激光加工机和激光加工方法技术

本发明专利技术的激光加工机能对排列了许多加工对象，产生了加工部位的中心坐标在加工公差内的偏差或加工对象的装载位置的偏移等的工件，进行高效率和高精度的激光加工。本发明专利技术的激光加工机具有：装载排列着许多加工对象的工件（２００）；根据数控数据向ＸＹ方向移动的ＸＹ载物台（３２）；设置在图像摄取工位上，具有斜向照明光学系统（１７）及检测光学系统的图像摄取头（１０）；设置在激光加工工位上，具有激光源（２１），根据上述图像摄取头所获得的来自各个加工对象的图像信号而获得的偏转方向控制数据，使激光束向ＸＹ方向偏转的ＸＹ光偏转器（２２）及把所偏转的激光束从垂直方向入射到各加工对象中的照射透镜（２３）的激光加工头（２０）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在装载在数控XY工作台上的工件上，把激光照射在许多排列起来的加工对象上，进行孔加工的。
技术介绍
在以往的数控激光加工机中，把要加工的孔的设计上的中心坐标预先记录在加工程序中，然后再根据这个加工程序来照射激光。(参见专利文献1-日本特开2000-343260号公报)近年来，加工对象的小型化的进展很快，把多个加工对象收集排列在一起进行加工的情况很多。可是，由于微小加工对象的容许加工的区域很小，由于加工部位的中心坐标在加工公差内的偏差，和加工对象放置位置的偏移等原因，常常会发生致命的加工位置偏离的情况。为此，为了确定每一个加工对象的加工位置，有一种方法是利用CCD照相机和图像处理等方式，预先对加工位置进行修正。可是，为了进行观测，在利用与激光光路同样的光路进行照明的情况下，如果加工对象的表面形状或者加工对象的背景是镜面状态，会形成正面的反射光，能把加工对象显示出来，但在加工对象没有镜面部分的情况下，就不能把加工对象显示出来，就很难对加工部位进行修正。此外，在具有方向性的加工对象上，在装载的方向不固定的情况下，就必须检测加工对象的方向，即使是用正面的反射光能显示出来的加工对象，仅通过使加工对象均匀的发光来从图像中确定其加工位置是不可能的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种，它能对排成多排的加工对象，产生了加工部位的中心坐标在加工公差内的偏差，或者加工对象的放置位置的偏移等的工件，进行高效率而且高精度的激光加工。为达到上述目的，本专利技术的的特征是，具有装载排列着许多加工对象的工件，根据数控数据向XY方向移动的XY载物台；设置在图像摄取工位上，具有对排列在由上述XY载物台来移动的工件上的各个加工对象进行斜向照明的斜向照明光学系统，以及接受来自由该斜向光学照明系统进行斜向照明的各加工对象的漫反射光并将其转换为图像信号的检测光学系统，获得来自上述各加工对象的图像信号的图像摄取头；设置在与上述图像摄取工位并排设置的激光加工工位上，具有发射激光束的激光光源，根据由上述图像摄取头所获得的来自各个加工对象的图像信号而获得的偏转方向控制数据，使从上述激光光源出射的激光束向XY方向偏转的XY光偏转器，以及把由该XY光偏转器所偏转的激光束，从垂直方向柄入射到各加工对象的照射透镜，把激光束从上述照射透镜照射到排列在由上述XY载物台移动的工件上的各个加工对象上以进行加工的激光加工头。此外，本专利技术的激光加工机及激光加工方法的特征是，具有装载排列着许多加工对象的工件，根据数控数据向XY方向移动的XY载物台；设置在图像摄取工位上，具有对排列在由上述XY载物台来移动的工件上的各个加工对象进行斜向照明的斜向照明光学系统，以及接受来自由该斜向光学照明系统进行斜向照明的各加工对象的漫反射光并将其转换为图像信号的检测光学系统，获得来自上述各加工对象的图像信号的图像摄取头；根据来自由该图像摄取头所获得的各加工对象的图像信号，检测以上述图像摄取头的第一光轴位置为基准的各加工对象的位置信息，把以该检测到的第一光轴位置为基准的各加工对象的位置信息，转换为以激光加工头的第二光轴为基准的各加工对象的位置信息，从而获得偏转方向控制数据的图像处理装置；设置在与上述图像摄取工位并排设置的激光加工工位上，具有出射激光束的激光光源，根据从上述图像处理装置所获得的偏转方向控制数据，使从上述激光光源出射的激光束向XY方向偏转的XY光偏转器，以及使由该XY光偏转器偏转的激光束从垂直方向入射到各加工对象的照射透镜，把激光束从上述照射透镜照射到排列在由上述XY载物台移动的工件上的各个加工对象上以进行加工的激光加工头。此外，本专利技术的上述激光加工机及其方法的特征是，还具有主控制部，该主控制部在用上述激光加工头进行激光加工的过程中进行控制，把成为上述数控数据的、排列着上述工件上的许多加工对象的坐标数据分割成许多分割加工区域，在这些分割后的分割加工区域之间控制上述XY载物台使其移动，并根据上述偏转控制数据，使激光束偏转并照射在上述分割加工区域内的加工对象上。