JP2022060115A - Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method - Google Patents
Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022060115A JP2022060115A JP2020168132A JP2020168132A JP2022060115A JP 2022060115 A JP2022060115 A JP 2022060115A JP 2020168132 A JP2020168132 A JP 2020168132A JP 2020168132 A JP2020168132 A JP 2020168132A JP 2022060115 A JP2022060115 A JP 2022060115A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- area
- sub
- machining
- areas
- route
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えばプリント基板にレーザを使用して穴あけを行うためのレーザ加工において、複数の穴あけを順次行う場合の加工順路の決定方法を改善したレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus that improve a method for determining a processing route when a plurality of holes are sequentially drilled in, for example, laser machining for drilling a printed circuit board using a laser.
従来、複数の穴あけを順次行う場合の加工順路の決定方法として、特許文献1に記載されるように、加工時間を短縮するため最短経路となるように加工順路を決定する方法や、特許文献2に記載されるように、熱影響により加工精度が低下しないように加工順路を決定する方法が知られている。
Conventionally, as a method of determining a machining route when a plurality of holes are sequentially drilled, as described in
ここで、レーザの加工地点の位置を決めるガルバノスキャナにとって、一方向への連続移動や、左右または、上下方向の繰返し移動は、ガルバノスキャナ内部の軸受に負担がかかるため、寿命を低下させる要因の一つとなっていた。そこで、本願発明は、ガルバノスキャナへの負担を軽減できる加工順路を作成することを目的とする。 Here, for the galvano scanner that determines the position of the processing point of the laser, continuous movement in one direction or repeated movement in the left-right or up-down direction imposes a burden on the bearing inside the galvano scanner, which is a factor that shortens the life. It was one. Therefore, an object of the present invention is to create a processing route that can reduce the burden on the galvano scanner.
本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工方法は以下の通りである。被加工物の複数の加工位置にレーザ照射を行う経路を加工前に決定するようにしたレーザ加工方法において、レーザ照射の範囲となるスキャンエリアを略矩形の短冊状の複数のエリアに分割し、前記複数のエリアをさらに略矩形の短冊状の複数のサブエリアに分割し、前記サブエリア内における穴あけ位置が、前記エリアの長手方向で隣接するサブエリア間で、サブエリア内の穴の加工順路の方向が、相互に逆になるように決定することを特徴とする。 Among the inventions disclosed in the present application, typical laser processing methods are as follows. In the laser processing method in which the path for laser irradiation to a plurality of processing positions of a work piece is determined before processing, the scan area within the range of laser irradiation is divided into a plurality of substantially rectangular strip-shaped areas. The plurality of areas are further divided into a plurality of substantially rectangular strip-shaped sub-areas, and the drilling position in the sub-area is a machining route for holes in the sub-area between adjacent sub-areas in the longitudinal direction of the area. It is characterized in that the directions of are determined to be opposite to each other.
本発明によれば、穴あけ位置がランダムに配置されていても、ガルバノスキャナのX方向とY方向の駆動が交互に行われるので、ガルバノスキャナの負担が軽減されて、ガルバノスキャナの寿命の低下を軽減することができる。 According to the present invention, even if the drilling positions are randomly arranged, the galvano scanner is driven alternately in the X direction and the Y direction, so that the load on the galvano scanner is reduced and the life of the galvano scanner is shortened. Can be mitigated.
