JPH0825073A - レーザ加工機及びレーザ加工機における光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームを複数のベンドミラーによって
被加工物に誘導するレーザ加工機において、レーザビー
ムの光軸調整を迅速且つ正確に行う。 【構成】 各ベントミラー２９ａ〜２９ｅは、煽り角度
調節機構３２及び並進駆動機構３３によって保持されて
おり、それぞれモータ３７ａ〜３７ｄ、３６を回転させ
ることにより煽り角度が調節されると共に、所定方向に
並進移動される。また、各レーザビーム２９ａ〜２９ｅ
の入射口３５ａには、センサ保持部３８が形成されてお
り、センサ面４１に熱電対を配設した熱電センサ３９が
装着可能となっている。さらに、熱電センサ３９の移動
量を測定するロータリエンコーダや、熱電センサ３９か
らの電気信号に基づいて補正値を算出し、各モータ３７
ａ〜３７ｄ、３６の制御を行う補正制御装置が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光学装置を備え
たレーザ加工機及びそのレーザ加工機においてレーザビ
ームの光軸を調整するための光軸調整方向に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームによって被加工物を切断し
たり、トリミング等の加工作業を行うレーザ加工機に
は、レーザ発振器から出力されたレーザビームを順次反
射させながら被加工物に誘導するための例えばベンドミ
ラーが複数箇所に設けられている。

【０００３】この種のレーザ加工機においては、加工精
度を保つために常にレーザビームの光軸合わせを行う必
要があり、それには、特開昭６２ー２２７５８８号公報
に開示されているように位置検出センサを用いて行うこ
とが知られている。

【０００４】図１３に示すように、レーザ加工機には、
レーザ発振装置１１から出力されるレーザビームを反射
させて出力ヘッド１２内に誘導するためのベンドミラー
１３が複数設けられている。この出力ヘッド１２内には
レーザビームを集光して被加工物に照射するための集光
レンズ１４が設けられている。なお、レーザ発振装置１
１は加工用のレーザ発振器１５と光軸調整用のレーザ発
振器１６を備えている。

【０００５】さらに、出力ヘッド１２内には最終段のベ
ンドミラー１３と集光レンズ１４との間にレーザビーム
を通過させる貫通孔１７ａ及び位置検出センサ１７ｂを
備えたプレート１７がスライド可能に設けられている。
このプレート１７をスライドさせることにより、レーザ
ビームの光路上に貫通孔１７ａと位置検出センサ１７ｂ
とを切り換え可能に位置させることができる。かかる位
置検出センサ１７ｂは、レーザビームが照射されるセン
サ面を有し、そのセンサ面上におけるレーザビームの照
射位置を電気信号に変換して出力するものである。ま
た、位置検出センサ１７ｂのセンサ面上におけるレーザ
ビームの照射位置が適正位置からずれていることを知ら
せる警告ブザー１８が設けられている。

【０００６】さて、光軸合わせを行うためには、プレー
ト１７をスライドさせて位置検出センサ１７ｂを光路上
に位置させ、そのセンサ面上にレーザビームを照射す
る。そして、警告ブザー１８が鳴れば、各ベンドミラー
１３を調整して警告ブザー１８が鳴らないようにレーザ
ビームを適正位置に誘導する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、センサ１７
ｂ上におけるレーザビームの照射位置がずれていても、
ベンドミラーが複数個設けられていると、どのベンドミ
ラーが原因となっているか判らないため、初めは各ベン
ドミラーを少しづつ調整し、それを繰り返しながら最終
的に警告ブザーの鳴らない位置にレーザビームを誘導す
るようにしなければならない。そのため、光軸調整は非
常に面倒な作業となる。

【０００８】また、従来の構成ではセンサ面に対してレ
ーザビームの光軸が斜めに入射されているか否かを検出
することができない。そのため、レーザビームの光軸を
ブザーの鳴らない位置に誘導しても、レーザビームがセ
ンサ面に対して斜めに入射していれば正確な加工作業を
行うことができない。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、レーザビームを複数のベンドミラーに
よって被加工物に誘導するレーザ加工機において、レー
ザビームの光軸調整を迅速且つ正確に行うことができる
レーザ加工機及びその光軸調整方法を提供するところに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の光軸調整方法は、レーザ発振器から出力
されるレーザビームを、順次並べられた複数の光学装置
によって反射又は屈折させながら被加工物に誘導するレ
ーザ加工機において各光学装置の光軸を調整するための
方法であって、前段の光学装置から次段の光学装置に至
る光路中の所定位置にレーザビームが照射されたときの
発熱に基づいてそのレーザビームの照射位置を検出する
熱電センサを設け、この熱電センサにより検出されたレ
ーザビームの照射位置に応じて前段の光学装置の光軸を
調整し、この調整プロセスを各光学装置について実行さ
れるように繰り返すことに特徴を有する。

【００１１】請求項２のレーザ加工機は、レーザ発振器
から出力されるレーザビームを、順次並べられた複数の
光学装置によって反射又は屈折させながら被加工物に誘
導するものにおいて、レーザビームが照射されたときの
発熱に基づいてそのレーザビームの照射位置を検出する
熱電センサと、各光学装置への入射ビームが通る光路中
にそれぞれ設けられ、その光学装置の前段の光学装置の
光軸調整を行うために熱電センサを所定の位置にセット
するためのセンサ保持部とを備えたことに特徴を有す
る。

