JPS59127983A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS59127983A JPS59127983A JP57226335A JP22633582A JPS59127983A JP S59127983 A JPS59127983 A JP S59127983A JP 57226335 A JP57226335 A JP 57226335A JP 22633582 A JP22633582 A JP 22633582A JP S59127983 A JPS59127983 A JP S59127983A
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- JP
- Japan
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- hole
- light
- laser
- laser light
- workpiece
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は被加工物の穴あけ加工中にその穴の面積に比
例した光量を測定してレーザ発振器を制御するレーザ加
工装置に関する。
例した光量を測定してレーザ発振器を制御するレーザ加
工装置に関する。
パルスレーザを用いた穴あけ加工では、加工が不連続な
ために常に所定の形状寸法にすることは、通常の加工で
は困難である。そとで、レーザで加工する穴をできるだ
け所定の形状にするために、特許第８６８８９２号のレ
ーザ加工ｉがある。これは、加工用のレーザと測定用の
光とを同軸上に配置させ、加工途中に加工穴を通過した
測定用の光を検出し、との単位時間の検出量の大小によ
り、加工用レーザのエネルギーを制御して、穴あけ加工
を行うものである。ところが、この加工機では、いくつ
か不備な点がある。それは、通常のレーザ加工機では、
レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光レンズで被
加工物上に集光させて加工を行うのであるが、この加工
中には被加工物から飛散物が発生し、これが集光レンズ
に付着すると、加工用レーザーが一部遮断されるととも
にレンズが破損しかねないことになり、これを防止する
だめに、集光レンズと被加工物の間に保護ガラスを挿入
し、レンズを保護しているのであるが、上記飛散物は、
この保誰ガラスに付着することになる。
ために常に所定の形状寸法にすることは、通常の加工で
は困難である。そとで、レーザで加工する穴をできるだ
け所定の形状にするために、特許第８６８８９２号のレ
ーザ加工ｉがある。これは、加工用のレーザと測定用の
光とを同軸上に配置させ、加工途中に加工穴を通過した
測定用の光を検出し、との単位時間の検出量の大小によ
り、加工用レーザのエネルギーを制御して、穴あけ加工
を行うものである。ところが、この加工機では、いくつ
か不備な点がある。それは、通常のレーザ加工機では、
レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光レンズで被
加工物上に集光させて加工を行うのであるが、この加工
中には被加工物から飛散物が発生し、これが集光レンズ
に付着すると、加工用レーザーが一部遮断されるととも
にレンズが破損しかねないことになり、これを防止する
だめに、集光レンズと被加工物の間に保護ガラスを挿入
し、レンズを保護しているのであるが、上記飛散物は、
この保誰ガラスに付着することになる。
このことは、測定用の光も一部遮断されることと同じで
あり、とれによって、加工穴を通過した光量も、その分
減衰する。すなわち、検出量が減衰することは、常に所
定の形状に加工することが困難になることを意味する。
あり、とれによって、加工穴を通過した光量も、その分
減衰する。すなわち、検出量が減衰することは、常に所
定の形状に加工することが困難になることを意味する。
また、加工用のレーザを制御するものとしては、エネル
ギーも重要な要素であるが、とれでは不充分である。そ
れは、パルス加工の場合、１パルス毎の穴径への影響が
非常に不連続的であるためで通常はパルス数を増やせば
それに応じて大きくなると思われるが、上記加工では、
除去物と溶融物の両方に分けられて特に溶融物は、加工
穴を防ぐ場合も起こるのである。
ギーも重要な要素であるが、とれでは不充分である。そ
れは、パルス加工の場合、１パルス毎の穴径への影響が
非常に不連続的であるためで通常はパルス数を増やせば
それに応じて大きくなると思われるが、上記加工では、
除去物と溶融物の両方に分けられて特に溶融物は、加工
