レーザ加工機
【課題】ワークをレーザ光によって穴明け加工するものにあって、加工精度の低下の防止や作業の迅速化を可能とするレーザ加工機を提供する。
【解決手段】プリント基板４にレーザ光で穴明け加工を行うレーザ加工機は、テーブル装置にサブテーブル装置３を備えている。サブテーブル装置３は、プリント基板４とサブテーブル板１２の載置面１２ａとの間に気圧を発生させてプリント基板４を浮上させる浮上装置１５と、浮上したプリント基板４を上面４ａ側から抑える端部上面抑え装置３０と、端部上面抑え装置３０により浮上が抑えられたプリント基板４の側面４ｂを水平方向から挟み込み、プリント基板４の浮遊移動を抑えて整列させる整列装置４０とを有している。プリント基板４の浮上により下方に溜まるデブリの影響を受けず、加工精度の低下の防止が図れると共に、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化が可能となる。
【解決手段】プリント基板４にレーザ光で穴明け加工を行うレーザ加工機は、テーブル装置にサブテーブル装置３を備えている。サブテーブル装置３は、プリント基板４とサブテーブル板１２の載置面１２ａとの間に気圧を発生させてプリント基板４を浮上させる浮上装置１５と、浮上したプリント基板４を上面４ａ側から抑える端部上面抑え装置３０と、端部上面抑え装置３０により浮上が抑えられたプリント基板４の側面４ｂを水平方向から挟み込み、プリント基板４の浮遊移動を抑えて整列させる整列装置４０とを有している。プリント基板４の浮上により下方に溜まるデブリの影響を受けず、加工精度の低下の防止が図れると共に、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板等のワークをレーザ光によって穴明け加工するレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板を加工する加工機にあっては、加工位置精度の向上などを目的に、テーブルに対してプリント基板を固定及び位置決めする必要がある。例えば特許文献１のものでは、プリント基板を空中で支持し、下方側から真空ポンプに接続された複数のパイプで吸引し、空中のプリント基板の撓みを取る手法を採用している。また、例えば特許文献２のものでは、プリント基板を、テーブル上に交換可能に設けられた平板に対して真空吸着することで、プリント基板のテーブルに対する固定及び位置決めを行う手法を採用している。
【０００３】
ところで、上記特許文献１及び特許文献２のものは、プリント基板上でワイヤボンディング等の電極接続作業を行うものであり、穴明け加工するものではない。プリント基板に穴明け加工を施す場合、プリント基板の下方にデブリが排出されるため、上記特許文献１及び特許文献２のように真空吸着するものでは、デブリを真空ポンプに吸入してしまう虞があり、好ましい手法ではない。
【０００４】
そのため、一般的にレーザ光によりプリント基板に穴明け加工を行うものでは、テーブルとプリント基板との間に網目状のフレキシブルシートを挿入して該プリント基板を固定し、穴明け加工により発生するデブリを該フレキシブルシートに付着させる手法が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７９０９８号公報
【特許文献２】特開平８−６４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなテーブルとプリント基板との間にフレキシブルシートを挿入する手法であっても、何枚かのプリント基板に穴明け加工を施しているうちに、同じ箇所にデブリが溜まるという問題がある。このように同じ箇所にデブリが溜まると、プリント基板の載置面が凸凹となり、新たに載置されるプリント基板に歪みが生じるため、加工精度の低下を招く虞がある。このような加工精度の低下を防止するためには、フレキシブルシートを頻繁に交換する必要があり、作業の迅速化の妨げとなる。
【０００７】
そこで本発明は、ワークをレーザ光によって穴明け加工するものにあって、加工精度の低下の防止や作業の迅速化を可能とするレーザ加工機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は（例えば図１乃至図６参照）、レーザ光（６１）を照射自在な加工ヘッド（５）と、板状のワーク（４）を載置し得る載置面（１２ａ）を有するテーブル（１１）と、を備え、前記加工ヘッド（５）と前記テーブル（１１）とを水平方向に相対移動制御し、ワーク（４）にレーザ光（６１）を照射して穴明け加工を行うレーザ加工機（１）において、
前記テーブル（１１）は、
ワーク（４）と前記載置面（１２ａ）との間に気圧を発生させて該ワーク（４）を浮上させる浮上装置（１５）と、
前記浮上装置（１５）により浮上したワーク（４）を上面（４ａ）側から抑える上面抑え装置（３０，５０）と、
前記上面抑え装置（３０，５０）により浮上が抑えられたワーク（４）の側面（４ｂ）を、前記水平方向の少なくとも１軸方向に挟み込み、該ワーク（４）の浮遊移動を抑えて整列させる整列装置（４０）と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は（例えば図２及び図３参照）、前記上面抑え装置（３０）は、前記載置面（１２ａ）に載置されたワーク（４）の端部の上方に進退自在な端部抑え部材（３５）と、前記端部抑え部材（３５）をワーク（４）の端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え部材駆動装置（３１）と、を有し、
前記上面抑え装置（３０）は、ワーク（４）の搬入時に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方から退避させ、ワーク（４）の搬入後にあって前記浮上装置（１５）を起動する前に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方に進出させ、ワーク（４）の搬出時に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方から退避させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は（例えば図４乃至図６参照）、前記上面抑え装置（５０）は、前記浮上装置（１５）の気圧により浮上したワーク（４）が上方に撓むことを防止するように該ワーク（４）の上面（４ａ）上を移動自在な撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）と、前記撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）をワーク（４）の上面（４ａ）上で移動駆動させる撓み抑え部材駆動装置（５１Ａ，５１Ｂ）と、を有し、
前記上面抑え装置（５０）は、前記穴明け加工時に、前記加工ヘッド（５）に対向するレーザ照射領域（６０）の移動に合わせて、前記撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）を該レーザ照射領域（６０）の近傍に位置するように移動することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は（例えば図６参照）、前記浮上装置により浮上したワークを前記上面抑え装置に吸着させる吸着装置（７０）を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る本発明によると、浮上装置によりワークを浮上し、上面抑え装置により浮上したワークを上面側から抑えると共に、整列装置によりワークの浮遊移動を抑えて整列させるので、ワークを浮遊させた状態で高精度に位置決めすることができると共に、下方に溜まるデブリの影響を受けないようにすることができ、加工精度の低下の防止を図ることができる。