使用激光的工件加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使用激光的工件加工装置，其在沿着包括圆、圆弧、S字形等曲线的加工线扫描激光时，能够抑制扫描速度的降低，提升加工效率。作为解决手段，该向玻璃基板等工件照射激光进行加工的工件加工装置具有放置待加工的工件的工作台（2）、台移动机构（5）、输出激光的激光输出部（15）、偏转/旋转机构（18）和扫描控制单元。台移动机构（5）使工作台（2）沿着在与放置面平行的面内彼此垂直的x、y方向移动。偏转/旋转机构（18）使从激光输出部（15）射出的激光从出射轴偏转，并且使偏转后的激光绕出射轴旋转。扫描控制单元协调控制台移动机构（5）和偏转/旋转机构（18）的驱动，在工件上扫描激光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工件加工装置，尤其涉及向玻璃基板等工件照射激光进行加工的工件加工装置。
技术介绍
作为使用激光的工件加工装置，已知例如专利文献I所示的装置。在这种加工装置中，将波长为532nm左右的绿色激光照射到玻璃基板等工件。绿色激光通常会透过玻璃 基板，但是当使激光会聚并且其强度超过某一阈值时，玻璃基板会吸收激光。在这种状态下，会在激光的会聚部产生等离子体，由此玻璃基板会蒸发(transpire)。利用如上所述的原理，能够进行在玻璃基板上形成孔等的加工。而专利文献2示出了在激光会聚用光学系统的下方设置偏心用光学系统和辅助气体喷嘴的激光加工头。偏心用光学系统可自由旋转驱动，使激光相对于激光会聚用光学系统的光轴偏心。而辅助气体喷嘴使来自偏心用光学系统的激光通过，同时向该激光会聚用光学系统的光轴喷射辅助气体。该专利文献2的偏心用光学系统具有隔开间隔配置的I组楔形棱镜。而且各楔形棱镜分别借助电动机而能够围绕光轴自由旋转。专利文献I日本特开2007-118054号公报专利文献2日本特开平11-156579号公报使用上述现有的使用激光的加工装置，沿着圆、圆弧、S字形等曲线在玻璃基板上扫描激光的情况下，需要使放置有玻璃基板的工作台在X方向和y方向上同步进行驱动。例如，当从在X方向上延伸的直线经由圆弧状的曲线部分沿着在I方向上延伸的直线的轨迹扫描激光的情况下，需要开始仅使用X方向驱动用电动机移动工作台，在圆弧状轨迹的开始位置处驱动I方向驱动用电动机，并在圆弧状轨迹的结束位置处使X方向驱动用电动机停止。然而由于工作台具有较大的惯性，因此相对于各电动机的驱动控制无法立即使工作台产生移动或停止。即，即使在圆弧状轨迹的开始位置处开始I方向驱动用电动机的驱动，工作台在y方向的动作也会延迟，而反之即使在圆弧状轨迹的结束位置处使X方向驱动用电动机停止，由于工作台的惯性，X方向上的运动并不会立即停止。因此需要预计到上述的工作台的惯性导致的追随性降低来进行控制，或是降低扫描速度(工作台的移动速度)来进行加工。这种情况下控制会变得复杂，而且加工速度降低，因此加工效率降低。
技术实现思路
本专利技术的课题在于，在沿着包含圆、圆弧、S字形等曲线的加工线扫描激光时抑制扫描速度的降低，提升加工效率。第一方面涉及的使用激光的加工装置向工件照射激光来进行加工，其具有放置待加工工件的工作台、台驱动单元、输出激光的激光输出部、偏转/旋转单元以及扫描控制单元。台驱动单元使工作台沿着在与放置面平行的面内彼此垂直的x、y方向移动。偏转/旋转单元使从激光输出部射出的激光从出射轴偏转，并且使偏转后的激光绕出射轴旋转。扫描控制单元对台驱动单元和偏转/旋转单元的驱动进行协调控制，在工件上扫描激光。 在该装置中，由台驱动单元沿着X和y方向驱动放置有工件的工作台，并且相对于出射轴偏转的激光借助偏转/旋转单元而绕出射轴旋转。因此在加工线包含曲线的情况下，在该曲线部分使工作台在X、y方向移动，同时使激光偏转/旋转，从而能够使工作台在以描绘半径大于加工线的曲线的轨迹上移动。此时，能够使工作台的扫描轨迹的半径变得更大，因此即使在工作台对驱动单元的追随性不强的情况下，也能使得扫描速度较快。因此加工速度变快，加工效率提升。第二方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第一方面的装置中，偏转/旋转单元具有相对配置的第I楔形棱镜和第2楔形棱镜；旋转单元，其用于使第I和第2楔形棱镜绕出射轴旋转；以及会聚透镜，其使激光会聚于工件上。 此时，通过使I对楔形棱镜绕出射轴旋转，从而能够使会聚于工件上的激光旋转。第三方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第二方面的装置中，偏转/旋转单元的旋转单元具有第I电动机，其用于使第I楔形棱镜绕出射轴旋转；以及第2电动机，其用于使第2楔形棱镜绕出射轴旋转。