【００１２】請求項３の光軸調整方法は、図１２に示す
通り、レーザ発振器から出力されるレーザビームをベン
ドミラーにより反射させて被加工物に誘導するレーザ加
工機において、前記ベンドミラーの反射ビームが所定の
光軸上を進むように調整するための方法であって、受光
面にレーザビームが照射されたときの局部的発熱に基づ
いてそのレーザビームの照射位置を検出可能な熱電セン
サを、ベンドミラーの反射ビームの光路中に設け、この
熱電センサにレーザビームを照射（ステップ１）した後
に熱電センサをベンドミラーに対して移動（ステップ
２）させてレーザビームの照射位置が変化するか否かを
判断（ステップ３）し、その照射位置が変化する場合に
は、その照射位置のずれ量と熱電センサの移動量とに基
づいてベンドミラーの煽り角度を、ベンドミラーの移動
に伴い前記レーザビームの照射位置が変化しない角度に
補正（ステップ４）し、上記相対移動に伴って熱電セン
サ上のレーザビームの照射位置が変化しない場合、また
は上記煽り角度の補正が終了した後に、反射ビームの熱
電センサへの照射点が所定の光軸上となるようにベンド
ミラーを並進移動（ステップ５）させることに特徴を有
する。

【００１３】請求項４のレーザ加工機は、加工用のレー
ザビームを出力するレーザ発振器と、このレーザ発振器
から出力されたレーザビームを所定位置に誘導すべくそ
のレーザビームを反射するベンドミラーと、このベンド
ミラーの煽り角度を変化させる煽り角度調節機構と、ベ
ンドミラーを並進させる並進駆動機構と、受光面にレー
ザビームが照射されたときの局部的発熱に基づいてその
レーザビームの照射位置に応じた信号を出力する熱電セ
ンサと、ベンドミラーからの反射ビームが通る光路中
に、ベンドミラーの光軸調整時に熱電センサをその受光
面に前記ベンドミラーからの反射ビームが照射されるよ
うにセットするためのセンサ保持部と、このセンサ保持
部をベンドミラーに対する距離を異ならせるように移動
させるセンサ保持部駆動機構と、このセンサ保持部駆動
機構によるセンサ保持部の移動量を測定するセンサ移動
量測定手段と、熱電センサからの信号に基づいて煽り角
度調節機構及び並進駆動機構を動作させることによりベ
ンドミラーの煽り角度及び並進位置を反射ビームが所定
の光軸上を通るように補正する補正制御装置とを備え、
図１１に示すように、上記補正制御装置（１）は、熱電
センサ（２）からの信号に基づいてレーザビームの照射
位置を検出する位置検出手段（３）と、位置検出手段
（３）によって検出されたレーザビームの照射位置を記
憶する記憶手段（４）と、熱電センサ（１）へのレーザ
ビームの照射位置を記憶手段（４）に記憶させた後に、
センサ保持部駆動機構により前記熱電センサ（１）を移
動させ、そのときに位置検出手段（３）によって検出さ
れるレーザビームの照射位置と記憶手段（４）に記憶さ
れている位置とに基づいて照射位置のずれ量を算出する
ずれ量算出手段（５）と、センサ移動量測定手段（６）
により測定された前記熱電センサ（１）の移動量と照射
位置のずれ量とに基づいてベンドミラーの煽り角度の補
正値を算出する煽り角度補正値算出手段（７）と、上記
煽り角度補正値算出手段（７）によって算出された煽り
角度補正値に応じてベンドミラーの煽り角度の補正後
に、熱電センサ（１）へのレーザビームの照射位置が所
定の光軸上に位置するようにベンドミラーの並進位置の
補正値を算出する並進位置補正値算出手段（８）とを備
えたことに特徴を有する。

【００１４】

【作用】請求項１及び２の発明によれば、複数の光学装
置の光軸調整を行うには、まずレーザ発振器に最も近い
光学装置、これを仮に１番とするとこの１番目の光学装
置から順番にレーザビームの光路に沿って光軸調整を行
う。１番目の光学装置の光軸調整を行うには、熱電セン
サを１番目の光学装置と２番目の光学装置との間であ
り、かつレーザービームの光路上となるようにセンサ保
持部に保持させる。これにより、１番目の光学装置で反
射されたレーザービームは熱電センサに照射され、その
照射位置が検出される。従って、照射位置が適正位置に
ない場合には、そのことがわかるので１番目の光学装置
を調整してレーザービームが適正位置に照射されるよう
にする。そして、１番目の光学装置の調整が終われば、
続いて熱線センサを２番目の光学装置と３番目の光学装
置との間であり、かつ光路上となるようにセンサ保持部
に保持させ、２番目の光学装置を１番目の光学装置と同
様に調整をする。さらに、２番目の光学装置の調整が終
われば、次には３番目の光学装置という具合に、レーザ
ビームの光路に沿って順番に１つづつ光学装置の調整を
行っていく。