また、テーブルとプリント基板との間にフレキシブルシートを挿入することを不要とすることができ、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化も図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明によると、上面抑え装置が、ワークの搬入時に端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させ、ワークの搬入後にあって浮上装置を起動する前に端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させ、ワークの搬出時に端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させるので、ワークを浮上した際にワークを端部抑え部材により上面側から抑えることができるものでありながら、ワークの搬入や搬出を円滑に行うことを可能とすることができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明によると、上面抑え装置が、穴明け加工時に、加工ヘッドに対向するレーザ照射領域の移動に合わせて、撓み抑え部材を該レーザ照射領域の近傍に位置するように移動するので、気圧によってワークのレーザ照射領域が上方に撓むことの防止を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る本発明によると、浮上装置により浮上したワークを上面抑え装置に吸着させる吸着装置を有しているので、穴明け加工が進行して気圧による浮力が減少してきた場合にあっても、ワークを浮上した位置に保持することを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係るレーザ加工機を示す正面図。
【図２】端部上面抑え装置及び整列装置を示す拡大模式図で、（ａ）はテーブルにワークを載置した状態の図、（ｂ）はワークを浮上して上面から抑えた状態の図、（ｃ）はワークの浮遊移動を抑えた状態の図。
【図３】ワークの浮上及び整列を示す説明図で、（ａ）はテーブルにワークを載置した状態の図、（ｂ）は端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させた状態の図、（ｃ）はワークを浮上して上面から抑えた状態の図、（ｄ）はワークの浮遊移動を抑えた状態の図。
【図４】ワークの穴明け加工時を示す説明図で、（ａ）は上方視図、（ｂ）は断面側面図。
【図５】撓み抑え装置を示す上方視模式図。
【図６】ワークの穴明け加工中を示す一部拡大断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図６に沿って説明する。図１に示すように、板状のワークであるプリント基板４に穴明け加工を行うレーザ加工機１は、床面に設置されるベッド２０を有しており、該ベッド２０の上方には門型コラム６が固定されている。
【００１９】
門型コラム６の上部には、レーザ発振器７が配設されており、該レーザ発振器７から発信されたレーザ光は、ミラー８によって偏向され、加工ヘッド５に導かれる。加工ヘッド５は、ガルバノスキャナ９及びｆθレンズ１０を有しており、ミラー８から導かれたレーザ光を、ガルバノスキャナ９により位置決めすると共にｆθレンズ１０を通過させて、後述するプリント基板（ワーク）４のレーザ照射領域６０における所望の位置に精度良く照射自在に構成され、該プリント基板４の所望の位置に穴明け加工を施す。
【００２０】
一方、加工ヘッド５の下方側にあって、上記ベッド２０の上面には、テーブル装置１１が配置されている。テーブル装置（テーブル）１１は、水平方向であるＸＹ方向に移動駆動自在なＸＹテーブル２とその上方に設置されたサブテーブル装置３とを有して構成されている。ＸＹテーブル２は、ベッド２０に対してＹ方向に移動駆動自在なＹ方向テーブル２Ｙと、該Ｙ方向テーブル２Ｙに対してＸ方向に移動駆動自在なＸ方向テーブル２Ｘと、を有して構成されている。
【００２１】
これらＹ方向テーブル２ＹとＸ方向テーブル２Ｘとは、それぞれ図示を省略したモータ等のアクチュエータで駆動されるボールネジ等の動力伝達手段を介して移動駆動される。これにより、加工ヘッド５とテーブル装置１１とは、不図示の制御部によって、水平方向に相対移動制御され、プリント基板４に対する加工領域（レーザ照射領域６０）の位置制御が行われる。サブテーブル装置３は、図３に示すように、プリント基板４を載置し得る載置面１２ａが上面に形成されたサブテーブル板１２を有しており、該サブテーブル板１２の下方側には、浮上装置１５が配設されている。
【００２２】
詳細には、テーブル装置１１が有する浮上装置１５は、サブテーブル板１２の下方側を覆うように、かつサブテーブル板１２の下方に密封空間１６ａを存するように該サブテーブル板１２に密着されたエア密封板１６と、該密封空間１６ａ、パイプライン１７を介して接続されたコンプレッサ１８とを有している。上記サブテーブル板１２には、図示を省略した多数の貫通孔が形成されており、浮上装置１５は、コンプレッサ１８を起動すると、パイプライン１７を介して密封空間１６ａに気圧が生じ、多数の貫通孔を介してサブテーブル板１２の載置面１２ａから気圧が発生するように空気Ａｉｒが噴き出し、プリント基板４を浮上させるように構成されている。なお、この気圧は、プリント基板４の種類や厚み等にもよるが、０．２〜０．３ＭＰａ程度の圧力となることが望ましい。
【００２３】
一方、図２に示すように、サブテーブル装置３の外縁部分には、上面抑え装置としての端部上面抑え装置３０と整列装置４０とが配設されている。詳細には、サブテーブル板１２の外縁部分にベース部材２５が固着されて設置されており、該ベース部材２５の内側（プリント基板４を載置する側）にあって、上方に上面抑え装置３０が配置され、下方に整列装置４０が配置されている。
【００２４】
詳細には、テーブル装置１１が有する端部上面抑え装置３０は、上記浮上装置１５により浮上したプリント基板４を上面側から抑えるためのものであり、大まかに、載置面１２ａに載置されたプリント基板４の端部の上方に進退自在な端部抑え部材３５と、該端部抑え部材３５をプリント基板４の端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え用アクチュエータ（端部抑え部材駆動装置）３１と、を有している。端部抑え用アクチュエータ３１は、例えば直動式エアシリンダ型からなり、伸縮駆動自在な駆動軸３３と、該駆動軸３３の先端部に取付けられたフランジ３２とを有しており、該フランジ３２が端部抑え部材３５の側面に固着されている。
【００２５】
端部抑え部材３５は、プリント基板４の上面４ａの端部に上方から当接し得る下面３５ａを有していると共に、内部に詳しくは後述する吸着装置７０に接続される中空孔３５ｂが形成されている。該端部抑え部材３５は、端部抑え用アクチュエータ３１によりプリント基板４（ワーク設置領域）の端部の上方に進出されることで、下面３５ａが浮上したプリント基板４の端部を上方から抑え、該プリント基板４の浮上を抑えることになる。なお、端部抑え部材３５及び端部抑え用アクチュエータ３１のセットは、図４（ａ）に示すように、サブテーブル装置３の四辺に配置されており、それぞれ内側に進退移動し得るように構成されている。
【００２６】
一方、テーブル装置１１が有する整列装置４０は、プリント基板４の浮遊移動を抑えて整列するためのものであり、大まかに、プリント基板４の側面４ｂを挟み込むための端面４５ａが形成された側面抑え部材４５と、該側面抑え部材４５をプリント基板４のＸ方向（水平方向の少なくとも１軸方向）に対して進退自在に移動駆動させる側面抑え用アクチュエータ４１と、を有している。側面抑え用アクチュエータ４１は、例えば直動式エアシリンダ型からなり、伸縮駆動自在な駆動軸４３と、該駆動軸４３の先端部に取付けられたフランジ４２とを有しており、該フランジ４２が側面抑え部材４５の側面に固着されている。
【００２７】
プリント基板４の上記側面抑え部材４５とは反対側には、図３に示すように、サブテーブル板１２に固定されているだけの当接部材４８が備えられており、側面抑え用アクチュエータ４１の伸縮によって側面４ｂが押されたプリント基板４は、当接部材４８の側面４８ａと側面抑え部材４５の端面４５ａとの間に挟み込まれて、該プリント基板４の浮遊移動が抑えられ、当接部材４８に対して該プリント基板４が整列される形となる。
【００２８】
