激光加工装置的制造方法_3

文档序号:9443809阅读:来源:国知局
分类,确定其是属于图3所示的能够进行两孔同时加工的加工孔位置31,还是属于进行单孔加工的加工孔位置32。另外,指令生成部21按照加工顺序对加工孔进行排序,以使加工时间最短。
[0106]针对能够进行两孔同时加工的加工孔,指令生成部21算出主检流计式光学扫描器9a、9b及副检流计式光学扫描器7a、7b的各自的转动角度,该转动角度是能够对2个位置同时照射激光2a、2b的转动角度。另外,指令生成部21将对应于激光振荡器3a、3b双方的激光振荡触发标志(flag)设定为ON(例如“ I”)。
[0107]另外,针对进行单孔加工的加工孔,指令生成部21选择激光2a、2b这两束激光中的任意一束激光作为激光打孔加工所使用的激光。指令生成部21算出副检流计式光学扫描器7a、7b这两方中的与所选择的激光相对应的一方和主检流计式光学扫描器9a、9b的各自的转动角度。另外,指令生成部21将与激光振荡器3a、3b中被选择的一方相对应的激光振荡触发标志设定为0N,另一方的激光振荡触发标志设定为OFF (例如“O”)。
[0108]通过这样,指令生成部21生成对副检流计式光学扫描器7a、7b和主检流计式光学扫描器9a、9b的转动角度指令(步骤S12)。指令生成部21将所生成的转动角度指令、所设定的激光振荡触发标志和加工孔数据作为一组(set)数据存储到存储器。
[0109]指令生成部21将在步骤Sll中生成的工作台位置指令输出给XY工作台控制部25。XY工作台控制部25根据工作台位置指令使XY工作台12移动。XY工作台控制部25对XY工作台12进行定位,以使作为加工目标的加工区域30位于主检流计式光学扫描器9a、9b的激光扫描区域内(步骤S13)。
[0110]指令生成部21将在步骤S12中生成的转动角度指令输出给检流计式光学扫描器控制部23。检流计式光学扫描器控制部23根据转动角度指令,控制副检流计式光学扫描器7a、7b及主检流计式光学扫描器9a、9b的转动角度(步骤S14)。
[0111]指令生成部21将对激光振汤触发标志被设定为ON的激光振汤器3a、3b生成的激光振荡触发信号输出给激光振荡器控制部22。对副检流计式光学扫描器7a、7b及主检流计式光学扫描器9a、9b生成的转动角指令和当前的转动角度被输入激光振荡器控制部22。判断为或者推定为各检流计式光学扫描器由当前的转动角度转动到转动角度指令所指示的转动角度时,激光振荡器控制部22输出激光振荡触发信号。
[0112]输入激光振荡触发信号后,激光振荡器3a、3b输出具有激光振荡指令所设定的峰值功率、脉冲宽度、脉冲数量、脉冲频率的激光脉冲,形成激光2a、2b (步骤S15)。激光加工装置I通过照射激光2a、2b而形成激光加工孔13a、13b。
[0113]在每次形成激光加工孔13a、13b后,指令生成部21对该加工区域30内的所有加工孔的加工是否完成进行判断(步骤S16)。当判断结果为该加工区域30内还存在未完成加工的加工孔时(步骤S16:No),指令生成部21读取接下来要加工的加工孔的数据(步骤S17)。另外,指令生成部21读取与该加工孔数据为一组的转动角度指令和激光振荡触发标志。之后返回步骤S14,检流计式光学扫描器控制部23根据所读取到的转动角度指令,控制副检流计式光学扫描器7a、7b的转动角度。
[0114]另外,当判断结果为该加工区域30内的所有加工孔的加工均完成时(步骤S16:Yes),指令生成部21对加工对象物11上的所有加工区域30的加工是否全部完成进行判断(步骤S18) ο
