JP2005335079A - ライン光投射装置及びその投射方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】切断機を操作する作業者が被切断材を寸法通りに切断できるライン光投射装置を提供するものである。
【解決手段】ライン光投射装置10は、半導体レーザー12と、合焦レンズユニット14と、ハーフミラー22と、ミラー24と、ロッドレンズ18を備える。合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20の一部がハーフミラー22を透過し被切断材に一方の切断指示線を投射する。また、ハーフミラー22から反射されたレーザー光がミラー24でさらに反射され被切断材に他方の切断指示線を投射する。即ち、被切断材に2本のライン光を投射して刃の切断指示線を表示するものである。また、ライン光投射装置10は、上記2本の切断指示線の位置を調整でき平行に表示できるものであって前記刃が切除する幅と同一に調整することができるライン光調整手段を備える。
【選択図】図1
【解決手段】ライン光投射装置10は、半導体レーザー12と、合焦レンズユニット14と、ハーフミラー22と、ミラー24と、ロッドレンズ18を備える。合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20の一部がハーフミラー22を透過し被切断材に一方の切断指示線を投射する。また、ハーフミラー22から反射されたレーザー光がミラー24でさらに反射され被切断材に他方の切断指示線を投射する。即ち、被切断材に2本のライン光を投射して刃の切断指示線を表示するものである。また、ライン光投射装置10は、上記2本の切断指示線の位置を調整でき平行に表示できるものであって前記刃が切除する幅と同一に調整することができるライン光調整手段を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、加工物にライン光を投射するライン光投射装置及びその投射方法に関し、特に加工物の切断位置を指示できるライン光投射装置及びその投射方法に関する。
従来のライン光投射装置を備えた切断機を図11に示す。切断手段としての切断機60は、加工物としての被切断材62を載せる台座部64と、台座部64に連結するアーム部66と、アーム部66に上下に揺動自在に支持される可動部68と、可動部68に備えられる鋸刃70とからなるものである。また、従来より、切断機60の可動部68上部(鋸刃70の上方)に取り付けられて、被切断材62に鋸刃70の切断位置を指示できるライン光投射装置72が知られている。ライン光投射装置72は、被切断材62にライン光76を投射し、そのライン光76によって鋸刃70が切断する位置を示す切断指示線を表示するものである。なお、上記ライン光投射装置72を切断機60のアーム部66に取付けて、被切断材62に切断指示線を表示する場合もある(図示せず)。
上記ライン光投射装置の主要部を図12に示す。また、図13のライン光76は、図11のZ方向から見たものである。
ライン光投射装置72は、半導体レーザー80と合焦レンズユニット82とロッドレンズ84とを備えるものである。レーザー光発生手段としての半導体レーザー80は、レーザー発光部を有しレーザー光74を照射するものである。合焦レンズユニット82は、半導体レーザー80から照射されるレーザー光74を被切断材62に対し合焦(焦点を合わすこと)させるものである。ロッドレンズ84は、合焦レンズユニット82を通過したレーザー光74が一定の角度(図11の角度R)に広げて被切断材62に細長いライン状のレーザー光(図12及び図13のライン光76)を投射するものである(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。
特開2003−291079号
特開2003−322823号
ライン光投射装置72は、半導体レーザー80と合焦レンズユニット82とロッドレンズ84とを備えるものである。レーザー光発生手段としての半導体レーザー80は、レーザー発光部を有しレーザー光74を照射するものである。合焦レンズユニット82は、半導体レーザー80から照射されるレーザー光74を被切断材62に対し合焦(焦点を合わすこと)させるものである。ロッドレンズ84は、合焦レンズユニット82を通過したレーザー光74が一定の角度(図11の角度R)に広げて被切断材62に細長いライン状のレーザー光(図12及び図13のライン光76)を投射するものである(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。
従来のライン光投射装置から投射されるライン光を図13に示す。図13は、図11の切断機60に取り付けたライン投射装置72から投射されるライン光を図11のZ方向から見た図である。
従来のライン投射装置72は、被切断材62に1本のライン光76を投射し、そのライン光76によって被切断材62に鋸刃70の切断指示線86を表示するものであった。なお、被切断材62には切断する位置を示す墨線が予め引かれており、切断指示線86はその墨線に合わせて投射される。
