示しており、図示において、制御信号は矩形のパルス信号であり、信号がON状態に立ち上がっている期間はレーザ光源20からレーザ光が出射される。
なお、実際には、レーザ光が出射される期間は、レーザ光が出射されないチャージ時間Tsよりも十分に短いが、図3では説明を分かりやすくするために、レーザ光が出射される期間が実際よりも長めに図示されている。
Here, the operation of emitting the dummy laser beam will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG. FIG. 3 shows a control signal in which the
In reality, the period during which the laser beam is emitted is sufficiently shorter than the charge time Ts at which the laser beam is not emitted, but in FIG. 3, for the sake of clarity, the period during which the laser beam is emitted is actually It is shown longer than.
図3において、穴あけ用の第一のレーザ光R1とこれに続く穴あけ用の第二のレーザ光R2とは、それぞれの被加工位置の距離が短く、穴あけ用の第二のレーザ光R2の被加工位置までの偏向器50により移動所要時間が規定チャージ時間Ts以下となる。このため、ダミーのレーザ光Dが出射されることなく、規定チャージ時間Tsを空けて穴あけ用の第二のレーザ光R2が出射されている。
これに対して、穴あけ用の第二のレーザ光R2とこれに続く穴あけ用の第三のレーザ光R3とは、それぞれの被加工位置の距離が長く、穴あけ用の第三のレーザ光R3の被加工位置までの偏向器50により移動所要時間Tmが規定チャージ時間Tsよりも長くなる。
従って、穴あけ用の第二のレーザ光R2の出射完了から(移動所要時間Tm−規定チャージ時間Ts)の経過を待ってからダミーのレーザ光Dを出射する。なお、厳密には、(移動所要時間Tm−規定チャージ時間Ts−ダミーのレーザ光Dのパルス幅)の経過を待ってからダミーのレーザ光Dを出射すべきだが、ダミーのレーザ光Dのパルス幅は十分に短いので考慮しなくともよい。
さらに、ダミーのレーザ光Dの出射完了から規定チャージ時間Tsの経過を待ってから穴あけ用の第三のレーザ光R3を出射する。
これにより、穴あけ用の第一〜第三のレーザ光R1〜R3は、それぞれの被加工位置への移動所要時間の長短にかかわらず、いずれも、直前のレーザ光の出射完了から規定チャージ時間Tsの経過を待って出射が行われるので、出力の均一化、安定化を図りつつ加工対象物Wへの穴あけ加工を行うことができる。
また、ダミーのレーザ光Dの出射により、偏向器50による穴あけ用の第三のレーザ光R3の被加工位置への移動が間に合い、適正な穴あけ加工を行うことができる。
In FIG. 3, the distance between the first laser beam R1 for drilling and the second laser beam R2 for drilling following the second laser beam R2 for drilling is short, and the cover of the second laser beam R2 for drilling is short. The time required for movement is set to be equal to or less than the specified charge time Ts by the
On the other hand, the second laser beam R2 for drilling and the third laser beam R3 for drilling following it have a long distance between the processing positions, and the third laser beam R3 for drilling The
Therefore, the dummy laser beam D is emitted after waiting for the lapse of (movement required time Tm-specified charge time Ts) from the completion of emission of the second laser beam R2 for drilling. Strictly speaking, the dummy laser beam D should be emitted after waiting for the passage of (movement required time Tm-specified charge time Ts-dummy laser beam D pulse width), but the pulse of the dummy laser beam D should be emitted. The width is short enough that it does not need to be considered.
Further, after waiting for the lapse of the specified charge time Ts from the completion of the emission of the dummy laser beam D, the third laser beam R3 for drilling is emitted.
As a result, the first to third laser beams R1 to R3 for drilling have a specified charge time Ts from the completion of the immediately preceding laser beam emission, regardless of the length of time required to move to each processing position. Since the emission is performed after waiting for the progress of the above, it is possible to perform the drilling process in the object W to be processed while achieving uniform and stable output.