[0115]当判断结果为加工对象物11上存在未完成加工的加工区域30时(步骤S18:No),指令生成部21读取关于下一个要进行加工的加工区域30的指令(步骤S19)。指令生成部21读取关于下一个加工区域30的工作台位置指令。而且,指令生成部21读取下一个加工区域30的加工孔数据、转动角度指令及激光振荡触发标志。之后返回步骤S13,XY工作台控制部25使XY工作台12移动并对其进行定位,以使下一个加工区域30位于主检流计式光学扫描器9a、9b的激光扫描区域内。
[0116]另外,当判断结果为加工对象物11上的所有加工区域30的加工均已完成时(步骤S18:Yes),激光加工装置I结束对该加工对象物11的加工。
[0117]采用第I实施方式,激光加工装置I能够利用透过I个f_ Θ透镜10的2束激光2a、2b进行两孔同时加工,从而能够高速地进行激光加工,且能够节省空间。
[0118]在激光加工装置I中,通过对激光振荡触发信号进行控制,能够切换两孔同时加工的方式和单孔加工的方式。与利用检流计式光学扫描器进行回避动作的情况相比,采用激光加工装置1,由于能够节省进行回避动作所需的时间,因而能够高速地对两孔同时加工和单孔加工进行切换。从而,激光加工装置进行激光加工所需要的加工时间较短。
[0119]在激光加工装置I中,能够对激光2a、2b的功率进行校准,使两孔同时加工过程中的激光加工量同等,从而能够对2点进行相同的激光打孔加工。
[0120]在将I个激光振荡器输出的I束激光分为2束而实现两孔同时加工时,加工所使用的激光的峰值功率相对于从激光振荡器输出时的峰值功率减半。而采用本实施方式,激光加工装置I使用从2个激光振荡器3a、3b输出的激光2a、2b实现两孔同时加工,从而能够以较高的峰值功率进行激光加工。因而,即便是对需要较高峰值功率的金属和玻璃材料进行加工时,也能够在短时间内完成加工。另外,还能够抑制因发热而导致的加工品质的恶化。
[0121]如上所述,激光加工装置I在多点同时照射的激光加工过程中,能够高速且高品质地实现激光加工,且能够节省空间。
[0122]【第2实施方式】
[0123]图6是本发明的第2实施方式所涉及的激光加工装置41的结构图。第2实施方式所涉及的激光加工装置41具有多个加工头。由于具有多个加工头,因而激光加工装置41能够实现高速的激光加工。对与第I实施方式中相同的部分,标注相同的标号,并适当地省略对其的说明。
[0124]激光加工装置41具有:例如2个加工头16a(第I加工头、16b (第2加工头);激光振荡器3a、3b ;分光调整机构42a、42b ;偏振光分束器43a、43b ;反射镜45 ;偏振机构4a、4b、4c、4d、XY工作台12 ;激光功率传感器14 ;控制部50。
[0125]在XY工作台12上,载放2个加工对象物Ila(第I加工对象物)、llb(第2加工对象物)。激光加工装置41通过对加工对象物IlaUlb同时照射激光44a、44b、44c、44d,能够同时进行对加工对象物Ila的2个位置的打孔加工和对加工对象物Ilb的2个位置的打孔加工,即能够同时进行4个位置的打孔加工。
[0126]分光调整机构42a是用于调整偏振光分束器43a的分光比的第I分光调整机构。分光调整机构42a允许激光振荡器3a输出的激光2a中的特定的线偏振光通过。分光调整机构42b是用于调整偏振光分束器43b的分光比的第2分光调整机构。分光调整机构42b允许激光振荡器3b输出的激光2b中的特定的线偏振光通过。分光调整机构42a、42b例如为波片。通过转动调整分光调整机构42a、42b,能够调整激光2a、2b的偏振方向。
[0127]偏振光分束器43a作为第I分光机构,使从激光振荡器3a输出经过分光调整机构42a后的激光2a分为两束,一束沿着朝向加工头16a的光路行进,另一束沿着朝向加工头16b的光路行进。偏振光分束器43b作为第2分光机构,使从激光振荡器3b输出经过分光调整机构42b后的激光2b分为两束,一束沿着朝向加工头16a的光路行进,另一束沿着朝向加工头16b的光路行进。