なお、本実施の形態における整列装置４０は、当接部材４８と側面抑え部材４５とでプリント基板４をＸ方向に挟み込むものを説明したが、プリント基板４をＹ方向に挟み込むように構成したものでもよく、さらに、プリント基板４をＸ方向及びＹ方向の両方向に対して挟み込むように構成したものでもよい。
【００２９】
一方、サブテーブル装置３の上方部分には、図５に示す上面抑え装置としての撓み抑え装置５０が配設されている。詳細には、テーブル装置１１が有する撓み抑え装置５０は、プリント基板４の設置領域よりもＹ方向の外側にあって、Ｘ方向に平行に対向して配置された直動アクチュエータ（撓み抑え部材駆動装置）５１Ａ，５１Ｂと、それら直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂによってそれぞれ移動駆動される移動部材５２Ａ，５２Ｂと、Ｙ方向に対向した一対からなり、そのうちの一方が移動部材５２Ａ，５２Ｂに固定された軸受部材５３Ａ，５３Ｂと、一対の軸受部材５３Ａ，５３ＢをＸ方向に対して移動自在に支持する一対のリニアガイド５８，５８と、一対の軸受部材５３Ａ，５３Ｂのそれぞれにより回転自在に支持された２本の抑えローラ（撓み抑え部材）５４Ａ，５４Ｂと、を有して構成されている。
【００３０】
即ち、直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂの駆動によって、これら２本の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂが、浮上したプリント基板４が上方に撓むことを防止するようにプリント基板４の上面４ａ上を転動移動し得るように構成されている。これら２本の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂは、プリント基板４上のレーザ照射領域６０の近傍に位置するように移動制御され、例えば図５中の左方側のレーザ照射領域６０について穴明け加工を行う際は、図５中実線で示す位置にあり、例えばレーザ照射領域６０が図５中の右方側の位置に移動した場合は、抑えローラ５４Ｂが図５中二点鎖線で示す位置に移動すると共に、抑えローラ５４Ａが抑えローラ５４Ｂのあった位置に移動するように構成されている。なお、抑えローラ５４Ａと抑えローラ５４Ｂとの間隔は、レーザ照射領域６０の大きさ（加工ヘッド５のサイズ）に起因して決定されるが、概ね３０〜１５０ｍｍ程度となる。
【００３１】
上記抑えローラ５４Ａ，５４Ｂは、図６に示すように、内部にそれぞれ中空孔５４Ａａ，５４Ｂａが形成されていると共に、それら抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの表面からは、中空孔５４Ａａ，５４Ｂａに向けて図示を省略した多数の貫通孔が形成されている。抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの形態としては多孔質、メッシュ、スポンジ等であり、材質としては金属、セラミック、樹脂等が用いられる。一方、上述した端部抑え部材３５の下面３５ａからも、中空孔３５ｂに向けて多数の貫通孔３５ｈが形成されている。これら抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの中空孔５４Ａａ，５４Ｂａと、上述した端部抑え部材３５の中空孔３５ｂとは、吸着装置７０のパイプライン７２に接続されており、該パイプライン７２は真空ポンプ７１に接続されている。即ち、端部抑え部材３５の貫通孔３５ｈや抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの貫通孔（不図示）は、それぞれ中空孔３５ｂ，５４Ａａ，５４Ｂａが真空ポンプ７１により真空状態に吸引されることにより、それぞれの貫通孔から矢印Ｖａｃのように空気を吸引し、プリント基板４の上面４ａを吸着し得るように構成されている。なお、貫通孔３５ｈはドリル孔であり、図６の紙面垂直方向に列状に複数設けられている。この端部抑え部材３５の材質は金属、樹脂、ゴム等が用いられる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、プリント基板４の上方への撓みを抑えるものとして、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを用い、プリント基板４の上面４ａ上を転動移動するものを説明したが、プリント基板４の表面を傷付けないような素材を用いたものであれば、例えば板状に形成してプリント基板４の上面４ａ上を摺動させるように構成してもよい。
【００３３】
つづいて、本レーザ加工機１の動作について図に沿って説明する。プリント基板４の搬入時にあっては、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、サブテーブル装置３の４辺の端部抑え部材３５は、外側に向かって退避した位置にあり、また、側面抑え部材４５も外側に向かって退避した位置にある。これにより、プリント基板４は、図示を省略した搬入装置によって、何ら阻害されることなく、サブテーブル板１２の載置面１２ａ上に搬入されて載置される。
【００３４】
サブテーブル板１２の載置面１２ａ上にプリント基板４が搬入されると、図３（ｂ）に示すように、端部上面抑え装置３０は、サブテーブル装置３の４辺にある端部抑え部材３５を、端部抑え用アクチュエータ３１によりプリント基板４の端部の上方（ワーク設置領域の上方）に進出される。
【００３５】
続いて、図２（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、浮上装置１５のコンプレッサ１８は作動され、密封空間１６ａに気圧が生じると、図示を省略したサブテーブル板１２の貫通孔から空気Ａｉｒが噴出され、プリント基板４が浮上される。浮上したプリント基板４の上面４ａは、上述のように進出された端部抑え部材３５の下面３５ａに当接し、つまり端部上面抑え装置３０によってプリント基板４の４辺の端部が上方から抑えられる。
【００３６】
そして、図２（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、整列装置４０は、側面抑え部材４５を側面抑え用アクチュエータ４１により駆動し、該側面抑え部材４５をプリント基板４の側面４ｂに当接させて押圧していくことで、プリント基板４の反対側にある当接部材４８と該側面抑え部材４５とにより水平方向に対して挟み込む。これにより、プリント基板４は、当接部材４８に対して水平方向に整列され、プリント基板４を浮遊させた状態でサブテーブル装置３に対して高精度に位置決めすると共に、サブテーブル板１２の貫通孔から噴出された空気Ａｉｒがプリント基板４の端部の隙間から逃げることを抑制し、プリント基板４の浮上用の気圧の維持も行う。
【００３７】
以上のようにプリント基板４が浮上されつつ上方から抑えられ、かつ水平方向に対して位置決めされると、上述したＸＹテーブル２（図１参照）によってＸＹ方向の位置が制御され、図４（ａ）に示すように、加工ヘッド５の真下のレーザ照射領域６０が所望の穴明け加工位置に位置合せされる。例えば図４（ａ）に示す状態では、図中の最も左側の一列目における複数のレーザ照射領域６０を上方から下方（即ちＹ方向）にかけて順次移動して穴明け加工し、次に一列右側（即ちＸ方向）に移行して、図中の左側から二列目における複数のレーザ照射領域６０を上方から下方にかけて順次移動して穴明け加工する。
【００３８】
１つのレーザ照射領域６０について穴明け加工する際は、図４（ｂ）に示すように、ガルバノスキャナ９によって位置制御されたレーザ光６１により、そのレーザ照射領域６０において複数箇所の穴明け加工を行うものである。１つのレーザ照射領域６０について穴明け加工が終了すると、図４（ａ）に沿って説明したように、次のレーザ照射領域６０へ、順次上方から下方に移動し、かつその列が終了すると一列ずつ右側に移動するように加工範囲を移動していくことになる。
【００３９】