此外，本专利技术的构成的特征是，在上述主控制部中，根据上述许多偏转方向控制数据，控制激光束，使其以最短的路径转向并照射在上述分割区域内的许多加工对象上。此外，本专利技术的构成的特征是，在上述图像处理装置中，作为检测的加工对象的位置信息的构成，包括加工对象在平面上的方向，加工对象的有无，以及加工对象是否为残次品。此外，本专利技术的构成的特征是，在上述图像处理装置中，根据用上述图像摄取头获得的来自各个加工对象的图像信号所作成的各加工对象在X方向和Y方向的灰度等级值(阶调值)的投影分布以检测各加工对象的位置信息。此外，本专利技术的构成的特征在于，在上述图像摄取头的上述斜向照明光学系统中，相对于照射在上述各加工对象上的斜向照射光的光轴的入射角为50°～70°。如上所述，按照本专利技术，它能实现对排成多排的加工对象，产生了加工部位的中心坐标在加工公差内的偏差，或者加工对象的放置位置的偏移等的工件，进行高效率而且高精度的激光加工。附图说明图1是表示本专利技术的工件的一个实施例的平面图；图2是表示本专利技术的激光加工机的一个实施例的结构图；图3是表示本专利技术的激光加工机的工作流程图的一个实施例图；图4是表示本专利技术的图像摄取头，和图像处理部的工作流程图的一个实施例图；图5是表示本专利技术的激光加工头的工作流程图的一个实施例图； 图6是表示本专利技术的图像摄取头和图像处理部的一个实施例的结构图；图7是表示本专利技术的图像摄取头的原理图；图8是由图像处理部对用本专利技术的图像摄取头拍摄的图像进行图像处理的模式图；图9是表示本专利技术的能检测激光加工位置的加工对象的一个实施例图；图10是表示使用本专利技术的斜向照明光学系统进行斜向照明过程中，从加工对象所获得的亮度平均数据图；图11是表示本专利技术的激光加工机的加工程序的编制流程图的一个实施例图。具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的的实施例。图1是表示作为被加工对象的工件的一个实施例图，图2是表示本专利技术的装有加工位置补偿机构的激光加工机的一个实施例的结构图。首先，参照图1和图7说明作为被加工对象的工件。图1表示工件200的放大后的平面图，图7表示工件的一部分放大后的断面图。工件200是根据基准标记207之类的基准位置，将例如1mm左右见方的许多微小的芯片零件201排列布置在聚酰亚胺之类的薄片198上，并用粘接剂等将其固定，再在它上面覆盖一层保护膜199的状态。然后，需要在保护膜199上打出从各微小的芯片零件201的电极部分(焊接点部分)把安装天线用的端子引出来的孔。因此，本专利技术在于使用本专利技术的，在例如保护膜上打出用于引出上述端子的孔。打孔加工之后，通过这个孔安装无线电用的小天线，然后通过把薄片198等切成许多微小的芯片，就完成了带天线的IC芯片。如上所述，在工件200上可以布置许多个例如，尺寸为1mm左右见方的微小的芯片零件201。而且，激光加工是对各微小的芯片零件201的两个电极部分(焊接点部分)上的透明保护膜的加工区域202进行的。各微小的芯片零件201的加工区域202的基底，即电极部分的表面状态是非镜面，而且由于带有台阶，借助于成对的斜向照明光学系统17进行斜向照明171，可以将来自电极部分表面的漫反射光入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机，其特征在于，具有下列各部分：装载排列着许多加工对象的工件，根据数控数据向ＸＹ方向移动的ＸＹ载物台；设置在图像摄取工位上，具有对排列在由上述ＸＹ载物台来移动的工件上的各个加工对象进行斜向照明的斜向照明光学系统， 以及接受来自由该斜向光学照明系统进行斜向照明的各加工对象的漫反射光并将其转换为图像信号的检测光学系统，获得来自上述各加工对象的图像信号的图像摄取头；设置在与上述图像摄取工位并排设置的激光加工工位上，具有发射激光束的激光光源，根据由上 述图像摄取头所获得的来自各个加工对象的图像信号而获得的偏转方向控制数据，使从上述激光光源出射的激光束向ＸＹ方向偏转的ＸＹ光偏转器，以及把由该ＸＹ光偏转器所偏转的激光束，从垂直方向柄入射到各加工对象的照射透镜，把激光束从上述照射透镜照射到排列在由上述ＸＹ载物台移动的工件上的各个加工对象上以进行加工的激光加工头。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胜田大辅，野本峰生，吉村和士，
申请(专利权)人：日立比亚机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]