[0128]偏振光分束器43a例如反射所入射的激光2a中的S偏振光,透射P偏振光。偏振光分束器43b例如反射所入射的激光2b中的S偏振光,透射P偏振光。偏振光分束器43a、43b将沿45度方向偏振的线偏振光分为大致均等的S偏振光和P偏振光。另外偏振光分束器43a、43b也可以不是对沿45度方向偏振的线偏振光进行分光的光学元器件,而是对圆偏振光进行分光的光学元器件。在这种情况下,偏振光分束器43a、43b将圆偏振光分为均等的S偏振光和P偏振光。
[0129]偏振光分束器43a将入射的激光2a分为激光44a和激光44c,其中,激光44a为P偏振光,激光44c为S偏振光。偏振光分束器43b将入射的激光2b分为激光44b和激光44d,其中,激光44b为P偏振光,激光44d为S偏振光。通过利用分光调整机构42a、42b分别对激光2a、2b的偏振方向进行调整,使偏振光43a、43b射出功率均相等的激光44a、44b、44c、44d。另外,可以适当地对偏振光分束器43a、43b的反射特性和透射特性进行变更。激光44a是入射至第I加工头的第I激光。激光44b是入射至第I加工头的第2激光。激光44c是入射至第2加工头的第I激光。激光44d是入射至第2加工头的第2激光。
[0130]多个反射镜45分别设置于激光44a、44b、44c、44d的光路中。设置于激光44a的光路中的反射镜45将激光44a引导至加工头16a。设置于激光44b的光路中的反射镜45将激光44b引导至加工头16a。设置于激光44c的光路中的反射镜45将激光44c引导至加工头16b。设置于激光44d的光路中的反射镜45将激光44d引导至加工头16b。
[0131]偏振机构4a是允许从偏振光分束器43a输出的激光44a中的特定(规定)的线偏振光通过的偏振机构。偏振机构4b是允许从偏振光分束器43b输出的激光44b中的特定的线偏振光通过的偏振机构。偏振机构4c是允许从偏振光分束器43a输出的激光44c中的特定的线偏振光通过的偏振机构。偏振机构4d是允许从偏振光分束器43b输出的激光44d中的特定的线偏振光通过的偏振机构。
[0132]偏振机构4a和偏振机构4d例如允许S偏振光通过。偏振机构4b、4c例如允许P偏振光通过。通过转动调整偏振机构4a、4b、4c、4d,能够调整激光44a、44b、44c、44d的偏振方向。
[0133]从偏振光分束器43a输出的激光44a和从偏振光分束器43b输出的激光44b入射到作为第I加工头的加工头16a中。从偏振光分束器43a输出的激光44c和从偏振光分束器43b输出的激光44d入射到作为第2加工头的加工头16b中。
[0134]加工头16a对载放在XY工作面12上的两个加工对象物中的一个加工对象物Ila照射2束激光44a、44b,从而形成激光加工孔13a、13b。加工头16b对载放在XY工作面12上的另一个加工对象物Ilb照射2束激光44c、44d,从而形成激光加工孔13c、13d。
[0135]激光加工装置41使用各加工头16a、16b,能够对各加工对象物IlaUlb进行相同图形(pattern)的激光打孔加工。激光加工装置41所具有的加工头的数量越多,就能够对越多的加工对象物同时进行激光打孔加工。激光加工装置41的生产效率与加工头的数量成正比,因而增加加工头的数量能够提高激光加工装置41的生产效率。
[0136]图7是表示第I加工头的内部结构的图。作为第I加工头的加工头16a具有:反射镜5 ;副检流计式光学扫描器7a、7b ;偏振光分束器8a ;主检流计式光学扫描器9a、9b ;f- θ透镜1a ;视觉传感器15a。