Further, by emitting the dummy laser beam D, the
また、図2のステップS5において、取得した移動所要時間が規定チャージ時間Ts以下である場合には、制御装置70は、ステップS7及びS9の処理をスキップする。
そして、制御装置70は、スイッチング素子30への切り替え信号をON状態(開状態)に切り替えて(ステップS11)、直前の穴あけ用のレーザ光(図3における第一のレーザ光R1に対応)の出射完了から規定チャージ時間Tsの経過後に穴あけ用のレーザ光(図3における第二のレーザ光R2に対応)を出射するようレーザ光源20を制御する(ステップS13)。
Further, in step S5 of FIG. 2, when the acquired movement required time is equal to or less than the specified charge time Ts, the
Then, the
これを図4のタイミングチャートにより説明する。図4(A)は偏向器50の動作タイミングを示しており、ON状態は被加工位置への移動中の状態を示し、OFF状態は停止中の状態を示している。また、図4(B)はレーザ光源20の穴あけ用のレーザ光の出射タイミングを示しており、ON状態はレーザ光の出射中の状態を示し、OFF状態は停止中の状態を示している。
図示のように、穴あけ用の第一のレーザ光R1の被加工位置から穴あけ用の第二のレーザ光R2の被加工位置までの移動所要時間Tmが短い場合には、穴あけ用の第一のレーザ光R1の出射完了から移動所要時間Tmが経過して、さらに、規定チャージ時間Tsが経過してから穴あけ用の第二のレーザ光R2の出射が行われる。
This will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 4A shows the operation timing of the
As shown in the figure, when the movement time Tm from the processed position of the first laser beam R1 for drilling to the processed position of the second laser beam R2 for drilling is short, the first for drilling The second laser beam R2 for drilling is emitted after the movement required time Tm has elapsed from the completion of the emission of the laser beam R1 and the specified charge time Ts has elapsed.
次に、制御装置70は、記憶部71に記憶された加工パターンのデータから全ての被加工位置の穴あけ加工が完了したか否かを判定する(ステップS15)。
そして、完了していない場合には(ステップS15:NO)、ステップS1に処理を戻す。なお、この場合に、次の被加工位置が偏向器50の可動範囲内かの判定も行われ、範囲外の場合にはXYステージ60による加工対象物Wの移動も行われる。
また、全ての被加工位置の穴あけ加工が完了した場合には(ステップS15:YES)、穴あけ加工の制御が終了となる。
Next, the
Then, if it is not completed (step S15: NO), the process returns to step S1. In this case, it is also determined whether the next work position is within the movable range of the
Further, when the drilling of all the positions to be machined is completed (step S15: YES), the control of the drilling is finished.
[レーザ加工装置の技術的効果]
レーザ加工装置10では、穴あけ用の第二のレーザ光R2と穴あけ用の第三のレーザ光R3との間の時間は、穴の被加工位置を定めたパターンのデータから求められた偏向器50の移動時間に基づいて規定されている。
そして、レーザ加工装置10の制御装置70は、穴あけ用の第一のレーザ光R1と、穴あけ用の第二のレーザ光R2と、穴あけ用の第三のレーザ光R3とを出射する制御を行う。さらに、制御装置70は、穴あけ用の第一のレーザ光R1と穴あけ用の第二のレーザ光R2との間の時間よりも穴あけ用の第二のレーザ光R2と穴あけ用の第三のレーザ光R3との間の時間が長い場合に、穴あけ用の第二のレーザ光R2と穴あけ用の第三のレーザ光R3との間にダミーのレーザ光Dを出射するよう制御を行っている。
従って、穴あけ用の第二のレーザ光R2の被加工位置から穴あけ用の第三のレーザ光R3の被加工位置までの距離が長く、移動所要時間Tmが長くなる場合に、ダミーのレーザ光Dを出射させると、当該ダミーのレーザ光Dの出射から穴あけ用の第三のレーザ光R3の出射までの時間の適正化を図ることができ、穴あけ用の第一〜第三のレーザ光R1〜R3のレーザ光の出力の安定化、均一化を図ることができ、穴あけ加工品質の向上を図ることが可能となる。
さらに、穴あけ用の第二のレーザ光R2と穴あけ用の第三のレーザ光R3との間の時間は穴の被加工位置を定めたパターンのデータから求められた偏向器50の移動時間に基づいて規定されているので、従来のように、偏向器50の移動時間からの不要な待ち時間Tu(図5参照)を低減することができ、ダミーパルス1回に生じる加工速度の遅れを低減できる。
このため、特に、一つの加工対象物Wに対する被加工位置の数が多数に及ぶような場合に、一つの加工対象物に対する加工速度の顕著な高速化を図ることが可能となる。
[Technical effect of laser processing equipment]
In the
Then, the