本発明の第1の実施例について説明する。図1は本発明の第1の実施例となるレーザ穴あけ装置のブロック図である。図1において、1は穴あけ加工を行うプリント基板、2はプリント基板1が載置されるテーブル、3はレーザパルスの照射位置を移動させるためのレーザ走査系で、ここには、X軸系とY軸系のための一対のガルバノスキャナ4や集光(fθ)レンズ5等が設けられる。6はレーザパルスをレーザ走査系3に供給するレーザパルス供給系で、ここにはレーザパルスを発振させるレーザ発振器7や分岐制御によってレーザ走査系3へのレーザパルスの出力制御を行う音響光学変調器(AOM)8等が含まれる。
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a laser drilling device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a printed circuit board for drilling, 2 is a table on which the printed
9はテーブル2のX軸方向とY軸方向の位置制御を行うテーブル制御部で、固定位置のレーザ走査系3に対しテーブル2を相対移動させることによりレーザ走査系3によるスキャンエリアの位置を変化させるためのものである。10はレーザ走査系3内のガルバノスキャナ4の動作を制御するガルバノ制御部、11はレーザパルス供給系6でのレーザ走査系3へのレーザパルスの出力を制御するレーザ制御部である。テーブル制御部9とガルバノ制御部10には、それぞれX軸系のものとY軸系のものの一対が備えられているが、図1では省略して示してある。
ガルバノスキャナ4によるレーザ照射の範囲となるスキャンエリアはX軸方向とY軸方向に特定の長さを持つ矩形をしており、固定位置のレーザ走査系3に対しテーブル2を相対移動させることによりスキャンエリアを移動させ、プリント基板1の加工領域全体を加工するようになっている。
The scan area, which is the range of laser irradiation by the
図1において、20は装置全体の動作を制御する全体制御部で、例えばプログラム制御の処理装置によって実現され、いくつかの要素が含まれる。そのうちの一つである加工計画部21は、加工動作を始める前に、加工データファイル22に格納されたプリント基板1の加工データに基づき、以下で説明するような加工順路の決定も含んだ加工動作を制御するための加工プログラムを作成し、それを加工プログラムファイル23に格納する。加工制御部24は加工を行う段階で加工プログラムファイル23に格納された加工プログラムを読出し、それに基づいてテーブル制御部9、ガルバノ制御部10及びレーザ制御部11を制御し、加工動作を実行する。なお、図1において、テーブル制御部9、ガルバノ制御部10及びレーザ制御部11は、全体制御部20とは別個に構築してあるが、これらの全部あるいは一部は、全体制御部20の中の要素として構築されていてもよい。
In FIG. 1,
本実施例において、加工順路は以下の方法で決定する。図2は本実施例におけるスキャンエリアの分割図である。まず、図2に示すように、任意の間隔で略矩形の短冊状に、エリア1~Nとして分割する。本実施例においては、各エリア1~NがY方向に隣接して並ぶように分割している。次に、各エリア1~Nをさらに略矩形の短冊状に、エリアの長手方向と垂直になるようにサブエリアとして分割する。図3は、本実施例における、エリアの分割図である。例えば、エリア1については、サブエリア1.1~1.Nのように分割する。各エリア内のサブエリアは、X方向に隣接して並ぶことになり、各サブエリアの幅は、加工する穴の最***間距離以下となるようにする。このようにして、スキャンエリア全体をサブエリア1.1~N.Nに分割する。
In this embodiment, the processing route is determined by the following method. FIG. 2 is a divided view of the scan area in this embodiment. First, as shown in FIG. 2, the
次に、図4に示すように、スキャンエリアの任意の角に位置するサブエリア1.1内で、サブエリアの長手方向で最もスキャンエリアの端に近い穴を始点とし、サブエリアの長手方向に沿って、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。 Next, as shown in FIG. 4, within the sub-area 1.1 located at an arbitrary corner of the scan area, starting from the hole closest to the end of the scan area in the longitudinal direction of the sub-area, the longitudinal direction of the sub-area Along the above, the machining route is determined in the direction away from the starting point.
サブエリア1.1内の加工順路が決定したら、同一エリア1内で隣接するサブエリア1.2内の穴を、スキャンエリアの端から最も遠い位置にある穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。なお、各サブエリア内の終点は、次に加工順路が決定されるサブエリア内の始点につながる。
Once the machining route in sub-area 1.1 is determined, the hole in the adjacent sub-area 1.2 in the
サブエリア1.2内の加工順路が決定したら、同一エリア1内で隣接し、加工順路が未決定のサブエリア1.3内の穴を、スキャンエリアの端に最も近い穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。このように繰り返していき、エリア1内のすべてのサブエリア(1.1~1.N)内の穴の加工順路を決定していく。エリア1内の最後のサブエリアである1.N内の加工順路が決定したら、つまりエリア1内のすべての穴の加工順路が決定したら、図5に示すようにエリア1.Nに隣接するエリア2.N内の穴を、エリア1に最も近い穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。
Once the machining route in sub-area 1.2 is determined, the hole in sub-area 1.3 that is adjacent in the
サブエリア2.N内の加工順路の決定が完了したら、同一エリア2内で、加工順路が決定されていない、隣接するサブエリア2.N-1内の穴を、エリア1から最も遠い位置にある穴を始点とし、該始点に接近する方向に加工順路を決定する。サブエリア2.N-1内の加工順路が決定したら、同一エリア2内で隣接する、加工順路が未決定のサブエリア2.N-2内の穴を、エリア1に最も近い穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。このように繰り返していき、エリア2内のすべてのサブエリア内の穴の加工順路を決定していく。
エリア2内のすべての穴の加工順路が決定したら、エリア1から遠ざかる方向にサブエリアエリア2.1に隣接するエリア3.1内の穴を、エリア1に最も近い位置にある穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。
Once the machining routes for all the holes in
この並び順はつまり、隣接するサブエリア間で、サブエリア内の穴の加工順路の長手方向の向きが、相互に逆になるように配置するものといえる。このように繰り返していき、スキャンエリア内にあるすべての穴の加工順路を決定する。 In other words, it can be said that this order is arranged so that the orientations of the holes in the sub-areas in the longitudinal direction are opposite to each other between the adjacent sub-areas. By repeating this process, the machining route of all the holes in the scan area is determined.