穴を防ぐ場合も起こるのである。
したがって、エネルギーを制御した場合には、加工中に
所定の寸法になる前に前記穴が防がると、エネルギーを
増大させることになり、次のパルスでの加工量は、その
前の加工量より大きく々る。
所定の寸法になる前に前記穴が防がると、エネルギーを
増大させることになり、次のパルスでの加工量は、その
前の加工量より大きく々る。
すなわち、１パルスの穴径への変化量が大きく力ること
になり、所定の寸法に仕上げるには不適当である。
になり、所定の寸法に仕上げるには不適当である。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、加工穴のばらつきの少ないレーザ加
工を行うことができるレーザ加工装置を提供しようとす
るものである。
的とするところは、加工穴のばらつきの少ないレーザ加
工を行うことができるレーザ加工装置を提供しようとす
るものである。
加工用のレーザ光と測定用のレーザ光とを同一軸線上を
通るように設けるとともに、被加工物の加工部およびそ
の反対側に気体噴出用のノズルを設け、加工穴を通過す
る測定光光量を加工中に被加工物から生ずる蒸気の影響
かく測定し、その量を基準値と比べて判別し、レーザ照
射パルスを制御することにより正確な穴あけ加工が行え
るようにしたものである。
通るように設けるとともに、被加工物の加工部およびそ
の反対側に気体噴出用のノズルを設け、加工穴を通過す
る測定光光量を加工中に被加工物から生ずる蒸気の影響
かく測定し、その量を基準値と比べて判別し、レーザ照
射パルスを制御することにより正確な穴あけ加工が行え
るようにしたものである。
以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。第１図中１は第１のパルスレーザ発振器で、レー
ザ電源２に接続されている。第１のパルスレーザ発振器
１から発振されたパルスレーザ光Ｌ１の光路上にはダイ
クロイックミラー３が設けられ、上記パルスレーザ光Ｌ
１を反射させ集光レンズ４に入光するようになっている
。この集光レンズ４の前部には保護ガラス５が設けられ
、集光レンズ４によって集光されたパルスレーザ光Ｌ１
は保護ガラス５を透過して被加工物６に照射されるよう
になっている。また、被加工物６の設置個所には被加工
物６の有無を検出する検出スイッチ７が設けられている
。さらに、８は第２の測定用レーザ発振器で、これから
発振されたレーザ光り。
する。第１図中１は第１のパルスレーザ発振器で、レー
ザ電源２に接続されている。第１のパルスレーザ発振器
１から発振されたパルスレーザ光Ｌ１の光路上にはダイ
クロイックミラー３が設けられ、上記パルスレーザ光Ｌ
１を反射させ集光レンズ４に入光するようになっている
。この集光レンズ４の前部には保護ガラス５が設けられ
、集光レンズ４によって集光されたパルスレーザ光Ｌ１
は保護ガラス５を透過して被加工物６に照射されるよう
になっている。また、被加工物６の設置個所には被加工
物６の有無を検出する検出スイッチ７が設けられている
。さらに、８は第２の測定用レーザ発振器で、これから
発振されたレーザ光り。
はミラー９，１０によって反射され、上記被加工物６の
加工側の反対側に入射するようになっている。
加工側の反対側に入射するようになっている。
したがって、とのレーザ光り、は被加工物６の加工穴６
ａが貫通したとき、被加工物６の加工穴６ａ、保護ガラ
ス５．集光レンズ４およびダイクロイックミラー３を透
過し、中間レンズ１１を介して反射ミラー１２に入光す
るようになっている。この反射ミラー１２は上記レーザ
光り、を反射して受光部であるセンサ１３に入射し、そ
のときの光量が制御装置１４に入力されるようになって
いる。この制御装置１４にはスタート信号発生器１５か
らの信号によって作動する光量信号処理回路１６が設け
られ、この光量信号処理回路１６には上記被加工物６を
取ね除いたときに作動する検出スイッチ７により、第２
の測定用レーザ発振器８からのレーザ光り、の全光景が
入力され、ホールドされるようになっている。そして、
この全光量値と被加工物６の加工穴６ａを通過した測定
光光量値とを割算するようになっている。また、この光
量信号処理回路１６は遅延回路１７を介して比較回路１
８に接続され、との比較回路１８は上記演算結果の値Ｘ
と、任意に設定することのできる基準値ｙ（所定の穴径
を通過する測定光の光量に相当する値）を比較し、ｘ＜
ｙではＮｏの信号が得られ、逆にＸ≧ｙでＹＥＳの信号
が得られるように力っている。そして、このＮＯの信号
は直接レーザトリガコントロール回路１９に、ＹＥＳの
信号はストップ信号発生器２０によって上記レーザトリ
