JPS61245128A - ミラ−揺動装置 - Google Patents
ミラ−揺動装置Info
- Publication number
- JPS61245128A JPS61245128A JP60086088A JP8608885A JPS61245128A JP S61245128 A JPS61245128 A JP S61245128A JP 60086088 A JP60086088 A JP 60086088A JP 8608885 A JP8608885 A JP 8608885A JP S61245128 A JPS61245128 A JP S61245128A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- rotation
- axis
- housing
- control shaft
- Prior art date
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- Pending
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- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ミラー揺動装置、特に、レーザ光を反射さ
せるミラーを揺動させて、このミラーからの反射光を被
加工面上の目標位置に位置決めするミラー揺動装置に関
するものである。
せるミラーを揺動させて、このミラーからの反射光を被
加工面上の目標位置に位置決めするミラー揺動装置に関
するものである。
レーザ光を位置決めし、布や薄板を切断する技術は、従
来から槙々の方法が提案されている。その代表的なもの
としては、被加工物、例えば布をレーザで切断する場合
、布に対してレーザ光が垂直にあたるようにレーザ光線
を鉛直下向きに固定し、布を直交するＸ軸子軸移動テー
ブル上に支持して、このＸ軸Ｙ軸移動テーブルを位置決
め制御するという方式がある。
来から槙々の方法が提案されている。その代表的なもの
としては、被加工物、例えば布をレーザで切断する場合
、布に対してレーザ光が垂直にあたるようにレーザ光線
を鉛直下向きに固定し、布を直交するＸ軸子軸移動テー
ブル上に支持して、このＸ軸Ｙ軸移動テーブルを位置決
め制御するという方式がある。
又、別の方法としては、被加工物である布を平面上に固
定したまま、この布の上方に揺動機構によって支持され
たミラーを設置し、レーザ光をミラーで反射させ、ミラ
ーを揺動させることによってレーザの反射光を布の上に
位置決めするというミラー揺動方式がある。
定したまま、この布の上方に揺動機構によって支持され
たミラーを設置し、レーザ光をミラーで反射させ、ミラ
ーを揺動させることによってレーザの反射光を布の上に
位置決めするというミラー揺動方式がある。
この後者のミラー揺動方式は可動部を軽量コンパクトに
構成することができ、レーザ光の高速位置決めに有利で
ある反面、各種の誤差が拡大されて位置決め精度に影響
するので、高精度の位置決めを実現することは極めて難
かしいという面もある。
構成することができ、レーザ光の高速位置決めに有利で
ある反面、各種の誤差が拡大されて位置決め精度に影響
するので、高精度の位置決めを実現することは極めて難
かしいという面もある。
第４図は上記ミラー揺動方式におけるミラー揺動装置を
示す断面図であり、第４図において、（１）はミラー、
（２）はこのミラー（１）を支持するミラーホルダ、（
３）はこのミラーホルダ（２）を回転させる第２制御軸
、（４）はこの第２制御軸（３）を支持するベアリング
、（５ａ）、（５ｂ）、（６ａ）、（６ｂ）及び（７）
は上記第２制御軸（３）を回転制御するための、モータ
のロータ、モータのステータ、タコジェネレータのロー
タ、タコジェネレータのステータ及びエンコーダで６る
。
示す断面図であり、第４図において、（１）はミラー、
（２）はこのミラー（１）を支持するミラーホルダ、（
３）はこのミラーホルダ（２）を回転させる第２制御軸
、（４）はこの第２制御軸（３）を支持するベアリング
、（５ａ）、（５ｂ）、（６ａ）、（６ｂ）及び（７）
は上記第２制御軸（３）を回転制御するための、モータ
のロータ、モータのステータ、タコジェネレータのロー
タ、タコジェネレータのステータ及びエンコーダで６る
。
（８）は上記ベアリング（４）、モータのステータ（ｓ
ｂ） 、タコジェネレータのステータ（６ｂ）及ヒエン
コーダ（７）を支持する第２制御軸ハウジングである。
ｂ） 、タコジェネレータのステータ（６ｂ）及ヒエン
コーダ（７）を支持する第２制御軸ハウジングである。
