CN102216023A - 激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法 - Google Patents

Abstract

对激光加工机构(101A)进行控制的加工控制装置(103)具有：提取部(16)，其提取位于加工工作台的吸附区域上侧的加工孔；以及第1次加工孔设定部(14)，其将从作为加工对象的加工孔中去除由提取部(16)提取出的加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔，该加工控制装置(103)使激光加工机构(101A)进行第1次加工孔的开孔加工，其中，该激光加工机构(101A)向利用吸附孔对工件的底面进行吸附固定的加工工作台以及工件照射激光，从而进行开孔加工。

Description

激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法

技术领域

本发明涉及一种对工件在吸附固定的同时进行激光加工的激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法。

背景技术

作为对印刷基板等工件(加工对象物)进行加工的装置之一，存在向工件照射激光而进行开孔加工的激光加工装置。在这种激光加工装置中，由于在开孔加工时，如果工件移动则加工孔的位置发生偏移，所以必须预先将工件固定在加工工作台上。

作为用于在加工工作台上固定工件的方法，存在下述方法，即，将工件载置在设置于加工工作台上的吸附孔上方，并使吸附孔减压。在该方法中，通过在加工工作台上设置多个吸附孔，可以在防止工件弯曲等的同时对工件进行激光加工(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2000-334593号公报

发明内容

但是，在上述现有技术中存在下述问题，即，在工件的加工孔与加工工作台上的吸附孔重叠的情况下的加工孔处、和在工件的加工孔与加工工作台上的吸附孔不重叠的情况下的加工孔处，加工品质不同。在有吸附孔的部位和没有吸附孔的部位处加工品质不同的原因之一为向工件背面传导热量的方式。向工件背面传导热量的方式不同的原因在于，在有吸附孔的部位和没有吸附孔的部位处，激光加工的热量向加工工作台传导并散放的现象不同。因此，即使采用在没有吸附孔的加工工作台上对工件进行加工的情况下不会使工件下表面的材质破裂的加工条件(能量值、脉冲数量)，在对吸附孔上方的工件进行加工的情况下，有时也会使工件下表面的材质破裂。

因此，存在下述问题，即，有时为了确定用于使得在有吸附孔的部位和没有吸附孔的部位处加工品质相同的加工条件，需要大量的时间。另外，为了使得在有吸附孔的部位和没有吸附孔的部位处得到相同的加工品质，存在在有吸附孔的部位处减弱激光功率而进行多次照射的方法，但对于该方法，存在激光加工需要较长时间的问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种在短时间内在工件上开孔加工出加工品质均一的加工孔的激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法。

为了解决上述课题，达到目的，本发明的特征在于，具有：加工工作台，其载置作为加工对象物的工件，并且利用对所载置的所述工件的底面进行吸附的吸附孔，吸附固定所述工件；激光加工部，其向吸附固定在所述加工工作台上的所述工件照射激光，从而对所述工件进行加工孔的开孔加工；以及加工控制装置，其通过对所述加工工作台以及所述激光加工部进行控制，由此使所述加工工作台上的工件和所述激光的照射位置之间的相对位置移动，所述加工控制装置具有：提取部，其对于在所述加工工作台上载置有所述工件的情况下位于相对于所述吸附孔的规定范围内即吸附区域的上侧的所述加工孔进行提取；以及第1设定部，其将从作为加工对象的加工孔中去除由所述提取部提取出的加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔，所述激光加工部作为第1次开孔加工而对由所述第1设定部设定的第1次加工孔进行开孔加工。

发明的效果

由于本发明所涉及的激光加工装置将在加工工作台上载置有工件的情况下位于吸附孔上侧的加工孔之外的剩余加工孔，作为第1次开孔加工对象而进行开孔加工，所以具有下述效果，即，可以在短时间内在工件上加工出加工品质均一的加工孔。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的激光加工装置的一部分的图。

图2是表示实施方式所涉及的激光加工装置的结构的框图。

图3是用于说明工件和加工工作台的图。

图4是用于说明加工孔和吸附孔的位置关系的图。

图5是图4的A-A剖面图。

图6是用于说明进行第1次开孔加工时的加工孔和吸附孔的位置关系的图。

图7是用于说明进行第2次开孔加工时的加工孔和吸附孔的位置关系的图。

图8是用于说明在对第2次加工孔实施开孔加工前进行的工件移动处理的图。

图9是用于说明第1次加工孔的加工处理流程的图。

图10是用于说明工件移动处理的图。

图11是表示工件移动处理流程的图。

图12是用于说明加工工作台上的吸附区域和非吸附区域的图。

图13是用于说明使用图12所示的加工工作台进行开孔加工的图。

图14是表示吸附区域限定开孔模(jig)的结构的图。

图15是用于说明使用图14所示的吸附区域限定开孔模进行开孔加工的图。

图16是表示使激光多轴化的激光加工机构的结构例的图。

标号的说明

1激光

2a、2b电扫描反射镜

3a、3b电扫描器

4fθ透镜

7扫描区域

8分光器

9a、9b激光头

11输入部

12数据变换部

13吸附孔坐标存储部

14第1次加工孔设定部

15第2次加工孔设定部

16提取部

19控制部

21、21X加工工作台

22H、41h吸附孔

25A、45A非配置区域

25B、45B吸附孔配置区域

31工件

32a第1次加工孔

32b第2次加工孔

33定位标记

35A、35B区域

40吸附区域限定开孔模

41臂部

100激光加工装置

101A、101B激光加工机构

102搬运装置

103加工控制装置

具体实施方式

下面，基于附图，详细说明本发明的实施方式所涉及的激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法。此外，本发明并不被本实施方式所限定。

实施方式

图1是表示实施方式所涉及的激光加工装置的一部分的图。在图1中，作为激光加工装置(激光开孔加工机)的一部分，示出了进行工件(加工对象物)31的开孔加工处理的激光加工机构(激光加工部)101A的结构。