そして、図４（ａ）に示すように、上方から下方にかけて一列のレーザ照射領域６０について穴明け加工を行う場合には、プリント基板４のその列が位置する部分が上方に撓まないように、撓み抑え装置５０の直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂが駆動制御され、抑えローラ５４Ａ及び抑えローラ５４Ｂが、図４（ｂ）に示すように、そのレーザ照射領域６０の一列の両側近傍を上方から抑えるように位置制御される。これにより、プリント基板４の加工部分において上記気圧による撓みが抑えられ、高精度の穴明け加工を可能にする。
【００４０】
なお、上記で説明したレーザ照射領域６０の移動制御は、上記図４（ａ）のパターン（図中左側の列から右側の列へ移動するパターン）に限るものではなく、どのような移動パターンでも構わないが、どのようなパターンであっても、穴明け加工するレーザ照射領域６０に対する両側近傍に抑えローラ５４Ａ及び抑えローラ５４Ｂが位置するように制御することが好ましい。
【００４１】
ところで、上述のようにレーザ照射領域６０においてレーザ光６１によりプリント基板４に穴明け加工を行うと、図６に示すように、穴明け加工されたスルーホール４ｈが多数形成されることになる。すると、プリント基板４とサブテーブル板１２との間に溜まっていた気圧（噴出された空気Ａｉｒ）が、それらスルーホール４ｈから漏れ出し、プリント基板４の浮力が減少していくことになり、スルーホール４ｈが増えると、プリント基板４の落下の虞も生じてくる。
【００４２】
そこで、上述した吸着装置７０の真空ポンプ７１を駆動し、端部抑え部材３５の中空孔３５ｂと抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの中空孔５４Ａａ，５４Ｂａとを介して、端部抑え部材３５の貫通孔３５ｈや抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの貫通孔（不図示）から、矢印Ｖａｃのように空気を吸引し、プリント基板４の上面４ａを吸着する。これにより、穴明け加工が進行してスルーホール４ｈが増えたとしても、プリント基板４の落下が確実に防止され、プリント基板４を浮上した位置に保持する。
【００４３】
このようにして吸着装置７０によりプリント基板４を吸着しながら、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを移動しつつレーザ照射領域６０を移動制御していき、プリント基板４に対する全ての穴明け加工を終了する。すると、吸着装置７０によるプリント基板４の吸着を解除し、かつ浮上装置１５による浮上を終了する。これにより、プリント基板４は、サブテーブル板１２の載置面１２ａ上に載置される。さらに、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂをプリント基板４の上方から退避させると共に、４辺の端部抑え部材３５もプリント基板４の上方から退避させる。これにより、穴明け加工を終了したプリント基板４は、図示を省略した搬出装置によって、何ら阻害されることなく、レーザ加工機１の外部に搬出される。
【００４４】
以上説明したように本レーザ加工機１によると、浮上装置１５によりプリント基板４を浮上し、上面抑え装置としての端部上面抑え装置３０や撓み抑え装置５０により浮上したプリント基板４を上面４ａ側から抑えると共に、整列装置４０によりプリント基板４の浮遊移動を抑えて整列させるので、プリント基板４を浮遊させた状態で高精度に位置決めすることができると共に、下方（サブテーブル板１２の載置面１２ａ）に溜まるデブリの影響を受けないようにすることができ、加工精度の低下の防止を図ることができる。また、例えばサブテーブル板１２とプリント基板４との間にフレキシブルシートを挿入することを不要とすることができ、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化も図ることができる。
【００４５】
また、端部上面抑え装置３０が、プリント基板４の搬入時に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方から退避させ、プリント基板４の搬入後にあって浮上装置１５を起動する前に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方に進出させ、プリント基板４の搬出時に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方から退避させるので、プリント基板４を浮上した際にプリント基板４を端部抑え部材３５により上面側から抑えることができるものでありながら、プリント基板４の搬入や搬出を円滑に行うことを可能とすることができる。
【００４６】
さらに、撓み抑え装置５０が、穴明け加工時に、加工ヘッド５に対向するレーザ照射領域６０の移動に合わせて、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを該レーザ照射領域６０の近傍に位置するように移動するので、気圧によってプリント基板４のレーザ照射領域６０の部分が上方に撓むことの防止を図ることができる。
【００４７】
そして、浮上装置１５により浮上したプリント基板４を、端部上面抑え装置３０の端部抑え部材３５や撓み抑え装置５０の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂに吸着させる吸着装置７０を有しているので、穴明け加工が進行して気圧による浮力が減少してきた場合にあっても、プリント基板４を浮上した位置に保持することを可能とすることができる。
【００４８】
なお、以上説明した実施の形態においては、ワークがプリント基板であるものを説明したが、特に板状のものであれば、どのようなワークであっても、本発明を適用し得る。
【００４９】
また、本実施の形態にあっては、門型コラム６に対して加工ヘッド５が固定され、テーブル装置１１（つまりワーク）が水平方向に移動することで、加工領域を相対移動制御するものを説明したが、これに限らず、テーブル（つまりワーク）が固定され、加工ヘッドが水平方向に移動するものであっても、本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００５０】
１ レーザ加工機
４ ワーク（プリント基板）
４ａ 上面
４ｂ 側面
５ 加工ヘッド
１１ テーブル（テーブル装置）
１２ａ 載置面
１５ 浮上装置
３０ 上面抑え装置（端部上面抑え装置）
３１ 端部抑え部材駆動装置（端部抑え用アクチュエータ）
３５ 端部抑え部材
４０ 整列装置
５０ 上面抑え装置（撓み抑え装置）
５１Ａ，５１Ｂ 撓み抑え部材駆動装置（直動アクチュエータ）
５４Ａ，５４Ｂ 撓み抑え部材（抑えローラ）
６０ レーザ照射領域
６１ レーザ光
７０ 吸着装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板等のワークをレーザ光によって穴明け加工するレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板を加工する加工機にあっては、加工位置精度の向上などを目的に、テーブルに対してプリント基板を固定及び位置決めする必要がある。例えば特許文献１のものでは、プリント基板を空中で支持し、下方側から真空ポンプに接続された複数のパイプで吸引し、空中のプリント基板の撓みを取る手法を採用している。また、例えば特許文献２のものでは、プリント基板を、テーブル上に交換可能に設けられた平板に対して真空吸着することで、プリント基板のテーブルに対する固定及び位置決めを行う手法を採用している。
【０００３】
ところで、上記特許文献１及び特許文献２のものは、プリント基板上でワイヤボンディング等の電極接続作業を行うものであり、穴明け加工するものではない。プリント基板に穴明け加工を施す場合、プリント基板の下方にデブリが排出されるため、上記特許文献１及び特許文献２のように真空吸着するものでは、デブリを真空ポンプに吸入してしまう虞があり、好ましい手法ではない。
【０００４】
そのため、一般的にレーザ光によりプリント基板に穴明け加工を行うものでは、テーブルとプリント基板との間に網目状のフレキシブルシートを挿入して該プリント基板を固定し、穴明け加工により発生するデブリを該フレキシブルシートに付着させる手法が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７９０９８号公報
