JP6760044B2 - Optical axis adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、光軸調整用装置に関する。 The present invention relates to an optical axis adjusting device.
下記の特許文献1には、フェルールにレーザ光を照射して、CCDカメラを介してモニタにてレーザ光の集光点を映し出し、レーザ光の光軸の位置ずれ量を計測して調整する技術が開示されている。 The following Patent Document 1 describes a technique of irradiating a ferrule with a laser beam, displaying a focused point of the laser beam on a monitor via a CCD camera, and measuring and adjusting the amount of misalignment of the optical axis of the laser beam. Is disclosed.
しかしながら、上記先行技術では、レーザ光の光軸の位置ずれ量を計測するためCCDカメラ等の専用の計測装置が必要であり、また、レーザ光の光軸の位置ずれ量から補正量を算出して補正しなければならず、手間が掛かってしまう。 However, in the above prior art, a dedicated measuring device such as a CCD camera is required to measure the amount of misalignment of the optical axis of the laser beam, and the amount of correction is calculated from the amount of misalignment of the optical axis of the laser beam. It takes time and effort to correct it.
本発明は、上記事実を考慮し、レーザ装置のレーザ光の光軸を容易に調整することができる光軸調整用装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above facts, an object of the present invention is to provide an optical axis adjusting device capable of easily adjusting the optical axis of the laser beam of the laser device.
請求項1に記載の光軸調整用装置は、レーザ装置が装着される装着部と、前記装着部に前記レーザ装置が装着された状態で当該レーザ装置から出射され、レーザ光の照射位置を示す可視可能なガイド光の光軸上に配置されると共に、円錐状に形成されかつ頂部に前記ガイド光のスポットが形成される円錐部と、を有している。 The optical axis adjusting device according to claim 1 is emitted from a mounting portion on which the laser device is mounted and a state in which the laser device is mounted on the mounting portion, and indicates an irradiation position of the laser beam. It has a conical portion that is arranged on the optic axis of visible guide light and is formed in a conical shape and has a spot of the guide light formed on the top.
請求項1に記載の光軸調整用装置では、レーザ装置が装着部に装着された状態で、当該レーザ装置から出射され、レーザ光の照射位置を示す可視可能なガイド光の光軸上には、円錐状に形成された円錐部が配置されている。この円錐部の頂部にガイド光のスポットが形成されるようになっている。 In the optical axis adjusting device according to claim 1, the laser device is emitted from the laser device in a state of being mounted on the mounting portion, and is on the optical axis of visible guide light indicating the irradiation position of the laser light. , A conical portion formed in a conical shape is arranged. A spot of guide light is formed on the top of this cone.
ここで、「ガイド光」とは、レーザ光の照射位置を示し、レーザ光の光軸の調整を行うための可視可能な補助光のことである。一般に、レーザ装置では、光源から出射されたガイド光が集光されるようになっており、ガイド光の集光前と集光後とで光軸の位置を一致させる必要があるため、集光部材の位置を変えられるようになっている。 Here, the "guide light" is a visible auxiliary light for indicating the irradiation position of the laser light and adjusting the optical axis of the laser light. Generally, in a laser device, the guide light emitted from the light source is focused, and it is necessary to match the position of the optical axis before and after the guide light is focused. The position of the member can be changed.
そして、本発明では、例えば、ガイド光の集光前と集光後とでガイド光の光軸の位置がずれている場合、ガイド光のスポットは、ガイド光の光軸上に配置された円錐部の頂部に対してずれた位置に形成されてしまう。これに対して、ガイド光の集光前と集光後とでガイド光の光軸が一致している場合、ガイド光のスポットは、円錐部の頂部に形成されることとなる。つまり、本発明では、スポットが形成された位置によって、ガイド光の光軸がずれているか否かの確認をすることができる。 Then, in the present invention, for example, when the position of the optical axis of the guide light is deviated before and after the light is focused, the spot of the guide light is a cone arranged on the optical axis of the guide light. It is formed at a position deviated from the top of the portion. On the other hand, when the optical axes of the guide light coincide with each other before and after the light is focused, the spot of the guide light is formed at the top of the cone. That is, in the present invention, it is possible to confirm whether or not the optical axis of the guide light is deviated depending on the position where the spot is formed.
また、本発明では、ガイド光の光軸のずれ量を検出するため、光軸調整用装置に円錐部が設けられている。例えば、ガイド光の光軸がずれた場合、ガイド光の少なくとも一部は円錐部の円錐面を照射することとなる。円錐面は、円錐部の軸線に対して傾斜して形成されているため、ガイド光により円錐面が照射されると、ガイド光のスポット径は円錐面に沿って増幅されることとなる。すなわち、ガイド光の光軸のずれ量が増幅され、光軸のずれ量を目視で容易に確認することができる。このため、光軸のずれ量に応じて、ガイド光の光軸のずれを調整することができる。ガイド光は、レーザ光の照射位置を示すため、ガイド光の光軸のずれを調整することで、結果的に、レーザ装置のレーザ光の光軸のずれを抑制することができる。 Further, in the present invention, in order to detect the amount of deviation of the optical axis of the guide light, the optical axis adjusting device is provided with a conical portion. For example, when the optical axis of the guide light is deviated, at least a part of the guide light irradiates the conical surface of the conical portion. Since the conical surface is formed so as to be inclined with respect to the axis of the conical portion, when the conical surface is irradiated with the guide light, the spot diameter of the guide light is amplified along the conical surface. That is, the amount of deviation of the optical axis of the guide light is amplified, and the amount of deviation of the optical axis can be easily visually confirmed. Therefore, the deviation of the optical axis of the guide light can be adjusted according to the amount of deviation of the optical axis. Since the guide light indicates the irradiation position of the laser light, the deviation of the optical axis of the laser light of the laser device can be suppressed as a result by adjusting the deviation of the optical axis of the guide light.
