專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字控制激光加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字控制激光加工設(shè)備，其通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)固定在工作臺(tái)上的工件鉆孔。
背景技術(shù)：
如日本公開(kāi)專(zhuān)利2000-343260所公開(kāi)的那樣，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字控制激光加工設(shè)備被配置為，將激光束發(fā)射到將被加工的孔的設(shè)計(jì)位置的中心坐標(biāo)上，所述的中心坐標(biāo)在加工程序中預(yù)先描述。
然而，當(dāng)將要在預(yù)先步驟中形成的特定點(diǎn)的中心進(jìn)行鉆孔時(shí)，將被加工的點(diǎn)的中心坐標(biāo)可能在加工容差內(nèi)變化。或者，將要加工的實(shí)際位置本身可能根據(jù)工件而改變。
圖4A、4B和4C示出了在預(yù)先步驟中處理的工件的平面圖，其中圖4A是工件1的整體視圖，圖4B是示出IC芯片2的放大圖，以及圖4C是工件1的局部放大圖。
如圖4A所示，在襯底(工件)1上將方形IC芯片2設(shè)置成網(wǎng)格形。在預(yù)先步驟中，如圖4B和4C所示，在IC芯片2的四角的任意一角上形成焊片3。在加工該工件1中，當(dāng)在加工前參考焊片3的位置時(shí)，通過(guò)由操作員手動(dòng)輸入來(lái)準(zhǔn)備加工程序。從而不能提高工作效率。
而且，通過(guò)假定焊片3的中心坐標(biāo)是在準(zhǔn)備加工程序中設(shè)計(jì)指定的其中之一，從而使用例如在IC芯片2的右下角或右上角的焊片3的位置來(lái)指定焊片3的位置，而沒(méi)有對(duì)焊片3的位置進(jìn)行測(cè)量。因此，存在加工的孔偏離焊片3的情況，從而降低了IC芯片2的產(chǎn)品可靠性。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種數(shù)字控制激光加工設(shè)備，其不需要預(yù)備加工程序，并且，即使對(duì)于不能預(yù)先指定將要加工的位置的工件，也能夠提高工作效率和產(chǎn)品可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，數(shù)字控制激光加工設(shè)備根據(jù)加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束在固定在工作臺(tái)上的工件中加工孔，所述設(shè)備包括圖像掃描器，用于在加工前掃描固定在工作臺(tái)上的工件的表面；以及圖像處理單元，用于從由圖像掃描器獲得的圖像數(shù)據(jù)指定將要加工的點(diǎn)，以根據(jù)將要加工的指定點(diǎn)來(lái)生成加工程序，并且數(shù)字控制激光加工設(shè)備根據(jù)由此生成的加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)工件鉆孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖像處理單元生成這樣的加工程序，所述加工程序用于根據(jù)將要加工的指定點(diǎn)在預(yù)定位置上鉆參考孔，從而根據(jù)由此生成的加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束而在工件上鉆參考孔。
因?yàn)閿?shù)字控制激光加工設(shè)備通過(guò)如上述識(shí)別出將要加工的實(shí)際位置來(lái)加工工件，從而能夠高精度地加工。
通過(guò)下文對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，通過(guò)參考附圖將更好地理解所述目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的數(shù)字控制激光加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出本發(fā)明的數(shù)字控制激光加工設(shè)備的操作流程圖；圖3是工件的平面圖；以及圖4A、4B和4C是示出在預(yù)先步驟中處理的工件的平面圖，其中，圖4A是工件的整體視圖，圖4B是IC芯片的放大圖，以及圖4C是工件的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考

實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字控制激光加工設(shè)備的方式。圖1是本發(fā)明的數(shù)字控制激光加工設(shè)備10的結(jié)構(gòu)圖，圖2是示出本發(fā)明的數(shù)字控制激光加工設(shè)備的操作流程圖，以及圖3是工件的平面圖。