【特許文献２】特開平８−６４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなテーブルとプリント基板との間にフレキシブルシートを挿入する手法であっても、何枚かのプリント基板に穴明け加工を施しているうちに、同じ箇所にデブリが溜まるという問題がある。このように同じ箇所にデブリが溜まると、プリント基板の載置面が凸凹となり、新たに載置されるプリント基板に歪みが生じるため、加工精度の低下を招く虞がある。このような加工精度の低下を防止するためには、フレキシブルシートを頻繁に交換する必要があり、作業の迅速化の妨げとなる。
【０００７】
そこで本発明は、ワークをレーザ光によって穴明け加工するものにあって、加工精度の低下の防止や作業の迅速化を可能とするレーザ加工機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は（例えば図１乃至図６参照）、レーザ光（６１）を照射自在な加工ヘッド（５）と、板状のワーク（４）を載置し得る載置面（１２ａ）を有するテーブル（１１）と、を備え、前記加工ヘッド（５）と前記テーブル（１１）とを水平方向に相対移動制御し、ワーク（４）にレーザ光（６１）を照射して穴明け加工を行うレーザ加工機（１）において、
前記テーブル（１１）は、
ワーク（４）と前記載置面（１２ａ）との間に気圧を発生させて該ワーク（４）を浮上させる浮上装置（１５）と、
前記浮上装置（１５）により浮上したワーク（４）を上面（４ａ）側から抑える上面抑え装置（３０，５０）と、
前記上面抑え装置（３０，５０）により浮上が抑えられたワーク（４）の側面（４ｂ）を、前記水平方向の少なくとも１軸方向に挟み込み、該ワーク（４）の浮遊移動を抑えて整列させる整列装置（４０）と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は（例えば図２及び図３参照）、前記上面抑え装置（３０）は、前記載置面（１２ａ）に載置されたワーク（４）の端部の上方に進退自在な端部抑え部材（３５）と、前記端部抑え部材（３５）をワーク（４）の端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え部材駆動装置（３１）と、を有し、
前記上面抑え装置（３０）は、ワーク（４）の搬入時に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方から退避させ、ワーク（４）の搬入後にあって前記浮上装置（１５）を起動する前に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方に進出させ、ワーク（４）の搬出時に前記端部抑え部材（３５）をワーク設置領域の上方から退避させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は（例えば図４乃至図６参照）、前記上面抑え装置（５０）は、前記浮上装置（１５）の気圧により浮上したワーク（４）が上方に撓むことを防止するように該ワーク（４）の上面（４ａ）上を移動自在な撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）と、前記撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）をワーク（４）の上面（４ａ）上で移動駆動させる撓み抑え部材駆動装置（５１Ａ，５１Ｂ）と、を有し、
前記上面抑え装置（５０）は、前記穴明け加工時に、前記加工ヘッド（５）に対向するレーザ照射領域（６０）の移動に合わせて、前記撓み抑え部材（５４Ａ，５４Ｂ）を該レーザ照射領域（６０）の近傍に位置するように移動することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は（例えば図６参照）、前記浮上装置により浮上したワークを前記上面抑え装置に吸着させる吸着装置（７０）を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る本発明によると、浮上装置によりワークを浮上し、上面抑え装置により浮上したワークを上面側から抑えると共に、整列装置によりワークの浮遊移動を抑えて整列させるので、ワークを浮遊させた状態で高精度に位置決めすることができると共に、下方に溜まるデブリの影響を受けないようにすることができ、加工精度の低下の防止を図ることができる。また、テーブルとプリント基板との間にフレキシブルシートを挿入することを不要とすることができ、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化も図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明によると、上面抑え装置が、ワークの搬入時に端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させ、ワークの搬入後にあって浮上装置を起動する前に端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させ、ワークの搬出時に端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させるので、ワークを浮上した際にワークを端部抑え部材により上面側から抑えることができるものでありながら、ワークの搬入や搬出を円滑に行うことを可能とすることができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明によると、上面抑え装置が、穴明け加工時に、加工ヘッドに対向するレーザ照射領域の移動に合わせて、撓み抑え部材を該レーザ照射領域の近傍に位置するように移動するので、気圧によってワークのレーザ照射領域が上方に撓むことの防止を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る本発明によると、浮上装置により浮上したワークを上面抑え装置に吸着させる吸着装置を有しているので、穴明け加工が進行して気圧による浮力が減少してきた場合にあっても、ワークを浮上した位置に保持することを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係るレーザ加工機を示す正面図。
【図２】端部上面抑え装置及び整列装置を示す拡大模式図で、（ａ）はテーブルにワークを載置した状態の図、（ｂ）はワークを浮上して上面から抑えた状態の図、（ｃ）はワークの浮遊移動を抑えた状態の図。
【図３】ワークの浮上及び整列を示す説明図で、（ａ）はテーブルにワークを載置した状態の図、（ｂ）は端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させた状態の図、（ｃ）はワークを浮上して上面から抑えた状態の図、（ｄ）はワークの浮遊移動を抑えた状態の図。
【図４】ワークの穴明け加工時を示す説明図で、（ａ）は上方視図、（ｂ）は断面側面図。
【図５】撓み抑え装置を示す上方視模式図。
【図６】ワークの穴明け加工中を示す一部拡大断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図６に沿って説明する。図１に示すように、板状のワークであるプリント基板４に穴明け加工を行うレーザ加工機１は、床面に設置されるベッド２０を有しており、該ベッド２０の上方には門型コラム６が固定されている。
【００１９】
門型コラム６の上部には、レーザ発振器７が配設されており、該レーザ発振器７から発信されたレーザ光は、ミラー８によって偏向され、加工ヘッド５に導かれる。加工ヘッド５は、ガルバノスキャナ９及びｆθレンズ１０を有しており、ミラー８から導かれたレーザ光を、ガルバノスキャナ９により位置決めすると共にｆθレンズ１０を通過させて、後述するプリント基板（ワーク）４のレーザ照射領域６０における所望の位置に精度良く照射自在に構成され、該プリント基板４の所望の位置に穴明け加工を施す。
【００２０】