なお、円錐部において、ここでの「頂部」は、「点」以外に「面」を含む意であり、円錐台も含まれる。また、ここでの「円錐状」は、円錐部の上部が下部よりも外径寸法が小さく形成された形状をいい、円錐部の母線が、直線状に形成されたもの以外に階段状に形成されたもの、また、曲線状に形成されたものを含む意である。さらには、これらが複合的に繋がって円錐部の母線が形成されてもよい。 In the conical portion, the "top" here means to include a "face" in addition to the "point", and also includes a truncated cone. Further, the "conical shape" here means a shape in which the upper part of the conical part is formed to have an outer diameter smaller than that of the lower part, and the generatrix of the conical part is formed in a stepped shape other than the linear one. It is meant to include those that have been formed and those that have been formed in a curved shape. Furthermore, these may be connected in a complex manner to form a bus bar of a conical portion.
以上説明したように、請求項1に記載の光軸調整用装置は、レーザ装置の光軸の位置を容易に調整することができる、という優れた効果を有する。 As described above, the optical axis adjusting device according to claim 1 has an excellent effect that the position of the optical axis of the laser device can be easily adjusted.
以下、図面を用いて、本実施の形態に係る光軸調整用装置について説明する。
(光軸調整用装置の構成)
Hereinafter, the optical axis adjusting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
(Configuration of optical axis adjustment device)
まず、本実施の形態に係る光軸調整用装置の構成について説明する。
図1には、本実施の形態に係る光軸調整用装置10の斜視図が示されており、図2には、光軸調整用装置10の平面図が示され、図3には、図2に示す3−3線に沿って切断したときの断面図が示されている。なお、図3には、光軸調整用装置10の上方に、後述するレーザ装置28が図示されている。
First, the configuration of the optical axis adjusting device according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 shows a perspective view of the optical axis adjusting device 10 according to the present embodiment, FIG. 2 shows a plan view of the optical axis adjusting device 10, and FIG. 3 shows a diagram. A cross-sectional view when cut along the 3-3 line shown in 2 is shown. In FIG. 3, a laser device 28, which will be described later, is shown above the optical axis adjusting device 10.
図1及び図3に示されるように、光軸調整用装置10は、下部10Aを構成する台座12と、上部10Bを構成する装着部14と、台座12と装着部14を連結させる柱部16と、を含んで構成されており、台座12及び装着部14は、平面視で円形に形成されている。なお、光軸調整用装置10の形状は、平面視で角状に形成されてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 3, the optical axis adjusting device 10 includes a pedestal 12 constituting the lower portion 10A, a mounting portion 14 constituting the upper portion 10B, and a pillar portion 16 connecting the pedestal 12 and the mounting portion 14. The pedestal 12 and the mounting portion 14 are formed in a circular shape in a plan view. The shape of the optical axis adjusting device 10 may be formed in a square shape in a plan view.
台座12は樹脂や金属等で形成されており、台座12の上面12Aには、その中央部に、先端が尖るように形成された円錐状の円錐部18が立設されている。また、台座12の下面12B側には、台座12の外縁側に、周方向に沿って円柱状の凹部20が等間隔に4つ形成されている。 The pedestal 12 is made of resin, metal, or the like, and a conical conical portion 18 formed so as to have a sharp tip is erected at the center of the upper surface 12A of the pedestal 12. Further, on the lower surface 12B side of the pedestal 12, four columnar recesses 20 are formed at equal intervals along the circumferential direction on the outer edge side of the pedestal 12.
当該凹部20には、ボルト22の頭部22Aが収容されるようになっており、凹部20の中央部には、当該ボルト22のネジ部22Bが螺合されるネジ孔24が貫通している。そして、ボルト22のネジ部22Bがネジ孔24に螺合された状態で、当該ネジ部22Bは台座12の上面12Aから露出するように設定されている。 The head portion 22A of the bolt 22 is accommodated in the recess 20, and a screw hole 24 into which the screw portion 22B of the bolt 22 is screwed penetrates through the central portion of the recess 20. .. Then, in a state where the screw portion 22B of the bolt 22 is screwed into the screw hole 24, the screw portion 22B is set to be exposed from the upper surface 12A of the pedestal 12.
一方、柱部16はそれぞれ円筒状の金属で形成されており、柱部16の長手方向の両端部には、それぞれ雌ネジ部16A、16Bが形成されている。このため、台座12の上面12Aから露出するボルト22のネジ部22Bに、柱部16の雌ネジ部16Bを螺合させることにより、柱部16は台座12に固定される。 On the other hand, each of the pillar portions 16 is formed of a cylindrical metal, and female screw portions 16A and 16B are formed at both ends of the pillar portion 16 in the longitudinal direction, respectively. Therefore, the pillar portion 16 is fixed to the pedestal 12 by screwing the female screw portion 16B of the pillar portion 16 into the screw portion 22B of the bolt 22 exposed from the upper surface 12A of the pedestal 12.
