專利名稱：激光加工部件和具有該激光加工部件的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由激光對(duì)薄板狀工件進(jìn)行穿孔的激光加工部件和具有該激光加工部件的加工裝置。
但是，在上述現(xiàn)有的激光加工裝置中，由于是一體具有XY移動(dòng)臺(tái)與控制盤等的大型而大重量的構(gòu)造，在維護(hù)性上有問題。
例如，在上述激光加工裝置中，由于是大型而大重量的構(gòu)造，為維護(hù)進(jìn)行移動(dòng)、或出現(xiàn)故障時(shí)暫時(shí)更換上替換機(jī)，都是很困難的。
另外，在變更將激光引導(dǎo)向工件的光學(xué)系統(tǒng)形式的情況下，比如由多束激光在同一工件上加工多個(gè)穿孔的激光加工裝置中，在需要增減其可同時(shí)穿孔數(shù)量的情況下，變更前述光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須是全部更換。
再有，在同一工件上加工較大直徑孔和微小直徑孔兩種孔的情況下，在加工較大直徑孔時(shí)，由于須沿該孔的輪廓移動(dòng)激光的焦點(diǎn)，有著加工時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
用于解決上述課題的本發(fā)明的技術(shù)方案的特征在于通過夾著工件插入空間配置的部件一方半部及部件另一半部、和將該部件一方半部與部件另一半部連接為一體的連接部構(gòu)成框體；在前述部件一方半部?jī)?nèi)設(shè)置將從激光射出口射出的激光導(dǎo)向前述部件另一半部上的加工區(qū)域、并將其導(dǎo)入的激光聚光或者以及成像的光學(xué)系統(tǒng)；在前述加工區(qū)域，設(shè)置透過或吸收激光的受光板。
這里，作為本發(fā)明的加工對(duì)象的工件，包括全部構(gòu)成半導(dǎo)體裝置中的撓性基板等的帶或陶瓷投影片等由激光可加工的材料。
另外，所謂上述的加工包括切斷加工、穿孔加工、在工件表面形成槽的劃線加工、在工件表面加工出深度僅數(shù)微米的有底孔構(gòu)成的標(biāo)記的標(biāo)記加工等可由激光加工的全部。
另外，上述成像，則是指在激光光路中設(shè)置具有規(guī)定形狀貫穿孔的遮光板，使激光通過前述遮光板的貫穿孔，在工件上照射出該貫穿孔的形狀。
上述光學(xué)裝置，具體而言，乃是具有用于將激光聚光于工件上的聚光透鏡、和在工件上照射出貫穿孔的形狀的前述遮光板中的一方或兩方。
而且，上述框體最好是容易進(jìn)行為了進(jìn)行維護(hù)的裝拆、更換、移動(dòng)；由機(jī)臺(tái)與工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制回路等構(gòu)成，且相對(duì)于輸入工件的加工裝置本體是可裝拆的。
根據(jù)上述技術(shù)方案，從激光射出口發(fā)出的激光，通過光學(xué)裝置導(dǎo)向加工區(qū)內(nèi)并聚光，透過或吸收于加工區(qū)內(nèi)的受光板。從而，如將工件插入框體的部件一方半部與部件另一半部間的工件插入空間，該工件即通過激光照射、進(jìn)行穿孔。
第二項(xiàng)發(fā)明的特征在于，在上述連接部?jī)?nèi)配設(shè)產(chǎn)生激光的激光振動(dòng)器。
第三項(xiàng)發(fā)明的特征在于，上述光學(xué)裝置構(gòu)成為，使從激光射出口射出的激光通過矯正為平行光的矯正透鏡之后，使其分別反射到由支承于Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的Y軸掃描鏡和支承于X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的X軸掃描鏡上，將該反射的激光導(dǎo)入上述部件另一半部上的加工區(qū)域內(nèi)，通過聚光透鏡聚光；可分別通過X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置改變X軸掃描鏡與Y軸掃描鏡的反射角。
第四項(xiàng)發(fā)明的特征在于，上述激光加工部件被控制為可穿設(shè)組合孔。
第五項(xiàng)發(fā)明的特征在于，上述光學(xué)裝置在激光光路中具有分光裝置，將分光后的激光導(dǎo)向加工區(qū)域內(nèi)，并對(duì)該導(dǎo)入的激光聚光。
第六項(xiàng)發(fā)明的特征在于，上述激光加工部件被控制為可穿設(shè)格網(wǎng)孔。
第七項(xiàng)發(fā)明的特征在于，上述激光加工部件是凹設(shè)了加工區(qū)域的扁平矩形體。
第八項(xiàng)發(fā)明的特征在于，將上述光學(xué)裝置構(gòu)成于殼筒內(nèi)，并將該殼筒可裝拆地配置于上述框體的部件一方半部上。