激光加工机构101A具有：电扫描反射镜2a、2b；电扫描器3a、3b；fθ透镜4；以及加工工作台21，其载置工件31。激光加工机构101A利用设置在加工工作台21的整个面上的吸附孔22H，对工件31进行吸附固定，向该工件31照射激光而进行工件31的开孔加工。吸附孔22H是用于对工件31的底面进行吸附而将其固定在加工工作台21上的孔。在加工工作台21上载置工件31后，通过使吸附孔22H减压，由此将工件31的底面吸附在加工工作台21的上表面上。

电扫描反射镜2a是接收由省略图示的激光振荡器输出的激光1的第1电扫描反射镜。电扫描反射镜2a与电扫描器3a的驱动轴连接，电扫描器3a的驱动轴朝向Z轴方向。电扫描反射镜2a的反射面伴随着电扫描器3a驱动轴的旋转而发生位移，使入射的激光1的光轴沿第1方向(例如X轴方向)进行偏转扫描，并向电扫描反射镜2b送出。

电扫描反射镜2b是接收来自电扫描反射镜2a的激光1的第2电扫描反射镜。电扫描反射镜2b与电扫描器3b的驱动轴连接，电扫描器3b的驱动轴朝向Y轴方向。电扫描反射镜2b的反射面伴随着电扫描器3b驱动轴的旋转而发生位移，使入射的激光1的光轴沿与第1方向大致正交的第2方向(例如Y轴方向)进行偏转扫描，并向fθ透镜4送出。

fθ透镜4将在XY面内进行二维扫描的激光1向工件31上聚光照射。印刷基板材料或陶瓷生片(ceramic green sheet)等工件31具有平面形状，加工工作台21在XY平面内载置工件31。

在激光加工机构101A中，使加工工作台21在XY平面内移动，并且利用电扫描器3a、3b使激光1进行二维扫描。由此，在可以利用电扫描器3a、3b使激光1进行二维扫描的范围内即扫描区域7内，在工件31上形成(开孔加工)1～多个加工孔32h。

图2是表示实施方式所涉及的激光加工装置的结构的框图。激光加工装置100具有：加工控制装置103、激光加工机构101A、搬运装置102。

加工控制装置103与激光加工机构101A以及搬运装置102连接，是对激光加工机构101A以及搬运装置102进行控制的计算机等装置。加工控制装置103具有：输入部11、数据变换部12、吸附孔坐标存储部13、第1次加工孔设定部14、第2次加工孔设定部15、提取部16、控制部19。

输入部11输入在工件31上开孔加工的孔的坐标数据、与对工件31进行开孔加工相关的各种指示信息等。数据变换部12对输入至输入部11的坐标数据进行数据变换，变换为激光加工数据。激光加工数据是在开孔加工时由加工控制装置103使用的坐标数据，表示为加工工作台数据和电扫描数据(galvano data)。由于在工件31上开设多个孔，所以各孔的位置由针对每个孔的位置的加工工作台数据和电扫描数据表示。加工工作台数据是加工工作台21和加工头之间的相对坐标，例如是使加工工作台21移动到的位置的数据(坐标)。电扫描数据是利用电扫描反射镜2a、2b、电扫描器3a、3b进行调整的激光的照射位置(坐标)。电扫描数据表示扫描区域7内的坐标。

吸附孔坐标存储部13是存储设置在加工工作台21上的吸附孔22H的位置(以下称为吸附孔坐标)的存储器等。吸附孔坐标是吸附孔22H的中心坐标以及直径，作为激光加工装置100所固有的数值而预先存储在吸附孔坐标存储部13中。

提取部16基于吸附孔坐标存储部13中存储的吸附孔坐标、和由数据变换部12变换后的激光加工数据，提取在工件31上开设的加工孔32h中位于吸附孔22H上方的加工孔32h。

第1次加工孔设定部14从激光加工数据中去除由提取部16提取出的加工孔32h，并且使用去除加工孔32h后的激光加工数据，从在工件31上开设的加工孔32h中设定利用第1次(第一循环)开孔加工进行开设的孔(后述的第1次加工孔32a)。换言之，第1次加工孔设定部14生成用于开设第1次加工孔32a的激光加工数据。

第2次加工孔设定部15使用由提取部16提取出的加工孔32h，从在工件31上开设的加工孔32h中设定利用第2次(第二循环)开孔加工进行开设的孔(后述的第2次加工孔32b)。换言之，第2次加工孔设定部15生成用于开设第2次加工孔32b的激光加工数据。由此，第2次加工孔设定部15从在工件31上开设的加工孔32h中，将位于吸附孔22H上方的加工孔32h设定为第2次加工孔32b。控制部19对输入部11、数据变换部12、吸附孔坐标存储部13、第1次加工孔设定部14、第2次加工孔设定部15、提取部16进行控制。

在本实施方式中，将在最初工件31载置于加工工作台21上时不位于吸附孔22H上方的加工孔32h，设定为第1次加工孔32a，进行第1次加工孔32a的开孔加工。然后，通过使工件31在加工工作台21上移动，从而使工件31和加工工作台21之间的相对位置移动。此时，以使得在最初工件31载置于加工工作台21上时位于吸附孔22H上方的第2次加工孔32b不再位于吸附孔22H上方的方式，使工件31在加工工作台21上移动。然后，进行第2次加工孔32b的开孔加工。由此，激光加工装置100对于第1次加工孔32a和第2次加工孔32b这两者，在它们不位于吸附孔22H上方的位置处进行开孔加工。

激光加工装置100使用CCD(Charge Coupled Device)照相机等对预先设置在工件31上的对准标记(定位标记)进行检测，基于对准标记的位置，对工件31和加工工作台21之间的相对位置进行校正。然后，激光加工装置100基于校正后的工件31的坐标，在工件31上进行开孔加工。

搬运装置102是将工件31向加工工作台21上搬入、搬出的装置(送料机/卸料机)。本实施方式的搬运装置102在进行了第1次加工孔32a的开孔加工后，使工件31在加工工作台21上移动，以使得第2次加工孔32b不位于吸附孔22H上。