一方、加工ヘッド５の下方側にあって、上記ベッド２０の上面には、テーブル装置１１が配置されている。テーブル装置（テーブル）１１は、水平方向であるＸＹ方向に移動駆動自在なＸＹテーブル２とその上方に設置されたサブテーブル装置３とを有して構成されている。ＸＹテーブル２は、ベッド２０に対してＹ方向に移動駆動自在なＹ方向テーブル２Ｙと、該Ｙ方向テーブル２Ｙに対してＸ方向に移動駆動自在なＸ方向テーブル２Ｘと、を有して構成されている。
【００２１】
これらＹ方向テーブル２ＹとＸ方向テーブル２Ｘとは、それぞれ図示を省略したモータ等のアクチュエータで駆動されるボールネジ等の動力伝達手段を介して移動駆動される。これにより、加工ヘッド５とテーブル装置１１とは、不図示の制御部によって、水平方向に相対移動制御され、プリント基板４に対する加工領域（レーザ照射領域６０）の位置制御が行われる。サブテーブル装置３は、図３に示すように、プリント基板４を載置し得る載置面１２ａが上面に形成されたサブテーブル板１２を有しており、該サブテーブル板１２の下方側には、浮上装置１５が配設されている。
【００２２】
詳細には、テーブル装置１１が有する浮上装置１５は、サブテーブル板１２の下方側を覆うように、かつサブテーブル板１２の下方に密封空間１６ａを存するように該サブテーブル板１２に密着されたエア密封板１６と、該密封空間１６ａ、パイプライン１７を介して接続されたコンプレッサ１８とを有している。上記サブテーブル板１２には、図示を省略した多数の貫通孔が形成されており、浮上装置１５は、コンプレッサ１８を起動すると、パイプライン１７を介して密封空間１６ａに気圧が生じ、多数の貫通孔を介してサブテーブル板１２の載置面１２ａから気圧が発生するように空気Ａｉｒが噴き出し、プリント基板４を浮上させるように構成されている。なお、この気圧は、プリント基板４の種類や厚み等にもよるが、０．２〜０．３ＭＰａ程度の圧力となることが望ましい。
【００２３】
一方、図２に示すように、サブテーブル装置３の外縁部分には、上面抑え装置としての端部上面抑え装置３０と整列装置４０とが配設されている。詳細には、サブテーブル板１２の外縁部分にベース部材２５が固着されて設置されており、該ベース部材２５の内側（プリント基板４を載置する側）にあって、上方に上面抑え装置３０が配置され、下方に整列装置４０が配置されている。
【００２４】
詳細には、テーブル装置１１が有する端部上面抑え装置３０は、上記浮上装置１５により浮上したプリント基板４を上面側から抑えるためのものであり、大まかに、載置面１２ａに載置されたプリント基板４の端部の上方に進退自在な端部抑え部材３５と、該端部抑え部材３５をプリント基板４の端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え用アクチュエータ（端部抑え部材駆動装置）３１と、を有している。端部抑え用アクチュエータ３１は、例えば直動式エアシリンダ型からなり、伸縮駆動自在な駆動軸３３と、該駆動軸３３の先端部に取付けられたフランジ３２とを有しており、該フランジ３２が端部抑え部材３５の側面に固着されている。
【００２５】
端部抑え部材３５は、プリント基板４の上面４ａの端部に上方から当接し得る下面３５ａを有していると共に、内部に詳しくは後述する吸着装置７０に接続される中空孔３５ｂが形成されている。該端部抑え部材３５は、端部抑え用アクチュエータ３１によりプリント基板４（ワーク設置領域）の端部の上方に進出されることで、下面３５ａが浮上したプリント基板４の端部を上方から抑え、該プリント基板４の浮上を抑えることになる。なお、端部抑え部材３５及び端部抑え用アクチュエータ３１のセットは、図４（ａ）に示すように、サブテーブル装置３の四辺に配置されており、それぞれ内側に進退移動し得るように構成されている。
【００２６】
一方、テーブル装置１１が有する整列装置４０は、プリント基板４の浮遊移動を抑えて整列するためのものであり、大まかに、プリント基板４の側面４ｂを挟み込むための端面４５ａが形成された側面抑え部材４５と、該側面抑え部材４５をプリント基板４のＸ方向（水平方向の少なくとも１軸方向）に対して進退自在に移動駆動させる側面抑え用アクチュエータ４１と、を有している。側面抑え用アクチュエータ４１は、例えば直動式エアシリンダ型からなり、伸縮駆動自在な駆動軸４３と、該駆動軸４３の先端部に取付けられたフランジ４２とを有しており、該フランジ４２が側面抑え部材４５の側面に固着されている。
【００２７】
プリント基板４の上記側面抑え部材４５とは反対側には、図３に示すように、サブテーブル板１２に固定されているだけの当接部材４８が備えられており、側面抑え用アクチュエータ４１の伸縮によって側面４ｂが押されたプリント基板４は、当接部材４８の側面４８ａと側面抑え部材４５の端面４５ａとの間に挟み込まれて、該プリント基板４の浮遊移動が抑えられ、当接部材４８に対して該プリント基板４が整列される形となる。
【００２８】
なお、本実施の形態における整列装置４０は、当接部材４８と側面抑え部材４５とでプリント基板４をＸ方向に挟み込むものを説明したが、プリント基板４をＹ方向に挟み込むように構成したものでもよく、さらに、プリント基板４をＸ方向及びＹ方向の両方向に対して挟み込むように構成したものでもよい。
【００２９】
一方、サブテーブル装置３の上方部分には、図５に示す上面抑え装置としての撓み抑え装置５０が配設されている。詳細には、テーブル装置１１が有する撓み抑え装置５０は、プリント基板４の設置領域よりもＹ方向の外側にあって、Ｘ方向に平行に対向して配置された直動アクチュエータ（撓み抑え部材駆動装置）５１Ａ，５１Ｂと、それら直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂによってそれぞれ移動駆動される移動部材５２Ａ，５２Ｂと、Ｙ方向に対向した一対からなり、そのうちの一方が移動部材５２Ａ，５２Ｂに固定された軸受部材５３Ａ，５３Ｂと、一対の軸受部材５３Ａ，５３ＢをＸ方向に対して移動自在に支持する一対のリニアガイド５８，５８と、一対の軸受部材５３Ａ，５３Ｂのそれぞれにより回転自在に支持された２本の抑えローラ（撓み抑え部材）５４Ａ，５４Ｂと、を有して構成されている。
【００３０】
即ち、直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂの駆動によって、これら２本の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂが、浮上したプリント基板４が上方に撓むことを防止するようにプリント基板４の上面４ａ上を転動移動し得るように構成されている。これら２本の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂは、プリント基板４上のレーザ照射領域６０の近傍に位置するように移動制御され、例えば図５中の左方側のレーザ照射領域６０について穴明け加工を行う際は、図５中実線で示す位置にあり、例えばレーザ照射領域６０が図５中の右方側の位置に移動した場合は、抑えローラ５４Ｂが図５中二点鎖線で示す位置に移動すると共に、抑えローラ５４Ａが抑えローラ５４Ｂのあった位置に移動するように構成されている。なお、抑えローラ５４Ａと抑えローラ５４Ｂとの間隔は、レーザ照射領域６０の大きさ（加工ヘッド５のサイズ）に起因して決定されるが、概ね３０〜１５０ｍｍ程度となる。
【００３１】