設(shè)置在激光加工設(shè)備10的機(jī)床11上的線(xiàn)性導(dǎo)軌13，使X工作臺(tái)12能夠在圖面的前后方向，即在垂直于圖面的X軸的方向上移動(dòng)。在機(jī)床11上平行于線(xiàn)性導(dǎo)軌13設(shè)置有線(xiàn)性標(biāo)尺14。在面向X工作臺(tái)12上的線(xiàn)性標(biāo)尺14的位置上設(shè)置有傳感器15。NC單元53借助于線(xiàn)性標(biāo)尺14和傳感器15精確地控制X工作臺(tái)12的位置。
設(shè)置在X工作臺(tái)12上的線(xiàn)性導(dǎo)軌17，使Y工作臺(tái)16可以在橫向，即在Y軸方向上移動(dòng)。在X工作臺(tái)12上平行于線(xiàn)性導(dǎo)軌17設(shè)置有線(xiàn)性標(biāo)尺18。在面向Y工作臺(tái)16上的線(xiàn)性標(biāo)尺18的位置上設(shè)置有傳感器19。NC單元53借助于線(xiàn)性標(biāo)尺18和傳感器19精確地控制Y工作臺(tái)16的位置。
通過(guò)吸取工作臺(tái)21將工件1定位于Y工作臺(tái)16上。
閘門(mén)式柱筒(gate-type column)30固定在機(jī)床11上。
閘門(mén)式柱筒30上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)31和32、激光振蕩器40以及反射鏡41。
電動(dòng)機(jī)31能夠垂直地，即在圖中的Z方向上移動(dòng)基座42?；?2上設(shè)置有反射鏡43、光學(xué)反射鏡對(duì)44以及fθ透鏡45。
電動(dòng)機(jī)32能夠垂直地，即在圖中的Z方向上移動(dòng)攝像機(jī)基座50。攝像機(jī)基座50上設(shè)置有行攝像機(jī)51，即圖像掃描裝置。在行攝像機(jī)51中未示出的圖像拾取元件設(shè)置在X軸方向上。行攝像機(jī)51的可能成像長(zhǎng)度為A(見(jiàn)圖3)，行攝像機(jī)51的圖像拾取元件的中心到fθ透鏡45的中心之間的距離是L。
行攝像機(jī)51與作為示例的加工程序生成單元的圖像處理單元52相連。圖像處理單元52還連接NC單元53。圖像處理單元52生成如下文所述的加工程序，并與NC單元53一起控制每部分。
下面將通過(guò)示例加工如圖4所示的工件的情況，說(shuō)明本發(fā)明加工程序生成單元的操作。
在將工件1的中心調(diào)節(jié)和固定到Y(jié)工作臺(tái)16的中心后，將工件1的尺寸，即在X軸方向上的長(zhǎng)度N、Y軸方向上的長(zhǎng)度M以及在X軸方向上的IC芯片2之間的間距p，輸入到所述單元中(見(jiàn)圖3)。
在打開(kāi)未示出的加工起動(dòng)按鈕時(shí)，NC單元53用長(zhǎng)度A除長(zhǎng)度N，以計(jì)算出掃描次數(shù)S(步驟S10)。這里，當(dāng)N＞A時(shí)，掃描次數(shù)S的結(jié)果為倍數(shù)，從而NC單元53這樣確定掃描次數(shù)S，使得在Y軸方向上重疊至少一行IC芯片2，如圖3所示。在圖3所示的工件1的情況下，確定為首先掃描在Q1-Q1上的第一區(qū)域，然后掃描在Q2-Q2下的第二區(qū)域。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在讀取工件1中的讀取原點(diǎn)K設(shè)置在工件1的左上頂點(diǎn)上，所以通過(guò)移動(dòng)X工作臺(tái)12和Y工作臺(tái)16，將行攝像機(jī)51的后邊緣調(diào)節(jié)到讀取原點(diǎn)K上。然后，在圖1中，在向左移動(dòng)Y工作臺(tái)16的每個(gè)預(yù)定取樣時(shí)間，用行攝像機(jī)51掃描工件1。根據(jù)從行攝像機(jī)51輸出的圖像數(shù)據(jù)和Y工作臺(tái)16的位置，圖像處理單元52計(jì)算焊片3的中心坐標(biāo)P(x，y)。接著，在將Y工作臺(tái)16移動(dòng)距離M后，將X工作臺(tái)12向前移動(dòng)距離A，并留下一行IC芯片2，以在第二區(qū)域中定位行攝像機(jī)51。然后，將Y工作臺(tái)16向右移動(dòng)距離M，以計(jì)算在第二區(qū)域中焊片3的中心坐標(biāo)P(x，y)(步驟S20)。然后，圖像處理單元52綜合在第一區(qū)域中得到的中心坐標(biāo)P(x，y)和在第二區(qū)域中得到的中心坐標(biāo)P(x，y)得到一個(gè)數(shù)據(jù)(步驟S30)。