加工控制装置103利用搬运装置102，按照基于吸附孔坐标和激光加工数据的规定坐标，使工件31和加工工作台21之间的相对位置移动。另外，加工控制装置103对激光加工机构101A进行控制，以在基于吸附孔坐标和激光加工数据的规定坐标位置处进行开孔加工。

加工控制装置103包含CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)而构成。在加工控制装置103中，CPU根据用户向输入部进行的输入，读出存储在ROM中的各种控制程序及应用程序等，在RAM内的程序存储区域中展开而执行各种处理，将该处理时产生的各种数据暂时存储在形成于RAM内的数据存储区域中，对激光加工装置100进行控制。CPU所执行的程序有：设定第1次加工孔32a及第2次加工孔32b的程序、计算第1次加工孔32a的加工顺序的程序、计算第2次加工孔32b的加工顺序的程序、计算使工件31和加工工作台21之间的相对位置移动时的加工工作台21的移动量的程序等。

此外，也可以手动进行工件31向加工工作台21上的载置及工件31在加工工作台21上的移动。在此情况下，激光加工装置100也可以不具有搬运装置102。

下面，说明本实施方式所涉及的激光加工装置100的激光加工方法。为了消除吸附孔22H上方的加工孔32h和位于吸附孔22H以外的位置处的加工孔32h之间的加工品质差，激光加工装置100在有吸附孔22H的部分处不实施开孔加工，而在吸附孔22H以外的位置处进行开孔加工。具体地说，加工控制装置103在与吸附孔22H上方相应的激光加工数据的孔处不进行开孔加工，略过该开孔加工。

图3是用于说明工件和加工工作台的图。在图3中，示出工件31和加工工作台21的斜视图。在加工工作台21上设置有1～多个吸附孔22H，如果在加工工作台21上载置工件31，则利用吸附孔22H将工件31固定在加工工作台21上。然后，激光加工装置100在工件31固定于加工工作台21上的状态下进行加工孔32h的开孔加工。另外，工件31例如形成为矩形形状，在上表面侧的四角等处设置有定位标记33。

在激光加工装置100进行加工孔32h的开孔加工时，使用定位标记33，判断工件31的准确位置。具体地说，通过由激光加工装置100所具有的CCD照相机对工件31的定位标记33进行图像识别，由此将应进行开孔加工的位置确定为激光加工装置100所固有的位置。换言之，加工控制装置103的数据变换部12具有与工件31的配置(旋转、伸缩等)对应的激光加工装置100所固有的算法。

在将工件31固定于加工工作台21上后，CCD照相机对配置在工件31的四角上的定位标记33进行拍摄。然后，从激光加工装置100的加工头发射激光1，在规定的位置处实施开孔加工。在进行工件31的开孔加工的情况下，按照遵循激光加工数据的顺序进行开孔加工。此时，为了进行与工件31的旋转及伸缩等对应的开孔加工，加工控制装置103在执行工件31的位置校正计算的同时，确定开孔加工的目标位置。

如果将工件31固定在加工工作台21上，则有时加工孔32h与吸附孔22H重叠。图4是用于说明加工孔和吸附孔的位置关系的图。在图4中，图示出俯视观察工件31和加工工作台21的情况。需要在工件31上形成多个加工孔32h，另外，在加工工作台21上设置有多个吸附孔22H。因此，如果将工件31的底面固定在加工工作台21的上表面，则存在位于吸附孔22H上方的加工孔32h、及位于吸附孔22H上方以外的位置处的加工孔32h。

图5是图4的A-A剖面图。工件31例如具有双层构造，上层侧例如由树脂材料形成，下层侧例如由铜等形成。并且，激光加工装置100在进行工件31的开孔加工时，仅在工件31的上层侧形成加工孔32h，而不贯穿工件31的下层侧。但是，在计划加工的加工孔32h位于吸附孔22H上部的情况下，有时因激光加工的热量的原因使工件31的下层侧破裂。

在本实施方式中，为了不在吸附孔22H上方进行开孔加工，从而在数据变换部12计算出加工孔32h的目标位置后，提取部16进行激光加工装置100所固有的加工孔32h的位置是否为吸附孔22H上方的位置的判定，并提取吸附孔22H上方的加工孔32h。在提取部16判断为加工孔32h的目标位置为吸附孔22H上方的情况下，加工控制装置103的第1次加工孔设定部14不针对该加工孔32h发出照射激光的指令。

此外，提取部16以下述方式判定加工孔32h的位置是否为吸附孔22H上方的位置，即，将从各吸附孔22H的中心开始的规定范围内作为吸附区域，基于加工孔32h的位置是否位于该吸附区域内的上部，判定各加工孔32h的位置是否为吸附孔22H上方的位置。例如，提取部16对于各加工孔32h的位置是否为吸附孔22H上方的位置的判定，可以针对每一个加工孔32h基于加工孔32h的整体面积是否位于吸附孔22H上而进行判定，也可以针对每一个加工孔32h基于加工孔32h的局部是否位于吸附孔22H上而进行判定。另外，提取部16也可以设置比各吸附孔22H大规定尺寸的区域，基于加工孔32h的位置是否位于该比吸附孔22H更大的区域上，针对每一个加工孔32h判定加工孔32h的位置是否为吸附孔22H上方的位置。

图6是用于说明进行第1次开孔加工时的加工孔和吸附孔的位置关系的图，图7是用于说明进行第2次开孔加工时的加工孔和吸附孔的位置关系的图。在图6及图7中，示出了工件31和加工工作台21的斜视图。

由第1次加工孔设定部14设定为进行第1次开孔加工的加工孔32h，是在将工件31载置于加工工作台21上的情况下加工孔32h不与吸附孔22H重叠的加工孔32h，以下称为第1次加工孔32a。在图6中，将对第1次加工孔32a进行开孔加工时的加工工作台21上的工件31的配置位置(工件31的外周部)，表示为配置位置P1。另外，在图6中，将加工工作台21上的位置中成为第1次加工孔32a下部的位置表示为位置22a，将加工工作台21上的位置中成为第2次加工孔32b下部的位置表示为位置22b。