また、鋸刃70は一定の厚さ(刃幅)を有するため、従来のライン光投射装置72は、図13(a),(b)に示すように、その鋸刃70の面70a,70bのいずれか一方の面を通過して切断指示線86を表示するように設定されていた。従って、従来のライン投射装置72から投射されるライン光76によって切断指示線86が表示された場合、切断機60を操作する作業者は、鋸刃70の面70a,70bのいずれかの一方の面を切断指示線86と合致させて被切断材62を切断していた。
例えば、図14に示すように、被切断材62の両端部に引かれている墨線からその端部を切り落して、被切断材62を長さAの部材にする場合、図14に実線で示す鋸刃70の左側の面70bが切断指示線86を通過するように設定する(即ち、墨線から被切断材62の端部側を切除するように設定する。)。また、切断の際は、右側の端部を切断した後、被切断材62を反転させてから左側の端部を切断しなければならない。しかし、作業者が誤って、反転させずに他端を切断すると、図14に示すように、被切断材62は、所定の長さAより長さD(鋸刃70によって切除される幅)短い部材に切断される。また、誤って、図14に一点鎖線で示す鋸刃70の右側の面70aが切断指示線86を通過するように設定した状態で反転して切断した場合は、鋸刃70は墨線から被切断材62の端部と反対側を切除するため、所定の長さAよりD´の倍短い部材となる。このように、従来のライン光投射装置60では、被切断材62が正確な長さに切断されないという問題があった。
従来のライン投射装置72は、被切断材62に1本のライン光76を投射し、そのライン光76によって被切断材62に鋸刃70の切断指示線86を表示するものであった。なお、被切断材62には切断する位置を示す墨線が予め引かれており、切断指示線86はその墨線に合わせて投射される。
また、鋸刃70は一定の厚さ(刃幅)を有するため、従来のライン光投射装置72は、図13(a),(b)に示すように、その鋸刃70の面70a,70bのいずれか一方の面を通過して切断指示線86を表示するように設定されていた。従って、従来のライン投射装置72から投射されるライン光76によって切断指示線86が表示された場合、切断機60を操作する作業者は、鋸刃70の面70a,70bのいずれかの一方の面を切断指示線86と合致させて被切断材62を切断していた。
例えば、図14に示すように、被切断材62の両端部に引かれている墨線からその端部を切り落して、被切断材62を長さAの部材にする場合、図14に実線で示す鋸刃70の左側の面70bが切断指示線86を通過するように設定する(即ち、墨線から被切断材62の端部側を切除するように設定する。)。また、切断の際は、右側の端部を切断した後、被切断材62を反転させてから左側の端部を切断しなければならない。しかし、作業者が誤って、反転させずに他端を切断すると、図14に示すように、被切断材62は、所定の長さAより長さD(鋸刃70によって切除される幅)短い部材に切断される。また、誤って、図14に一点鎖線で示す鋸刃70の右側の面70aが切断指示線86を通過するように設定した状態で反転して切断した場合は、鋸刃70は墨線から被切断材62の端部と反対側を切除するため、所定の長さAよりD´の倍短い部材となる。このように、従来のライン光投射装置60では、被切断材62が正確な長さに切断されないという問題があった。
本発明のライン光投射装置は、上記問題を解消するために、刃を有する切断手段で加工物を切断する際にその加工物にライン光を投射するためのライン光投射装置であって、前記加工物に2本のライン光を投射してその加工物上に2本の切断指示線を表示するためのライン光投射手段と、そのライン光投射手段から投射される2本のライン光の投射位置を変更でき平行に投射できるものであって前記加工物に投射される前記2本の切断指示線の間隔を前記刃が切除する幅と同一に調整することができるライン光調整手段とを有するようにしたものである。
また、本発明のライン光投射装置は、前記ライン光投射手段が、レーザー光を発生させる1個のレーザー光発生手段を備え、そのレーザー光発生手段からのレーザー光を受けて一部を透過させるハーフミラーと、そのハーフミラーで反射されたレーザー光を反射させるミラーとを有するようにしたものである。
また、前記ハーフミラーを透過したレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第一ライン光変換用レンズを設け、前記ミラーで反射されたレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第二ライン光変換用レンズを備えるようにしたものである。
また、前記ハーフミラーを透過したレーザー光と前記ミラーで反射されたレーザー光とを通過させるための1個のライン光変換用レンズを備え、そのライン光変換用レンズを通過する一方のレーザー光の光路にそのレーザー光の方向を変えるウェッジプリズムを備えるようにしたものである。
また、前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなるようにしたものである。さらに、前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成るようにしたものである。