【００１５】ところで、レーザビームの光軸がずれる原
因としては、レーザビームを所定方向に反射させる例え
ばベントミラーが適正位置からずれていることにある。
このずれ方としては、ベントミラーの煽り角度が適正角
度にない場合及びベントミラーが適正位置から平行移動
している場合、或いはそれらが組み合わされた場合があ
る。ここで、煽り角度が適正角度にない場合には、その
ベントミラーによって反射されたレーザビームの光軸は
適正光軸に対して斜めとなり、平行移動している場合に
はその光軸は適正光軸に対して平行にずれる。このよう
な知見に基づき請求項３及び請求項４の発明がなされ
た。

【００１６】即ち、請求項３及び４の発明によれば、レ
ーザビームの光軸調整を行うためには、被調整対象であ
るベントミラーとその次段に位置するベントミラーとの
間に設けられたセンサ保持部に熱電センサを取り付け
る。そして、レーザ発振器からレーザビームを出力させ
ると、そのレーザビームは被調整対象であるベントミラ
ーで反射して熱電センサの受光面に照射される。熱電セ
ンサは、レーザビームが照射されると受光面上における
照射位置に基づく信号を補正制御装置に出力する。

【００１７】一方、補正制御装置は、熱電センサからの
信号に基づいてレーザビームの照射位置を検出し、その
照射位置を記憶手段に記憶する。さらに、センサ保持部
駆動機構によってセンサ保持部を例えば被調整対象であ
るベントミラーから遠ざける方向に移動させ、その移動
した位置においてレーザビームの照射位置を検出する。
この時、移動する前の照射位置、即ち記憶手段に記憶さ
れている照射位置に対して照射位置が変化しないのであ
れば、ベントミラーは適正位置から平行移動している場
合であり、適正位置からその照射位置までの距離を求
め、これを並進位置補正値とする。そして、その並進位
置補正値に基づいて並進駆動機構によってベントミラー
を適正位置に並進移動させる。

【００１８】また、記憶手段に記憶されている照射位置
に対して照射位置が変化したならば、そのずれ量を算出
する。ここで、照射位置がずれるのは煽り角度が適正角
度になく、光軸が斜めになっているためである。そし
て、センサ移動量測定手段によってセンサ保持部の移動
量を測定し、その移動量と上記ずれ量とから煽り角度補
正値を算出し、その煽り角度補正値に基づいて煽り角度
調節機構によって被調整対象のベントミラーの煽り角度
を適正角度に補正する。

【００１９】さらに、その後に、照射位置が適正位置に
なければ、ベントミラーは平行移動しており、上記並進
位置補正値の算出方法と同様にしてその補正値を算出す
る。そして、その補正値に基づいて並進駆動機構によっ
てベントミラーを適正位置に並進移動させる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、光軸調
整を行う際に、調整要素である光学装置が複数設けられ
ていても、各調整要素を１つづつ順番に調整することが
できるので、能率的に調整作業を行うことができる効果
を奏する。

【００２１】また、請求項３及び４の発明によれば、調
整作業を行う際に、熱電センサを調整要素に対して移動
させることにより、調整成分を煽り角度と並進移動とに
分けることができるので、熱電センサの受光面に対して
レーザビームが斜めに照射されることがなく、正確に光
軸調整をすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１乃至図
９を参照しながら説明する。本実施例のレーザ加工機
は、ワークにレーザビームを照射してワークの加工を行
うものであり、その全体の概略的構成を図１に示す。同
図においてテーブル２１は左右方向に往復移動可能とな
るように構成されており、このテーブル２１の上には被
加工物であるワークが載置される。さらに、このテーブ
ル２１を前後に跨ぐように門形の支持台２２が設けられ
ており、この支持台２２上部である橋渡し部２２ａには
移動体２３が前後に往復移動可能となるように設けられ
ている。この移動体２３の下端部には、連結部２４を介
して回転ヘッド２５が連結されており、この回転ヘッド
２５は移動体２３の下端部を中心にテーブル２１の上面
に沿って回転可能となるように構成されている。また、
テーブル２１の左側方には、レーザ発振器２６を内部に
備えた発振装置２７が設けられており、正面上部に設け
られた出力孔２７ａからレーザビームが出力されるよう
になっている。

【００２３】さて、図２に示すように発振装置２７の出
力孔２７ａから出力されたレーザビームは、発振装置２
７の前方に設けられた支柱２８上部に配設さているベン
トミラー２９ａによって左方向に直角に反射され、蛇腹
状の通路３０を通って、支持台２２の橋渡し部２２ａ前
端部内に配設されたベントミラー２９ｂに照射される。
さらに、レーザビームはこのベントミラー２９ｂによっ
て直角に後方向に反射され、移動体２３内の上部に設け
られたベントミラー２９ｃで下方向に反射される。続い
て、レーザビームは移動体２３下部のベントミラー２９
ｄによって回転ヘッド２５方向に反射され、その後回転
ヘッド２５内のベントミラー２９ｅによって下方向に反
射されて集光レンズ３１を介してワークに照射されるよ
うになっている。

【００２４】ところで、各ベントミラー２９ａ〜２９ｅ
は、それぞれ煽り角度調節機構及び並進駆動機構によっ
て保持されている。この各煽り角度調節機構及び並進駆
動機構は同じ構成であるため、ここでは図３に示すよう
に支持台２２の橋渡し部２２ａ前端部及び移動体２３上
部に配設されたベンドミラー２９ｂ、２９ｃにおける煽
り角度調節機構３２及び並進駆動機構３３について説明
する。