另外，由第2次加工孔设定部15设定为进行第2次开孔加工的加工孔32h(没有设定为进行第1次开孔加工的加工孔32h)，是在将工件31载置于加工工作台21上的情况下加工孔32h与吸附孔22H重叠的加工孔32h，以下称为第2次加工孔32b。

在本实施方式中，在对第1次加工孔32a进行开孔加工后，通过使工件31在XY平面上移动，从而改变第2次加工孔32b和吸附孔22H之间的相对位置。在图7中，将对第1次加工孔32a进行开孔加工时的加工工作台21上的工件31的位置，以端部P1示出，将对第2次加工孔32b进行开孔加工时的加工工作台21上的工件31的配置位置，以配置位置P2示出。另外，在图7中，加工工作台21上的位置中成为第2次加工孔32b下部的位置表示为位置22c。此外，工件31的移动方向既可以是仅沿X轴方向移动，也可以是仅沿Y轴方向移动。另外，工件31的移动方向也可以是倾斜方向(X轴方向及Y轴方向)。

图8是用于说明在对第2次加工孔实施开孔加工前进行的工件移动处理的图。在图8中示出俯视观察工件31的情况，图8中左侧的图表示对第1次加工孔32a进行开孔加工时的工件31的位置，图8中右侧的图表示对第2次加工孔32b进行开孔加工时的工件31的位置。

在对第1次加工孔32a进行开孔加工后(s1)，改变第2次加工孔32b和吸附孔22H之间的相对位置时，以使得所有第2次加工孔32b不位于吸附孔22H上方的方式使工件31移动(s2)。此时，已加工完毕的第1次加工孔32a可以位于吸附孔22H上方。

如果第1次加工孔设定部14设定了第1次加工孔32a，则进行第1次加工孔32a的开孔加工处理。此时，第1次加工孔设定部14使激光加工机构101A以下述方式进行开孔加工，即，仅对第1次加工孔32a进行开孔加工，略过第2次加工孔32b。

图9是用于说明第1次加工孔的加工处理流程的图。图9中左侧的图表示在加工孔32h全部为第1次加工孔32a的情况下，第1次加工孔的加工处理流程，图9中右侧的图表示在加工孔32h中包含第2次加工孔32b的情况下，第1次加工孔的加工处理流程。

如果由激光加工装置100进行开孔加工的加工孔32h全部为第1次加工孔32a，则根据原本的加工程序，依次对第1次加工孔32a(加工孔32h)进行开孔加工。例如，在第1次加工孔32a的加工顺序为第1次加工孔32a(1)、32a(2)、32a(3)、32a(4)、32a(5)、32a(6)、32a(7)、32a(8)、32a(9)的顺序的情况下，激光加工装置100以该顺序使激光1的照射位置向各第1次加工孔32a移动。

在上述情况下，例如如果在加工孔32h中包含第2次加工孔32b，则将第2次加工孔32b除外，仅对第1次加工孔32a依次进行开孔加工。例如，如果第1次加工孔32a(6)为第2次加工孔32b，则激光加工装置100将第1次加工孔32a(6)除外而对各第1次加工孔32a进行开孔加工。具体地说，为了使第1次加工孔32a的加工顺序成为第1次加工孔32a(1)、32a(2)、32a(3)、32a(4)、32a(5)、32a(7)、32a(8)、32a(9)的顺序而进行开孔加工，从而使激光1的照射位置以该顺序向各第1次加工孔32a移动。换言之，在对第1次加工孔32a(5)进行开孔加工后，不使激光1的照射位置向第1次加工孔32a(6)的位置移动，而使激光1的照射位置向第1次加工孔32a(7)的位置移动。

下面，说明工件31在加工工作台21上的移动处理。图10是用于说明工件移动处理的图，图11是表示工件移动处理流程的图。

搬运装置102具有臂部41，其将工件31向加工工作台21上搬入，并且将工件31从加工工作台21上搬出。臂部41在下部具有端垫(pad)，构成为可以通过该端垫与工件31的上表面粘接而抬起工件31。臂部41将对第1次加工孔32a开孔加工后的工件31抬起，使工件31从第1次加工孔32a开孔加工时载置工件31的位置(端部P1)移动至第2次加工孔32b开孔加工时载置工件31的位置(端部P2)。

具体地说，如图11所示，在对第1次加工孔32a进行开孔加工后，搬运装置102使臂部41移动至工件31上方(ST1)。然后，使臂部41下降，通过使臂部41的端垫与工件31的上表面粘接，而由臂部41固定工件31。然后，通过使吸附孔22H的减压停止，由此解除由加工工作台21进行的工件31的固定(ST2)。

搬运装置102通过使臂部41上升而将工件31抬起(ST3)。然后，加工控制装置103以基于吸附孔坐标和激光加工数据的规定坐标使加工工作台21移动(ST4)。此时，激光加工装置100可以使加工工作台21移动，也可以使工件31移动。在使加工工作台21和工件31之间的相对位置移动后，搬运装置102使臂部41下降，将工件31载置在加工工作台21上。此外，加工控制装置103也可以使加工工作台21以预先设定的规定距离(指定偏移量)移动。例如，对加工控制装置103以在规定方向上为多少mm(X±○.○○○mm，Y±○.○○○mm)等方式设定指定偏移量。

激光加工装置100在将工件31载置于加工工作台21上后，使吸附孔22H减压，在加工工作台21上固定工件31。然后，通过使臂部41的端垫与工件31的上表面分离，由此解除由臂部41进行的工件31的固定(ST5)。