また、前記ハーフミラーを透過したレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第一ライン光変換用レンズを設け、前記ミラーで反射されたレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第二ライン光変換用レンズを備えるようにしたものである。
また、前記ハーフミラーを透過したレーザー光と前記ミラーで反射されたレーザー光とを通過させるための1個のライン光変換用レンズを備え、そのライン光変換用レンズを通過する一方のレーザー光の光路にそのレーザー光の方向を変えるウェッジプリズムを備えるようにしたものである。
また、前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなるようにしたものである。さらに、前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成るようにしたものである。
本発明のライン光投射方法は、刃を有する切断手段で加工物を切断する際にその加工物にライン光を投射するためのライン光投射方法であって、ライン光投射手段からそれぞれ独立した2本のライン光を前記加工物に投射して前記加工物上に2本の切断指示線を表示し、ライン光調整手段によって前記2本のライン光の投射位置を変更し平行に投射し、前記加工物に投射される前記2本の切断指示線の間隔を前記刃が切除する幅と同一に調整するようにしたものである。
また、前記ライン光投射手段が、レーザー光を発生させる1個のレーザー光発生手段を備え、そのレーザー光発生手段からのレーザー光を受けて一部を透過させるハーフミラーと、そのハーフミラーで反射されたレーザー光を反射させるミラーとを有するようにしたものである。
また、前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなるようにしたものである。さらに、前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成るようにしたものである。
また、前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなるようにしたものである。さらに、前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成るようにしたものである。
本発明のライン光投射装置及びその投射方法は、刃によって切除される幅に合致する幅の2本のレーザー光を加工物に投射することができるものである。その一のレーザー光で刃の一方の片面が通過する切断位置を指示し、他のレーザー光で刃の他方の片面が通過する切断位置を指示することにより、刃の刃幅の両側を2本の切断指示線として表示することができる。従って、作業者は、加工物に表示される2本の切断指示線の間に刃を位置させて切断することによって、加工物を寸法通りに切断することができる。
本発明は、切断手段を操作する作業者が加工物を誤った切断位置から切断することを防止するという目的を、ライン光投射装置から2本のライン光を投射し、その2本のライン光によって刃が通過する切断指示線を加工物上に表示することによって実現するものである。
本発明のライン光投射装置を図に基づいて説明する。図1は、本発明のライン光投射装置の内部構造を示す断面図である。
本発明のライン光投射装置10は、半導体レーザー12と合焦レンズユニット14とレーザー光分割手段16とロッドレンズ18とを備えるライン光投射手段と、ライン光調整手段16とを備えるものである。レーザー光発生手段としての半導体レーザー12は、レーザー光20を発光するレーザー発光部を有するものである。合焦レンズユニット14は、レーザー光20を被切断材(加工物)に合焦するものである。ライン光変換用レンズとしてのロッドレンズ18は、レーザー光分割手段16から投射されるレーザー光を細長く広げ、被切断材にライン状にレーザー光(即ち、ライン光)を投射するものである。
本発明のライン光投射装置10は、半導体レーザー12と合焦レンズユニット14とレーザー光分割手段16とロッドレンズ18とを備えるライン光投射手段と、ライン光調整手段16とを備えるものである。レーザー光発生手段としての半導体レーザー12は、レーザー光20を発光するレーザー発光部を有するものである。合焦レンズユニット14は、レーザー光20を被切断材(加工物)に合焦するものである。ライン光変換用レンズとしてのロッドレンズ18は、レーザー光分割手段16から投射されるレーザー光を細長く広げ、被切断材にライン状にレーザー光(即ち、ライン光)を投射するものである。
レーザー光分割手段16は、ハーフミラー22とミラー24とを有するものである。ハーフミラー22は、入射するレーザー光の一部を透過するとともに(以下、透過するレーザー光を「透過光」という。)、そのレーザー光の一部を反射するためのものである(以下、反射するレーザー光を「反射光」という。)。ミラー24は、入射するレーザー光を所定の方向に向けて反射するためのものである。