【００２５】まず支持台２２上部の橋渡し部２２ａ前端
部に配設されたベントミラー２９ｂ（図中右側）の煽り
角度調節機構３２及び並進駆動機構３３について述べる
に、橋渡し部２２ａには前後方向（図中左右方向）に中
空孔が形成されており、その中空孔の底部にはスライド
台３４が左右方向（図中前後方向）にスライド可能とな
るように設けられている。このスライド台３４上部には
ベントミラー保持台３５が設けられており、このベント
ミラー保持台３５の右側面（図中後面）にはレーザビー
ムの入射口３５ａが形成され、後面（図中左側面）には
レーザビームの出力口３５ｂが形成されている。さら
に、このベントミラー保持台３５内にはベントミラー２
９ｂが保持されており、入射口３５ａから入射されたレ
ーザビームがこのベントミラー２９ｂで反射して出力口
３５ｂから出力するようになっている。また、スライド
台３４にはモータ３６が設けられており、正逆回転する
ことによりスライド台３４を左右方向にスライドさせる
ことができ、これにより並進駆動機構３３が構成され
る。

【００２６】さらに、ベントミラー保持台３５は、その
前部角部がベントミラー２９ｂに対向するように切り欠
かれており、この切り欠かれた切欠面３５ｃには、ベン
トミラー２９ｂの中心点を中心に上下左右に４個のモー
タ３７ａ〜３７ｄが設けられ、この４個のモータ３７ａ
〜３７ｄによってベンドミラー２９ｂが支持されて煽り
角度調節機構３２が構成される。この４個のモータ３７
ａ〜３７ｄをそれぞれ回転させるとベントミラー２９ｂ
の煽り角度が調整され、例えば、上下のモータ３７ａ、
３７ｂを回転させるとベントミラー２９ｂはベントミラ
ー２９ｂの中心を通り左右方向に延びる回転軸Ａを中心
にベントミラー２９ｂを回動させることができ、左右の
モータ３７ｃ、３７ｄを回転させるとベントミラー２９
ｂの中心を通り上下に延びる回転軸Ｂを中心にベントミ
ラー２９ｂを回動させることができる。

【００２７】同様に、移動体２３上部に配設されたベン
ドミラー２９ｃ（図３中左側）も並進駆動機構３３及び
煽り角度調節機構３２によって支持されており、モータ
３６を回転させるとスライド台３４を橋渡し部２２ａ前
端部に配設されたベンドミラー２９ｂ（図３中右側）に
対して近づけたり遠ざけたりすることができるようにな
っている。

【００２８】さらに、両ベンドミラー保持台３５におけ
るレーザビームの入射口３５ａは、円形を成すと共にそ
の周縁部がレーザビームが来る方向に延出してセンサ保
持部３８となっており、このセンサ保持部３８には円筒
形の熱電センサ３９が着脱可能に挿入される。

【００２９】熱電センサ３９は、円筒形の外枠部４０を
備えており、その外枠部４０内にはレーザビームが照射
される図示しないセンサ部が設けられている。このセン
サ部のセンサ面４１（図４〜図９参照）には多数の熱電
対が配設されており、レーザビームの照射位置に応じた
熱電対が加熱されることにより、その位置に対応する電
気信号を後述する図示しない補正制御装置に出力するこ
とができるようになっている。また、外枠部４０のほぼ
中央部には鍔部４０ａが形成されており、熱電センサ３
９がセンサ保持部３８に挿入されるとこの鍔部４０ａが
センサ保持部３８の先端部に当接して所定位置にセット
されるようになっている。

【００３０】また、並進駆動機構３３は特許請求の範囲
にいうセンサ保持部駆動機構として機能し、ベンドミラ
ー２９ｂ側（図中右側）におけるモータ３６を回転させ
るとそのセンサ保持部３８を左右方向（図中前後方向）
に移動させることができ、ベンドミラー２９ｃ側（図中
左側）のモータ３６を回転させるとそのセンサ保持部３
８を前段のベンドミラー２９ｂに対して遠ざけたり近づ
けたりすることができる。さらに、モータ３６には図示
しないロータリエンコーダが連結されており、センサ保
持部３８の移動量を測定できるようになっている。この
測定された移動量は電気信号にて出力され後述する補正
制御装置に伝送される。なお、このロータリエンコーダ
は特許請求の範囲にいうセンサ移動量測定手段６（図１
１参照）に相当するものである。

【００３１】次に、本実施例の作用について述べる。レ
ーザビームが最初に反射されるベンドミラー２９ａを１
番とし、以降レーザビームの光路に沿って順次ベンドミ
ラー２９ａ〜２９ｅに番号を付すと、レーザビームの光
軸調整をするには、まず１番目のベンドミラー２９ａか
ら調整する。そして、２番目、３番目…と順番に調整し
ていく。各ベンドミラー２９ａ〜２９ｅの調整方法につ
いては同じであるため、ここでは図３に示す２番目のベ
ンドミラー２９ｂ、即ち橋渡し部２２ａ前端部に配設さ
れたベンドミラー２９ｂの調整方法についてフローチャ
ートである図１０に基づいて述べることとする。