第九項(xiàng)發(fā)明的特征在于，將上述激光加工部件可裝拆地配置于機(jī)臺(tái)上。
第十項(xiàng)發(fā)明的特征在于，在機(jī)臺(tái)上并設(shè)上述激光加工部件與沖孔部件，有選擇地使用該激光加工部件與沖孔部件來加工工件。
圖2是表示

圖1的激光加工部件的光學(xué)裝置之一例的立體圖。
圖3是表示具有圖1的激光加工部件的加工裝置的立體圖。
圖4是表示本發(fā)明的激光加工部件另一例子的剖面圖。
圖5是表示光學(xué)裝置其它示例的立體圖。
圖6是表示光學(xué)裝置其它示例的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明的激光加工部件又一例的剖面圖。
圖8A-圖8C是表示對(duì)工件穿設(shè)組合孔順序之一例的平面圖。
圖9A-圖9C是表示對(duì)工件穿設(shè)格網(wǎng)孔順序之一例的平面圖。
圖10A是表示將從單個(gè)激光振動(dòng)器射出的激光分光到多個(gè)激光加工部件的概略平面圖。
圖10B是表示將從多個(gè)激光振動(dòng)器射出的激光分別分光到多個(gè)激光加工部件之一例的概略平面圖。
圖1與圖2表示本發(fā)明的激光加工部件之一例。
該激光加工部件A是進(jìn)行穿孔加工的部件，它具有可向輸入工件W的加工裝置本體1裝拆的框體10和安裝于該框體10內(nèi)的光學(xué)裝置20，通過由光學(xué)裝置20導(dǎo)向聚光的激光對(duì)工件W進(jìn)行穿孔。
框體10由夾著工件插入空間S配置的部件一方半部11與部件另一半部12和連接起該部件一方半部11與部件另一半部12的連接部13形成一體的コ字形。
部件一方半部11具有空間部，該空間部側(cè)面看成倒L字形，它由從其上部前側(cè)開始的彎曲空間部11a與其前端側(cè)下部的聚光空間部11b連通構(gòu)成。在彎曲空間部11a內(nèi)將從后方導(dǎo)向前方朝向下方的激光，在圓筒狀聚光空間部11b內(nèi)聚光。
另外，在該彎曲空間部11a上方側(cè)開口部，為方便從上方側(cè)維護(hù)光學(xué)裝置20，可裝拆地安裝著蓋構(gòu)件11c。
在部件一方半部11上端的蓋構(gòu)件11c上，可根據(jù)需要可裝拆地安裝CCD攝像機(jī)14，而且在矯正透鏡23與Y軸掃描鏡24b之間的激光光路中，配設(shè)將從Y軸掃描鏡24b側(cè)入射的攝像光向CCD攝像機(jī)14反射同時(shí)使激光透過的反射鏡14a；由該CCD攝像機(jī)14對(duì)工件W基準(zhǔn)標(biāo)記攝像，同時(shí)進(jìn)行圖像處理，由后述的加工裝置本體1的移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b將工件W向XY方向控制移動(dòng)并進(jìn)行位置修正。
在彎曲空間部11a內(nèi)的后端，根據(jù)需要可裝拆地配設(shè)導(dǎo)向光射出部17，這時(shí)，上述反射鏡22由可透過由光射出部17射出的光的透鏡或棱鏡構(gòu)成。
光射出部17具體來說使用激光二極管構(gòu)成。在工件上照射斑點(diǎn)狀的光，從而可目視確認(rèn)工件W上的加工位置；對(duì)其射出光的顏色沒有什么特別限定，從可視性觀點(diǎn)出發(fā)，最好是紅色的。
另外，上述CCD攝像機(jī)14與光射出部17的配置，不限于上述這樣，從可使入射到CCD攝像機(jī)14的攝像光或從光射出部17來的射出光與激光同軸、或可對(duì)應(yīng)由于X軸掃描鏡25b及Y軸掃描鏡24b帶來的激光照射位置的變化等來看，或采取上述配置，或者最好是將圖示的CCD攝像機(jī)14與光射出部17的位置反轉(zhuǎn)過來配置。
在工件插入空間S，根據(jù)需要可設(shè)置輔助氣體噴射口15、吸引口16。
輔助氣體噴射口15的作用是通過噴射氮?dú)饣驓鍤獾葋矸乐辜す饧庸さ墓ぜ的氧化，同時(shí)吹去加工渣體與異物等而將其導(dǎo)向吸引口16。
吸引口16，是真空吸引裝置(未圖示)的吸引部，用來吸引由激光加工產(chǎn)生的廢氣、渣體、異物等。
而且，前述輔助氣體噴射口15與吸引口16可以可裝拆地支承于框體10，也可以支承于框體10的外部。
部件另一半部12，在圓筒狀聚光空間部11b中同軸狀地設(shè)有激光透過空間部12a，在下端面，具有可將該激光加工部件A可裝拆地裝于加工裝置本體1的斷面成倒凸字形的槽部12b。
前述激光透過空間部12a，向下方透過從部件一方半部11側(cè)向下方射出情況下的激光。
而且，由該激光加工部件A進(jìn)行的穿孔加工，可以是在工件W形成貫穿孔，也可以在工件W形成有底孔。
在工件W上形成貫穿孔的情況下，使激光貫穿工件W，使其透過前述激光透過空間部12a。
而在工件W上形成通路孔(ビアホ一ル)等有底孔的情況下，斷續(xù)地射出激光，通過控制其射出次數(shù)，來決定前述有底孔的深度尺寸。