なお、加工すべき穴が存在しないサブエリアについては、図6や図7に示すように該サブエリアを飛ばし、該サブエリアに隣接するサブエリア内の加工順路を決定する。また、加工すべき穴が存在しないエリアについては、そのエリアを飛ばし、そのエリアに隣接する次のエリア内のサブエリアの加工順路を決定する。 As for the sub-area where there is no hole to be machined, the sub-area is skipped as shown in FIGS. 6 and 7, and the machining route in the sub-area adjacent to the sub-area is determined. If there is no hole to be machined, the area is skipped and the machining route of the sub-area in the next area adjacent to the area is determined.
上記のように、各サブエリア内ではY方向に沿って略一列に穴位置が配列される。一方で、各エリア内におけるサブエリアはX方向に配列される。そのため、加工時には、各サブエリア内におけるY方向の移動が支配的なガルバノ駆動と、隣接するサブエリアへのX方向の移動が支配的なガルバノ駆動とが、交互に動作することになる。このように交互の動作とすることで、ガルバノスキャナに対する負担が軽減する。 As described above, the hole positions are arranged in substantially one line along the Y direction in each sub-area. On the other hand, the sub-areas in each area are arranged in the X direction. Therefore, at the time of processing, the galvano drive in which the movement in the Y direction in each sub-area is dominant and the galvano drive in which the movement in the X direction to the adjacent sub-area is dominant operate alternately. By performing the alternate operation in this way, the burden on the galvano scanner is reduced.
なお、本実施例においては、各エリアが図1のY方向に並ぶようにし、各サブエリアが各エリア内でX方向に並ぶように配置した。しかし、本実施例の配置を90°回転させた配置、つまり、各エリアをX方向に並ぶように配列し、各サブエリアが各エリア内でY方向に並ぶような配置にしてもよい。この場合には、本実施例のXとYとを入れ替えた方法で加工順路を決定すればよい。 In this embodiment, the areas are arranged in the Y direction of FIG. 1, and the sub-areas are arranged in the X direction in each area. However, the arrangement of this embodiment may be rotated by 90 °, that is, the areas may be arranged so as to be arranged in the X direction, and the sub-areas may be arranged so as to be arranged in the Y direction in each area. In this case, the machining route may be determined by a method in which X and Y of this embodiment are exchanged.
なお、本実施例の配置による加工順路と、本実施例の配置を90°回転させた加工順路とを、スキャンエリア毎に交互に入れ替えるようにすると、ガルバノスキャナのX方向の駆動とY方向の駆動との割合が等しくなるので、ガルバノスキャナの負担をさらに軽減できる。 If the machining route according to the arrangement of this embodiment and the machining route obtained by rotating the arrangement of this embodiment by 90 ° are alternately switched for each scan area, the galvano scanner is driven in the X direction and the Y direction. Since the ratio to the drive is equal, the burden on the galvano scanner can be further reduced.
本発明の第2の実施例を説明する。なお、本実施例において、第1の実施例と同一の部分については、説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment will be omitted.