[0137]反射镜5设置于入射至加工头16a中的激光44a的光路中和激光44b的光路中。设置于激光44a的光路中的反射镜5对激光44a进行反射,从而将其引导至副检流计式光学扫描器7a。设置于激光44b的光路中的反射镜5对激光44b进行反射,从而将其引导至副检流计式光学扫描器7b。
[0138]副检流计式光学扫描器7a是使激光振荡器3a输出的激光44a向第I方向偏转的第I副检流计式光学扫描器。副检流计式光学扫描器7b是使激光振荡器3b输出的激光44b向第2方向偏转的第2副检流计式光学扫描器。
[0139]偏振光分束器8a是使来自副检流计式光学扫描器7a的激光44a和来自副检流计式光学扫描器7b的激光44b合成一路的激光合路机构。偏振光分束器8a具有如下偏振特性:反射作为S偏振光的激光44a,透射作为P偏振光的激光44b。
[0140]主检流计式光学扫描器9a是使来自偏振光分束器8a的激光44a、44b向第I方向偏转的第I主检流计式光学扫描器。主检流计式光学扫描器9b是使来自偏振光分束器8a的激光44a、44b向第2方向偏转的第2主检流计式光学扫描器。
[0141]f- Θ透镜分别对来自主检流计式光学扫描器9a、9b的激光44a、44b进行聚光。视觉传感器15a由CXD照相机(摄像头)构成,该CXD照相机拍摄用于测量激光加工孔13a、13b的孔径和加工位置的图像。
[0142]图8是表示第2加工头的内部结构的图。作为第2加工头的加工头16b具有:反射镜5 ;副检流计式光学扫描器7c、7d ;偏振光分束器8b ;主检流计式光学扫描器9c、9d ;f- θ透镜1b ;视觉传感器15b。加工头16b具有与加工头16a相同的结构。
[0143]反射镜5设置于入射至加工头16b中的激光44c的光路中和激光44d的光路中。设置于激光44c的光路中的反射镜5对激光44c进行反射,从而将其引导至副检流计式光学扫描器7c。设置于激光44d的光路中的反射镜5对激光44d进行反射,从而将其引导至副检流计式光学扫描器7d。
[0144]副检流计式光学扫描器7c是使激光振荡器3a输出的44c向第I方向偏转的第I副检流计式光学扫描器。副检流计式光学扫描器7d是使激光振荡器3b输出的44d向第2方向偏转的第2副检流计式光学扫描器。
[0145]偏振光分束器Sb是使来自副检流计式光学扫描器7c的激光44c和来自副检流计式光学扫描器7d的激光44d合成一路的激光合路机构。偏振光分束器8b具有如下偏振特性:反射作为S偏振光的激光44c,透射作为P偏振光的激光44d。
[0146]主检流计式光学扫描器9c是使来自偏振光分束器8b的激光44c、44d向第I方向偏转的第I主检流计式光学扫描器。主检流计式光学扫描器9d是使来自偏振光分束器8b的激光44c、44d向第2方向偏转的第2主检流计式光学扫描器。
[0147]f- Θ透镜1b分别对来自主检流计式光学扫描器9c、9d的激光44c、44d进行聚光。视觉传感器15b由CXD照相机构成,该CXD照相机拍摄用于测量激光加工孔13c、13d的孔径和加工位置的图像。
[0148]控制部50对整个激光加工装置41进行控制。控制部50具有指令生成部21、激光振荡器控制部22、检流计式光学扫描器控制部51、视觉传感器控制部52、XY工作台控制部25及激光功率传感器控制部26。
[0149]检流计式光学扫描器控制部51基于指令生成部21输出的转向角度指令,控制副检流计式光学扫描器7a、7b、7c、7d和主检流计式光学扫描器9a、9b、9c、9d的转动角度。
[0150]在利用视觉传感器15a对形成在加工对象物
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