（９）はこの第２制御軸ハウジング（８）を一端に取り
付け、上記第２制御軸（３）と直交し、かつ、レーザ光
の入射光（１０）と同軸の回転軸である第１制御軸、（
１１）はこの第１制御軸（９）を支持するベアリング、
（１２ａ）、（１２ｂ）、（１３ａ）、（１３ｂ）及び
（１４）は上記第１制御軸（９）を回転制御するタメ、
モータのロータ、モータのステータ、タコジェネレータ
のロータ、タコジェネレータのステータ及びエンコーダ
である。
付け、上記第２制御軸（３）と直交し、かつ、レーザ光
の入射光（１０）と同軸の回転軸である第１制御軸、（
１１）はこの第１制御軸（９）を支持するベアリング、
（１２ａ）、（１２ｂ）、（１３ａ）、（１３ｂ）及び
（１４）は上記第１制御軸（９）を回転制御するタメ、
モータのロータ、モータのステータ、タコジェネレータ
のロータ、タコジェネレータのステータ及びエンコーダ
である。
（１５）は上記ベアリング（１１） 、モータのステー
タ（１２ｂ） 、タコジェネレータのステータ（１３ｂ
）及びエンコーダ（１４）を支持する第１制御軸ハウジ
ングである〇 ミラー揺動力式のクステムは上記ミラー揺動装置とレー
ザ光源とを、上記ミラー揺動装置の第１制御軸（９）と
レーザ光の入射光（１０）とを同軸の状態、かつ、被加
工面と平行な状態で決められた高さに設置し、上記第１
制御軸（９）及び第２制御軸（３）を回転制御すること
によって、レーザ光のミラー（１）による反射光を被加
工面に位置決めするものである。
タ（１２ｂ） 、タコジェネレータのステータ（１３ｂ
）及びエンコーダ（１４）を支持する第１制御軸ハウジ
ングである〇 ミラー揺動力式のクステムは上記ミラー揺動装置とレー
ザ光源とを、上記ミラー揺動装置の第１制御軸（９）と
レーザ光の入射光（１０）とを同軸の状態、かつ、被加
工面と平行な状態で決められた高さに設置し、上記第１
制御軸（９）及び第２制御軸（３）を回転制御すること
によって、レーザ光のミラー（１）による反射光を被加
工面に位置決めするものである。
さて１反射光を被加工面上の目標位置に位置決めするた
めには、上記第１制御軸と第２制御軸の回転角（それぞ
れθ１．θ、とする）と被加工面上の反射光の位置（ｘ
、ｙ）との間の関係、すなわち座標変換式を作る必要が
ある。この座標変換式は第５図に示すような幾何学的考
察により作ることができ、次の式で示される。
めには、上記第１制御軸と第２制御軸の回転角（それぞ
れθ１．θ、とする）と被加工面上の反射光の位置（ｘ
、ｙ）との間の関係、すなわち座標変換式を作る必要が
ある。この座標変換式は第５図に示すような幾何学的考
察により作ることができ、次の式で示される。
従来のミラー揺動装置は以上のように構成されているの
で、反射光を目標位置（Ｘ、Ｙ）に位置決めする゛ため
には、第１制御軸及び第２制御軸の回転軸を上記の座標
変換式で求められる回転角（θ３．θ、）の値に位置決
めすればよい。
で、反射光を目標位置（Ｘ、Ｙ）に位置決めする゛ため
には、第１制御軸及び第２制御軸の回転軸を上記の座標
変換式で求められる回転角（θ３．θ、）の値に位置決
めすればよい。
しかしながら、実際の装置は機械精度に起因する各種の
誤差を持っており、目標位置（Ｘ、Ｙ）と回転角（θ１
．θ、）との関係は厳密には上記座標変換式とは異なる
。例えば、第１制御軸と第２制御軸とは厳密には直交と
はなりえない。このため、反射光が目標位置からずれて
しまうという問題点があった。
誤差を持っており、目標位置（Ｘ、Ｙ）と回転角（θ１
．θ、）との関係は厳密には上記座標変換式とは異なる
。例えば、第１制御軸と第２制御軸とは厳密には直交と
はなりえない。このため、反射光が目標位置からずれて
しまうという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、あらかじめ機構を手順どおり調整すること
により、反射光を被加工面上の目標位置に高精度に位置
決めできるミラー揺動装置を得ることを目的とする。
れたもので、あらかじめ機構を手順どおり調整すること
により、反射光を被加工面上の目標位置に高精度に位置
決めできるミラー揺動装置を得ることを目的とする。
この発明に係るミラー揺動装置は、ミラー面に平行で、
かつ、第２制御軸と直交した回転軸のまわりに、ミラー
の取付は角度を微調整した後に固定するための回転微調
整機構を設けたものである。
かつ、第２制御軸と直交した回転軸のまわりに、ミラー
の取付は角度を微調整した後に固定するための回転微調
整機構を設けたものである。
この発明における回転微調整機構は、ミラーをその面が
第１制御軸の回転中心と垂直になるように回転微調整す
る。このとき、第２制御軸の回転角度θ、も一意的に決