然后，搬运装置102使臂部41上升至规定的高度，然后使臂部41从工件31上方退避(ST6)。在臂部41从工件31上方退避后，激光加工装置100向第2次加工孔32b照射激光1，对第2次加工孔32b进行开孔加工(ST7)。激光加工装置100在对该第2次加工孔32b进行开孔加工时，使CCD照相机移动与工件31的移动距离对应的距离后对工件31的位置进行检测，基于检测结果，对第2次加工孔32b进行开孔加工。

此外，在本实施方式中，说明了利用实时处理将加工孔32h设定为第1次加工孔32a和第2次加工孔32b的情况，但也可以预先设定第1次加工孔32a和第2次加工孔32b。例如，在工件31向加工工作台21上载置的载置位置没有偏移，并预先已知工件31的载置位置的情况下，激光加工装置100也可以在工件31向加工工作台21上载置之前，计算加工孔32h和吸附孔22H发生重叠的位置。由此，在将工件31向加工工作台21上载置之前，就可以设定第1次加工孔32a和第2次加工孔32b。

另外，也可以将加工工作台21上的区域分割为多个区域，将各区域作为配置吸附孔22H的区域(后述的吸附孔配置区域25B)或者不配置吸附孔22H的区域(后述的非配置区域25A)。在此情况下，首先在非配置区域25A上对加工孔32h进行开孔加工，然后，将位于吸附孔配置区域25B上的加工孔32h移动至非配置区域25A上，并进行开孔加工。

图12是用于说明加工工作台上的吸附区域和非吸附区域的图。在图12中，示出加工工作台21X和工件31的斜视图。加工工作台21X上的区域例如被分割为与X轴方向平行的条纹状或与Y轴方向平行的条纹状。在图12中，示出了将加工工作台21X上的区域分割为与Y轴方向平行的条纹状的情况。

在被分割为条纹状的加工工作台21X上的区域中，在吸附孔配置区域25B中配置有吸附孔22H，在非配置区域25A中不配置吸附孔22H。此外，在吸附孔配置区域25B中形成的吸附孔22H并不限于将吸附孔22H配置为1列的情况，可以是任意的配置(例如配置2列)。在图12中，示出了将吸附孔配置区域25B和非配置区域25A分别以宽度L1的间隔沿X轴方向连续排列的情况。

提取部16预先将工件31上的区域分割为与Y轴方向平行的条纹状。此时，提取部16基于加工工作台21X上的吸附孔配置区域25B和非配置区域25A的配置，将工件31上的区域分割为条纹状。具体地说，提取部16以吸附孔配置区域25B和非配置区域25A之间的边界线成为工件31上的条纹边界的方式，对工件31上的区域进行分割。并且，提取部16将非配置区域25A上的工件31的区域设定为第1次加工孔32a用的区域35A，将吸附孔配置区域25B上的工件31的区域设定为第2次加工孔32b用的区域35B。由此，区域35A和区域35B与吸附孔配置区域25B和非配置区域25A的配置相同地，分别以宽度L1的间隔沿X轴方向连续排列。

图13是用于说明使用图12所示的加工工作台进行开孔加工的图。图13示出将加工工作台21X和工件31沿X轴方向切断的情况下的剖面图。图13的上侧的图示出在对第1次加工孔32a进行开孔加工时的激光照射位置，图13的下侧的图示出在对第2次加工孔32b进行开孔加工时的激光照射位置。

激光加工装置100首先对位于区域35A上的第1次加工孔32a进行开孔加工，略过位于区域35B上的第2次加工孔32b的开孔加工。然后，在位于区域35A上的第1次加工孔32a的开孔加工结束后，使区域35B(区域35B上的第2次加工孔32b)移动至非配置区域25A上，对区域35B上的第2次加工孔32b进行开孔加工。在使区域35B移动的情况下，通过使区域35B沿X轴方向以吸附区域25B的宽度L1移动，从而将区域35B移动至非配置区域25A上。由此，可以使区域35B高效地移动。在图12的情况下，通过使加工工作台21X沿+X方向移动L1，从而可以利用第2次开孔加工对所有第2次加工孔32b进行开孔。

如上述所示，在将工件31上的区域分割为区域35A和区域35B而进行第1次加工孔32a和第2次加工孔32b的开孔加工的情况下，使用第1次加工孔32a用的激光加工数据和第2次加工孔32b用的激光加工数据进行开孔加工。

此外，在图12中，图示了加工工作台21X和工件31形成为相同尺寸，但工件31可以是任意尺寸。另外，在图12中，说明了将加工工作台21X分割为条纹状的情况，但也可以将加工工作台21X分割为格子状，以使吸附孔配置区域25B和非配置区域25A相邻的方式，将吸附孔配置区域25B和非配置区域25A配置为格纹状。

另外，在图13中，说明了在对区域35A内的第1次加工孔32a进行开孔加工后，使加工工作台21移动L1的距离后对区域35B内的第2次加工孔32b进行开孔加工的情况，但加工工作台21的移动距离并不限于L1。只要使加工工作台21移动的距离为，使激光加工装置100通过第1次开孔加工和第2次开孔加工，可以对包含第1次加工孔32a和第2次加工孔32b在内的所有加工孔32h进行开孔加工即可。

另外，在本实施方式中，说明了提取部16将工件31上的区域分割为区域35A和区域35B的情况，但也可以由第1次加工孔设定部14及第2次加工孔设定部15将工件31上的区域分割为区域35A和区域35B。

另外，在图12中，说明了吸附孔配置区域25B和非配置区域25A的宽度为相同宽度L1的情况，但吸附孔配置区域25B和非配置区域25A的宽度也可以是不同的宽度。例如，通过使吸附孔配置区域25B的宽度比非配置区域25A的宽度窄，从而可以高效地进行开孔加工。

另外，吸附孔配置区域25B及非配置区域25A的宽度L1也可以是任意的尺寸。例如，将吸附孔配置区域25B及非配置区域25A的宽度L1设定为与电扫描器3a、3b形成的扫描区域的X轴方向宽度相同的尺寸。由此，加工工作台21的移动次数变少，可以高效地进行开孔加工。另外，也可以将扫描区域的X轴方向宽度设定为与吸附孔配置区域25B及非配置区域25A的宽度L1对应的尺寸。在此情况下，也可以使加工工作台21的移动次数变少，可以高效地进行开孔加工。