在激光透過空間部12a的上端開口面，安裝著可透過激光的受光板12c，該受光板12c上成為加工區(qū)域E。
前述受光板12c是網(wǎng)板狀金屬性構(gòu)件，以使激光透過網(wǎng)眼。該受光板12c安裝成相對(duì)于部件另一半部12可裝拆形式，以便在由于激光照射而老化時(shí)進(jìn)行更換。
而且，該受光板12c，只要是由可透過激光的材質(zhì)構(gòu)成，不是前述那樣網(wǎng)板狀也可以，比如也可以是可透過激光的有色玻璃板等。在這種構(gòu)成的情況下，在前述玻璃板下方，最好設(shè)激光檢測(cè)部18。該激光檢測(cè)部18是眾所周知的用來檢測(cè)激光強(qiáng)度的傳感器，根據(jù)反饋控制，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整由激光振動(dòng)器(未圖示)所產(chǎn)生的激光的強(qiáng)度。
另外，在上述構(gòu)成中，示出了使激光透過受光板12c的一例，但也可以由黑色板狀構(gòu)件等吸收激光的材料來形成。
光學(xué)裝置20構(gòu)成為將從貫穿部件一方半部11內(nèi)的激光射出口25向下射出的激光，通過反射鏡22向前方反射，通過矯正透鏡23之后，依次反射到支承于Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的Y軸掃描鏡24b與支承于X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的X軸掃描鏡25b上，將其反射的激光導(dǎo)入部件另一半部12上的加工區(qū)域E，同時(shí)由聚光透鏡21聚光。
激光射出口25，其前端側(cè)，在彎曲空間部11a內(nèi)向下可裝拆地貫穿安裝于部件一方半部11的蓋構(gòu)件11c上，由連接于其后端部的光纜26傳輸?shù)募す鈴那岸瞬可涑觥?br> 尚且，在本實(shí)施例中，在加工裝置本體1裝備有作為激光振動(dòng)源的激光振動(dòng)器(未圖示)，通過光纜26將從該激光振動(dòng)器射出的激光引導(dǎo)并從激光射出口25射出，但也可以構(gòu)成為直接將激光振動(dòng)器連接于激光射出口25的后端。
上述激光振動(dòng)器，可以是YAG激光振動(dòng)器、或C02激光振動(dòng)器等眾所周知的構(gòu)造的激光振動(dòng)器，但在通過光纜26導(dǎo)向激光射出口25的情況下，最好是使用可以產(chǎn)生能通過光纜26的波長(zhǎng)400-3000納米的激光的激光振動(dòng)器，比如使用YAG激光發(fā)振器；但也可以通過將前述光纜26變成CO2激光用光纜而使用CO2激光振動(dòng)器。
另外，上述激光振動(dòng)器，可由單個(gè)或多個(gè)構(gòu)成。如圖10A所示，將從激光振動(dòng)器90射出的激光通過由棱鏡等構(gòu)成的分光裝置(未圖示)分光，將其分光后的多束激光分別通過光纜26分到多個(gè)激光加工部件A。
另外，如圖10B所示，對(duì)于多個(gè)激光振動(dòng)器90的各個(gè)振動(dòng)器，可將由各激光振動(dòng)器90射出的激光通過由棱鏡等構(gòu)成的分光裝置(未圖示)分光，將分開的多束激光，通過各自的光纜26分到多個(gè)激光加工部件A。
在這種構(gòu)成情況下，可將多個(gè)激光振動(dòng)器90做成激光輸出量不同的振動(dòng)器，對(duì)于進(jìn)行直徑比較小的穿孔加工的激光加工部件A，使用小容量的激光振動(dòng)器90，而對(duì)進(jìn)行直徑比較大的穿孔加工的激光加工部件A，使用大容量的激光振動(dòng)器90，這樣可以構(gòu)成能量損失小的激光加工裝置。
在圖10A與圖10B所示例的構(gòu)成中，如在各光纜26的中途設(shè)遮斷激光的遮斷裝置(未圖示)，可根據(jù)需要對(duì)多個(gè)激光加工部件A的加工進(jìn)行有選擇的遮斷。
反射鏡22是以大致45°傾斜角支承于彎曲空間部11a內(nèi)、向前方反射從激光射出口25前端部向下射出的激光的鏡子；只要能起到同樣作用，當(dāng)然也可以使用棱鏡。
矯正透鏡23是通過單個(gè)透鏡或多個(gè)透鏡的組合將激光矯正成平行光的鏡子；最好是使用將激光光束直徑擴(kuò)大后調(diào)成平行光、可得到擴(kuò)展角很小的平行狀激光的光束擴(kuò)張透鏡。
Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a，是構(gòu)成為可改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角的電流計(jì)或伺服馬達(dá)等，Y軸掃描鏡24b是固定于前述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的鏡子。這些Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a與Y軸掃描鏡24b，為了將激光通過Y軸掃描鏡24b反射而導(dǎo)向X軸掃描鏡25b配置成軸垂直狀，并成貫穿狀安裝于框體10的部件一方半部11Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a，電氣連接于加工裝置本體1的控制回路(未圖示)，通過控制其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，可改變Y軸掃描鏡24b的反射角。
X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a及X軸掃描鏡25b，與上述Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a和Y軸掃描鏡24b同樣構(gòu)成，配置成應(yīng)將通過Y軸掃描鏡24b所反射的激光再由X軸掃描鏡向下方反射的成軸水平狀，并貫穿狀安裝于框10的部件一方半部11前端面。
X軸掃描鏡25b也和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a一樣，電氣連接于加工裝置本體1的控制回路(未圖示)，通過控制其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，可改變X軸掃描鏡25b的反射角。
聚光透鏡21是將由上述X軸掃描鏡25b掃描的激光大致成直角入射于加工區(qū)域E、同時(shí)向工件W聚光的所謂fθ透鏡，由眾所周知的固定裝置(未圖示)固定于聚光空間部11b內(nèi)。該聚光透鏡21，圖示例中由1塊透鏡構(gòu)成，但也可以根據(jù)需要由多塊透鏡構(gòu)成。
如依據(jù)上述構(gòu)成之激光加工部件A，Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a由控制轉(zhuǎn)動(dòng)角可改變Y軸掃描鏡24b的反射角，其結(jié)果，可改變?cè)诩庸^(qū)域E上的掃描激光Y方向的位置(參照?qǐng)D2)。
同樣，X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a借控制轉(zhuǎn)動(dòng)角可改變X軸掃描鏡25b的反射角，其結(jié)果，可改變?cè)诩庸^(qū)域E上掃描的激光的X方向的位置(參照?qǐng)D2)。
另外，該激光加工部件A，是通過對(duì)Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a與X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a的動(dòng)作控制、可在規(guī)定區(qū)域內(nèi)的任意位置進(jìn)行穿孔的裝置，故適于圖8A-圖8C所例示的組合孔的穿孔。這種組合孔是在工件W上設(shè)置多個(gè)規(guī)定區(qū)域x，依次在各區(qū)域形成多個(gè)孔h。
對(duì)由激光穿孔部件A對(duì)該組合孔進(jìn)行穿孔的順序之一例詳細(xì)說明如下首先如圖8A所示，在工件W上的一個(gè)規(guī)定區(qū)域x內(nèi)，由上述激光加工部件A形成多個(gè)孔h。這時(shí)，前述規(guī)定區(qū)X內(nèi)的各孔h，在以預(yù)先設(shè)于工件W上的基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)m為基準(zhǔn)的各坐標(biāo)位置上依次穿孔。這時(shí)的各坐標(biāo)位置，由激光加工部件A的Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a及X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a控制動(dòng)作來確定。
而后，在向一個(gè)規(guī)定區(qū)域x內(nèi)的穿孔結(jié)束之后，將工件移動(dòng)規(guī)定間距，如圖8B所示，另一規(guī)定區(qū)域x內(nèi)的多個(gè)穿孔與前述一樣地進(jìn)行，最后，如圖8C所示，針對(duì)多個(gè)規(guī)定區(qū)域x的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行了多個(gè)穿孔加工。
下邊對(duì)可裝拆地安裝著上述構(gòu)成的激光加工部件A的加工裝置本體1進(jìn)行說明。
