特許ウォッチ

公開番号2024078469
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-11
出願番号2022190863
出願日2022-11-30
発明の名称レーザ加工装置
出願人ビアメカニクス株式会社
代理人
主分類B23K 26/066 20140101AFI20240604BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】回転アパーチャを正確に原点復帰させることにより、加工精度の低下を防止することができるレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光のビーム径を整形するための開口部が形成された回転アパーチャと、前記回転アパーチャを回転動作させるアパーチャ駆動部と、前記アパーチャ駆動部を制御するアパーチャ制御部と、前記アパーチャ制御部を制御する上位制御部と、を有し、前記アパーチャ制御部が予め前記回転アパーチャの原点復帰シーケンスを記憶しているレーザ加工装置において、前記原点復帰シーケンスでは原点復帰が正確に行えない場合に、前記上位制御部が、前記アパーチャ制御部に対して、前記原点復帰シーケンスとは異なった原点復帰動作を指令し、前記回転アパーチャの原点復帰を行う。
【選択図】
図4

特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ光のビーム径を整形するための開口部が形成された回転アパーチャと、
前記回転アパーチャを回転動作させるアパーチャ駆動部と、
前記アパーチャ駆動部を制御するアパーチャ制御部と、
前記アパーチャ制御部を制御する上位制御部と、を有し、
前記アパーチャ制御部が予め前記回転アパーチャの原点復帰シーケンスを記憶しているレーザ加工装置において、
前記原点復帰シーケンスでは原点復帰が正確に行えない場合に、前記上位制御部が、前記アパーチャ制御部に対して、前記原点復帰シーケンスとは異なった原点復帰動作を指令し、前記回転アパーチャの原点復帰を行う、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記上位制御部が指令する前記原点復帰シーケンスとは異なった原点復帰動作が、原点検知センサが原点ドグを検知するまで前記回転アパーチャを一方向へ高速回転させた後、他方向へ所定量回転させて停止し、再度一方向へ低速回転させて前記原点検知センサが前記原点ドグを検知した位置を原点とするものであって、
前記低速回転させて前記原点検知センサが前記原点ドグを検知するときに、前記回転アパーチャの残留振動が減衰しきっている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記回転アパーチャを他方向へ所定量回転させて停止した後、再度一方向へ低速回転させる前に所定の待機時間を設ける、
ことを特徴とする、請求項２に記載のレーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば被加工物であるプリント基板に穴あけを行うレーザ加工装置に関するものであり、特に回転アパーチャを備えるレーザ加工装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置においては、例えば特許文献１や２に開示されるように、レーザ光のビーム径を成型するために、回転アパーチャ（マスク）を備えたものが知られている。
【０００３】
図１は、従来の回転アパーチャを備えるレーザ加工装置の概略ブロック図である。図を用いて、従来の回転アパーチャを備えるレーザ加工装置について説明する。
【０００４】
図１において、１はテーブル、２は当該テーブル上に載置された被加工物であるプリント基板、３はレーザ光を発振するレーザ発振器、４は回転アパーチャユニットである。回転アパーチャユニット４は、詳しくは後述するが、レーザ発振器３から出射されるレーザ光のビーム径を成型するための複数の開口部を有する回転アパーチャ４１、回転アパーチャ４１を回転させるモータ（アパーチャ駆動部）４４、回転アパーチャ４１の原点復帰に用いられる原点検知センサ４６を含んでいる。５は、回転アパーチャ４１の開口部を通過したレーザ光を、加工方向と非加工方向の二通りに分岐させる音響光学変調器（以下、ＡＯＭという）、６は前記ＡＯＭ５において加工方向へ分岐されたレーザ光を２次元方向に走査するガルバノスキャナ、７はガルバノスキャナ６からのレーザ光をプリント基板２の穴あけ位置に照射する集光レンズ（ｆθレンズ）、８はＡＯＭ５において非加工方向へ分岐されたレーザ光を吸収するダンパである。
【０００５】
１０はレーザ発振器３でのレーザ光の発振と減衰を指令するレーザ発振制御部、１１はモータ４４の駆動動作を制御することにより回転アパーチャ４１を回転させるアパーチャ制御部であり、回転アパーチャ４１の位置決めを行う市販の位置決めユニット１４及び図示を省略するアンプ等を含んでいる。位置決めユニット１４は、回転アパーチャ４１の後述する原点復帰動作のシーケンスを予め記憶した記憶部を備えており、当該シーケンスを記憶した状態で市販されているものが用いられている。
【０００６】
１２はＡＯＭ５の動作を制御するためのＡＯＭ制御部、１３はガルバノスキャナ６の動作を制御するためのガルバノ制御部である。１５はレーザ加工装置の各部の制御及び装置全体の動作を制御するための全体制御部であり、例えばプログラム制御の処理装置によって実現されるものであって、内部に種々の情報を記憶する記憶部を有している。全体制御部１５はここで説明するもの以外にも制御機能を有し、図示されていないブロックにも接続されている。
【０００７】
図２は回転アパーチャユニットの概略ブロック図である。図２において、４１は円板形をした回転アパーチャであり、回転軸４２を中心とした円周上に直径の異なる複数の開口部４３（ａ）～（ｄ）が配置されている。回転アパーチャ４１は回転軸４２においてモータ４４と接続されており、回転可能となっている。モータ４４は、図示を省略するアンプ、位置決めユニット１４を介してアパーチャ制御部１１と接続されている。回転アパーチャユニット４は、図示を省略する支持基台を介して、レーザ加工装置に設置されている。アパーチャ制御部１１は、全体制御部１５の指令に従い、開口部４３（ａ）～（ｄ）のいずれかの開口部の中心がレーザ光軸４５と一致するよう、位置決めユニット１４を介してモータ４４を駆動制御する。アパーチャ制御部１１は、その他にも、全体制御部１５の指令に従い、回転アパーチャ４１が種々の回転動作をするよう、モータ４４を駆動制御する。４６は光センサ等の原点検知センサであって、位置決めユニット１４を介してアパーチャ制御部１１に接続されている。４７は回転アパーチャ４１の原点位置に設けられた原点ドグである。
【０００８】
ここで、回転アパーチャ４１は、回転方向と負荷方向が一致しているため、回転による脱調や振動現象が生じやすいことが知られている。特に回転アパーチャの位置を原点復帰させる際には、原点検知センサ４６が原点ドグ４７を検知したタイミングで回転を急停止させるため、高速で回転させた場合には正確な原点位置で停止できない場合がある。そこで正確に停止できる低速で回転させて原点復帰を行えばよいが、原点ドグ４７が原点センサ４６から離れた位置にある場合には、原点ドグ４７を検知するまでに時間を要する。そこで従来は、時間短縮のため、以下のようにして原点復帰を行っていた。
【０００９】
図３は従来の原点復帰動作を説明するグラフである。図３に示すように、まず原点センサ４６が原点ドグ４７を検知するまで、回転アパーチャ４１を一方向へ高速回転させる。そして、検知した位置を仮原点として、仮原点から他方向（逆方向）へ所定の若干量（以下、後退量ともいう）後退するように高速回転させた後、再度一方向へ低速回転させ、原点センサ４６が原点ドグ４７を再検知した位置で停止させることにより、原点復帰を行っていた。なお、この原点復帰動作のシーケンス（以下、「原点復帰シーケンス」という）は、予め位置決めユニットに記憶されており、全体制御部１６がアパーチャ制御部１１に対して、位置決めユニット１４に記憶された原点復帰シーケンスに従って原点復帰を行うよう指令を出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２００２－１２００８０号公報
特開２０１５－１８８８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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