在图12中，说明了在加工工作台21X中设置吸附孔配置区域25B和非配置区域25A的情况，但也可以在图3所说明的加工工作台21上，安装与吸附孔配置区域25B和非配置区域25A对应的规定的开孔模(后述的吸附区域限定开孔模40)。

图14是表示吸附区域限定开孔模的结构的图。在图14中，示出了吸附区域限定开孔模40的斜视图。吸附区域限定开孔模40是具有与加工工作台21的主平面大致相同大小的主平面且散热性优良的板(铜板等)，形成为大致平板状。吸附区域限定开孔模40仅在与吸附孔配置区域25B对应的吸附孔配置区域45B处，在与吸附孔配置区域25B相同的位置上设置吸附孔41h，在与非配置区域25A对应的非配置区域45A上不设置吸附孔41h。该吸附区域限定开孔模40通过载置在加工工作台21上，由此吸附固定在加工工作台21上。并且，通过在吸附区域限定开孔模40上载置工件31，从而将工件31吸附固定在吸附区域限定开孔模40上。非配置区域45A是与设定为非配置区域25A的区域相同的区域，在其下部不配置吸附孔41h。另外，吸附孔配置区域45B是与设定为吸附孔配置区域25B的区域相同的区域，在其下部配置有吸附孔41h。

图15是用于说明使用图14所示的吸附区域限定开孔模进行开孔加工的图。激光加工装置100首先对位于非配置区域45A上的区域35A的第1次加工孔32a进行开孔加工，略过位于吸附孔配置区域45B上的区域35B的第2次加工孔32b的开孔加工。

激光加工装置100在位于非配置区域45A上的第1次加工孔32a的开孔加工结束后，使区域35B移动至非配置区域45A上，对区域35B上的第1次加工孔32a进行开孔加工。在使区域35B移动的情况下，通过使区域35B沿X轴方向以吸附孔配置区域45B的宽度L1移动，从而使区域35B移动至非配置区域45A上。由此，可以使区域35B高效地移动。在图14的情况下，通过将加工工作台21X沿+X方向移动L1，从而可以利用第2次开孔加工对所有第2次加工孔32b进行开孔。

此外，吸附区域限定开孔模40并不限于图14所示的结构，也可以是其他结构。例如，也可以在吸附区域限定开孔模40的整个面上设置孔径小于吸附孔22H的吸附孔41h，以使得在将吸附区域限定开孔模40载置于加工工作台21上时，在所有吸附孔22H上重叠有吸附孔41h。

此外，在使用图12及图14所说明的加工工作台21X或吸附区域限定开孔模40进行工件31的开孔加工的情况下，所使用的吸附孔22H的位置及尺寸、吸附孔41h的位置及尺寸可以由作业人员(加工操作人员)输入至激光加工装置100中，也可以预先登录在激光加工装置100中。

说明了提取部16从在工件31上开设的加工孔32h中提取位于吸附孔22H上方的加工孔32h的情况，但也可以由作业人员提取位于吸附孔22H上方的加工孔32h。例如，在使用图12所说明的加工工作台21X或图14所说明的吸附区域限定开孔模40的情况下，如果已知工件31的载置位置，则可知哪些加工孔32h位于吸附孔22H上方。因此，作业人员只要基于不位于吸附孔22H上方的加工孔32h的位置，生成在对第1次加工孔32a进行加工的情况下使用的第1次加工程序、以及在对第2次加工孔32b进行加工的情况下使用的第2次加工程序即可。作业人员利用第1次加工程序对第1次加工孔32a进行加工，然后，使工件7移动，利用第2次加工程序对第2次加工孔32b进行加工。由此，即使激光加工机构101A不具有提取部16，也可以在吸附孔22H上方之外的位置处，对工件7上的所有加工孔32h进行开孔加工。

此外，第1次加工程序及第2次加工程序也可以由加工控制装置103之外的装置生成。在此情况下，利用输入部11从外部输入由其他装置生成的第1次加工程序及第2次加工程序，激光加工装置使用所输入的第1次加工程序及第2次加工程序，进行工件31的开孔加工。

此外，在本实施方式中，说明了激光加工机构101A使用1束激光1对工件31进行开孔加工的情况，但对于可以使用多束激光1对工件31进行加工的激光加工机构，也可以应用本实施方式的激光加工方法。

图16是表示使激光多轴化的激光加工机构的结构例的图。激光加工机构101B构成为具有分光器8和2组激光头9a、9b。激光头9a、9b分别具有：电扫描反射镜2a、2b、电扫描器3a、3b以及fθ透镜4。激光振荡器所输出的激光1通过分光器8进行分光，将分光后的激光1同时向激光头9a、9b供给。并且，从激光头9a、9b进行照射的激光1在各个工件31上同时实施开孔加工。此外，在图16中，说明了具有2个激光头的激光加工机构101B，但激光加工机构101B也可以具有大于或等于4个激光头。

例如，在由具有2个激光头的激光加工机构101B对2个工件进行开孔加工的情况下，有时由于工件7的载置位置不同，导致一个工件7和另一个工件7中的位于吸附孔22H上方的加工孔32h不同。换言之，即使是相同的加工孔32h，有时也会在一个工件7中位于吸附孔22H上方，在另一个工件7中不位于吸附孔22H上方。因此，激光加工机构101B在激光头9a侧和激光头9b侧分别提取位于吸附孔22H上方的加工孔32h。