さらに、装着部14は金属で形成されており、装着部14の外縁側に、周方向に沿ってネジ孔23が等間隔に4つ貫通している。そして、ボルト25のネジ部25Bがネジ孔23に螺合された状態で、当該ネジ部25Bは装着部14の下面14Aから露出するように設定されており、ネジ部25Bの先端部を柱部16の雌ネジ部16Aに螺合させることにより、装着部14が柱部16を介して台座12に固定される。 Further, the mounting portion 14 is made of metal, and four screw holes 23 are penetrated at equal intervals along the circumferential direction on the outer edge side of the mounting portion 14. Then, in a state where the screw portion 25B of the bolt 25 is screwed into the screw hole 23, the screw portion 25B is set to be exposed from the lower surface 14A of the mounting portion 14, and the tip portion of the screw portion 25B is set to be exposed from the pillar portion. By screwing into the female screw portion 16A of 16, the mounting portion 14 is fixed to the pedestal 12 via the pillar portion 16.
また、装着部14の上面14Bには、その中央部に雄ネジ部26が突設されており、雄ネジ部26を介して、当該装着部14にはレーザ装置28が装着可能とされる。具体的に説明すると、図5に示されるように、レーザ装置28の先端部28Aには、ノズル部30が装着されている。当該レーザ装置28の先端部28A側には、口部32が設けられており、口部32内には雌ネジ部(図示省略)が形成されている。一方、ノズル部30の基部34は円筒状に形成されており、当該基部34には雄ネジ部(図示省略)が形成されている。つまり、レーザ装置28の口部32に対してノズル部30は着脱可能とされている。 Further, a male screw portion 26 is provided so as to project from the central portion of the upper surface 14B of the mounting portion 14, and the laser device 28 can be mounted on the mounting portion 14 via the male screw portion 26. More specifically, as shown in FIG. 5, a nozzle portion 30 is attached to the tip portion 28A of the laser device 28. A mouth portion 32 is provided on the tip end portion 28A side of the laser device 28, and a female screw portion (not shown) is formed in the mouth portion 32. On the other hand, the base 34 of the nozzle portion 30 is formed in a cylindrical shape, and a male screw portion (not shown) is formed on the base 34. That is, the nozzle portion 30 is removable from the mouth portion 32 of the laser device 28.
このため、ノズル部30の基部34をレーザ装置28の口部32から取り外すことにより、図3に示されるように、口部32が露出する。この状態で、図4に示されるように、レーザ装置28の口部32に形成された雌ネジ部(図示省略)に光軸調整用装置10の装着部14に設けられたネジ部22Bを螺合させると、レーザ装置28の口部32に光軸調整用装置10が装着される。 Therefore, by removing the base 34 of the nozzle portion 30 from the mouth portion 32 of the laser device 28, the mouth portion 32 is exposed as shown in FIG. In this state, as shown in FIG. 4, the screw portion 22B provided on the mounting portion 14 of the optical axis adjusting device 10 is screwed into the female screw portion (not shown) formed in the mouth portion 32 of the laser device 28. When combined, the optical axis adjusting device 10 is attached to the mouth portion 32 of the laser device 28.
なお、図2及び図3に示されるように、装着部14には、径方向で雄ネジ部26とボルト25の間に穴部27が形成されている。この穴部27は、図2に示されるように、周方向で隣り合うボルト25とボルト25の間に位置するように配置されており、雄ネジ部26とボルト25を結ぶ直線上に配置されないように設定されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a hole 27 is formed in the mounting portion 14 between the male screw portion 26 and the bolt 25 in the radial direction. As shown in FIG. 2, the hole portion 27 is arranged so as to be located between the bolts 25 and the bolts 25 adjacent to each other in the circumferential direction, and is not arranged on the straight line connecting the male screw portion 26 and the bolt 25. Is set to.
ところで、図5に示されるように、例えば、レーザ装置28は、内部に集光レンズ(集光部材)36が設けられており、図示しない光源から出射されたレーザ光は、光ファイバにより伝送されてコリメータレンズ(図示省略)により収差補正され(レーザ光R1)、当該集光レンズ36によって集光される(レーザ光R2)。 By the way, as shown in FIG. 5, for example, the laser device 28 is provided with a condensing lens (condensing member) 36 inside, and the laser light emitted from a light source (not shown) is transmitted by an optical fiber. The aberration is corrected by a collimator lens (not shown) (laser light R1), and the light is collected by the condensing lens 36 (laser light R2).
このように、集光レンズ36によって集光されたレーザ光R2によって、被切断部材となる切断ワーク40が照射され、被加工部42が溶融する。このとき、レーザ装置28からはアシストガスが噴出され、被加工部42では溶融された被加工材料が除去される。これにより、被加工部42において、切断ワーク40は切断される。 In this way, the laser beam R2 focused by the condensing lens 36 irradiates the cutting work 40, which is the member to be cut, and melts the processed portion 42. At this time, the assist gas is ejected from the laser device 28, and the molten work material is removed from the work piece 42. As a result, the cutting work 40 is cut at the workpiece 42.
一方、前述のアシストガスは、レーザ光R2と同軸で噴出される。このため、レーザ装置28において、図示しない光ファイバにより伝送されたレーザ光R1の光軸P1の位置と集光レンズ36によって集光されたレーザ光R2の光軸P2の位置がずれている場合、被加工部42に対して、アシストガスの噴出位置がずれることになり、アシストガスの圧力が低下することとなる。この場合、切断ワーク40では、加工精度が低下するだけでなく、アシストガスの圧力の低下により、溶融した被加工材料が十分に除去されず、そのまま凝固し切断不良が生じてしまう。 On the other hand, the above-mentioned assist gas is ejected coaxially with the laser beam R2. Therefore, in the laser device 28, when the position of the optical axis P1 of the laser beam R1 transmitted by an optical fiber (not shown) and the position of the optical axis P2 of the laser beam R2 condensed by the condensing lens 36 are deviated from each other. The ejection position of the assist gas is deviated from the work portion 42, and the pressure of the assist gas is lowered. In this case, in the cutting work 40, not only the processing accuracy is lowered, but also the molten material to be processed is not sufficiently removed due to the decrease in the pressure of the assist gas, and the material is solidified as it is, resulting in cutting defects.