加工裝置本體1，以機(jī)臺(tái)1a上面為基準(zhǔn)面，在機(jī)臺(tái)1a的前端側(cè)，在比機(jī)臺(tái)1a上面低一個(gè)臺(tái)階的部件安裝面1c上，可裝拆地安裝著上述激光加工部件A與沖孔部件B，在其后方裝設(shè)夾著吸附工件保持架1b1、并可控制沿X·Y向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b。該加工本體1，由吸附工件保持架1b1吸附從機(jī)臺(tái)1a內(nèi)向上方送出(未圖示)的工件W，由前述移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b移送，有選擇地插入激光加工部件A或沖孔部件B的工件插入空間S、S’中。
前述移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b，這里雖不進(jìn)行詳述，但其在X軸線方向、Y軸線方向共同以圓頭螺釘方式在可控制運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)體1b2的前面?zhèn)染哂?對(duì)上下一對(duì)的夾子1b3、1b3，可以通過該2對(duì)夾子1b3、1b3夾持著吸附工件保持架1b1。
吸附工件保持架1b1，其內(nèi)部成中空狀，其背面(下面)開設(shè)多個(gè)吸氣孔，通過安裝于與移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b間的吸排氣管1b4吸排其內(nèi)部的空氣來吸附·脫開工件。
在機(jī)臺(tái)1a上，形成激光部件安裝凹部1a1與沖孔部件安裝凹部1a2，這些激光部件安裝凹部1a1與沖孔部件安裝凹部1a2的底面，與部件安裝面1c的上面平齊。
在激光部件安裝凹部1a1與沖孔部件安裝凹部1a2的各底面上固定多個(gè)部件導(dǎo)軌1a3。
各部件導(dǎo)軌1a3，形成為與激光加工部件A底面?zhèn)鹊牟鄄?2b相嵌合的T字形斷面。而且，在沖孔部件B的底面?zhèn)纫残纬膳c激光加工部件A的槽部12b一樣的槽部12b’，該槽部12b’嵌合于部件導(dǎo)軌1a3。
激光加工部件A與沖孔部件B，分別通過使槽部12b、12b’向Y向滑動(dòng)、從其前端側(cè)嵌合于部件導(dǎo)軌1a3，來安裝于加工裝置本體1。在其安裝狀態(tài)，激光加工部件A的加工區(qū)域E上面和沖孔部件B的模d上面，與機(jī)臺(tái)1a的上面平齊。
沖孔部件B是上半部裝沖頭p、下半部裝與其相對(duì)的模d的側(cè)面看大致成コ字形的眾所周知的構(gòu)造的穿孔部件，在其底面?zhèn)龋纬捎糜谘b拆于加工裝置本體1的部件導(dǎo)軌1a3的槽部12b’。
如根據(jù)上述構(gòu)成的加工裝置本體1，由于激光加工部件A與沖孔部件B對(duì)加工裝置本體1構(gòu)成可裝拆形式，故其安裝數(shù)量的變更、各部件的維修、更換等都很容易進(jìn)行。
另外，由于并設(shè)了激光加工部件A與沖孔部件B，可通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)1b的控制，有選擇地將工件W插入激光加工部件A的工件插入空間S或沖孔部件B的工件插入空間S’。從而，比如對(duì)由激光加工部件A對(duì)微小直徑孔的穿孔，或以沖孔部件B對(duì)花費(fèi)穿孔時(shí)間的直徑較大的孔的穿孔等，可根據(jù)需要選擇激光加工部件A與沖孔部件B。
另外，根據(jù)上述實(shí)施例，分別單設(shè)了激光部件安裝凹部1a1與沖孔部件安裝凹部1a2，但也可以是在單一的安裝凹部上混合并設(shè)激光加工部件A與沖孔部件B。
下邊來說明圖4示出的激光加工部件的另一例。
該激光加工部件C，是內(nèi)藏作為激光振動(dòng)源的激光振動(dòng)器30之構(gòu)成的部件，對(duì)與激光加工部件A相同構(gòu)成部位，賦予相同符號(hào)而省略其重復(fù)說明。
激光加工部件C具有輸入工件W并可向加工裝置本體1裝拆的框體10’和安裝于該框體10’內(nèi)的光學(xué)裝置20’及激光振動(dòng)器30；通過光學(xué)裝置20’將激光振動(dòng)器射出的激光導(dǎo)入聚光于加工區(qū)域E，對(duì)工件W穿孔加工。
框體10’是在上述框體10的構(gòu)成上，加上激光振動(dòng)器安裝空間部13a的構(gòu)成。
激光振動(dòng)器安裝空間部13a是在連接部件一方半部11與部件另一半部12的連接部13內(nèi)形成的空間，該空間的上端側(cè)連通彎曲空間部11a的后端側(cè)。
激光振動(dòng)器安裝空間部13a內(nèi)的激光振動(dòng)器30，可以用YAG激光振動(dòng)器、或CO2激光振動(dòng)器等眾所周知構(gòu)造的激光振動(dòng)器，配置成可從一體設(shè)于其上端部的激光射出口31向上方射出激光。
