JP7283851B2

JP7283851B2 - レーザ加工装置

Info

Publication number: JP7283851B2
Application number: JP2019216899A
Authority: JP
Inventors: 靖伊藤; 拓巳小山内; 達矢西部
Original assignee: Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP2021084131A

Description

本発明は、例えばプリント基板に対してレーザを照射して穴あけ加工を行うためのレーザ加工装置に関する。

近年、レーザ加工装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、レーザ加工機本体と、単一のワークの供給側ストッカと、単一のワークの排出ストッカと、ワークを一時的に保持するワーク載置台を有する供給側移動装置および排出側移動装置と、で構成され、複数のワークを同時に供給し、同時に加工し、同時に排出する処理を行う際に、ワーク載置台にワークを一時的に保持することで、供給ストッカおよび排出ストッカをそれぞれ単一として装置設置面積を縮小することを可能にしたものがある。

しかしながら、特許文献１に開示された方式であると、ワーク受台やストッカに載置されたワークが整列されていないので、ワーク受台やストッカからテーブル上にワークを搬入すると、ワーク表面に設けられたアライメントマークを読み取るためのカメラの撮像エリアからアライメントマークが外れてしまう。そのため、アライメントマークの読み取りに時間を要し、加工効率が低下した。

特開2005-297007号公報

そこで本発明は、アライメントマークの読み取り時間を短縮し、加工効率の向上させることができるレーザ加工装置を得ることを目的とするものである。

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装置は、加工前のワークが積載される搬入側ストッカと、第１の方向に並べて載置される複数のワークを前記第１の方向および前記第１の方向に直交する第２の方向へ移動させるテーブルと、前記複数のワークの各々を加工するために前記第１の方向に並べて配置されたレーザユニットと、を有するレーザ加工装置おいて、前記複数のワークと同数の前記第１の方向に並んだ搬入側の吸着ヘッドと、前記テーブルに移す前のワークを一時的に載置するための前記複数のワークと同数のワーク載置台であって、各々は載置されたワークの整列機能を有し、そのうちの一つは前記第２の方向に移動して前記搬入側ストッカからワークを受取るようになった可動形式のものと、前記可動形式ワーク載置台を他のワーク載置台とともに前記第１の方向に並んだ状態にして、前記可動形式ワーク載置台から前記吸着ヘッドによりワークを他のワーク載置台に移し、全てのワーク載置台を前記第１の方向に並んだ状態にして、全てのワーク載置台の各々から前記吸着ヘッドにより整列動作を行った後のワークを前記テーブルに移すようにしたことを特徴とする。

なお、本願において開示される発明の代表的な特徴は以上の通りであるが、ここで説明していない特徴については、後述する発明を実施するための形態において説明しており、また特許請求の範囲にも示した通りである。

本発明によれば、アライメントマークの読み取り時間を短縮し、加工効率を向上させることができる。

本発明の一実施例に係るレーザ加工装置の構造を説明するための図である。実施例におけるワークの整列機能を行うための構造を示す図である。実施例におけるワークの整列動作を説明するための図である。実施例におけるワーク搬入動作を説明するためのフローチャートである。実施例におけるワーク搬入動作を説明するためのフローチャートである。実施例における一連の加工動作を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を実施例に沿って説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の符号を付して説明を省略する。

図１は本願発明の一実施例に係るレーザ加工装置の構造を示す図である。同図において、レーザ加工装置は、ワーク１に孔や溝をレーザ加工するレーザ加工機２と、未加工のワーク１をレーザ加工機２へ供給する搬入装置３と、レーザ加工機２に対して搬入装置３と対称な位置に設けられ加工されたワーク１を排出する搬出装置（図示を省略）と、から構成される。レーザ加工機２は、載置された複数（図では２個）のワーク１をＸ方向およびＹ方向に移動自在なＸＹテーブル４と、ＸＹテーブル４上に固定されワークを吸着又は解放する真空吸着テーブル（図示を省略）と、複数のワーク１の各々に対してレーザ光を照射する複数（図では２個）のレーザユニット５であってＹ方向に並べて配置されたものと、複数のレーザユニット５を設けた門型のコラム６と、ＸＹテーブル４が設置されたベッド７と、レーザ加工機５および後述する搬入装置３を制御する制御装置８を備えてなる。