ガコントロール回路１９に入力され、レーザ電源２をＯ
ＮからＯＦＦに切換えるように構成されている。
ａが貫通したとき、被加工物６の加工穴６ａ、保護ガラ
ス５．集光レンズ４およびダイクロイックミラー３を透
過し、中間レンズ１１を介して反射ミラー１２に入光す
るようになっている。この反射ミラー１２は上記レーザ
光り、を反射して受光部であるセンサ１３に入射し、そ
のときの光量が制御装置１４に入力されるようになって
いる。この制御装置１４にはスタート信号発生器１５か
らの信号によって作動する光量信号処理回路１６が設け
られ、この光量信号処理回路１６には上記被加工物６を
取ね除いたときに作動する検出スイッチ７により、第２
の測定用レーザ発振器８からのレーザ光り、の全光景が
入力され、ホールドされるようになっている。そして、
この全光量値と被加工物６の加工穴６ａを通過した測定
光光量値とを割算するようになっている。また、この光
量信号処理回路１６は遅延回路１７を介して比較回路１
８に接続され、との比較回路１８は上記演算結果の値Ｘ
と、任意に設定することのできる基準値ｙ（所定の穴径
を通過する測定光の光量に相当する値）を比較し、ｘ＜
ｙではＮｏの信号が得られ、逆にＸ≧ｙでＹＥＳの信号
が得られるように力っている。そして、このＮＯの信号
は直接レーザトリガコントロール回路１９に、ＹＥＳの
信号はストップ信号発生器２０によって上記レーザトリ
ガコントロール回路１９に入力され、レーザ電源２をＯ
ＮからＯＦＦに切換えるように構成されている。
なお被加工物６のパルスレーザ光ＬＩの照射側オよびこ
の照射側と反対側、すなわち、レーザ光Ｌ！の投光側に
は、それぞれノズル２１ａ 、 ２１ｂが設けられてい
る。これらノズル２１ａ 、 ２１ｂより加圧気体がレ
ーザ光り、 、 Ｌ、の光軸に直交する方向に噴出する
ようになっている。
の照射側と反対側、すなわち、レーザ光Ｌ！の投光側に
は、それぞれノズル２１ａ 、 ２１ｂが設けられてい
る。これらノズル２１ａ 、 ２１ｂより加圧気体がレ
ーザ光り、 、 Ｌ、の光軸に直交する方向に噴出する
ようになっている。
つぎに、上述のように構成されたレーザ加工裂きの作用
について詣１明する。まず、被加工物６をそのセット位
置から取り外すと、検出スイッチ７が作動してスタート
信号発生器１５に入力される。
について詣１明する。まず、被加工物６をそのセット位
置から取り外すと、検出スイッチ７が作動してスタート
信号発生器１５に入力される。
したがって、第２の測定用レーザ発振器８からのレーザ
光り、けミラー９，１０を介して保護ガラス５゜集光レ
ンズ４．ダイクロイックミラー３．中間レンズ１０を透
消し、反射ミラー１２を介してセンサ１３に入射する。
光り、けミラー９，１０を介して保護ガラス５゜集光レ
ンズ４．ダイクロイックミラー３．中間レンズ１０を透
消し、反射ミラー１２を介してセンサ１３に入射する。
したがって、とのときの光量すなわち第２測定用レーザ
発振器８からのレーザ光り、の全光量が光量信号処理回
路１６にホールドされる。
発振器８からのレーザ光り、の全光量が光量信号処理回
路１６にホールドされる。
つぎに、被加工物６をセットし、さらにノズル２１ａ、
２１ｂより加圧気体を常時噴出させたから第１のパル
スレーザ発振器１を発振すると、パルスレーザ光Ｌ！は
ダイクロイックミラー３によって反射され、さらに゛集
光レンズ４によって集光されたのち保護ガラス５を透鍋
して被加工物６に照射される。このとき、測定用のレー
ザ光Ｌ！は被加工物６によってしや光され、センサ１３
には入射し々いが、加工用のパルスレーザ光Ｌｌによっ
て相加工物６に加工穴６ａが形成されると、測定用のレ
ーザ光り、は加工穴６ａを通過し、−上述した光路を経
てセンサ１３に入射する。この場合、パルスレーザ光Ｌ
ｓＫより被加工物６から発生する飛散物、蒸気はノズル
２１ａ、 ２１ｔ）からの加圧気体ですみやかに除去さ
れ測定光量は蒸気によって減衰していた状態からもとに
もどってセンサ１３に入射する。したがって、光量信号
処理回路１６は既にホールドされている全光％−値Ａと
加工穴６ａを通過した測定光光量値Ｂとを割算し、Ｂ／
Ａで演算結果の値Ｘが得られる。この値Ｘは遅延回路１
７を介して比較回路１８に入力され、比較回路１８は任
意に設定することのできる基準値ｙとを比較する。すな
わち、レーザ加工が１だ行々われていないときにはＢの
値は０で演算結果の値ＸもＯである。この比較回路１８
の条件判断としてはｘ＜ｙではＮＯの信号が得られ、逆
にＸ≧ｙでＹＥＳの信号が得られるため、比較回路１８
からの信号がＮｏの場合にはレーザトリガコントロール
回路１９は通常のＯＦＦからＯＮとなり、レーザ電源２