光學(xué)裝置20’是，將從激光振動(dòng)器30的激光射出口31射出的激光依次由多個(gè)反射鏡22a、22b、22c反射導(dǎo)向矯正透鏡23的中央；而后將通過矯正透鏡23的激光依次反射到支承于Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的Y軸掃描鏡24b和支承于X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的X軸掃描鏡25b，再將其反射的激光導(dǎo)向部件另半部12上的加工區(qū)域E內(nèi)，同時(shí)由聚光透鏡21聚光。
前述多個(gè)反射鏡22a、22b、22c，只要是能將從激光振動(dòng)器30的激光射出口31射出的激光導(dǎo)向矯正透鏡23的中央，也可以是由單個(gè)的反射鏡構(gòu)成，也可以是由單個(gè)或多個(gè)棱鏡構(gòu)成。
如根據(jù)上述激光加工部件C，由于構(gòu)成為內(nèi)藏激光振動(dòng)器30、且對(duì)加工裝置本體1是可拆裝的，故將其從加工裝置本體1取下，可以很容易地對(duì)光學(xué)裝置20’和激光振動(dòng)器兩者進(jìn)行維修。
下邊來說明圖5所示激光加工部件再一實(shí)施例。
該激光加工部件D，由于是將上述激光加工部件A的光學(xué)裝置20置換成光學(xué)裝置20”，對(duì)光學(xué)裝置20”以外的部位給予相同符號(hào)而省略重復(fù)說明。
光學(xué)裝置20”，在激光光路中具有第一分光鏡27a、第二分光鏡27b、和第三分光鏡27c的分光裝置。
該光學(xué)裝置20”，將從貫穿部件一方半部11內(nèi)的激光射出口25向下射出的激光，由第一反射鏡22a向前方反射后，由第一分光鏡27a分為向前的第一光路x1和垂直于該第一光路x1方向的第二光路x2。
而且，該光學(xué)裝置20”，將前述第一光路x1的激光，由第二分光鏡27b向前方與下方分光，其分光后向前的激光再由第二反射鏡22b向下反射。
在該光學(xué)裝置20”中，由第三反射鏡22c將前述第二光路x2的激光向前方反射，其向前的激光再由第三分光鏡27c分為向前方與下方，其分光后向前方的激光再由第四反射鏡22d向下方反射。
上述這樣，分為向下的4個(gè)光路的各激光，由設(shè)于向下光路上的聚光透鏡21’聚光于加工區(qū)域E內(nèi)。
上述第一至第四反射鏡22a、22b、22c、22d與第一至第三分光鏡27a、27b、27c，可分別使用眾所周知構(gòu)造的鏡子或棱鏡。
如根據(jù)上述激光加工部件D，與上述激光加工部件A和激光加工部件C一樣，由于對(duì)加工裝置本體1是可裝拆的，維修性能優(yōu)良，同時(shí)可由分開的多束激光同時(shí)進(jìn)行多個(gè)穿孔。
另外，這種激光加工部件D，由于可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)穿孔，故適用于圖9A-圖9C所例示的網(wǎng)格孔加工。這種網(wǎng)格孔這樣形成；在工件W上設(shè)定多個(gè)規(guī)定區(qū)域x，對(duì)這些多個(gè)規(guī)定區(qū)域x，同時(shí)在各個(gè)區(qū)域?qū)ν蛔鴺?biāo)位置進(jìn)行穿孔，反復(fù)多次進(jìn)行這種同時(shí)穿孔。
若對(duì)由上述激光加工部件D進(jìn)行這種網(wǎng)格孔穿孔的順序之一例詳細(xì)說明，首先如圖9A所例示，在四個(gè)規(guī)定區(qū)域x內(nèi)各個(gè)區(qū)域，由激光穿孔部件D同時(shí)對(duì)各區(qū)域內(nèi)同一坐標(biāo)位置進(jìn)行穿孔。這時(shí)，被穿孔的一個(gè)孔h的坐標(biāo)位置，是以設(shè)于規(guī)定區(qū)域x之一的基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)m為基準(zhǔn)來確定的。這時(shí)同時(shí)穿孔的其他孔h的坐標(biāo)位置，由激光穿孔部件D的分光裝置來固定。
其次，將工件W在規(guī)定的XY方向控制移動(dòng)，如圖9B所例示，第二個(gè)孔的孔眼，由激光穿孔部件D，在4個(gè)規(guī)定區(qū)域x內(nèi)的同一坐標(biāo)上同時(shí)進(jìn)行穿孔。
而后，如沿XY向移動(dòng)前述工件W，通過反復(fù)進(jìn)行激光穿孔部件D的同時(shí)穿孔，即可形成圖9C所例示的網(wǎng)孔。
下邊來說明圖6所示激光加工部件另一例。
該激光加工部件E，由于是在上述激光加工部件A的光學(xué)裝置20上加裝遮光板的構(gòu)造，故對(duì)除遮光板40以外的部位給予相同符號(hào)，而省略重復(fù)說明。
