数字控制激光加工设备制造技术

一种激光加工设备，其不需要预先准备加工程序，并且即使对于不能预先指定将要加工的点的工件，也能够提高工作效率和产品可靠性。所述激光加工设备设置有加工程序生成单元，所述单元包括行摄像机和图像处理单元。行摄像机在加工前扫描固定于Ｙ工作台上的工件的表面。加工程序生成单元从由行摄像机获得的图像数据指定将要加工的点，并根据将要加工的指定点生成加工程序。ＮＣ单元根据上述生成的加工程序，控制对工件的加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数字控制激光加工设备，其通过发射激光束对固定在工作台上的工件钻孔。
技术介绍
如日本公开专利2000-343260所公开的那样，现有技术的数字控制激光加工设备被配置为，将激光束发射到将被加工的孔的设计位置的中心坐标上，所述的中心坐标在加工程序中预先描述。然而，当将要在预先步骤中形成的特定点的中心进行钻孔时，将被加工的点的中心坐标可能在加工容差内变化。或者，将要加工的实际位置本身可能根据工件而改变。图4A、4B和4C示出了在预先步骤中处理的工件的平面图，其中图4A是工件1的整体视图，图4B是示出IC芯片2的放大图，以及图4C是工件1的局部放大图。如图4A所示，在衬底(工件)1上将方形IC芯片2设置成网格形。在预先步骤中，如图4B和4C所示，在IC芯片2的四角的任意一角上形成焊片3。在加工该工件1中，当在加工前参考焊片3的位置时，通过由操作员手动输入来准备加工程序。从而不能提高工作效率。而且，通过假定焊片3的中心坐标是在准备加工程序中设计指定的其中之一，从而使用例如在IC芯片2的右下角或右上角的焊片3的位置来指定焊片3的位置，而没有对焊片3的位置进行测量。因此，存在加工的孔偏离焊片3的情况，从而降低了IC芯片2的产品可靠性。因此，本专利技术的目的是，提供一种数字控制激光加工设备，其不需要预备加工程序，并且，即使对于不能预先指定将要加工的位置的工件，也能够提高工作效率和产品可靠性。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，数字控制激光加工设备根据加工程序，通过发射激光束在固定在工作台上的工件中加工孔，所述设备包括图像扫描器，用于在加工前扫描固定在工作台上的工件的表面；以及图像处理单元，用于从由图像扫描器获得的图像数据指定将要加工的点，以根据将要加工的指定点来生成加工程序，并且数字控制激光加工设备根据由此生成的加工程序，通过发射激光束对工件钻孔。根据本专利技术的另一方面，图像处理单元生成这样的加工程序，所述加工程序用于根据将要加工的指定点在预定位置上钻参考孔，从而根据由此生成的加工程序，通过发射激光束而在工件上钻参考孔。因为数字控制激光加工设备通过如上述识别出将要加工的实际位置来加工工件，从而能够高精度地加工。通过下文对本专利技术优选实施例的详细描述，将使本专利技术的其它目的和优点显而易见，通过参考附图将更好地理解所述目的和优点。附图说明图1是本专利技术的数字控制激光加工设备的结构图；图2是示出本专利技术的数字控制激光加工设备的操作流程图；图3是工件的平面图；以及图4A、4B和4C是示出在预先步骤中处理的工件的平面图，其中，图4A是工件的整体视图，图4B是IC芯片的放大图，以及图4C是工件的局部放大图。具体实施例方式下面将参考附图说明实施根据本专利技术的数字控制激光加工设备的方式。图1是本专利技术的数字控制激光加工设备10的结构图，图2是示出本专利技术的数字控制激光加工设备的操作流程图，以及图3是工件的平面图。设置在激光加工设备10的机床11上的线性导轨13，使X工作台12能够在图面的前后方向，即在垂直于图面的X轴的方向上移动。在机床11上平行于线性导轨13设置有线性标尺14。在面向X工作台12上的线性标尺14的位置上设置有传感器15。NC单元53借助于线性标尺14和传感器15精确地控制X工作台12的位置。设置在X工作台12上的线性导轨17，使Y工作台16可以在横向，即在Y轴方向上移动。在X工作台12上平行于线性导轨17设置有线性标尺18。在面向Y工作台16上的线性标尺18的位置上设置有传感器19。NC单元53借助于线性标尺18和传感器19精确地控制Y工作台16的位置。通过吸取工作台21将工件1定位于Y工作台16上。