したがって、レーザ装置28において、集光レンズ36によって集光される前のレーザ光R1の光軸P1と集光レンズ36によって集光されたレーザ光R2の光軸P2とが一致するように設定する必要がある。 Therefore, in the laser device 28, the optical axis P1 of the laser beam R1 before being focused by the condensing lens 36 and the optical axis P2 of the laser beam R2 focused by the condensing lens 36 are set to coincide with each other. There is a need.
ここで、レーザ装置28の集光レンズ36は、レーザ装置28に設けられた環状のホルダー44に装着されている。ホルダー44には、周方向に沿って調整ネジ46が等間隔に4つ設けられている。この調整ネジ46をねじ込むことによって、集光される前のレーザ光R1の光軸P1に対して略直交する方向に沿って集光レンズ36の位置が調整されることになる。つまり、この集光レンズ36によって、レーザ光R1の光軸P1の位置に対してレーザ光R2の光軸P2の位置が調整される。 Here, the condensing lens 36 of the laser device 28 is attached to an annular holder 44 provided in the laser device 28. The holder 44 is provided with four adjusting screws 46 at equal intervals along the circumferential direction. By screwing the adjusting screw 46, the position of the condensing lens 36 is adjusted along a direction substantially orthogonal to the optical axis P1 of the laser beam R1 before condensing. That is, the condenser lens 36 adjusts the position of the optical axis P2 of the laser beam R2 with respect to the position of the optical axis P1 of the laser beam R1.
上記について具体的に説明すると、図4に示されるように、レーザ装置28の口部32に光軸調整用装置10を装着させた状態で、レーザ装置28において、図示しない光源からガイド光G1を出射させる。光軸調整用装置10の下部10Aには、円錐部18が設けられているため、レーザ装置28の光源(図示省略)から出射され集光されたガイド光G2は、円錐部18の頂部(頂点)18Aを照射することとなる。なお、ここでは、円錐部18の頂部18Aを見やすくするため、「点」ではなく「面」として形成している。 More specifically, as shown in FIG. 4, the guide light G1 is emitted from a light source (not shown) in the laser device 28 in a state where the optical axis adjusting device 10 is attached to the mouth portion 32 of the laser device 28. Make it emit. Since the lower portion 10A of the optical axis adjusting device 10 is provided with the conical portion 18, the guide light G2 emitted from the light source (not shown) of the laser device 28 and focused is the top (apex) of the conical portion 18. ) 18A will be irradiated. Here, in order to make it easier to see the top 18A of the conical portion 18, it is formed as a "plane" instead of a "point".
ここで、「ガイド光」とは、レーザ光の照射位置を示しレーザ光の光軸の調整を行うための可視可能な補助光のことである。したがって、後述するガイド光G1、G2とレーザ光R1、R2とは実質的には異なるものであるが、本実施形態では、説明の便宜上、図4において、ガイド光G1、G2とレーザ光R1、R2は、それぞれ同じ符号を付している。 Here, the "guide light" is a visible auxiliary light for indicating the irradiation position of the laser light and adjusting the optical axis of the laser light. Therefore, the guide lights G1 and G2 and the laser lights R1 and R2, which will be described later, are substantially different from each other. However, in the present embodiment, for convenience of explanation, the guide lights G1 and G2 and the laser light R1 are shown in FIG. R2 has the same reference numerals.
本実施形態では、図6(A)に示されるように、光軸調整用装置10(図1参照)に設けられた円錐部18は、円錐部18の底面18Cと母線L1との間で成す角度θ1が、約80度となるように設定されている。なお、円錐部18は、例えば、黒色の艶消しの樹脂で形成され、ガイド光G2により円錐部18が照射された状態でガイド光G2が反射しないようにしている。これにより、円錐部18の頂部18Aでは、ガイド光G2のスポットS1(ドットで示す領域)の外縁が目視可能とされる。なお、円錐部18が金属で形成された場合は、円錐部18の表面を染色やエッチング等により、反射防止の処理を施す必要がある。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the conical portion 18 provided in the optical axis adjusting device 10 (see FIG. 1) is formed between the bottom surface 18C of the conical portion 18 and the bus L1. The angle θ1 is set to be about 80 degrees. The conical portion 18 is formed of, for example, a black matte resin so that the guide light G2 is not reflected when the conical portion 18 is irradiated with the guide light G2. As a result, at the top 18A of the conical portion 18, the outer edge of the spot S1 (region indicated by the dot) of the guide light G2 can be visually recognized. When the conical portion 18 is made of metal, it is necessary to perform antireflection treatment on the surface of the conical portion 18 by dyeing, etching, or the like.
また、図7に示されるように、円錐部18の頂部18Aの外径φ1は、ガイド光G2のスポットS1の外径(いわゆるスポット径)φ2よりも僅かに大きくなるように設定される。例えば、ガイド光G2のスポット径φ2が0.2mmの場合、円錐部18の頂部18Aの外径φ1は、0.3mmとされる。 Further, as shown in FIG. 7, the outer diameter φ1 of the top portion 18A of the conical portion 18 is set to be slightly larger than the outer diameter (so-called spot diameter) φ2 of the spot S1 of the guide light G2. For example, when the spot diameter φ2 of the guide light G2 is 0.2 mm, the outer diameter φ1 of the top portion 18A of the conical portion 18 is 0.3 mm.