【００３２】２番目のベンドミラー２９ｂを調整するに
は、次段である３番目のベントミラー２９ｃ、即ち移動
体２３上部に配設されたベンドミラー２９ｃにおけるセ
ンサ保持部３８に熱電センサ３９をセットする。そし
て、発振装置２７の出力孔２７ａからレーザビームを出
力すると、そのレーザビームは１番目のベントミラー２
９ａで反射された後、入射口３５ａから入射して２番目
のベントミラー２９ｂに照射される。さらに、２番目の
ベンドミラー２９ｂによって反射されて出力口３５ｂか
ら３番目のベンドミラー２９ｃ方向に出力される。とこ
ろが、３番目のベントミラー２９ｃにおける入射口３５
ａには熱電センサ３９がセットされているため、３番目
のベンドミラー２９ｃには照射されず、熱電センサ３９
のセンサ面４１に照射されることとなる（ステップ
１）。

【００３３】熱電センサ３９のセンサ面４１にレーザビ
ームが照射されると、その照射位置において熱量が電気
信号に変換され、その照射位置に基づく照射位置信号が
補正制御装置に出力される。補正制御装置に照射位置信
号が伝送されると、位置検出手段によってその照射位置
が検出され、適正照射位置（センサ面の中心点）Ｃ
（０、０）を中心とするＸ−Ｙ座標上の値である照射位
置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）に置き直される（ステップ２）。
さらに、この照射位置Ｓ０を記憶部に記憶した後、３番
目のべンドミラー２９ｃにおけるスライド台３４のモー
タ３６を駆動し、センサ保持部３８を２番目のベントミ
ラー２９ｂから離れる方向（図３中矢印Ｄ方向）に移動
させる（ステップ３、ステップ４）。そして、所定の距
離を移動させた後、その位置における照射位置を位置検
出手段によって検出し、その値を照射位置Ｓ１（ｘ１，
ｙ１）とする（ステップ５）。

【００３４】ところで、レーザビームの光軸がずれる原
因としては、ベントミラー２９ｂが適正位置からずれて
いることにあり、そのずれ方としては、ベントミラー２
９ｂの煽り角度が適正角度にない場合、ベントミラー２
９ｂが適正位置から平行移動している場合、或いはそれ
らが組み合わされた場合とがある。煽り角度が適正角度
にない場合には、そのベントミラー２９ｂによって反射
されたレーザビームの光軸は適正光軸に対して斜めとな
り、平行移動している場合にはその光軸は適正光軸に対
して平行にずれることから、センサ面４１を適正光軸に
沿って移動させ、その照射位置に変化があれば煽り角度
が適正でないと判断でき、変化がなければ煽り角度は適
正であってベンドミラー２９ｂは平行移動していると判
断することができる（ステップ６）。

【００３５】従って、上記事情に着目すると、照射位置
Ｓ０（ｘ０，ｙ０）とＳ１（ｘ１，ｙ１）が等しい、即
ち、ｘ０＝ｘ１かつｙ０＝ｙ１であれば、ベンドミラー
２９ｂの煽り角度は適正であるので、並進位置補正値算
出手段により並進位置補正値のみを算出さればよい。そ
して、その補正値に基づいて２番目のベンドミラー２９
ｂにおけるスライド台３４のモータ３６を駆動して、ベ
ンドミラー２９ｂを適正位置に並進移動させる（ステッ
プ１０）。

【００３６】また、照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）とＳ１
（ｘ１，ｙ１）とが等しくない、即ち、ｘ０≠ｘ１また
はｙ０≠ｙ１であれば、ベンドミラー２９ｂの煽り角度
が適正でなく、その場合には、まず、ずれ量算出手段に
よりセンサ保持部３８の移動に伴うＸ成分、Ｙ成分にお
けるずれ量△ｘ、△ｙを算出する（ステップ７）。 △ｘ＝｜ｘ１ーｘ０｜ △ｙ＝｜ｙ１ーｙ０｜

【００３７】さらに、センサ保持部３８の移動に伴って
ロータリエンコーダから出力される信号に基づいて、セ
ンサ面４１の移動量△Ｌを求め、この△Ｌと△ｘ，△ｙ
とから煽り角度補正値算出手段により煽り角度補正値を
算出する（ステップ８）。そして、その補正値に基づい
て２番目のベンドミラー２９ｂにおける各モータ３７ａ
〜３７ｄを回転させてベントミラー２９ｂの煽り角度を
適正角度に補正する（ステップ９）。

【００３８】ベンドミラー２９ｂのずれ方が、煽り角度
が適正でなく、かつ平行移動している場合には、ベント
ミラー２９ｂの煽り角度を上記にて適正角度に補正して
も、照射位置はセンサ面４１の中心とはならないので、
さらにベントミラー２９ｂを適正位置に並進移動させな
ければならない。上記にてベンドミラー２９ｂの煽り角
度を適正角度とした後の、照射位置をＳ２（ｘ２，ｙ
２）とすると、この値から並進位置補正値算出手段によ
り並進位置補正値を求め、その補正値に基づいて２番目
のベンドミラー２９ｂにおけるモータ３６を駆動させて
ベンドミラー２９ｂを適正位置に並進移動させる（ステ
ップ１０）。