然后，圖像處理單元52根據(jù)由此得到的中心坐標(biāo)P(x，y)，確定將要加工的區(qū)域。也就是說(shuō)，圖像處理單元52確定最大x坐標(biāo)xmax與最小x坐標(biāo)xmin之差m，作為將要加工的區(qū)域在X軸方向上的長(zhǎng)度，并確定最大y坐標(biāo)ymax與最小y坐標(biāo)ymin之差n，作為將要加工的區(qū)域在Y軸方向上的長(zhǎng)度(步驟S40)。
接著，圖像處理單元52用由fθ透鏡的尺寸確定的加工范圍劃分長(zhǎng)度m和n(步驟S50)。然后，圖像處理單元52確定加工路徑(步驟S60)，并對(duì)將要加工的每個(gè)區(qū)域的中心坐標(biāo)P(x，y)沿加工路徑排序(步驟S70)，以及在加工程序中分配將要加工的點(diǎn)的中心坐標(biāo)P(x，y)(步驟S80)。
圖像處理單元52通過(guò)上述步驟生成加工程序。
下面說(shuō)明激光加工設(shè)備10在加工中的操作。
從激光振蕩器40輸出的激光束，經(jīng)由定位在X和Y方向上的反射鏡41和43進(jìn)入光學(xué)反射鏡對(duì)44中，再通過(guò)fθ透鏡45，垂直進(jìn)入工件1中，并在焊片3的中心處鉆孔。
優(yōu)選的是，可以為后面的加工鉆參考孔。也就是說(shuō)，通過(guò)在加工程序中添加一個(gè)參考孔01的中心坐標(biāo)01(xmin-5，ymin-5)，和另一個(gè)參考孔02的中心坐標(biāo)02(xmax+5，ymax+5)，可以預(yù)先鉆得參考孔01和02。
本發(fā)明不僅適用于激光加工設(shè)備，還適用于其它的加工設(shè)備，如印制電路板鉆孔設(shè)備，其通過(guò)使用鉆機(jī)對(duì)印制電路板進(jìn)行鉆孔。
而且，雖然在上述實(shí)施例中設(shè)置了圖像處理單元52以生成加工程序，但是也可能這樣設(shè)置，使得NC單元53的計(jì)算單元具有生成加工程序的功能。
盡管已經(jīng)描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行變化，所述本發(fā)明構(gòu)思的范圍由下面的權(quán)利要求書(shū)所限定。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字控制激光加工設(shè)備，其根據(jù)加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)固定在工作臺(tái)上的工件鉆孔，所述設(shè)備包括圖像掃描裝置，用于在加工前掃描固定在所述工作臺(tái)上的所述工件的表面；以及加工程序生成裝置，用于從由所述圖像掃描裝置獲得的圖像數(shù)據(jù)指定將要加工的點(diǎn)，以便根據(jù)將要加工的所述指定點(diǎn)生成加工程序，所述數(shù)字控制激光加工設(shè)備，根據(jù)上述生成的所述加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)所述工件鉆孔。
2.一種數(shù)字控制激光加工設(shè)備，其根據(jù)加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)固定在工作臺(tái)上的工件鉆孔，所述設(shè)備包括圖像掃描器，用于在加工前掃描固定在所述工作臺(tái)上的所述工件的表面；以及加工程序生成單元，用于從由所述圖像掃描器獲得的圖像數(shù)據(jù)指定加工點(diǎn)，以便根據(jù)將要加工的所述指定點(diǎn)生成加工程序，所述數(shù)字控制激光加工設(shè)備，根據(jù)上述生成的所述加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束對(duì)所述工件鉆孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)字控制激光加工設(shè)備，其中所述加工程序生成單元生成這樣的加工程序，所述加工程序用于根據(jù)將要加工的所述指定點(diǎn)在預(yù)定位置上鉆參考孔，以便根據(jù)上述生成的所述加工程序，通過(guò)發(fā)射激光束在所述工件上鉆參考孔。
全文摘要
一種激光加工設(shè)備，其不需要預(yù)先準(zhǔn)備加工程序，并且即使對(duì)于不能預(yù)先指定將要加工的點(diǎn)的工件，也能夠提高工作效率和產(chǎn)品可靠性。所述激光加工設(shè)備設(shè)置有加工程序生成單元，所述單元包括行攝像機(jī)和圖像處理單元。行攝像機(jī)在加工前掃描固定于Y工作臺(tái)上的工件的表面。加工程序生成單元從由行攝像機(jī)獲得的圖像數(shù)據(jù)指定將要加工的點(diǎn)，并根據(jù)將要加工的指定點(diǎn)生成加工程序。NC單元根據(jù)上述生成的加工程序，控制對(duì)工件的加工。
文檔編號(hào)B23K26/38GK1657219SQ20051000841
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者木村文昭, 松村薰 申請(qǐng)人:日立比亞機(jī)械股份有限公司