そして、図4及び図6(A)に示されるように、ガイド光G2のスポットS1が円錐部18の頂部18Aに形成されると、レーザ装置28における、集光レンズ36による集光前のガイド光G1の光軸P1と集光後のガイド光G2の光軸P2は一致しているといえる。なお、図7における、円錐部18の頂部18Aの外径φ1とガイド光G2のスポット径φ2の差分δは、ガイド光G2の許容ずれ量とされる。 Then, as shown in FIGS. 4 and 6 (A), when the spot S1 of the guide light G2 is formed on the top 18A of the conical portion 18, the guide in the laser device 28 before the light is focused by the condensing lens 36. It can be said that the optical axis P1 of the light G1 and the optical axis P2 of the guide light G2 after focusing coincide with each other. The difference δ between the outer diameter φ1 of the top portion 18A of the conical portion 18 and the spot diameter φ2 of the guide light G2 in FIG. 7 is an allowable deviation amount of the guide light G2.
一方、図6(B)に示すガイド光G2のスポットS2のように、スポットS2の位置が円錐部18の頂部18Aに対してずれて形成された場合、ガイド光G2の光軸P2の位置は、集光前のガイド光G1の光軸P1の位置に対してずれていることが分かる。この場合、レーザ装置28に設けられている4つの調整ネジ46のうち調整に必要な調整ネジ46を回転させ、ガイド光G2のスポットS2の位置を調整する。 On the other hand, when the spot S2 is formed so as to be offset from the top 18A of the conical portion 18 as in the spot S2 of the guide light G2 shown in FIG. 6B, the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is It can be seen that the guide light G1 is deviated from the position of the optical axis P1 before condensing. In this case, of the four adjusting screws 46 provided on the laser device 28, the adjusting screw 46 required for adjustment is rotated to adjust the position of the spot S2 of the guide light G2.
(光軸調整用装置の作用及び効果)
次に、本実施の形態に係る光軸調整用装置の作用及び効果について説明する。
(Action and effect of optical axis adjustment device)
Next, the operation and effect of the optical axis adjusting device according to the present embodiment will be described.
図4に示されるように、本実施の形態に係る光軸調整用装置10は、レーザ装置28に装着可能とされる。そして、光軸調整用装置10がレーザ装置28に装着された状態で、当該レーザ装置28から出射され集光レンズ36により集光されたガイド光G2の光軸P2上には、光軸調整用装置10に設けられた円錐部18が配置されている。そして、この円錐部18の頂部18Aにガイド光G2のスポットS1(図6(A)参照)が形成されるようになっている。 As shown in FIG. 4, the optical axis adjusting device 10 according to the present embodiment can be attached to the laser device 28. Then, with the optical axis adjusting device 10 mounted on the laser device 28, the optical axis adjusting device 10 is placed on the optical axis P2 of the guide light G2 emitted from the laser device 28 and focused by the condensing lens 36. The conical portion 18 provided in the device 10 is arranged. Then, a spot S1 (see FIG. 6A) of the guide light G2 is formed on the top 18A of the conical portion 18.
レーザ装置28では、前述のように、図示しない光源から出射されたガイド光G1が集光されるようになっているが、集光レンズ36による集光前のガイド光G1の光軸P1の位置と集光レンズ36による集光後のガイド光G2の光軸P2の位置を一致させる必要がある。 In the laser device 28, as described above, the guide light G1 emitted from a light source (not shown) is focused, but the position of the optical axis P1 of the guide light G1 before the light is focused by the condenser lens 36. It is necessary to match the position of the optical axis P2 of the guide light G2 after condensing with the condensing lens 36.
例えば、集光前のガイド光G1の光軸P1の位置と集光後のガイド光G2の光軸P2の位置とがずれている場合、図6(B)に示されるように、ガイド光G2のスポットS2は、ガイド光G2の光軸P2上に配置された円錐部18の頂部18Aに対してずれた位置に形成されてしまう。これに対して、集光前のガイド光G1の光軸P1の位置と集光後のガイド光G2の光軸P2の位置とが一致している場合、図6(A)に示されるように、ガイド光G2のスポットS1は、円錐部18の頂部18Aに形成されることとなる。 For example, when the position of the optical axis P1 of the guide light G1 before focusing and the position of the optical axis P2 of the guide light G2 after focusing are deviated, as shown in FIG. 6B, the guide light G2 The spot S2 is formed at a position deviated from the top 18A of the conical portion 18 arranged on the optical axis P2 of the guide light G2. On the other hand, when the position of the optical axis P1 of the guide light G1 before focusing and the position of the optical axis P2 of the guide light G2 after focusing match, as shown in FIG. 6 (A). The spot S1 of the guide light G2 is formed on the top 18A of the conical portion 18.
つまり、本実施形態では、図6(A)、(B)に示されるように、スポットS1、S2が形成された位置によって、ガイド光G1の光軸P1の位置に対してガイド光G2の光軸P2の位置がずれているか否かの確認をすることができる。 That is, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the light of the guide light G2 with respect to the position of the optical axis P1 of the guide light G1 depending on the position where the spots S1 and S2 are formed. It is possible to confirm whether or not the position of the axis P2 is deviated.