【００３９】次いで、煽り角度補正値及び並進位置補正
値の算出について具体的に述べる。図４は、ベンドミラ
ー２９ｂが入射角αを適正角度４５度に保ちながらＸ軸
正方向にＨｘだけ平行移動している場合である。その場
合の照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）におけるｘ０はＨｘと
等しく、ｙ０は１番目のベンドミラー２９ａが調整され
て２番目のベンドミラー２９ｂに入射される光軸が適正
であるためセンサ面４１上のＹ軸方向にずれることはな
く必ずｙ０＝０となる。従って、この場合には、センサ
保持部３８を移動させてセンサ面４１を適正光軸ａに沿
って変位させても照射位置は変化しないため、煽り角度
補正値は求められず、並進位置補正値のみが求められ
る。並進位置補正値は、照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）と
適正位置Ｃ（０，０）との差、即ちｘ０となり、ベンド
ミラー２９ｂを矢印Ｅ方向にｘ０だけ並進移動させれ
ば、ベンドミラー２９ｂは適正位置（図中二点鎖線）と
なって光軸は適正となる。

【００４０】図５は、ベンドミラー２９ｂが入射角αを
適正角度４５度に保ちながらＺ軸正方向にＨｚだけ平行
移動している場合である。この場合にも、センサ面４１
を変位させても照射位置は変化しないため、並進位置補
正値のみが求められる。ここで、レーザビームの入射角
αが４５度であるので、照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）に
おけるｘ０はＨｚと等しく、ｙ０は上記同様ｙ０＝０で
あるので、やはりこの場合にも、並進位置補正値は照射
位置Ｓ０（ｘ０，０）と適正位置Ｃ（０，０）との差、
ｘ０となる。なお、並進位置補正値ｘ０に基づいてモー
タ３６を駆動させるとベンドミラー２９ｂは矢印Ｅ方向
に並進移動され、レーザビームはベントミラー２９ｂの
中心で反射されないが反射されたレーザビームの光軸は
適正となる。

【００４１】図６は、ベントミラー２９ｂがＹ軸を中心
に適正位置（図中二点鎖線）から僅かに回転しており、
レーザビームの入射角αが適正角度４５度となっていな
い場合である。この場合には、反射されたレーザビーム
の光軸はセンサ面４１に対して斜めに入射されるがＹ軸
方向にはずれないため、センサ面４１を適正光軸ａに沿
って変位させればＸ成分のみ変化する。センサ面４１を
変位する前の照射位置をＳ０（ｘ０，ｙ０）、変位した
後の照射位置をＳ１（ｘ１，ｙ０）とすると、そのずれ
量△ｘ、△ｙは △ｘ＝ｘ１ーｘ０ △ｙ＝ｙ１ーｙ０＝０ となる。そして、ずれ量Δｘと移動量ΔＬとからθｘを
求めると ｔａｎθｘ＝Δｘ／ΔＬ

【００４２】ここで、ベンドミラー２９ｂを適正角度に
補正するための煽り角度補正値をβｘとするとβｘ＝４
５ーαとなり、２・α＝９０ーθｘであるから βｘ＝θｘ／２ となる。従って、モータ３７ａ〜３７ｄを駆動させて、
ベンドミラー２９ｂをＹ軸を中心に矢印Ｆｙ方向にθｘ
／２だけ変位させればよい。

【００４３】図７は、ベントミラー２９ｂが入射角αを
適正角度４５度に保ちながら、Ｘ軸に対して僅かに適正
位置（図中二点鎖線）から回転している場合である。こ
の場合には、センサ面４１を適正光軸ａに沿って変位さ
せれば照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）のＹ成のみが変化す
るため、ずれ量Δｘ、Δｙは Δｘ＝ｘ１ーｘ０＝０ Δｙ＝ｙ１ーｙ０

【００４４】そして、θｙは ｔａｎθｙ＝Δｙ／ΔＬ となり、煽り角度補正値をβｙとすれば、図６同様にし
て βｙ＝θｙ／２ となる。従って、モータ３７ａ〜３７ｄを駆動させてベ
ントミラー２９ｂをＸ軸を中心にＦｘ方向にθｙ／２だ
け回転させればベンドミラー２９ｂは適正位置となり光
軸は適正となる。

【００４５】図８は、ベントミラー２９ｂがＸ軸及びＹ
軸に対して僅かに回転している場合である。この場合に
は、センサ面４１を適正光軸ａに沿って変位させれば、
照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）におけるＸ成分、Ｙ成分共
に変化するため、そのずれ量Δｘ，Δｙは Δｘ＝ｘ１ーｘ０ Δｙ＝ｙ１ーｙ０ そして、Ｙ軸に対する煽り角度補正値をβｘ、Ｘ軸に対
する煽り角度補正値をβｙとすると、上記同様にして βｘ＝θｘ／２ βｙ＝θｙ／２ となり、モータ３７ａ〜３７ｄを駆動させてベンドミラ
ー２９ｂをＹ軸に対して矢印Ｆｙ方向にθｘ／２、Ｘ軸
に対して矢印Ｆｘ方向にθｙ／２だけ回転させればベン
ドミラー２９ｂは適正位置となる。