ハーフミラー22は、合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20を受光できる位置に配置され、反射光をミラー24に向けて反射できる所定の角度に傾けられた状態に設けられている。なお、ハーフミラー22には、アパーチャー26によって絞り込まれるレーザー光20のみが照射される。ミラー24はハーフミラー22から反射される反射光を受光できる位置に配置され、被切断材に向けて投射できる所定の角度に傾けられた状態に設定されている。
ハーフミラー22は、合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20を受光できる位置に配置され、反射光をミラー24に向けて反射できる所定の角度に傾けられた状態に設けられている。なお、ハーフミラー22には、アパーチャー26によって絞り込まれるレーザー光20のみが照射される。ミラー24はハーフミラー22から反射される反射光を受光できる位置に配置され、被切断材に向けて投射できる所定の角度に傾けられた状態に設定されている。
図1において、合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20は、ハーフミラー22に入射して透過光28と反射光30とに2つに分割される。透過光28は、ハーフミラー22を透過しロッドレンズ18を透過して被切断材に向けて投射される。反射光30は、ハーフミラー22から反射されてミラー24に至り、ミラー24によって反射され、ロットレンズ18を透過して被切断材に投射される。このように、合焦レンズユニット14を通過したレーザー光20は、光投射手段16によって2本の透過光28と反射光30とに分割される。この結果、被切断材上には、透過光28及び反射光30による2本のライン光が投射され、2本の切断指示線が表示されることになる。この2本の切断指示線の位置及び外縁の間隔は、後述するライン光調整手段16によってその一の切断指示線を被切断材の墨線に合わせて平行に表示することができ、刃によって切除される幅と同一に調整することができる。
従って、本発明のライン光投射装置10から投射される透過光28によるライン光によって刃の一方の片面が通過する切断位置を指示し、反射光30によるライン光によって刃の他方の片面が通過する切断位置を指示することが可能となる。
従って、本発明のライン光投射装置10から投射される透過光28によるライン光によって刃の一方の片面が通過する切断位置を指示し、反射光30によるライン光によって刃の他方の片面が通過する切断位置を指示することが可能となる。
なお、レーザー光をライン光に変換するためのライン光変換用レンズは、レンズロッドレンズ18に限るものではなく、ライン光の広がり(図12の角度R)を抑えて明るいライン光を投射できるシリンダーレンズ(シリンドリカルレンズ)であってもよい。また、後述の実施例2においても同様である。
ライン光調整手段16は、2本の切断指示線の位置を調整し平行に表示するための指示線調整手段と、2本の切断指示線の間隔(幅)を調整するための間隔調整手段とを備える。
ハーフミラー22は、固定ねじ36によってライン光投射装置本体35に取付けられる第一部材32に固定されている。第一部材32には、ハーフミラー22と固定ネジ36との間で、固定ねじ36の挿入方向と平行に雌ねじ38が形成されている。また、雌ねじ38には、ハーフミラー22の傾きを調整するための調整ねじ39が螺合されている。図1において、固定ねじ36を緩めてライン光投射装置本体35に対する第一部材32の固定を解除し、調整ねじ39を本体35に対して進行又は退行させることにより、ハーフミラー22の本体35に対する傾きを調整することができる。また、ハーフミラー22の傾きを調整することにより、透過光28又は反射光30による切断指示線の位置を被切断材の墨線に合わせることができ、当該2本の切断指示線を平行に表示することができる。
なお、上記切断指示線の位置を墨線に合わせ平行に表示するための指示線調整手段は、本実施例においては第一部材32,固定ネジ36及び調整ねじ39を用いたが、これに限るものではない。
ハーフミラー22は、固定ねじ36によってライン光投射装置本体35に取付けられる第一部材32に固定されている。第一部材32には、ハーフミラー22と固定ネジ36との間で、固定ねじ36の挿入方向と平行に雌ねじ38が形成されている。また、雌ねじ38には、ハーフミラー22の傾きを調整するための調整ねじ39が螺合されている。図1において、固定ねじ36を緩めてライン光投射装置本体35に対する第一部材32の固定を解除し、調整ねじ39を本体35に対して進行又は退行させることにより、ハーフミラー22の本体35に対する傾きを調整することができる。また、ハーフミラー22の傾きを調整することにより、透過光28又は反射光30による切断指示線の位置を被切断材の墨線に合わせることができ、当該2本の切断指示線を平行に表示することができる。
なお、上記切断指示線の位置を墨線に合わせ平行に表示するための指示線調整手段は、本実施例においては第一部材32,固定ネジ36及び調整ねじ39を用いたが、これに限るものではない。
ミラー24は、係合穴37を形成した第二部材34に固定されている。第二部材34は、ライン光投射装置本体35内に形成される案内用通路41内に移動可能な状態で配置されている。