を介して第１のパルスレーザ発振器１からパルスレーザ
光り、を発振させてレーザ加工する。そして、レーザ加
工が進行し、Ｘ≧ｙになったとき比較回路１８からの信
号がＹＥＳになるとストップ信号発光器２０からストッ
プ信号が得られ、レーザトリガコントルール回路１９に
入力される。したがって、とのレーザトリガコントロー
ル回路１９はＯＮがらＯＩｉ’Ｆに変り、レーザ発振が
停止する。このように、被加工物６の加工穴６ａが所定
の穴径に到達するまでレーザ加工サイクルを継続し、そ
の穴径が設定値またはそれ以上になったときレーザ発振
を停止してレーザ加工を終了することにょシ、穴径にば
らつきの少ない加工穴６ａを得ることができる。
２１ｂより加圧気体を常時噴出させたから第１のパル
スレーザ発振器１を発振すると、パルスレーザ光Ｌ！は
ダイクロイックミラー３によって反射され、さらに゛集
光レンズ４によって集光されたのち保護ガラス５を透鍋
して被加工物６に照射される。このとき、測定用のレー
ザ光Ｌ！は被加工物６によってしや光され、センサ１３
には入射し々いが、加工用のパルスレーザ光Ｌｌによっ
て相加工物６に加工穴６ａが形成されると、測定用のレ
ーザ光り、は加工穴６ａを通過し、−上述した光路を経
てセンサ１３に入射する。この場合、パルスレーザ光Ｌ
ｓＫより被加工物６から発生する飛散物、蒸気はノズル
２１ａ、 ２１ｔ）からの加圧気体ですみやかに除去さ
れ測定光量は蒸気によって減衰していた状態からもとに
もどってセンサ１３に入射する。したがって、光量信号
処理回路１６は既にホールドされている全光％−値Ａと
加工穴６ａを通過した測定光光量値Ｂとを割算し、Ｂ／
Ａで演算結果の値Ｘが得られる。この値Ｘは遅延回路１
７を介して比較回路１８に入力され、比較回路１８は任
意に設定することのできる基準値ｙとを比較する。すな
わち、レーザ加工が１だ行々われていないときにはＢの
値は０で演算結果の値ＸもＯである。この比較回路１８
の条件判断としてはｘ＜ｙではＮＯの信号が得られ、逆
にＸ≧ｙでＹＥＳの信号が得られるため、比較回路１８
からの信号がＮｏの場合にはレーザトリガコントロール
回路１９は通常のＯＦＦからＯＮとなり、レーザ電源２
を介して第１のパルスレーザ発振器１からパルスレーザ
光り、を発振させてレーザ加工する。そして、レーザ加
工が進行し、Ｘ≧ｙになったとき比較回路１８からの信
号がＹＥＳになるとストップ信号発光器２０からストッ
プ信号が得られ、レーザトリガコントルール回路１９に
入力される。したがって、とのレーザトリガコントロー
ル回路１９はＯＮがらＯＩｉ’Ｆに変り、レーザ発振が
停止する。このように、被加工物６の加工穴６ａが所定
の穴径に到達するまでレーザ加工サイクルを継続し、そ
の穴径が設定値またはそれ以上になったときレーザ発振
を停止してレーザ加工を終了することにょシ、穴径にば
らつきの少ない加工穴６ａを得ることができる。
第２図は従来の加工とこの発明の加工との穴径のばらつ
きを示したもので、横軸が穴径、縦軸が個数である。従
来の加工の場合には破線で示すように、一定の適正条件
下では目標の穴径（たとえば３０μｍ）のものがいちば
ん多い力ウス分布状になる。しかし、この発明の加工の
場合には実線に示すように、幅の狭い分布、す外わち寸
法ばらつきを大幅に減少することができる。
きを示したもので、横軸が穴径、縦軸が個数である。従
来の加工の場合には破線で示すように、一定の適正条件
下では目標の穴径（たとえば３０μｍ）のものがいちば
ん多い力ウス分布状になる。しかし、この発明の加工の
場合には実線に示すように、幅の狭い分布、す外わち寸
法ばらつきを大幅に減少することができる。
加工中に発生する飛散物が、光軸に直交する方向に設置
したノズルから噴出する加圧気体により、除去されるの
で、レーザ発振後ある時間遅延してから、比較回路での
判定をさせることにより、飛散物による測定用レーザ光
の吸収がない状態での測定値の判定が行なえるので、安
定した加工及び穴径測定が行々える。
したノズルから噴出する加圧気体により、除去されるの
で、レーザ発振後ある時間遅延してから、比較回路での
判定をさせることにより、飛散物による測定用レーザ光
の吸収がない状態での測定値の判定が行なえるので、安
定した加工及び穴径測定が行々える。
第１図はこの発明の一実施例を示すレーザ加工装置の概
略的構成図、第２図は従来とこの発明との加工穴径の分
布を示すグラフ図である。 １・・・第１のパルスレーザ発振器、 ６・・・・・・・被加工物、 ６ａ・・・・・・・加 工 穴、 ８・・・・・・・第２の測定用レーザ発振器、１３・・
・・・・・センサ（受光部）、１４・・・・・・・制御