一方、搬入装置３は、ワーク１を吸着又は解放する吸着パッド９ａが複数設けられた吸着ヘッド１０ａと、吸着ヘッド１０ａを上昇下降させるためのリフタ１１ａと、吸着パッド９ｂが複数設けられた吸着ヘッド１０ｂを上昇下降させるためのリフタ１１ｂと、リフタ１１ａおよびリフタ１１ｂが固定されたスライダ１２と、スライダ１２を案内するガイドレール１３と、ワーク１を一時的に保持しておく固定されたワーク載置台１４と、Ｘ方向に移動自在なワーク載置台１５と、加工すべき複数のワーク１が積載されたストッカ１６と、さらにスライダ１２、ワーク載置台１４、ワーク載置台１５およびストッカ１６が設けられた搬入装置台座１７を備えてなる。吸着ヘッド１０ａ、１０ｂはＹ方向に並べて配置され、Ｙ方向に移動自在である。リフタ１１ａと１１ｂはそれぞれ独立に上昇下降させることができる。ストッカ１６の上方には、吸着ノズル９ｃが複数設けられた吸着ヘッド１０ｃと、吸着ヘッド１０ｃを紙面のＺ方向に移動させるためのリフタ１１ｃが配置されている。なお、ワーク載置台１４、１５からＸＹテーブル４へ移動させる場合は、図１に示されるように、複数のワーク１、ＸＹテーブル４、吸着ヘッド１０ａ、１０ｂおよびワーク載置台１４、１５がＹ方向で一直線上に配置される。

ワーク載置台１４と１５のそれぞれには、以下のようにしてワーク１が載置される。
先ずワーク載置台１４であるが、ワーク載置台１５が図示の位置からストッカ１６側に移動してストッカ１６から一つのワーク１がワーク載置台１５に移される。その後、ワーク載置台１５は図示の位置に戻り、吸着ヘッド１０ｂによりワーク載置台１５に載置されたワーク１はワーク載置台１４に移される。
次に、再びワーク載置台１５が図示の位置からストッカ１６側に移動して一つのワーク１がワーク載置台１５に移される。その後、図示の位置に戻る。
このようにして、ワーク載置台１４と１５のそれぞれに一つずつワーク１が載置される。
ワーク載置台１４と１５のそれぞれには、ここに載置されたワーク１を整列する機能が備えられている。

図２は、ワーク載置台１４と１５における整列機能のための構造を説明するための図であり、整列前の状態を（ａ）に、整列後の状態を（ｂ）にそれぞれ示す。
図２において、１８、１９はそれぞれワーク整列部材であり、ワーク整列時には矩形のワーク１の２辺に当接する。ワーク整列部材１８、１９は、制御装置８により制御される駆動手段（図示を省略する）により駆動される。ワーク１が載置される前は、ワーク整列部材１８は紙面下側へ、ワーク整列部材１９は紙面左側へそれぞれ移動されている。ワーク１が載置された後、ワーク整列部材１８をＸ方向（矢印の方向）に、ワーク整列部材１９をＹ方向（矢印の方向）に駆動し、ワーク１を整列するようになっている。
また図３において、実線で示す２０はワーク１の整列前の位置、点線で示す２１はワーク１の整列後の位置である。吸着ヘッド１０ｂによってワーク載置台１４と１５のそれぞれにワーク１が載置された直後では、位置２０となり、ワーク整列手段により点線で示される位置２１に整列される。
ワーク載置台１４と１５に載置され、整列動作が終了したワーク１は、吸着ヘッド１０ａと１０ｂによりＸＹテーブル４に移される。

図４および図５は、上記のワーク搬入工程を説明するためのフローチャートである。各ステップの動作は以下の通りである。
ステップ５０１：ストッカ１６上に積載されたワーク１の１枚を吸着ヘッド１０ｃに吸着させた状態で上昇させる。
ステップ５０２：ワーク載置台１５を装置後方、すなわち、ストッカ１６上に積載されたワーク１の上方であって、ステップ５０１で吸着されているワーク１の下方へ移動させる。
ステップ５０３：吸着ヘッド１０ｃを下降させワーク載置台１５の上面にワーク１を載置し、吸着ヘッド１０ｃを上昇させる。このとき、ワーク載置台１５のワーク整列部材１９、２０は押付けを解除した状態である。
ステップ５０４：ワーク１が載置されたワーク載置台１５を図１で示された位置へ移動させる。
ステップ５０５：吸着ヘッド１０ｂを下降させワーク１を吸着後上昇させる。
ステップ５０６：吸着ヘッド１０ｂをワーク載置台１４の上方へ移動させる。
ステップ５０７：吸着ヘッド１０ｂを下降させワーク載置台１５にワーク１を載置し、その後吸着ヘッド１０ｂを上昇させる。
ステップ５０８：吸着ヘッド１０ｂをワーク載置台１５の上方へ移動させる。
ステップ５０９：吸着ヘッド１０ｃを下降させワーク１を吸着後上昇させる。
ステップ５１０：ワーク載置台１５を装置後方、すなわち、ストッカ１６上に積層されたワーク１の上方、かつ、ステップ５０９で上昇させた吸着ヘッド１０ｃが吸着したワーク１の下方に移動させる。
ステップ５１１：吸着ヘッド１０ｃを下降させワーク載置台１５にワーク１を載置し、その後吸着ヘッド１０ｃを上方へ移動させる。
ステップ５１２：ワーク載置台１５を図１で示された位置へ移動させる。
ステップ５１３：ワーク整列部材１８と１９を駆動し、ワーク載置台１４と１５に載置されたワーク１を所定の位置に整列させ、その後、ワーク整列部材１８を紙面下側へ、ワーク整列部材１９を紙面左側へ駆動し、押付けを解除する。
ステップ５１４：吸着ヘッド１０ａ、１０ｂを下降させワーク載置台１４と１５に整列されたワーク１をそれぞれ吸着後上昇させる。
ステップ５１５：ＸＹテーブル４の上方へ吸着ヘッド１０ａ、１０ｂを移動させる。
ステップ５１６：吸着ヘッド１０ａ、１０ｂを下降させ、ＸＹテーブル４にワーク１を載置し、その後吸着ヘッド１０ａ、１０ｂを上昇させる。
ステップ５１７：吸着ヘッド１０ａ、１０ｂを装置右側、すなわち、ワーク載置台１４と１５の上方へ移動させる。