また、本実施形態では、図4に示されるように、(ガイド光G1の光軸P1の位置に対して)ガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量を検出するため、光軸調整用装置10に円錐部18が設けられている。例えば、図6(B)に示されるように、ガイド光G2の光軸P2の位置がずれた場合、ガイド光G2の少なくとも一部は、円錐部18の円錐面18Bを照射することとなる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, an optical axis adjusting device for detecting the amount of misalignment of the optical axis P2 of the guide light G2 (relative to the position of the optical axis P1 of the guide light G1). A conical portion 18 is provided on the 10. For example, as shown in FIG. 6B, when the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is displaced, at least a part of the guide light G2 irradiates the conical surface 18B of the conical portion 18.
円錐部18の円錐面18Bは、円錐部18の軸線Qに対して傾斜して形成されているため、ガイド光G2により円錐面18Bが照射されると、ガイド光G2のスポット径は円錐面18Bに沿って増幅されることとなる。つまり、ガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量は増幅され、光軸P2の位置ずれ量を目視で容易に確認することができる。 Since the conical surface 18B of the conical portion 18 is formed so as to be inclined with respect to the axis Q of the conical portion 18, when the conical surface 18B is irradiated by the guide light G2, the spot diameter of the guide light G2 becomes the conical surface 18B. Will be amplified along. That is, the amount of misalignment of the optical axis P2 of the guide light G2 is amplified, and the amount of misalignment of the optical axis P2 can be easily visually confirmed.
このため、光軸P2の位置ずれ量に応じて、図4で示すガイド光G1の光軸P1の位置に対してガイド光G2の光軸P2の位置ずれを調整する。具体的には、光軸P2の位置ずれ量に応じて、4つのうち適切な調整ネジ46をねじ込むことによって、集光レンズ36が適切な位置に配置される。前述のように、ガイド光G2は、レーザ光R2の照射位置を示すため、ガイド光G2の光軸P2の位置ずれを調整することで、結果的に、レーザ装置28のレーザ光R2の光軸P2の位置ずれを抑制することができる。 Therefore, the misalignment of the optical axis P2 of the guide light G2 is adjusted with respect to the position of the optical axis P1 of the guide light G1 shown in FIG. 4 according to the amount of misalignment of the optical axis P2. Specifically, the condensing lens 36 is arranged at an appropriate position by screwing an appropriate adjusting screw 46 out of the four according to the amount of misalignment of the optical axis P2. As described above, since the guide light G2 indicates the irradiation position of the laser light R2, by adjusting the positional deviation of the optical axis P2 of the guide light G2, as a result, the optical axis of the laser light R2 of the laser device 28 The misalignment of P2 can be suppressed.
ここで、図示はしないが、例えば、図6(A)に示す円錐部18の頂角θ2が、ガイド光G2の集光角度θ3よりも小さい場合、光軸P2の位置がずれた場合に円錐部18の円錐面18Bが全体に亘って照射され、光軸P2の位置ずれ量を目視で確認することが難しくなる。このため、本実施形態では、円錐部18の頂角θ2の方が、ガイド光G2の集光角度θ3よりも大きくなるように設定されている。 Although not shown here, for example, when the apex angle θ2 of the conical portion 18 shown in FIG. 6 (A) is smaller than the condensing angle θ3 of the guide light G2, the cone is formed when the position of the optical axis P2 is displaced. The conical surface 18B of the portion 18 is irradiated over the entire surface, and it becomes difficult to visually confirm the amount of misalignment of the optical axis P2. Therefore, in the present embodiment, the apex angle θ2 of the conical portion 18 is set to be larger than the focusing angle θ3 of the guide light G2.
(その他の実施形態)
ところで、図4に示すレーザ装置28において、例えば、切断ワーク40の板厚や強度によってレーザ光R2のスポット径を変える場合、図示はしないが、集光レンズ36を光軸P1に沿って移動させることが可能である。
(Other embodiments)
By the way, in the laser apparatus 28 shown in FIG. 4, for example, when the spot diameter of the laser beam R2 is changed depending on the plate thickness and intensity of the cutting work 40, the condensing lens 36 is moved along the optical axis P1 although not shown. It is possible.
本実施形態における光軸調整用装置10では、レーザ装置28のガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量を検出するために円錐状の円錐部18が設けられている。このため、前述のように、レーザ光R2のスポット径(図示省略)が変わったとしても、つまり、ガイド光G2のスポット径が変わったとしても、当該円錐部18によって、ガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量を検出することができる。 In the optical axis adjusting device 10 of the present embodiment, a conical conical portion 18 is provided to detect the amount of misalignment of the optical axis P2 of the guide light G2 of the laser device 28. Therefore, as described above, even if the spot diameter of the laser beam R2 (not shown) changes, that is, even if the spot diameter of the guide light G2 changes, the conical portion 18 causes the optical axis of the guide light G2. The amount of misalignment of P2 can be detected.
例えば、図6(A)に示すガイド光G2のスポットS1の面積が、図8に示されるように、円錐部18の頂部18Aの面積よりも大きい場合(φ1+α1、φ1+α2、φ1+α3、φ1+α4)、ガイド光G2は、円錐部18の頂部18A以外に円錐面18Bも照射することとなる。そして、ガイド光G2の光軸P2の位置がずれていない場合、円錐部18の軸線Qに対して直交する方向に沿ってガイド光G2のスポットライン(H1、H2、H3、H4)が形成される。これにより、ガイド光G2の光軸P2の位置がずれているか否かの確認をすることができる。 For example, when the area of the spot S1 of the guide light G2 shown in FIG. 6 (A) is larger than the area of the top 18A of the conical portion 18 (φ1 + α1, φ1 + α2, φ1 + α3, φ1 + α4), the guide The light G2 irradiates the conical surface 18B in addition to the top 18A of the conical portion 18. Then, when the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is not deviated, the spot lines (H1, H2, H3, H4) of the guide light G2 are formed along the direction orthogonal to the axis Q of the conical portion 18. To. This makes it possible to confirm whether or not the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is displaced.