【００４６】図９は、ベントミラー２９ｂがＸ軸正方向
にＨｘずれ、さらにその位置において僅かにＹ軸に対し
て回転している場合である。即ち、図４と図６とを合わ
せたずれ方をしている場合である。このような場合に
は、センサ面４１を適正光軸ａに沿って変位させると、
照射位置Ｓ０（ｘ０，ｙ０）は図６にて述べたように変
化するため、ずれ量Δｘ，Δｙは Δｘ＝ｘ１ーｘ０ Δｙ＝ｙ１−ｙ０＝０

【００４７】従って、その煽り角度補正値βｘは βｘ＝θｘ／２ であり、ベンドミラーをＹ軸に対して矢印Ｆｙ方向にθ
ｘ／２だけ回転させる。すると、その補正された位置
（図中一点鎖線）は、図４と同様、ベンドミラー２９ｂ
を適正位置（図中二点鎖線）からＨｘだけ平行移動した
場合と同じになる。その照射位置をＳ２（ｘ２，ｙ２）
とすると、図４と同様にして、並進位置補正値を求める
ことができる。この場合の並進位置補正値はｘ２とな
り、モータ３６を駆動させてベンドミラー２９ｂを矢印
Ｅ方向にｘ２だけ並進移動させればベンドミラー２９ｂ
は適正位置となる。

【００４８】なお、図示はしないが、ベンドミラー２９
ｂが適正な煽り角度を保ちながらＹ軸方向に僅かにスラ
イドしている場合には、レーザビームはベンドミラー２
９ｂの中心にて反射はされないが、照射位置Ｓ０（ｘ
０，ｙ０）は必ずセンサ面４１の中心である適正位置Ｃ
（０、０）と一致する。これは、前段のベンドミラー２
９ａ、ここでは１番目のベンドミラー２９ａにおいて光
軸調整がなされており、入射する側のレーザビームの光
軸が適正となっているためである。従って、このような
場合にはベンドミラー２９ｂの補正をする必要はない。

【００４９】このように本実施例によれば、熱電センサ
４１を保持するためのセンサ保持部３８が、各ベンドミ
ラー保持台３５に設けられているため、レーザビームの
光軸調整をする際に、レーザビームの光路に沿って各ベ
ンドミラー２９ａ〜２９ｅを１つづづ順番に調整するこ
とができる。従って、ベンドミラーが複数設けられてい
る場合でも、能率的に調整作業をすることができる。

【００５０】さらに、振動等によって各ベンドミラー２
９ａ〜２９ｅがいかなる状態にずれていても、熱電セン
サ３９のセンサ面４１を被調整対象であるベンドミラー
に対して移動させることにより、調整成分を煽り角度成
分と並進移動成分とに分けて行うことができる。従っ
て、光軸を適正位置に補正した際に光軸はセンサ面４１
に対して垂直となり、従来のように光軸がセンサ面の中
心、即ち適正位置に補正されてもセンサ面に対する入射
角が斜めであるために、結局ワークを加工する際にずれ
が生じてしまうということを防止できる。

【００５１】また、各ベンドミラー２９ａ〜２９ｅの調
整作業が自動的に行われるので、作業者がレーザビーム
に触れたりすることがなくなるので、安全に作業するこ
とがでる。さらに、センサには熱電形のものを用いたた
め、光軸調整をする際に加工用の強力なレーザ発振器２
６をそのまま使用でき、調整用にパワーの小さい別のレ
ーザ発振器と置き換える必要がないので、加工する際の
精度を一層よくすることができる。

【００５２】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば次のように変形して実施すること
ができ、これらの実施態様も本発明の技術的範囲に属す
る。 （イ）上記実施例では、各ベンドミラー２９ａ〜２９ｅ
の調整をする際に、熱電センサ３９からの信号に基づい
て照射位置を検出し、煽り角度補正値、並進位置補正値
を算出して自動的にベンドミラー２９ａ〜２９ｅの補正
を行ったが、請求項１の発明である光軸調整方法におい
ては熱電センサからの信号に基づいて照射位置を検出し
て表示させ、これに基づきマニュアル調整によってベン
ドミラーの補正を行うものであってもよい。 その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種々変更し
て実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例全体を示す斜視図