闸门式柱筒(gate-type column)30固定在机床11上。闸门式柱筒30上设置有电动机31和32、激光振荡器40以及反射镜41。电动机31能够垂直地，即在图中的Z方向上移动基座42。基座42上设置有反射镜43、光学反射镜对44以及fθ透镜45。电动机32能够垂直地，即在图中的Z方向上移动摄像机基座50。摄像机基座50上设置有行摄像机51，即图像扫描装置。在行摄像机51中未示出的图像拾取元件设置在X轴方向上。行摄像机51的可能成像长度为A(见图3)，行摄像机51的图像拾取元件的中心到fθ透镜45的中心之间的距离是L。行摄像机51与作为示例的加工程序生成单元的图像处理单元52相连。图像处理单元52还连接NC单元53。图像处理单元52生成如下文所述的加工程序，并与NC单元53一起控制每部分。下面将通过示例加工如图4所示的工件的情况，说明本专利技术加工程序生成单元的操作。在将工件1的中心调节和固定到Y工作台16的中心后，将工件1的尺寸，即在X轴方向上的长度N、Y轴方向上的长度M以及在X轴方向上的IC芯片2之间的间距p，输入到所述单元中(见图3)。在打开未示出的加工起动按钮时，NC单元53用长度A除长度N，以计算出扫描次数S(步骤S10)。这里，当N＞A时，扫描次数S的结果为倍数，从而NC单元53这样确定扫描次数S，使得在Y轴方向上重叠至少一行IC芯片2，如图3所示。在图3所示的工件1的情况下，确定为首先扫描在Q1-Q1上的第一区域，然后扫描在Q2-Q2下的第二区域。在本专利技术的实施例中，在读取工件1中的读取原点K设置在工件1的左上顶点上，所以通过移动X工作台12和Y工作台16，将行摄像机51的后边缘调节到读取原点K上。然后，在图1中，在向左移动Y工作台16的每个预定取样时间，用行摄像机51扫描工件1。根据从行摄像机51输出的图像数据和Y工作台16的位置，图像处理单元52计算焊片3的中心坐标P(x，y)。接着，在将Y工作台16移动距离M后，将X工作台12向前移动距离A，并留下一行IC芯片2，以在第二区域中定位行摄像机51。然后，将Y工作台16向右移动距离M，以计算在第二区域中焊片3的中心坐标P(x，y)(步骤S20)。然后，图像处理单元52综合在第一区域中得到的中心坐标P(x，y)和在第二区域中得到的中心坐标P(x，y)得到一个数据(步骤S30)。然后，图像处理单元52根据由此得到的中心坐标P(x，y)，确定将要加工的区域。也就是说，图像处理单元52确定最大x坐标xmax与最小x坐标xmin之差m，作为将要加工的区域在X轴方向上的长度，并确定最大y坐标ymax与最小y坐标ymin之差n，作为将要加工的区域在Y轴方向上的长度(步骤S40)。接着，图像处理单元52用由fθ透镜的尺寸确定的加工范围划分长度m和n(步骤S50)。然后，图像处理单元52确定加工路径(步骤S60)，并对将要加工的每个区域的中心坐标P(x，y)沿加工路径排序(步骤S70)，以及在加工程序中分配将要加工的点的中心坐标P(x，y)(步骤S80)。图像处理单元52通过上述步骤生成加工程序。下面说明激光加工设备10在加工中的操作。从激光振荡器40输出的激光束，经由定位在X和Y方向上的反射镜41和43进入光学反射镜对44中，再通过fθ透镜45，垂直进入工件1中，并在焊片3的中心处钻孔。优选的是，可以为后面的加工钻参考孔。也就是说，通过在加工程序中添加一个参考孔01的中心坐标01(xmin-5，ymin-5)，和另一个参考孔02的中心坐标02(xmax+5，y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字控制激光加工设备，其根据加工程序，通过发射激光束对固定在工作台上的工件钻孔，所述设备包括：图像扫描装置，用于在加工前扫描固定在所述工作台上的所述工件的表面；以及加工程序生成装置，用于从由所述图像扫描装置获得的图像数据指定将要加工的点，以便根据将要加工的所述指定点生成加工程序，所述数字控制激光加工设备，根据上述生成的所述加工程序，通过发射激光束对所述工件钻孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村文昭，松村薰，
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]