なお、円錐部18の円錐面18Bにおいて、円錐部18の頂部18Aを基準とする複数の同心円、つまり、図8に示すスポットライン(H1、H2、H3、H4)と同じ位置に、予め目盛り(H1、H2、H3、H4)が形成されてもよい。この目盛り(H1、H2、H3、H4)は、円錐部18に対して直交する方向に沿って形成されるため、目盛り(H1、H2、H3、H4)に沿ってガイド光G2のスポットラインが形成されているか否かによって、ガイド光G2の光軸P2の位置がずれているか否かの確認をすることができる。ここで、スポットラインと目盛りとは意味が異なるものであるが、説明の便宜上、ここでは、同じ符号(H1、H2、H3、H4)で説明している。 In the conical surface 18B of the conical portion 18, a plurality of concentric circles with reference to the top 18A of the conical portion 18, that is, at the same positions as the spot lines (H1, H2, H3, H4) shown in FIG. H1, H2, H3, H4) may be formed. Since this scale (H1, H2, H3, H4) is formed along the direction orthogonal to the conical portion 18, the spot line of the guide light G2 is formed along the scale (H1, H2, H3, H4). It is possible to confirm whether or not the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is displaced depending on whether or not it is formed. Here, the spot line and the scale have different meanings, but for convenience of explanation, they are described here by the same reference numerals (H1, H2, H3, H4).
また、以上の実施形態では、図6(A)に示されるように、円錐面18Bにおいて母線L1が直線で形成された円錐部18について説明したが、円錐部はこれに限るものではない。例えば、図9に示されるように、円錐部48において、当該円錐部48の軸線Qに沿って円錐面48Bに複数の段部50、52、54が形成されてもよい。この段部50、52、54は、平面視で頂部48Aの同心円上に配置される。 Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 6A, the conical portion 18 in which the generatrix L1 is formed by a straight line on the conical surface 18B has been described, but the conical portion is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, in the conical portion 48, a plurality of step portions 50, 52, 54 may be formed on the conical surface 48B along the axis Q of the conical portion 48. The steps 50, 52, and 54 are arranged on concentric circles of the top 48A in a plan view.
これにより、図6(A)に示すガイド光G2のスポットS1の大きさ(面積)に合わせて、ガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量を検出する段部50、52、54(φ1+α5、φ1+α6、φ1+α7)を変えることができる。なお、この場合、段部50、52、54によって、目盛り(H5、H6、H7)が形成されてこととなる。 As a result, the step portions 50, 52, 54 (φ1 + α5, φ1 + α5, which detect the amount of misalignment of the optical axis P2 of the guide light G2 according to the size (area) of the spot S1 of the guide light G2 shown in FIG. φ1 + α6, φ1 + α7) can be changed. In this case, the scales (H5, H6, H7) are formed by the step portions 50, 52, 54.
上記以外にも、図10に示されるように、円錐部56において、図8に示す円錐部56の軸線Qに対して直交する方向に沿って円錐面56Bに溝部58、60、62、64が形成されてもよい。そして、この溝部58、60、62、64は、断面形状が円弧状を成すように形成されており、平面視で頂部56Aの同心円上に配置される。なお、この場合、溝部58、60、62、64の上縁及び下縁に目盛りが形成されてこととなる。 In addition to the above, as shown in FIG. 10, in the conical portion 56, the groove portions 58, 60, 62, 64 are formed on the conical surface 56B along the direction orthogonal to the axis Q of the conical portion 56 shown in FIG. It may be formed. The groove portions 58, 60, 62, 64 are formed so that the cross-sectional shape forms an arc shape, and are arranged on concentric circles of the top portion 56A in a plan view. In this case, scales are formed on the upper and lower edges of the grooves 58, 60, 62, and 64.
つまり、溝部58、60、62、64を形成することによって、平面視で頂部56Aの同心円上に目盛り(H1、H2、H3、H4)が形成されると共に、この目盛り(H1、H2、H3、H4)の内側にはそれぞれ目盛り(H8、H9、H10、H11)が形成されることとなる。 That is, by forming the grooves 58, 60, 62, 64, a scale (H1, H2, H3, H4) is formed on the concentric circles of the top 56A in a plan view, and the scale (H1, H2, H3, Scales (H8, H9, H10, H11) are formed inside H4), respectively.
さらに、図11に示されるように、円錐面66Bにおいて母線L2が曲線で形成された円錐部66でもよい。このように、母線L2が曲線で形成された場合、当該母線L2は、中央側が円錐部66の軸線Q側へ向かって膨らむように形成された方がよい。なお、本実施形態では、母線L2は円錐部66の高さ方向で異なる曲率を有する曲線が繋がって形成されている。具体的には、円錐部66の頂部66A側では母線L2の曲率は小さく、底面66C側へ向かうにつれて母線L2の曲率は大きくなっている。 Further, as shown in FIG. 11, the conical portion 66 in which the generatrix L2 is formed by a curve on the conical surface 66B may be used. In this way, when the generatrix L2 is formed by a curved line, it is preferable that the generatrix L2 is formed so that the central side bulges toward the axis Q side of the conical portion 66. In the present embodiment, the bus L2 is formed by connecting curves having different curvatures in the height direction of the conical portion 66. Specifically, the curvature of the bus L2 is small on the top 66A side of the conical portion 66, and the curvature of the bus L2 is large toward the bottom surface 66C.