製雪、 ２１ａ、 ２１ｂ・・・・・・・ノズル。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） ａυ 第 １ 図 下 ２ 図
略的構成図、第２図は従来とこの発明との加工穴径の分
布を示すグラフ図である。 １・・・第１のパルスレーザ発振器、 ６・・・・・・・被加工物、 ６ａ・・・・・・・加 工 穴、 ８・・・・・・・第２の測定用レーザ発振器、１３・・
・・・・・センサ（受光部）、１４・・・・・・・制御
製雪、 ２１ａ、 ２１ｂ・・・・・・・ノズル。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） ａυ 第 １ 図 下 ２ 図
Claims (1)
- 被加工物を穴あけ加工する第１のパルスレーザ発振器と
、上記被加工物の加工穴の穴径を測定するために上記第
１のパルスレーザ発振器の光軸と同軸上に配置した第２
の測定用レーザ発振器と、この第２の測定用レーザ発振
器から出力されたレーザの加工穴を通過した光を受光す
る受光部と、上記第２の測定用レーザ発振器から出力さ
れたレーザ光の全光量値と加工穴を通過した光量値とを
演算した信号によって上記第１のパルスレーザ発振器の
パルス発振を制御する制御装置と、上記穴あけ加工する
レーザ照射側およびその反対側のそれぞれに設けられレ
ーザ光の光軸に交差する方向に気体を噴射するノズルと
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226335A JPS59127983A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226335A JPS59127983A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127983A true JPS59127983A (ja) | 1984-07-23 |
Family
ID=16843550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57226335A Pending JPS59127983A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071704A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-08-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur prozesssicherung bei einem bohrprozess |
| EP2964417A2 (de) * | 2013-04-04 | 2016-01-13 | LPKF Laser & Electronics AG | Verfahren und vorrichtung zum einbringen von durchbrechungen in ein substrat sowie ein derart hergestelltes substrat |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP57226335A patent/JPS59127983A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071704A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-08-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur prozesssicherung bei einem bohrprozess |
| EP2964417A2 (de) * | 2013-04-04 | 2016-01-13 | LPKF Laser & Electronics AG | Verfahren und vorrichtung zum einbringen von durchbrechungen in ein substrat sowie ein derart hergestelltes substrat |
| EP2964417B1 (de) * | 2013-04-04 | 2022-01-12 | LPKF Laser & Electronics AG | Verfahren zum einbringen von durchbrechungen in ein substrat |
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