在激光头9a侧和激光头9b侧位于吸附孔22H上方的加工孔32h不同的情况下，激光加工机构101B无法在激光头9a侧和激光头9b侧进行相同的动作。因此，在一个工件7中加工孔32h存在于吸附孔22H上方之外的位置处，且在另一个工件7中加工孔32h存在于吸附孔22H上方的位置处的情况下，不向另一个工件7照射激光1。在不向另一个工件7的加工孔32h照射激光1的情况下(略过加工的情况下)，例如在激光头9a、9b中预先设置用于遮挡激光1的可自由开闭的遮光器(未图示)等，通过闭合该遮光器而遮挡激光1。另外，在任意一个工件7中的加工孔32h(任意轴)为略过对象的情况下，也可以略过朝向这两个工件7的激光照射，由此略过左右双方的开孔加工。

此外，在图16中，说明了激光加工机构101B利用分光器8对激光1进行分光，并将分光后的激光1向激光头9a、9b同时供给的情况，但向激光头9a、9b供给的激光1不必同时供给。激光加工机构101B也可以例如将激光1向激光头9a、9b交替分配。具体地说，通过将激光1分时向激光头9a、9b供给，由此使激光1顺次分支为2条光路。并且，利用激光头9a和激光头9b，向一侧的加工工作台21(左侧的工件7)和另一侧的加工工作台21(右侧的工件7)交替照射激光。

另外，由于在第2次开孔加工时的加工工作台21和工件31之间的相对位置不适当的情况下，即使在第2次开孔加工时也不向第2次加工孔32b进行激光照射。因此，优选激光加工装置100具有向作业人员通知最终是否对所有与激光加工数据对应的加工孔32h都进行了开孔加工这一内容的功能(例如液晶显示器等显示单元)。此外，也可以使得激光加工装置100在利用第1次及第2次开孔加工没有完成所有开孔加工的情况下，进行第3次及后续的开孔加工。例如，激光加工装置100使工件31的位置移动，以使得在第1次及第2次开孔加工这两次加工中都位于吸附孔22H上方的加工孔32h，在第3次开孔加工中不位于吸附孔22H上方。

如上述所示，根据本实施方式，由于在第1次开孔加工中不对位于吸附孔22H上方的第2次加工孔32b进行加工，而仅进行第1次加工孔32a的开孔加工，所以可以在短时间内在工件31上开孔加工出加工品质均一的加工孔。另外，由于在第1次开孔加工中不对位于吸附孔22H上方的第2次加工孔32b进行加工，在第1次加工孔32a的开孔加工完成后，使加工工作台21和工件31之间的相对位置移动，所以可以使原本位于吸附孔22H上方的第2次加工孔32b移动至不与吸附孔22H重叠的位置上。因此，可以使原本位于吸附孔22H上方的第2次加工孔32b的位置移动后对加工孔32h进行开孔加工，所以可以在短时间内在工件31上开孔加工出加工品质均一的孔。

另外，由于利用搬运装置102使工件31的位置移动，所以可以容易地进行工件31的移动。另外，由于加工工作台21具有吸附孔配置区域25B以及非配置区域25A，并且在工件31上的区域中设定有第1次加工孔32a用的区域35A和第2次加工孔32a用的区域35B，所以可以容易且高效地进行开孔加工。另外，由于吸附区域限定开孔模40上具有吸附孔配置区域45B以及非配置区域45A，并且在工件31上的区域中设定有第1次加工孔32a用的区域35A和第2次加工孔32a用的区域35B，所以可以容易且高效地进行开孔加工。另外，由于将吸附孔配置区域25B及非配置区域25A的宽度L1设定为，与电扫描器3a、3b形成的扫描区域7的X轴方向上的宽度相同的尺寸，所以可以使加工工作台21的移动次数变少，从而高效地进行开孔加工。

工业实用性

如上述所示，本发明所涉及的激光加工装置、激光加工方法、加工控制装置以及加工控制方法，适用于在吸附固定工件的同时进行的激光加工。

Claims (13)

1.一种激光加工装置，其特征在于，具有：

加工工作台，其载置作为加工对象物的工件，并且利用对所载置的所述工件的底面进行吸附的吸附孔，吸附固定所述工件；

激光加工部，其向吸附固定在所述加工工作台上的所述工件照射激光，从而对所述工件进行加工孔的开孔加工；以及

加工控制装置，其通过对所述加工工作台以及所述激光加工部进行控制，由此使所述加工工作台上的工件和所述激光的照射位置之间的相对位置移动，

所述加工控制装置具有：

提取部，其对于在所述加工工作台上载置有所述工件的情况下位于相对于所述吸附孔的规定范围内即吸附区域的上侧的所述加工孔进行提取；以及

第1设定部，其将从作为加工对象的加工孔中去除由所述提取部提取出的加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔，

所述激光加工部作为第1次开孔加工而对由所述第1设定部设定的第1次加工孔进行开孔加工。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述加工控制装置还具有第2设定部，其将由所述提取部提取出的加工孔设定为第1次开孔加工后的第2次开孔加工对象、即第2次加工孔，

在所述第1次加工孔的开孔加工后使所述第2次加工孔移动至不位于所述吸附区域的上侧之后，所述激光加工部作为第2次开孔加工而对由所述第2设定部设定的第2次加工孔进行开孔加工。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，

还具有搬运装置，其用于将所述工件搬入至所述加工工作台上，以及将所述加工工作台上的所述工件搬出，

在进行了所述第1次加工孔的开孔加工后，所述搬运装置使所述工件和所述加工工作台之间的相对位置移动，以使得所述第2次加工孔不位于所述吸附区域的上侧。

4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述加工工作台构成为，在规定的矩形形状区域内载置所述工件，并且以与所述矩形形状区域的一个边平行的条纹状，配置有作为配置所述吸附孔的区域的吸附孔配置区域、和作为没有配置所述吸附孔的区域的非配置区域，

所述提取部将位于所述吸附孔配置区域上侧的所述加工孔提取为位于所述吸附区域上侧的加工孔。

5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

还具有开孔模，其配置在所述加工工作台的上表面和所述工件的底面之间，闭塞所述吸附孔的一部分，并且所述加工工作台隔着所述开孔模对所述工件的底面进行吸附固定，

所述开孔模构成为，在规定的矩形形状区域内载置所述工件，并且以与所述矩形形状区域的一个边平行的条纹状，配置作为配置有所述吸附孔的区域的吸附孔配置区域、和作为没有配置所述吸附孔的区域的非配置区域，