これにより、円錐部66は頂部66A側では母線L2の斜度がきつく、底面66C側へ向かうにつれて母線L2の斜度が緩やかになっている。つまり、この円錐部66では、ガイド光G2の光軸P2の位置がずれた場合に、頂部66A側では光軸P2の位置ずれ量における増幅率が高くなり、底面66C側では光軸P2の位置ずれ量における増幅率は小さくなる(スポットS3>スポットS4>スポットS5)。 As a result, the conical portion 66 has a steep slope of the bus L2 on the top 66A side, and the slope of the bus L2 becomes gentle toward the bottom surface 66C. That is, in this conical portion 66, when the position of the optical axis P2 of the guide light G2 is displaced, the amplification factor in the amount of displacement of the optical axis P2 is high on the top 66A side, and the position of the optical axis P2 is on the bottom surface 66C side. The amplification factor in the amount of deviation becomes smaller (spot S3> spot S4> spot S5).
すなわち、この円錐部66では、頂部66A側では、光軸P2の位置ずれ量における増幅率が高い分、光軸P2に対する位置決め精度は高くなる。なお、図6(A)に示す円錐部18においても頂部18A側のみ曲率が小さくなるように形成されてもよい。 That is, in this conical portion 66, on the top 66A side, the positioning accuracy with respect to the optical axis P2 is higher because the amplification factor in the amount of misalignment of the optical axis P2 is higher. The conical portion 18 shown in FIG. 6A may also be formed so that the curvature is small only on the top portion 18A side.
以上のように本実施形態では、図4に示されるように、レーザ装置28に光軸調整用装置10を装着させた状態で、ガイド光G1の光軸P1の位置に対するガイド光G2の光軸P2の位置ずれ量を検出し、集光レンズ36の位置を調整することによって、結果的に、レーザ光R2の光軸P2の位置ずれを調整することができる。 As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the optical axis of the guide light G2 with respect to the position of the optical axis P1 of the guide light G1 in a state where the laser device 28 is equipped with the optical axis adjusting device 10. By detecting the amount of misalignment of P2 and adjusting the position of the condensing lens 36, as a result, the misalignment of the optical axis P2 of the laser beam R2 can be adjusted.
つまり、本実施形態では、図12(A)、(B)に示されるように、ロボット68にレーザ装置28が取付けられた状態で、当該レーザ装置28に光軸調整用装置10を装着させることができ、この状態でレーザ光R2の光軸P2の位置ずれを調整することができるため、レーザ光R2の光軸P2の位置ずれを調整するため、レーザ装置28をロボット68から取り外さなければ光軸P2の位置ずれ量が検出できないような場合と比較して、レーザ装置28のメンテナンス等においても大変便利である。 That is, in the present embodiment, as shown in FIGS. 12A and 12B, the laser device 28 is equipped with the optical axis adjusting device 10 in a state where the laser device 28 is attached to the robot 68. In this state, the misalignment of the optical axis P2 of the laser beam R2 can be adjusted. Therefore, in order to adjust the misalignment of the optical axis P2 of the laser beam R2, the laser device 28 must be removed from the robot 68. Compared with the case where the amount of misalignment of the axis P2 cannot be detected, it is very convenient for maintenance of the laser device 28 and the like.
また、本実施形態では、レーザ装置28に光軸調整用装置10を装着させるため、レーザ装置28の向き(鉛直方向、水平方向)に関係なく、レーザ光R2の光軸P2の位置ずれを調整することができる。 Further, in the present embodiment, in order to mount the optical axis adjusting device 10 on the laser device 28, the positional deviation of the optical axis P2 of the laser beam R2 is adjusted regardless of the orientation (vertical direction, horizontal direction) of the laser device 28. can do.
さらに、本実施形態では、切断用のレーザ装置について説明したが、溶接用のレーザ装置において本実施形態は適用可能である。 Further, in the present embodiment, the laser apparatus for cutting has been described, but the present embodiment can be applied to the laser apparatus for welding.
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 Although an example of the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment of the present invention is not limited to the above, and one embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate, and the present invention may be used. It goes without saying that it can be carried out in various modes as long as it does not deviate from the gist of.
10 光軸調整用装置
14 装着部
18 円錐部
18A 頂部
28 レーザ装置
48 円錐部
48A 頂部
56 円錐部
56A 頂部
66 円錐部
66A 頂部
G2 ガイド光
P2 光軸
R2 レーザ光
S1 スポット
10 Optical axis adjustment device 14 Mounting part 18 Conical part 18A Top 28 Laser device 48 Conical part 48A Top 56 Conical part 56A Top 66 Conical part 66A Top G2 Guide light P2 Optical axis R2 Laser light S1 Spot
Claims (1)
前記装着部に前記レーザ装置が装着された状態で当該レーザ装置から出射され、レーザ光の照射位置を示す可視可能なガイド光の光軸上に配置されると共に、円錐状に形成されかつ頂部に前記ガイド光のスポットが形成される円錐部と、
を有する光軸調整用装置。 The mounting part where the laser device is mounted and
The laser device is emitted from the laser device in a state where the laser device is mounted on the mounting portion, and is arranged on the optical axis of a visible guide light indicating the irradiation position of the laser light, and is formed in a conical shape and on the top. The conical portion where the spot of the guide light is formed and
Optical axis adjustment device having.
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