Therefore, when the distance from the processed position of the second laser beam R2 for drilling to the processed position of the third laser beam R3 for drilling is long and the movement time required Tm is long, the dummy laser beam D Is emitted, the time from the emission of the dummy laser beam D to the emission of the third laser beam R3 for drilling can be optimized, and the first to third laser beams R1 for drilling can be optimized. The output of the laser beam of R3 can be stabilized and made uniform, and the drilling quality can be improved.
Further, the time between the second laser beam R2 for drilling and the third laser beam R3 for drilling is based on the moving time of the
For this reason, it is possible to significantly increase the processing speed for one processing object, particularly when the number of workpiece positions for one processing object W is large.
また、制御装置70は、穴あけ用の第一のレーザ光R1と穴あけ用の第二のレーザ光R2の時間間隔と、ダミーのレーザ光Dと穴あけ用の第三のレーザ光R3の時間間隔が揃うよう制御しているので、穴あけ用の第一〜第三のレーザ光R1〜R3のレーザ光の出力の安定化、均一化を図ることができ、穴あけ加工品質のさらなる向上を図ることが可能となる。
特に、穴あけ用の第一のレーザ光R1と穴あけ用の第二のレーザ光R2の時間間隔と、ダミーのレーザ光Dとの穴あけ用の第三のレーザ光R3の時間間隔とを、いずれも、レーザ光源20のパルス発振におけるチャージ時間とすることで、レーザ光の十分な出力を安定的かつ均一的に得ることができ、穴あけ加工品質のさらなる向上を図ることが可能となる。
Further, in the
In particular, the time interval between the first laser beam R1 for drilling and the second laser beam R2 for drilling and the time interval of the third laser beam R3 for drilling with the dummy laser beam D are both set. By setting the charge time in the pulse oscillation of the
また、制御装置70は、穴あけ用の第二のレーザ光R2と穴あけ用の第三のレーザ光R3の時間間隔が、レーザ光源のパルス発振における規定チャージ時間Tsを超える場合に、ダミーのレーザ光Dを出射するよう制御を行っている。これにより、毎回の穴あけ用のレーザ光における直前の穴あけ用のレーザ光からの時間間隔を規定チャージ時間に維持することが容易となる。これにより、レーザ光の十分な出力を安定的かつ均一的に得ることができ、穴あけ加工品質のさらなる向上を図ることが可能となり、かつ、ダミーのレーザ光による加工速度の高速化を図ることが可能となる。
Further, the
[その他]
本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、レーザ光源20は、パルス発振を行うものであれば例示したもの以外のレーザ媒質を使用しても良い。
また、偏向器50は、ガルバノスキャナと同等に機能する他の光学機器を使用しても良い。
[Other]
The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, as the
Further, the
また、偏向器50では、特に言及していないが、二軸のガルバノスキャナを使用することも可能である。その場合、二軸のそれぞれについて移動所要時間の取得を行い、取得された二軸の移動所要時間の内で時間の長い方と規定チャージ時間Tsとの比較を行い、ダミーのレーザ光の出射の有無を決定すべきである。
Further, in the
また、制御装置70が加工パターンのデータから毎回の移動所要時間を求める処理を行う場合を例示したが、この処理は制御装置70以外の処理装置が行い、処理結果を制御装置70に通知する構成としても良い。或いは、制御装置70以外の処理装置が事前に加工パターンのデータから毎回の移動所要時間を求める処理を実行し、その処理結果は予め記憶部71に格納しておく。そして、制御装置70は、穴あけ加工の制御を実行する際には、記憶部71に格納された処理結果(毎回の移動所要時間)を読み込む構成としても良い。
また、さらには、制御装置70以外の処理装置が、事前に処理結果(毎回の移動所要時間)を求めると共に、毎回のダミーのレーザ光の出射の有無の判定までも行っておく。そして、判定結果を通知された制御装置70が穴あけ加工の制御を実行する構成としても良い。あるいは、判定結果が予め記憶部71に格納され、制御装置70は、格納された判定結果に基づいて穴あけ加工の制御を実行する構成としても良い。
Further, a case where the
Further, the processing device other than the
また、レーザ加工装置10が形成する穴は、貫通孔でも良いし、ブラインドホールでも良い。
Further, the hole formed by the
その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the details shown in the embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
10 レーザ加工装置
20 レーザ光源
30 スイッチング素子
31 ビームダンパ
41 折り返しミラー