【図２】レーザビームの光路を示す斜視図

【図３】煽り角度調節機構及び並進駆動機構を示す斜視
図

【図４】ベンドミラーがＸ軸方向に平行移動している場
合の光軸を示す立体図及び平面図

【図５】ベンドミラーがＺ軸方向に平行移動している場
合の光軸を示す立体図及び平面図

【図６】ベンドミラーがＹ軸に対して回転している場合
の光軸を示す立体図及び平面図

【図７】ベンドミラーがＸ軸に対して回転している場合
の光軸を示す立体図及び平面図

【図８】ベンドミラーがＸ軸及びＹ軸に対して回転して
いる場合の立体図及び平面図

【図９】ベンドミラーがＸ軸方向に平行移動しかつ回転
している場合の立体図及び平面図

【図１０】補正手段を示すフローチャート図

【図１１】請求項４における補正制御装置の機能ブロッ
ク図

【図１２】請求項２において光軸調整方法を示すフロー
チャート図

【図１３】従来例を示す平面図

【符号の説明】

２６…レーザ発振器 ２９ａ〜２９ｅ…ベンドミラー ３２…煽り角度調節機構 ３３…並進駆動機構（センサ保持部駆動機構） ３８…センサ保持部 ３９…熱電センサ ４１…センサ面（受光面）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器から出力されるレーザビー
   ムを、順次並べられた複数の光学装置によって反射又は
   屈折させながら被加工物に誘導するレーザ加工機におい
   て前記各光学装置の光軸を調整するための方法であっ
   て、 前段の光学装置から次段の光学装置に至る光路中の所定
   位置に前記レーザビームが照射されたときの発熱に基づ
   いてそのレーザビームの照射位置を検出する熱電センサ
   を設け、この熱電センサにより検出されたレーザビーム
   の照射位置に応じて前記前段の光学装置の光軸を調整
   し、この調整プロセスを各光学装置について実行される
   ように繰り返すことを特徴とするレーザ加工機における
   光軸調整方法。
2. 【請求項２】 レーザ発振器から出力されるレーザビー
   ムを、順次並べられた複数の光学装置によって反射又は
   屈折させながら被加工物に誘導するものにおいて、 前記レーザビームが照射されたときの発熱に基づいてそ
   のレーザビームの照射位置を検出する熱電センサと、 各光学装置への入射ビームが通る光路中にそれぞれ設け
   られ、その光学装置の前段の光学装置の光軸調整を行う
   ために前記熱電センサを所定の位置にセットするための
   センサ保持部とを備えてなるレーザ加工機。
3. 【請求項３】 レーザ発振器から出力されるレーザビー
   ムをベンドミラーにより反射させて被加工物に誘導する
   レーザ加工機において、前記ベンドミラーの反射ビーム
   が所定の光軸上を進むように調整するための方法であっ
   て、 受光面にレーザビームが照射されたときの局部的発熱に
   基づいてそのレーザビームの照射位置を検出可能な熱電
   センサを、前記ベンドミラーの反射ビームの光路中に設
   け、 この熱電センサに前記レーザビームを照射した後に前記
   熱電センサを前記ベンドミラーに対して移動させて前記
   レーザビームの照射位置が変化するか否かを判断し、 その照射位置が変化する場合には、その照射位置のずれ
   量と前記熱電センサの移動量とに基づいて前記ベンドミ
   ラーの煽り角度を、前記ベンドミラーの移動に伴い前記
   レーザビームの照射位置が変化しない角度に補正し、 前記相対移動に伴って前記熱電センサ上のレーザビーム
   の照射位置が変化しない場合、または上記煽り角度の補
   正が終了した後に、前記反射ビームの前記熱電センサへ
   の照射点が前記所定の光軸上となるように前記ベンドミ
   ラーを並進移動させることを特徴とするレーザ加工機に
   おける光軸調整方法。
4. 【請求項４】加工用のレーザビームを出力するレーザ発
   振器と、 このレーザ発振器から出力されたレーザビームを所定位
   置に誘導すべくそのレーザビームを反射するベンドミラ
   ーと、 このベンドミラーの煽り角度を変化させる煽り角度調節
   機構と、 前記ベンドミラーを並進させる並進駆動機構と、 受光面にレーザビームが照射されたときの局部的発熱に
   基づいてそのレーザビームの照射位置に応じた信号を出
   力する熱電センサと、 前記ベンドミラーからの反射ビームが通る光路中に、前
   記ベンドミラーの光軸調整時に前記熱電センサをその受
   光面に前記ベンドミラーからの反射ビームが照射される
   ようにセットするためのセンサ保持部と、 このセンサ保持部を前記ベンドミラーに対する距離を異
   ならせるように移動させるセンサ保持部駆動機構と、 このセンサ保持部駆動機構による前記センサ保持部の移
   動量を測定するセンサ移動量測定手段と、 前記熱電センサからの信号に基づいて前記煽り角度調節
   機構及び並進駆動機構を動作させることにより前記ベン
   ドミラーの煽り角度及び並進位置を前記反射ビームが所
   定の光軸上を通るように補正する補正制御装置とを備
   え、 上記補正制御装置（１）は、 前記熱電センサ（２）からの信号に基づいて前記レーザ
   ビームの照射位置を検出する位置検出手段（３）と、 前記位置検出手段（３）によって検出されたレーザビー
   ムの照射位置を記憶する記憶手段（４）と、 前記熱電センサ（２）へのレーザビームの照射位置を記
   憶手段（４）に記憶させた後に、前記センサ保持部駆動
   機構により前記熱電センサ（２）を移動させ、そのとき
   に前記位置検出手段（３）によって検出されるレーザビ
   ームの照射位置と前記記憶手段（４）に記憶されている
   位置とに基づいて照射位置のずれ量を算出するずれ量算
   出手段（５）と、 前記センサ移動量測定手段（６）により測定された前記
   熱電センサ（２）の移動量と前記照射位置のずれ量とに
   基づいて前記ベンドミラーの煽り角度の補正値を算出す
   る煽り角度補正値算出手段（７）と、 上記煽り角度補正値算出手段（７）によって算出された
   煽り角度補正値に応じて前記ベンドミラーの煽り角度の
   補正後に、前記熱電センサ（２）へのレーザビームの照
   射位置が前記所定の光軸上に位置するように前記ベンド
   ミラーの並進位置の補正値を算出する並進位置補正値算
   出手段（８）とを備えることを特徴とするレーザ加工
   機。