此时，能够对各楔形棱镜分别进行旋转控制。因此能任意控制激光的偏转量。第四方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第一方面的装置中，偏转/旋转单元的旋转单元是内部配置有第I和第2楔形棱镜的中空电动机。第五方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第一方面的装置中，扫描控制单元在扫描直线状加工线的情况下，使用台驱动单元沿着X方向或y方向对工作台进行移动控制。而在扫描曲线状加工线的情况下，使用台驱动单元沿着X方向和y方向对工作台进行移动控制，并且使用偏转/旋转单元使激光旋转。此时，与上述内容相同地，能够使工作台的扫描轨迹的半径变得更大。因此即使在工作台对驱动单元的追随性不强的情况下，也能使得扫描速度较快。因此加工速度变快，力口工效率提升。第六方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第五方面的装置中，偏转/旋转单元具有相对配置的第I楔形棱镜和第2楔形棱镜；旋转单元，其用于使第I和第2楔形棱镜绕出射轴旋转；以及会聚透镜，其使激光会聚于工件上。而且，扫描控制单元在沿着包含直线部和曲线部的加工线扫描激光时，在扫描加工线的直线部的情况下，由台驱动单元沿着X方向或y方向对工作台进行移动控制。而在扫描加工线的曲线部的情况下，使用台驱动单元沿着X方向和y方向对工作台进行移动控制，并且使第I和第2楔形棱镜绕出射轴朝相同方向旋转。此时，与上述内容相同地，能够使工作台的扫描轨迹的半径变得更大。第七方面涉及的使用激光的工件加工装置是在第五方面的装置中，偏转/旋转单元具有相对配置的第I楔形棱镜和第2楔形棱镜；旋转单元，其用于使第I和第2楔形棱镜绕光轴旋转；以及会聚透镜，其使激光会聚于工件上。而且，扫描控制单元在沿着包含直线部和曲线部的加工线扫描激光时，在扫描加工线的直线部的情况下，由台驱动单元沿着X方向或y方向对工作台进行移动控制。而在扫描加工线的曲线部的情况下，由台驱动单元在包含曲线部在内的曲线部的前后区域沿着X方向和y方向对工作台进行移动控制，并且使第I和第2楔形棱镜绕出射轴朝相反方向旋转。此时能够使工作台的扫描半径变得更大，进ー步提升加工效率。第八方面涉及的使用激光的エ件加工装置是在第一至第七方面的装置中，还具有用于使激光的会聚点旋转的会聚点旋转机构，该会聚点旋转机构配置于激光输出部与偏转/旋转单元之间，由I对楔形棱镜和内部配置I对楔形棱镜的中空电动机构成。此时，使得通过I对楔形棱镜而被偏转的激光绕入射光轴旋转。该偏转后且旋转的激光会聚于エ件上，描绘出圆形。然后沿着加工线对该圆形的轨迹整体进行扫描。在如上的本专利技术中，在使用激光的エ件加工之中，在沿着包含曲线状轨迹的扫描线进行激光加工时，能够抑制扫描速度的降低，提升加工效率。 附图说明图I是本专利技术的一个实施方式的エ件加工装置的外观立体图。图2是工作台的放大立体图。图3是放大表示激光照射头的构成的立体图。图4是不意性表不闻速中空电动机和闻速旋转用模形棱镜的配置的图。图5是表示棱镜的顶角与偏角之间的关系的图。图6是示意性表示第I和第2低速电动机、第I和第2楔形棱镜以及会聚透镜的配置的图。图7是本装置的控制框图。图8是表示激光的轨迹的图。图9是说明在z轴方向控制会聚点的作用的示意图。图10是表示本装置的第I加工例的加工线和扫描轨迹的图。图11是表示第I加工例的各电动机的速度控制的时序图。图12是第I加工例的控制流程图。图13是表示本装置的第2加工例的加工线和扫描轨迹的图。图14是表示第2加工例的各电动机的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用激光的工件加工装置，其向工件照射激光来进行加工，其中，该使用激光的工件加工装置具有：工作台，其放置待加工的工件；台驱动单元，其用于使上述工作台沿着在与放置面平行的面内彼此垂直的x方向和y方向移动；激光输出部，其输出激光；偏转/旋转单元，其使从上述激光输出部射出的激光从出射轴偏转，并且使偏转后的激光绕出射轴旋转；以及扫描控制单元，其对上述台驱动单元和上述偏转/旋转单元的驱动进行协调控制，在工件上扫描激光。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水政二，服部聪史，林尚久，
申请(专利权)人：三星钻石工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：