42 fθレンズ
50 偏向器
60 XYステージ
70 制御装置
71 記憶部
D ダミーのレーザ光
P1-P3 パルス発振
PD ダミーのレーザ発振
R1 穴あけ用の第一のレーザ光
R2 穴あけ用の第二レーザ光
R3 穴あけ用の第三レーザ光
Th 整定時間
Tm 移動所要時間
Ts 規定チャージ時間
Tu 不要な待ち時間
W 加工対象物
10
Th settling time
Tm travel time
Ts specified charge time
Tu Unnecessary waiting time W Machining object
Claims (2)
偏向器と、
前記レーザ光源からのレーザ光の回折方向を切り替えることによりダミーのレーザ光を照射するスイッチング素子と、
前記レーザ光源、前記偏向器及び前記スイッチング素子を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第一のレーザ光と、前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第二のレーザ光と、前記レーザ光源より出射される穴あけ用の第三のレーザ光とを出射する制御を行うと共に、
前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光との間の時間よりも前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間の時間が長い場合に、前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間に前記ダミーのレーザ光を出射するよう制御を行い、
前記穴あけ用の第二のレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光との間の時間は穴の被加工位置を定めたパターンから求められた前記偏向器の移動時間に基づいて規定されており、
前記制御装置は、前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光の時間間隔と、前記ダミーのレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光の時間間隔とが揃うよう制御し、
前記穴あけ用の第一のレーザ光と前記穴あけ用の第二のレーザ光の時間間隔と、前記ダミーのレーザ光と前記穴あけ用の第三のレーザ光の時間間隔とは、いずれも、前記レーザ光源のパルス発振におけるチャージ時間であるレーザ加工装置。 With a laser light source
With a deflector
A switching element that irradiates a dummy laser beam by switching the diffraction direction of the laser beam from the laser light source , and
A control device for controlling the laser light source, the deflector, and the switching element is provided.
The control device is
A first laser beam for drilling emitted from the laser light source, a second laser beam for drilling emitted from the laser light source, and a third laser beam for drilling emitted from the laser light source. While controlling the emission of
The time between the second laser beam for drilling and the third laser beam for drilling is greater than the time between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling. If long, performs control so as to emit the dummy laser beam between the third laser beam for the boring and the second laser beam for the drilling,
The time between the second laser beam for drilling and the third laser beam for drilling is defined based on the moving time of the deflector obtained from the pattern that defines the position of the hole to be machined. Ori,
In the control device, the time interval between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling, and the time interval between the dummy laser beam and the third laser beam for drilling are aligned. Control and
The time interval between the first laser beam for drilling and the second laser beam for drilling, and the time interval between the dummy laser beam and the third laser beam for drilling are all the laser. A laser processing device that is the charge time for pulse oscillation of a light source .
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