遮光板40是將不透過激光的眾所周知的材料加工成板狀，在其大致中央部穿設(shè)規(guī)定形狀的貫穿孔41的構(gòu)成，配置于矯正透鏡23與Y軸掃描鏡24b間的激光光路中，可裝拆地固定。
從而，從激光射出口25向下射出、由反射鏡22向前方反射并通過矯正透鏡23的激光，其一部分由遮光板40的貫穿孔41外周部位遮著，而另外一部分通過貫穿孔41內(nèi)。
而后，通過貫穿孔41內(nèi)的激光，依次反射到支承于Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置24a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的Y軸掃描鏡24b與支承于X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置25a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的X軸掃描鏡25b，導(dǎo)向加工區(qū)域E方向，通過聚光透鏡21在聚光透鏡21與加工區(qū)域E之間的中途位置上聚光再擴(kuò)散后，以貫穿孔41的形狀照射加工區(qū)域E內(nèi)。
如根據(jù)上述激光加工部件E，由于可在短時(shí)間內(nèi)穿孔成遮光板40的貫穿孔41的形狀，通過將遮光板40更換成貫穿孔形狀不同的遮光板，可以很容易地改變穿孔形狀。
下邊來說明圖7示出的激光加工部件又一實(shí)施例。
該激光加工部件F，由于是在上述激光加工部件A上加裝殼筒80構(gòu)成，故對(duì)殼筒80以外的部位給予相同符號(hào)而省略重復(fù)說明。
該殼筒80是具有彎曲空間部11a與聚光空間部11b的中空體，形成為相對(duì)于框體10的部件一方半部11可裝拆，在其內(nèi)部空間(彎曲空間部11a與聚光空間部11b)，具有上述構(gòu)成的光學(xué)裝置20。
如根據(jù)該激光加工部件F，由于光學(xué)裝置對(duì)于框體連同殼筒是可裝拆的，可根據(jù)需要變更光學(xué)裝置的形式，可以很容易地進(jìn)行對(duì)光學(xué)裝置的修理等、以及光學(xué)裝置的裝拆更換。
上述D、E、F各激光加工部件，分別例示了不內(nèi)藏激光振動(dòng)器的構(gòu)造，但也可以是與上述激光加工部件C同樣具有激光振動(dòng)器30。
本發(fā)明，由于是上述說明的構(gòu)成，故可以產(chǎn)生以下記述的效果。
如根據(jù)第一項(xiàng)發(fā)明，由于是具備光學(xué)裝置等的一體部件構(gòu)造，向加工裝置本體裝拆更換容易，維護(hù)性能優(yōu)良。例如，在將該激光加工部件從加工裝置本體取下狀態(tài)下，可進(jìn)行光學(xué)裝置的維護(hù)或調(diào)整等作業(yè)，或?qū)υ摷す饧庸げ考Q上新部件或不同形式產(chǎn)品，都非常容易。
而且，如在加工裝置本體上并設(shè)多個(gè)該激光加工部件的話，可在同一工件上同時(shí)加工出多個(gè)穿孔的基礎(chǔ)上，由增減該激光加工部件可很容易地改變其同時(shí)穿孔數(shù)量。
如根據(jù)第二項(xiàng)發(fā)明，由于將激光振動(dòng)器與該激光加工部件同一體處理，故可更進(jìn)一步提高其維護(hù)性能。
如根據(jù)第三項(xiàng)發(fā)明，由于可分別改變X軸掃描鏡與Y軸掃描鏡的反射角，故可很容易地改變穿孔位置與孔的形狀等。
如根據(jù)第四項(xiàng)發(fā)明，由于可由分別改變X軸掃描鏡與Y軸掃描鏡的反射角來改變穿孔位置，故可對(duì)由多個(gè)孔構(gòu)成的組合孔有效穿孔。
如根據(jù)第五項(xiàng)發(fā)明，由于是由分光裝置分光后的激光分別導(dǎo)入并聚光于加工區(qū)域的構(gòu)造，可在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)穿孔出多個(gè)孔。
如根據(jù)第六項(xiàng)發(fā)明，通過有效利用分光裝置特性，可有效進(jìn)行網(wǎng)格孔的穿孔。
如根據(jù)第七項(xiàng)發(fā)明，由于上述激光加工部件是扁平矩形體，可在加工裝置本體側(cè)限定的設(shè)置區(qū)域內(nèi)，并設(shè)更多的這種部件。
如根據(jù)第八項(xiàng)發(fā)明，由于具有光學(xué)裝置的殼筒相對(duì)于框體是可裝拆的，比如根據(jù)需要可連同內(nèi)筒更換光學(xué)裝置，更進(jìn)一步提高維護(hù)性能。
如根據(jù)第九項(xiàng)發(fā)明，可提供容易進(jìn)行激光加工部件安裝更換等、維護(hù)的激光加工裝置。
如根據(jù)第十項(xiàng)發(fā)明，可根據(jù)需要有選擇地使用激光加工部件與沖孔部件有效進(jìn)行穿孔作業(yè)。比如，由激光加工部件進(jìn)行微小直徑孔的穿孔，而以沖孔部件對(duì)需花費(fèi)較多穿孔時(shí)間直徑較大的孔進(jìn)行穿孔，可選擇有效的穿孔作業(yè)模式。