上記抑えローラ５４Ａ，５４Ｂは、図６に示すように、内部にそれぞれ中空孔５４Ａａ，５４Ｂａが形成されていると共に、それら抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの表面からは、中空孔５４Ａａ，５４Ｂａに向けて図示を省略した多数の貫通孔が形成されている。抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの形態としては多孔質、メッシュ、スポンジ等であり、材質としては金属、セラミック、樹脂等が用いられる。一方、上述した端部抑え部材３５の下面３５ａからも、中空孔３５ｂに向けて多数の貫通孔３５ｈが形成されている。これら抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの中空孔５４Ａａ，５４Ｂａと、上述した端部抑え部材３５の中空孔３５ｂとは、吸着装置７０のパイプライン７２に接続されており、該パイプライン７２は真空ポンプ７１に接続されている。即ち、端部抑え部材３５の貫通孔３５ｈや抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの貫通孔（不図示）は、それぞれ中空孔３５ｂ，５４Ａａ，５４Ｂａが真空ポンプ７１により真空状態に吸引されることにより、それぞれの貫通孔から矢印Ｖａｃのように空気を吸引し、プリント基板４の上面４ａを吸着し得るように構成されている。なお、貫通孔３５ｈはドリル孔であり、図６の紙面垂直方向に列状に複数設けられている。この端部抑え部材３５の材質は金属、樹脂、ゴム等が用いられる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、プリント基板４の上方への撓みを抑えるものとして、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを用い、プリント基板４の上面４ａ上を転動移動するものを説明したが、プリント基板４の表面を傷付けないような素材を用いたものであれば、例えば板状に形成してプリント基板４の上面４ａ上を摺動させるように構成してもよい。
【００３３】
つづいて、本レーザ加工機１の動作について図に沿って説明する。プリント基板４の搬入時にあっては、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、サブテーブル装置３の４辺の端部抑え部材３５は、外側に向かって退避した位置にあり、また、側面抑え部材４５も外側に向かって退避した位置にある。これにより、プリント基板４は、図示を省略した搬入装置によって、何ら阻害されることなく、サブテーブル板１２の載置面１２ａ上に搬入されて載置される。
【００３４】
サブテーブル板１２の載置面１２ａ上にプリント基板４が搬入されると、図３（ｂ）に示すように、端部上面抑え装置３０は、サブテーブル装置３の４辺にある端部抑え部材３５を、端部抑え用アクチュエータ３１によりプリント基板４の端部の上方（ワーク設置領域の上方）に進出される。
【００３５】
続いて、図２（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、浮上装置１５のコンプレッサ１８は作動され、密封空間１６ａに気圧が生じると、図示を省略したサブテーブル板１２の貫通孔から空気Ａｉｒが噴出され、プリント基板４が浮上される。浮上したプリント基板４の上面４ａは、上述のように進出された端部抑え部材３５の下面３５ａに当接し、つまり端部上面抑え装置３０によってプリント基板４の４辺の端部が上方から抑えられる。
【００３６】
そして、図２（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、整列装置４０は、側面抑え部材４５を側面抑え用アクチュエータ４１により駆動し、該側面抑え部材４５をプリント基板４の側面４ｂに当接させて押圧していくことで、プリント基板４の反対側にある当接部材４８と該側面抑え部材４５とにより水平方向に対して挟み込む。これにより、プリント基板４は、当接部材４８に対して水平方向に整列され、プリント基板４を浮遊させた状態でサブテーブル装置３に対して高精度に位置決めすると共に、サブテーブル板１２の貫通孔から噴出された空気Ａｉｒがプリント基板４の端部の隙間から逃げることを抑制し、プリント基板４の浮上用の気圧の維持も行う。
【００３７】
以上のようにプリント基板４が浮上されつつ上方から抑えられ、かつ水平方向に対して位置決めされると、上述したＸＹテーブル２（図１参照）によってＸＹ方向の位置が制御され、図４（ａ）に示すように、加工ヘッド５の真下のレーザ照射領域６０が所望の穴明け加工位置に位置合せされる。例えば図４（ａ）に示す状態では、図中の最も左側の一列目における複数のレーザ照射領域６０を上方から下方（即ちＹ方向）にかけて順次移動して穴明け加工し、次に一列右側（即ちＸ方向）に移行して、図中の左側から二列目における複数のレーザ照射領域６０を上方から下方にかけて順次移動して穴明け加工する。
【００３８】
１つのレーザ照射領域６０について穴明け加工する際は、図４（ｂ）に示すように、ガルバノスキャナ９によって位置制御されたレーザ光６１により、そのレーザ照射領域６０において複数箇所の穴明け加工を行うものである。１つのレーザ照射領域６０について穴明け加工が終了すると、図４（ａ）に沿って説明したように、次のレーザ照射領域６０へ、順次上方から下方に移動し、かつその列が終了すると一列ずつ右側に移動するように加工範囲を移動していくことになる。
【００３９】
そして、図４（ａ）に示すように、上方から下方にかけて一列のレーザ照射領域６０について穴明け加工を行う場合には、プリント基板４のその列が位置する部分が上方に撓まないように、撓み抑え装置５０の直動アクチュエータ５１Ａ，５１Ｂが駆動制御され、抑えローラ５４Ａ及び抑えローラ５４Ｂが、図４（ｂ）に示すように、そのレーザ照射領域６０の一列の両側近傍を上方から抑えるように位置制御される。これにより、プリント基板４の加工部分において上記気圧による撓みが抑えられ、高精度の穴明け加工を可能にする。
【００４０】
なお、上記で説明したレーザ照射領域６０の移動制御は、上記図４（ａ）のパターン（図中左側の列から右側の列へ移動するパターン）に限るものではなく、どのような移動パターンでも構わないが、どのようなパターンであっても、穴明け加工するレーザ照射領域６０に対する両側近傍に抑えローラ５４Ａ及び抑えローラ５４Ｂが位置するように制御することが好ましい。
【００４１】
ところで、上述のようにレーザ照射領域６０においてレーザ光６１によりプリント基板４に穴明け加工を行うと、図６に示すように、穴明け加工されたスルーホール４ｈが多数形成されることになる。すると、プリント基板４とサブテーブル板１２との間に溜まっていた気圧（噴出された空気Ａｉｒ）が、それらスルーホール４ｈから漏れ出し、プリント基板４の浮力が減少していくことになり、スルーホール４ｈが増えると、プリント基板４の落下の虞も生じてくる。
【００４２】
そこで、上述した吸着装置７０の真空ポンプ７１を駆動し、端部抑え部材３５の中空孔３５ｂと抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの中空孔５４Ａａ，５４Ｂａとを介して、端部抑え部材３５の貫通孔３５ｈや抑えローラ５４Ａ，５４Ｂの貫通孔（不図示）から、矢印Ｖａｃのように空気を吸引し、プリント基板４の上面４ａを吸着する。これにより、穴明け加工が進行してスルーホール４ｈが増えたとしても、プリント基板４の落下が確実に防止され、プリント基板４を浮上した位置に保持する。
【００４３】
このようにして吸着装置７０によりプリント基板４を吸着しながら、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを移動しつつレーザ照射領域６０を移動制御していき、プリント基板４に対する全ての穴明け加工を終了する。すると、吸着装置７０によるプリント基板４の吸着を解除し、かつ浮上装置１５による浮上を終了する。これにより、プリント基板４は、サブテーブル板１２の載置面１２ａ上に載置される。さらに、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂをプリント基板４の上方から退避させると共に、４辺の端部抑え部材３５もプリント基板４の上方から退避させる。これにより、穴明け加工を終了したプリント基板４は、図示を省略した搬出装置によって、何ら阻害されることなく、レーザ加工機１の外部に搬出される。
【００４４】
以上説明したように本レーザ加工機１によると、浮上装置１５によりプリント基板４を浮上し、上面抑え装置としての端部上面抑え装置３０や撓み抑え装置５０により浮上したプリント基板４を上面４ａ側から抑えると共に、整列装置４０によりプリント基板４の浮遊移動を抑えて整列させるので、プリント基板４を浮遊させた状態で高精度に位置決めすることができると共に、下方（サブテーブル板１２の載置面１２ａ）に溜まるデブリの影響を受けないようにすることができ、加工精度の低下の防止を図ることができる。また、例えばサブテーブル板１２とプリント基板４との間にフレキシブルシートを挿入することを不要とすることができ、フレキシブルシートの交換などの作業工程を低減し、作業の迅速化も図ることができる。