められ、この回転角θ、の値をθ！＝０とするっ゛ミラ
ー面が第１制御軸の回転中心と垂直になるということは
、オートコリメータを用いて該オートコリメータのミラ
ーによる反射光の位置が、第１制御軸を回転させても変
化しないということであり、調整可能である。
第１制御軸の回転中心と垂直になるように回転微調整す
る。このとき、第２制御軸の回転角度θ、も一意的に決
められ、この回転角θ、の値をθ！＝０とするっ゛ミラ
ー面が第１制御軸の回転中心と垂直になるということは
、オートコリメータを用いて該オートコリメータのミラ
ーによる反射光の位置が、第１制御軸を回転させても変
化しないということであり、調整可能である。
以下、この発明の一実施例を前記第４図と同一部材に同
一符号を付した第１図について説明する。
一符号を付した第１図について説明する。
第１図において、 （２１）はミラー（１）を取付け
るミラー取付板、（２２）はこのミラー取付板（２１）
とミラーホルダ（２）とを連結し、上記ミラー取付板（
２１）を第２制御軸（３）と直交し、かつ、ミラー（１
）のミラー面に平行な軸まわりに回転微調整するための
回転軸、（２３）は回転軸（２２）のまわりに上記ミラ
ー取付板（２１）を回転させるための調整ボルト、（２
４）は上記ミラー取付板（２１）の上記回転軸（２２）
のまわりの回転角度を固定するための圧縮コイルバネで
ある。
るミラー取付板、（２２）はこのミラー取付板（２１）
とミラーホルダ（２）とを連結し、上記ミラー取付板（
２１）を第２制御軸（３）と直交し、かつ、ミラー（１
）のミラー面に平行な軸まわりに回転微調整するための
回転軸、（２３）は回転軸（２２）のまわりに上記ミラ
ー取付板（２１）を回転させるための調整ボルト、（２
４）は上記ミラー取付板（２１）の上記回転軸（２２）
のまわりの回転角度を固定するための圧縮コイルバネで
ある。
上記ミラー取付板（２１）、回転軸（２２） 、調整ポ
ル） （２３）％及び圧縮コイルバネ（２４）は、ミラ
ー取付板（２１）を第１制御軸（９）と直交し、かつ、
ミラー面に平行な軸（２２）のまわりに回転微調整する
ための回転微調整機構を構成している。
ル） （２３）％及び圧縮コイルバネ（２４）は、ミラ
ー取付板（２１）を第１制御軸（９）と直交し、かつ、
ミラー面に平行な軸（２２）のまわりに回転微調整する
ための回転微調整機構を構成している。
次に動作について説明する。ミラー取付板（２１）は圧
縮コイルバネ（２４）によって調整ポル） （２３）に
押しつけられて固定されている。この状態で調整ポル）
（２３）を進退させれば、ミラー取付板（２１）はミ
ラーホルダ（２）に備えられた回転微調整機構の回転軸
（２２）を中心として回転する。
縮コイルバネ（２４）によって調整ポル） （２３）に
押しつけられて固定されている。この状態で調整ポル）
（２３）を進退させれば、ミラー取付板（２１）はミ
ラーホルダ（２）に備えられた回転微調整機構の回転軸
（２２）を中心として回転する。
この回転微調整軸機構の回転軸（２２）は、第２制御軸
（３）と直交し、かつ、ミラー面に平行な軸であること
から、上記調整ポル） （２３）を進退調整することに
よって、ミラー面を上記回転軸のまわりに回転微調整す
ることができ、前述したようにオートコリメータを用い
て、φ、＋φ、＝００状態にすることが可能である。
（３）と直交し、かつ、ミラー面に平行な軸であること
から、上記調整ポル） （２３）を進退調整することに
よって、ミラー面を上記回転軸のまわりに回転微調整す
ることができ、前述したようにオートコリメータを用い
て、φ、＋φ、＝００状態にすることが可能である。
上記回転微調整機構によるミラー取付角度の微調整の効
果を説明するために１機構精度に起因する機構の誤差と
して、次に示すＩＢＭｓφ目ｅ！−φ鵞を導入し、シミ
ュレーションを行なった。ただし、Ｒは第１制御軸の被
加工面からの高さを表わす。
果を説明するために１機構精度に起因する機構の誤差と
して、次に示すＩＢＭｓφ目ｅ！−φ鵞を導入し、シミ
ュレーションを行なった。ただし、Ｒは第１制御軸の被
加工面からの高さを表わす。
ｅ、二〇、＝Ｏ０θ、＝０としたときの第１制御軸と第
２制御軸の高さの誤差（第２図参照）φ１： 第１制御
軸に対する第２制御軸の直角からの角度誤差（第３図参
照） ｅ、： 第２制御軸に対するミラー面の距離（第３図
参照） φ、： 第２制御軸に対するミラー面の角度誤差（第３
図参照） 反射光の目標位置からの誤差に関して、シミュレーショ
ンの結果から言えることは次の３項目であった。
２制御軸の高さの誤差（第２図参照）φ１： 第１制御
軸に対する第２制御軸の直角からの角度誤差（第３図参
照） ｅ、： 第２制御軸に対するミラー面の距離（第３図