所述提取部将位于所述吸附孔配置区域上侧的所述加工孔提取为位于所述吸附区域上侧的加工孔。

6.根据权利要求4或5所述的激光加工装置，其特征在于，

所述激光加工部具有电扫描器，其使向所述工件照射的激光在所述工件的加工面内进行扫描，

所述吸附孔配置区域以及所述非配置区域的条纹宽度与所述电扫描器进行扫描的区域宽度相同。

7.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述加工工作台具有多个而构成，并且在各个加工工作台上载置所述工件，

所述激光加工部将激光向所述各个加工工作台上的各工件照射，对所述各工件进行相同配置的开孔加工，

所述加工控制装置针对每个所述工件设定所述第1次加工孔，并且对所述激光加工部进行控制，以在对于所述各工件上的相同位置处进行加工的加工孔，在所述工件中的第1工件中设定为所述第1次加工孔，并且在所述工件中的第2工件中没有设定为所述第1次加工孔的情况下，针对没有设定为所述第1次加工孔的加工孔，将所述激光的照射进行遮挡，从而略过开孔加工。

8.根据权利要求7所述的激光加工装置，其特征在于，

所述加工控制装置对所述激光加工部进行控制，以在对于所述各工件上的相同位置处进行加工的加工孔，在所述工件中的第1工件中设定为所述第1次加工孔，并且在所述工件中的第2工件中没有设定为所述第1次加工孔的情况下，针对没有设定为所述第1次加工孔的加工孔及设定为所述第1次加工孔的加工孔这两者，将所述激光的照射进行遮挡，从而略过开孔加工。

9.一种激光加工方法，在该方法中，通过对向加工工作台及吸附固定在所述加工工作台上的工件照射激光而对所述工件进行加工孔的开孔加工的激光加工部进行控制，由此使所述加工工作台上的工件和所述激光的照射位置之间的相对位置移动，其中，该加工工作台载置作为加工对象物的工件，并且利用对所载置的所述工件的底面进行吸附的吸附孔，吸附固定所述工件，

该激光加工方法的特征在于，包含下述步骤，即：

孔信息输入步骤，在该步骤中，从外部输入吸附区域上方加工孔信息，该吸附区域上方加工孔信息用于从所述加工孔中指定在所述加工工作台上载置有所述工件的情况下，位于相对于所述吸附孔的规定范围内即吸附区域的上侧的吸附区域上方加工孔；

设定步骤，在该步骤中，将从作为加工对象的加工孔中去除所述吸附区域上方加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔；以及

加工步骤，在该步骤中，使所述激光加工部作为第1次开孔加工而对由所述设定部设定的第1次加工孔进行开孔加工。

10.根据权利要求9所述的激光加工方法，其特征在于，

所述吸附区域上方加工孔信息如下所述而生成，即，

在所述加工工作台在规定矩形形状区域内载置所述工件，并且在所述加工工作台上，以成为与所述矩形形状区域的一个边平行的条纹状的方式配置有作为配置所述吸附孔的区域的吸附孔配置区域、和作为没有配置所述吸附孔的区域的非配置区域的情况下，

将位于所述吸附孔配置区域上侧的所述加工孔提取为所述吸附区域上方加工孔。

11.根据权利要求9所述的激光加工方法，其特征在于，

所述吸附区域上方加工孔信息如下所述而生成，即，

在所述加工工作台经由配置于所述加工工作台的上表面和所述工件的底面之间且闭塞所述吸附孔的一部分的开孔模，对所述工件的底面进行吸附固定，且所述开孔模在规定矩形形状区域内载置所述工件，并且在所述开孔模上，以成为与所述矩形形状区域的一个边平行的条纹状的方式配置有作为配置所述吸附孔的区域的吸附孔配置区域、和作为没有配置所述吸附孔的区域的非配置区域的情况下，

将位于所述吸附孔配置区域上侧的所述加工孔提取为所述吸附区域上方加工孔。

12.一种加工控制装置，其通过对向加工工作台及吸附固定在所述加工工作台上的工件照射激光而对所述工件进行加工孔的开孔加工的激光加工部进行控制，由此使所述加工工作台上的工件和所述激光的照射位置之间的相对位置移动，其中，该加工工作台载置作为加工对象物的工件，并且利用对所载置的所述工件的底面进行吸附的吸附孔，吸附固定所述工件，

其特征在于，具有：

提取部，其对于在所述加工工作台上载置有所述工件的情况下位于相对于所述吸附孔的规定范围内即吸附区域的上侧的所述加工孔进行提取；以及

设定部，其将从作为加工对象的加工孔中去除由所述提取部提取出的加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔，

使所述激光加工部作为第1次开孔加工而对由所述设定部设定的第1次加工孔进行开孔加工。

13.一种加工控制方法，在该方法中，通过对向加工工作台及吸附固定在所述加工工作台上的工件照射激光而对所述工件进行加工孔的开孔加工的激光加工部进行控制，由此使所述加工工作台上的工件和所述激光的照射位置之间的相对位置移动，其中，该加工工作台载置作为加工对象物的工件，并且利用对所载置的所述工件的底面进行吸附的吸附孔，吸附固定所述工件，

其特征在于，包含下述步骤，即：

提取步骤，在该步骤中，对于在所述加工工作台上载置有所述工件的情况下位于相对于所述吸附孔的规定范围内即吸附区域的上侧的所述加工孔进行提取；

设定步骤，在该步骤中，将从作为加工对象的加工孔中去除由所述提取部提取出的加工孔后的剩余加工孔，设定为第1次开孔加工对象即第1次加工孔；以及

加工步骤，在该步骤中，使所述激光加工部作为第1次开孔加工而对由所述设定部设定的第1次加工孔进行开孔加工。

Images