本実施例において、加工順路は以下の方法で決定する。図8は、第2の実施例のスキャンエリアの分割図である。図8においては、スキャンエリアを、任意の幅の略矩形の短冊状のエリアが内向きの略渦巻状になるように分割し、エリア1~Nとする。第1の実施例と同様に、各エリア1~Nを、さらに各エリアの長手方向と直角になる方向に略矩形の短冊形状のサブエリアとして分割する。
In this embodiment, the processing route is determined by the following method. FIG. 8 is a divided view of the scan area of the second embodiment. In FIG. 8, the scan area is divided into strip-shaped areas having a substantially rectangular shape having an arbitrary width so as to form an inwardly substantially spiral shape, and the scan areas are designated as
次にエリア1について、第1の実施例と同様の方法で、全てのサブエリアの加工順路を決定する。サブエリア1.Nの加工順路を決定したら、サブエリア2.1内で、エリア2の長辺が接するスキャンエリアの端辺に最も近い穴を始点とし、該始点から遠ざかるように経路を決定する。サブエリア2.1内の加工順路を決定したら、同一エリア2内で、加工順路が決定されていない、隣接するサブエリア2.2内の穴を、該端辺から最も遠い位置にある穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。サブエリア2.2内の加工順路が決定したら、同一エリア2内で隣接する、加工順路が未決定のサブエリア2.3内の穴を、該端辺に最も近い穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。このように繰り返していき、エリア2内のすべてのサブエリア(2.1~2.N)内の穴の加工順路を決定していく。
Next, for the
エリア2内のすべての穴の加工順路が決定したら、エリア2.Nが接するエリア3.1内の穴を、エリア3の長手方向の辺が接するスキャンエリアの端辺から最も近い位置にある穴を始点とし、該始点から遠ざかる方向に加工順路を決定する。このように繰り返していき、スキャンエリア内のすべての穴の加工順路を決定する。なお、各サブエリアの幅を、最小の穴間距離よりも短い任意の値とすることは、第1の実施例と同様である。
Once the machining routes for all the holes in
上記の加工順路では、Y軸方向の駆動が支配的となる移動と、X軸方向の駆動が支配的となる移動とが、交互に繰り返されるので、全体として、一方向への連続移動や、左右方向または上下方向の繰返しを行わなくなるので、ガルバノスキャナを構成するモータの軸の変摩耗等の原因となる動作を軽減できる。これにより、ガルバノモータの使用寿命の低下を軽減できる。 In the above machining route, the movement in which the drive in the Y-axis direction is dominant and the movement in which the drive in the X-axis direction is dominant are repeated alternately. Since the repetition in the left-right direction or the up-down direction is not performed, it is possible to reduce the operation that causes the shaft of the motor constituting the galvano scanner to change and wear. As a result, it is possible to reduce the decrease in the service life of the galvano motor.
1:プリント基板、2:テーブル、3:レーザ走査系、4:ガルバノスキャナ、
5:集光(fθ)レンズ、6:レーザパルス供給系、7:レーザ発振器、
8:音響光学変調器(AOM)、9:テーブル制御部、10:ガルバノ制御部、
11:レーザ制御部、20:全体制御部、21:加工計画部、
22:加工データファイル、23:加工プログラムファイル、24:加工制御部
1: Printed circuit board, 2: Table, 3: Laser scanning system, 4: Galvano scanner,
5: Condensing (fθ) lens, 6: Laser pulse supply system, 7: Laser oscillator,
8: Acousto-optic modulator (AOM), 9: Table control unit, 10: Galvano control unit,
11: Laser control unit, 20: Overall control unit, 21: Machining planning unit,
22: Machining data file, 23: Machining program file, 24: Machining control unit
Claims (2)
A laser processing apparatus comprising a control unit for executing the laser processing method according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020168132A JP2022060115A (en) | 2020-10-03 | 2020-10-03 | Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020168132A JP2022060115A (en) | 2020-10-03 | 2020-10-03 | Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022060115A true JP2022060115A (en) | 2022-04-14 |
Family
ID=81124967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020168132A Pending JP2022060115A (en) | 2020-10-03 | 2020-10-03 | Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022060115A (en) |
-
2020
- 2020-10-03 JP JP2020168132A patent/JP2022060115A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4800939B2 (en) | Laser processing apparatus, program creation apparatus, and laser processing method | |
JP3746019B2 (en) | Laser processing machine | |
JP4614844B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
JP2018094588A (en) | Laser processing robot system for performing laser processing by using robot, and control method of laser processing robot | |
JP5829777B1 (en) | Laser processing equipment | |
US20150021304A1 (en) | Laser machining method, laser machining apparatus, and laser machining program | |
JP5106787B2 (en) | Laser marking method and apparatus | |
JP2022060115A (en) | Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method | |
JP5628524B2 (en) | Processing control device, laser processing device, and processing control method | |
JP2013105431A (en) | Laser processing method, apparatus and program | |
JP2016203211A (en) | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
KR102557699B1 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
CN113385806B (en) | Control device for laser processing device, and laser processing method | |
JP6760744B2 (en) | Laser processing method and laser processing equipment | |
JP7262410B2 (en) | Processing sequence determination device, laser processing device, and laser processing method | |
JP2018140417A (en) | Laser processing device and laser processing method | |
JP2003285177A (en) | Laser beam machining method and machining device | |
JP2004142082A (en) | Method and device for working plan | |
KR102075033B1 (en) | Laser processing method, apparatus and program storage medium | |
JP7386073B2 (en) | Laser processing equipment and laser processing method | |
JP2005169481A (en) | Machining method and apparatus for positioning | |
JP2019107693A (en) | Laser processing apparatus, laser processing method, program for the method, and recording medium having the program recorded therein | |
CN118106606A (en) | Laser processing system and control method thereof | |
JP4271969B2 (en) | Method and apparatus for dividing data between multiple axes of laser beam machine | |
JP2022174903A (en) | Laser machining device, laser machining method, program, and storage medium |