【００４５】
また、端部上面抑え装置３０が、プリント基板４の搬入時に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方から退避させ、プリント基板４の搬入後にあって浮上装置１５を起動する前に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方に進出させ、プリント基板４の搬出時に端部抑え部材３５をプリント基板４の設置領域の上方から退避させるので、プリント基板４を浮上した際にプリント基板４を端部抑え部材３５により上面側から抑えることができるものでありながら、プリント基板４の搬入や搬出を円滑に行うことを可能とすることができる。
【００４６】
さらに、撓み抑え装置５０が、穴明け加工時に、加工ヘッド５に対向するレーザ照射領域６０の移動に合わせて、抑えローラ５４Ａ，５４Ｂを該レーザ照射領域６０の近傍に位置するように移動するので、気圧によってプリント基板４のレーザ照射領域６０の部分が上方に撓むことの防止を図ることができる。
【００４７】
そして、浮上装置１５により浮上したプリント基板４を、端部上面抑え装置３０の端部抑え部材３５や撓み抑え装置５０の抑えローラ５４Ａ，５４Ｂに吸着させる吸着装置７０を有しているので、穴明け加工が進行して気圧による浮力が減少してきた場合にあっても、プリント基板４を浮上した位置に保持することを可能とすることができる。
【００４８】
なお、以上説明した実施の形態においては、ワークがプリント基板であるものを説明したが、特に板状のものであれば、どのようなワークであっても、本発明を適用し得る。
【００４９】
また、本実施の形態にあっては、門型コラム６に対して加工ヘッド５が固定され、テーブル装置１１（つまりワーク）が水平方向に移動することで、加工領域を相対移動制御するものを説明したが、これに限らず、テーブル（つまりワーク）が固定され、加工ヘッドが水平方向に移動するものであっても、本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００５０】
１ レーザ加工機
４ ワーク（プリント基板）
４ａ 上面
４ｂ 側面
５ 加工ヘッド
１１ テーブル（テーブル装置）
１２ａ 載置面
１５ 浮上装置
３０ 上面抑え装置（端部上面抑え装置）
３１ 端部抑え部材駆動装置（端部抑え用アクチュエータ）
３５ 端部抑え部材
４０ 整列装置
５０ 上面抑え装置（撓み抑え装置）
５１Ａ，５１Ｂ 撓み抑え部材駆動装置（直動アクチュエータ）
５４Ａ，５４Ｂ 撓み抑え部材（抑えローラ）
６０ レーザ照射領域
６１ レーザ光
７０ 吸着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射自在な加工ヘッドと、板状のワークを載置し得る載置面を有するテーブルと、を備え、前記加工ヘッドと前記テーブルとを水平方向に相対移動制御し、ワークにレーザ光を照射して穴明け加工を行うレーザ加工機において、
前記テーブルは、
ワークと前記載置面との間に気圧を発生させて該ワークを浮上させる浮上装置と、
前記浮上装置により浮上したワークを上面側から抑える上面抑え装置と、
前記上面抑え装置により浮上が抑えられたワークの側面を、前記水平方向の少なくとも１軸方向に挟み込み、該ワークの浮遊移動を抑えて整列させる整列装置と、を有する、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記上面抑え装置は、前記載置面に載置されたワークの端部の上方に進退自在な端部抑え部材と、前記端部抑え部材をワークの端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え部材駆動装置と、を有し、
前記上面抑え装置は、ワークの搬入時に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させ、ワークの搬入後にあって前記浮上装置を起動する前に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させ、ワークの搬出時に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記上面抑え装置は、前記浮上装置の気圧により浮上したワークが上方に撓むことを防止するように該ワークの上面上を移動自在な撓み抑え部材と、前記撓み抑え部材をワークの上面上で移動駆動させる撓み抑え部材駆動装置と、を有し、
前記上面抑え装置は、前記穴明け加工時に、前記加工ヘッドに対向するレーザ照射領域の移動に合わせて、前記撓み抑え部材を該レーザ照射領域の近傍に位置するように移動する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記浮上装置により浮上したワークを前記上面抑え装置に吸着させる吸着装置を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレーザ加工機。
【請求項１】
レーザ光を照射自在な加工ヘッドと、板状のワークを載置し得る載置面を有するテーブルと、を備え、前記加工ヘッドと前記テーブルとを水平方向に相対移動制御し、ワークにレーザ光を照射して穴明け加工を行うレーザ加工機において、
前記テーブルは、
ワークと前記載置面との間に気圧を発生させて該ワークを浮上させる浮上装置と、
前記浮上装置により浮上したワークを上面側から抑える上面抑え装置と、
前記上面抑え装置により浮上が抑えられたワークの側面を、前記水平方向の少なくとも１軸方向に挟み込み、該ワークの浮遊移動を抑えて整列させる整列装置と、を有する、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記上面抑え装置は、前記載置面に載置されたワークの端部の上方に進退自在な端部抑え部材と、前記端部抑え部材をワークの端部の上方に進退自在に移動駆動させる端部抑え部材駆動装置と、を有し、
前記上面抑え装置は、ワークの搬入時に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させ、ワークの搬入後にあって前記浮上装置を起動する前に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方に進出させ、ワークの搬出時に前記端部抑え部材をワーク設置領域の上方から退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記上面抑え装置は、前記浮上装置の気圧により浮上したワークが上方に撓むことを防止するように該ワークの上面上を移動自在な撓み抑え部材と、前記撓み抑え部材をワークの上面上で移動駆動させる撓み抑え部材駆動装置と、を有し、
前記上面抑え装置は、前記穴明け加工時に、前記加工ヘッドに対向するレーザ照射領域の移動に合わせて、前記撓み抑え部材を該レーザ照射領域の近傍に位置するように移動する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記浮上装置により浮上したワークを前記上面抑え装置に吸着させる吸着装置を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレーザ加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７１１５０（Ｐ２０１３−７１１５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１６３１（Ｐ２０１１−２１１６３１）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００２３３３３２）日立ビアメカニクス株式会社 (237)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００２３３３３２）日立ビアメカニクス株式会社 (237)
【Ｆターム（参考）】
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