参照） φ、： 第２制御軸に対するミラー面の角度誤差（第３
図参照） 反射光の目標位置からの誤差に関して、シミュレーショ
ンの結果から言えることは次の３項目であった。
■ ｅｌ のみの影響と６２ のみの影響とは傾向
が類似している。
が類似している。
■ φ、のみの影響とφ、のみの影響とは傾向が類似し
ている。
ている。
■ ｅｌ 及びｅ、の影響に比べてφ、及びφ、の影
響の方が大きい。
響の方が大きい。
以上のことから、今、φ、の値を可変するメカニズム、
すなわち、本発明における回転微調整機構を用いて、φ
、＋φ、＝０を実現すれば、φ、とφ、の符号が逆とな
り、上記項目■より誤差が相殺される方向にあることが
解る。又、上記項目■より、φ１及びφ、の影響の方が
８８及びｅ、の影響に比べて大きいことから、誤差低減
に大きな効果が期待できる。
すなわち、本発明における回転微調整機構を用いて、φ
、＋φ、＝０を実現すれば、φ、とφ、の符号が逆とな
り、上記項目■より誤差が相殺される方向にあることが
解る。又、上記項目■より、φ１及びφ、の影響の方が
８８及びｅ、の影響に比べて大きいことから、誤差低減
に大きな効果が期待できる。
尚、上記のようにφ、＋φ、＝０を実現すれば、θ、＝
０において、 ミラー面と第１制御軸の回転中心とが垂
直になることは言うまでもない。
０において、 ミラー面と第１制御軸の回転中心とが垂
直になることは言うまでもない。
なお、上記実施例では、回転微調整装置として、ミラー
取付板（２１） 、回転軸（２２） 、調整ボルト（２
３）及び圧縮コイルバネ（２４）とで構成されるものを
示したが、この構成に限るものではなく、ミラーをミラ
ー面に平行でかつ第２制御軸と直交した軸のまわりに回
転微調整させる装置であればいかなる構成であっても良
い。
取付板（２１） 、回転軸（２２） 、調整ボルト（２
３）及び圧縮コイルバネ（２４）とで構成されるものを
示したが、この構成に限るものではなく、ミラーをミラ
ー面に平行でかつ第２制御軸と直交した軸のまわりに回
転微調整させる装置であればいかなる構成であっても良
い。
以上のように、この発明によれば、ミラー面に平行で、
かつ、第２制御軸に垂直な回転軸のまわりＫ ミラーの
取付角度を微調整した後に固定するための回転微調整機
構を設けたので、オートコリメータを用いた簡単な調整
によシ、反射光を被加工面上の目標位置に高精度に位置
決めできるミラー揺動装置が得られる効果がある。
かつ、第２制御軸に垂直な回転軸のまわりＫ ミラーの
取付角度を微調整した後に固定するための回転微調整機
構を設けたので、オートコリメータを用いた簡単な調整
によシ、反射光を被加工面上の目標位置に高精度に位置
決めできるミラー揺動装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるミラー揺動装置を示
す断面図、第２図はＲ及びｅｌ の意味を説明するため
の説明図、第３図はφＩｇｆ３ｚ＊φ。 の意味を説明するため、ミラー揺動装置を０１＝０、θ
、＝０ として被加工面上に投影した説明図１、第４図
は従来のミラー揺動装置を示す断面図、第５図はミラー
揺動装置の座標変換式を導くための説明図である。 （１）はミラー、（３）は第２制御軸、（５ａ）ｅ（ｓ
ｂ）はサーボアクチュエータ、（モータのロータ及びス
テータ）、（６ａ）、（６ｂ）＊ （７） は検出器
（タコジェネレータのロータ及びステータ、エンコーダ
）、（９）は第１制御軸、（１０）はレーザ光、（１２
ａ）、（１２ｂ）はサーボアクチュエータ（モータのロ
ータ及びステータ）、（１３ａ）、（１３ｂ）、（１４
） ［検出器（タコジェネレータのロータ及びステータ
、エンコーダ’＞ （２１）、（２２） 、（２３）、
（２４）は回転微調整機構（ミラー取付板、回転軸、調
整ボルト、圧縮コイルバネ）である０尚、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 （ほか２名） 第１図 ２４：圧締コイルｌりｔ 第２図 第４図 手続補正書 （自発） 昭和６１年′Ｌ 讐６ 日 ２、発明の名称 ミラー揺動装置 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ５、補正の対象 明細圏の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容
す断面図、第２図はＲ及びｅｌ の意味を説明するため
の説明図、第３図はφＩｇｆ３ｚ＊φ。 の意味を説明するため、ミラー揺動装置を０１＝０、θ
、＝０ として被加工面上に投影した説明図１、第４図
は従来のミラー揺動装置を示す断面図、第５図はミラー