図６は、実施例における一連の加工動作を説明するためのフローチャートである。制御装置８の制御の下で、以下の処理ステップによりレーザ加工が行われる。
ステップ６０１：加工すべきワーク１がストッカ１６にあるかを制御装置８が判断し、加工すべきワーク１がある場合はステップ６０２へ移行し、加工すべきワーク１がない場合は一連の動作を終了する。
ステップ６０２：搬入装置３からレーザ加工機２のＸＹテーブル４へワーク１を搬入する。搬入後、ステップ６０３へ移行する。
ステップ６０３：ワーク１をレーザ加工する。
ステップ６０４：加工されたワーク１をレーザ加工機２から図示を省略する搬出装置へ移動させる。
ここで、加工工程６０３を行っている期間に搬入工程６０２のステップ５０１～５１４を行って、次に搬入するワーク１を吸着ヘッド１０ａと１０ｂで吸着上昇させ準備しておいても良い。この場合、段取り時間を短縮して、加工効率を向上させることができる。

以上の実施例によれば、ワーク載置台１４と１５の両方でワーク１を整列させてからＸＹテーブル４へ搬入させるので、装置の横幅を広げることなく、アライメントマークの読み取り時間を短縮し、加工効率を向上させることができる。
さらに、ワーク載置台１５からワーク載置台１４へワーク１を移動させる期間に、ワーク載置台１５に吸着ヘッド１０ｃを用いて新たなワーク１を載置させることができる、すなわち、図４のステップ５０５～５０８を行っている間に、ステップ５０９～５１２を並列処理できるので、ワーク１の準備時間を短縮し加工効率を向上させることができる。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は当該実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもなく、様々な変形例が含まれる。

１：ワーク２：レーザ加工機３：搬入装置４：ＸＹテーブル５：レーザユニット
６：コラム７：ベッド８：制御装置９ａ、９ｂ、９ｃ：吸着パッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：吸着ヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：リフタ１２：スライダ１３：ガイドレール１４：ワーク載置台１５：ワーク載置台１６：ストッカ１７：搬入装置台座１８、１９：ワーク整列部材

Claims

加工前のワークが積載される搬入側ストッカと、
第１の方向に並べて載置される複数のワークを前記第１の方向および前記第１の方向に直交する第２の方向へ移動させるテーブルと、
前記複数のワークの各々を加工するために前記第１の方向に並べて配置されたレーザユニットと、
を有するレーザ加工装置において、
前記複数のワークと同数の前記第１の方向に並んだ搬入側の吸着ヘッドと、
前記テーブルに移す前のワークを一時的に載置するための前記複数のワークと同数のワーク載置台であって、各々は載置されたワークの整列機能を有し、そのうちの一つは前記第２の方向に移動して前記搬入側ストッカからワークを受取るようになった可動形式のものと、
前記可動形式ワーク載置台を他のワーク載置台とともに前記第１の方向に並んだ状態にして、前記可動形式ワーク載置台から前記吸着ヘッドによりワークを他のワーク載置台に移し、
全てのワーク載置台を前記第１の方向に並んだ状態にして、全てのワーク載置台の各々から前記吸着ヘッドにより整列動作を行った後のワークを前記テーブルに移すようにした
ことを特徴とするレーザ加工装置。
請求項１に記載のレーザ加工装置において、全てのワーク載置台に載置されたワークを前記テーブルに移した後、再び同じ動作を行う前に、少なくとも前記可動形式のワーク載置台が第２の方向に移動して前記搬入側ストッカからワークを受取り、前記可動形式ワーク載置台を他のワーク載置台とともに前記第１の方向に並んだ状態にしておく
ことを特徴とするレーザ加工装置。