如根據(jù)第十一項(xiàng)發(fā)明，由于將從激光振動(dòng)器射出的激光由光纜分光后使用，可構(gòu)成具有最小必要數(shù)量、低成本的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種激光加工部件，其特征在于，由夾著工件插入空間相對(duì)置的部件一方半部與部件另一半部、和將該部件一方半部與部件另一半部連接成一體的連接部構(gòu)成框體；在前述部件一方半部?jī)?nèi)設(shè)置將從激光射出口射出的激光導(dǎo)入前述部件另半部上的加工區(qū)內(nèi)、并對(duì)該導(dǎo)入的激光聚光或者/以及成像的光學(xué)裝置；在前述加工區(qū)內(nèi)設(shè)置透過或吸收激光的受光板。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工部件，其特征在于，在上述連接部?jī)?nèi)配設(shè)產(chǎn)生激光的激光振動(dòng)器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光加工部件，其特征在于，上述光學(xué)裝置構(gòu)成為使從激光射出口射出的激光通過矯正為平行光的矯正透鏡之后，使其分別反射到由支承于Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的Y軸掃描鏡和支承于X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的X軸掃描鏡上，將其反射的激光導(dǎo)入上述部件另一半部加工區(qū)域內(nèi)，由聚光透鏡聚光；通過X軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置可分別改變X軸掃描鏡與Y軸掃描鏡的反射角。
4.如權(quán)利要求3所述的激光加工部件，其特征在于，可控制對(duì)組合孔進(jìn)行穿孔。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的激光加工部件，其特征在于，上述光學(xué)裝置在激光光路中具有分光裝置，將分光后的各激光束導(dǎo)入加工區(qū)域內(nèi)，并對(duì)導(dǎo)入的激光聚光。
6.如權(quán)利要求5所記述的激光加工部件，其特征在于，可控制對(duì)格網(wǎng)孔進(jìn)行穿孔。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的激光加工部件，它是凹設(shè)了加工區(qū)的扁平矩形體。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的激光加工部件，其特征在于，在殼筒內(nèi)構(gòu)成上述光學(xué)系統(tǒng)，并將該殼筒可裝拆地配設(shè)于上述框體的部件一方半部?jī)?nèi)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的激光加工部件，其特征在于，將其可裝拆地配置于機(jī)臺(tái)上。
10.如權(quán)利要求9所述的激光加工部件，其特征在于，在機(jī)臺(tái)上并設(shè)上述激光加工部件與沖孔部件，有選擇地使用這些激光加工部件與沖孔部件加工工件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的激光加工部件，其特征在于，在機(jī)臺(tái)上配置多個(gè)上述激光加工部件，通過多條光纜將從單個(gè)或多個(gè)激光振動(dòng)器射出的激光分光到多個(gè)激光加工部件。
全文摘要
提供容易向加工裝置本體裝拆更換、維護(hù)性能優(yōu)良并可有效進(jìn)行穿孔作業(yè)的激光加工部件和具有該激光加工部件的加工裝置。由夾著工件插入空間(S)相對(duì)置的部件一方半部(11)與部件另一半部(12)、和將該部件一方半部(11)與部件另一半部(12)連接起來的連接部(13)一體構(gòu)成可裝拆于輸入工件(W)的加工裝置本體的框體(10)；在部件一方半部(11)內(nèi)設(shè)置，將從激光射出口(25)射出的激光導(dǎo)入部件另一半部(12)中的加工區(qū)域(E)內(nèi)、并將導(dǎo)入的激光進(jìn)行聚光的光學(xué)裝置(20)，同時(shí)在前述加工區(qū)域(E)內(nèi)設(shè)置透過激光的受光板(12c)。
文檔編號(hào)B23K26/38GK1435292SQ03102328
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者八十田壽, 福島正人 申請(qǐng)人:Uht株式會(huì)社