揺動装置の座標変換式を導くための説明図である。 （１）はミラー、（３）は第２制御軸、（５ａ）ｅ（ｓ
ｂ）はサーボアクチュエータ、（モータのロータ及びス
テータ）、（６ａ）、（６ｂ）＊ （７） は検出器
（タコジェネレータのロータ及びステータ、エンコーダ
）、（９）は第１制御軸、（１０）はレーザ光、（１２
ａ）、（１２ｂ）はサーボアクチュエータ（モータのロ
ータ及びステータ）、（１３ａ）、（１３ｂ）、（１４
） ［検出器（タコジェネレータのロータ及びステータ
、エンコーダ’＞ （２１）、（２２） 、（２３）、
（２４）は回転微調整機構（ミラー取付板、回転軸、調
整ボルト、圧縮コイルバネ）である０尚、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 （ほか２名） 第１図 ２４：圧締コイルｌりｔ 第２図 第４図 手続補正書 （自発） 昭和６１年′Ｌ 讐６ 日 ２、発明の名称 ミラー揺動装置 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ５、補正の対象 明細圏の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容
Claims (1)
- レーザ光を反射させるミラーを揺動させて、このミラー
からの反射光を被加工面上の目標位置に位置決めするミ
ラー揺動装置において、上記ミラーをそのミラー面に平
行な回転軸のまわりに回転微調整した後に固定する回転
微調整機構と、上記ミラー面に平行で、かつ上記回転微
調整機構の回転軸と直交した回転軸で、上記のミラー及
び回転微調整機構を回転制御するためのサーボアクチュ
エータ及び検出器を備えた第２制御軸と、この第２制御
軸と直交し上記レーザ光の入射光と同軸の回転軸で、上
記のミラーと回転微調整機構及び第２制御軸を回転制御
するためのサーボアクチュエータ及び検出器を備えた第
１制御軸とを有したことを特徴とするミラー揺動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086088A JPS61245128A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | ミラ−揺動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086088A JPS61245128A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | ミラ−揺動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245128A true JPS61245128A (ja) | 1986-10-31 |
Family
ID=13876952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60086088A Pending JPS61245128A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | ミラ−揺動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245128A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015006676A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | 株式会社アマダ | レーザ加工装置 |
| CN109445063A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-03-08 | 南通大学 | 一种激光器反射镜片与底座的安装辅助装置 |
-
1985
- 1985-04-22 JP JP60086088A patent/JPS61245128A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015006676A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | 株式会社アマダ | レーザ加工装置 |
| CN109445063A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-03-08 | 南通大学 | 一种激光器反射镜片与底座的安装辅助装置 |
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