ライン光投射装置本体35にはレバー40が揺動自在に取付けられており、そのレバー40の揺動先端が第二部材34の係合穴37に係合されている。第二部材34は、レバー40の移動調整によって、ハーフミラー22の移動量を調整するようになっている。また、本体35には幅調整用ネジ42が設けられており、幅調整用ネジ42の先端はレバー40の側面に図示しないスプリングによって常に接触するように設定されている。
図1において、幅調整用ネジ42を右方向に進行させると、幅調整用ネジ42がレバー40を右方向に移動させ、それによって第二部材34を図1中の右方向に移動させる。この反対に、幅調整用ネジ42を左方向に移動させると、ハーフミラー22とミラー24との間隔が変更できる。これによって、鋸刃が切除する幅に応じて透過光28と反射光30との間隔を容易に変更でき、切断指示線の間隔を鋸刃が切除する幅と同一の幅に調整することができる。
なお、ハーフミラー22とミラー24との間隔を調整するための間隔調整手段は、本実施例では第二部材34,レバー40及び幅調整用ネジ42を用いたが、これに限るものではない。
ライン光投射装置本体35にはレバー40が揺動自在に取付けられており、そのレバー40の揺動先端が第二部材34の係合穴37に係合されている。第二部材34は、レバー40の移動調整によって、ハーフミラー22の移動量を調整するようになっている。また、本体35には幅調整用ネジ42が設けられており、幅調整用ネジ42の先端はレバー40の側面に図示しないスプリングによって常に接触するように設定されている。
図1において、幅調整用ネジ42を右方向に進行させると、幅調整用ネジ42がレバー40を右方向に移動させ、それによって第二部材34を図1中の右方向に移動させる。この反対に、幅調整用ネジ42を左方向に移動させると、ハーフミラー22とミラー24との間隔が変更できる。これによって、鋸刃が切除する幅に応じて透過光28と反射光30との間隔を容易に変更でき、切断指示線の間隔を鋸刃が切除する幅と同一の幅に調整することができる。
なお、ハーフミラー22とミラー24との間隔を調整するための間隔調整手段は、本実施例では第二部材34,レバー40及び幅調整用ネジ42を用いたが、これに限るものではない。
次に、切断機に取付けられる本発明のライン光投射装置を図2乃至図6に基づいて説明する。
図2は、図11の切断機60のアーム部66に取付ける本発明のライン光投射装置の主要部を示す図である。図3は、本発明のライン光投射装置から投射される透過光及び反射光による切断指示線を示す図である。また、図2において、ハーフミラー22は、すべての位置の厚みが同じハーフミラーである。
図2において、ハーフミラー22及びミラー24は、入射角(又は反射角)45°の傾きで設けられている。半導体レーザー12から照射されるレーザー光20がハーフミラー22に入射すると、そのレーザー光20の一部は、ハーフミラー22を透過し、その後にロッドレンズ18を通過する透過光28となって被切断材62に投射される。ハーフミラー22に入射されたレーザー光20は、一部はハーフミラー22によって反射されてミラー24に至り、ミラー24によって反射され、ロッドレンズ18を通過する反射光30となって被切断材62に透過光28と平行に投射される。また、図3に示すように、2本の透過光28及び反射光30は、被切断材62に鋸刃70の面70a,70bの切断指示線46及び48を表示する。なお、このとき、図2において、透過光28及び反射光30との間隔Dは、前記ライン光調整手段(の間隔調整手段)によって鋸刃70が切除する幅(図3)と同じ幅に設定されているものとする。
図2は、図11の切断機60のアーム部66に取付ける本発明のライン光投射装置の主要部を示す図である。図3は、本発明のライン光投射装置から投射される透過光及び反射光による切断指示線を示す図である。また、図2において、ハーフミラー22は、すべての位置の厚みが同じハーフミラーである。
図2において、ハーフミラー22及びミラー24は、入射角(又は反射角)45°の傾きで設けられている。半導体レーザー12から照射されるレーザー光20がハーフミラー22に入射すると、そのレーザー光20の一部は、ハーフミラー22を透過し、その後にロッドレンズ18を通過する透過光28となって被切断材62に投射される。ハーフミラー22に入射されたレーザー光20は、一部はハーフミラー22によって反射されてミラー24に至り、ミラー24によって反射され、ロッドレンズ18を通過する反射光30となって被切断材62に透過光28と平行に投射される。また、図3に示すように、2本の透過光28及び反射光30は、被切断材62に鋸刃70の面70a,70bの切断指示線46及び48を表示する。なお、このとき、図2において、透過光28及び反射光30との間隔Dは、前記ライン光調整手段(の間隔調整手段)によって鋸刃70が切除する幅(図3)と同じ幅に設定されているものとする。
図4は、図11の切断機60の可動部68上部に取付ける本発明のライン光投射装置の主要部を示す図である。図5は、本発明のライン光投射装置から被切断材に投射されるライン光を示す図であり、図5(a)はライン投射装置から投射されるライン光を示す図であり、図5(b)は図5(a)の一部拡大図である。
また、図4において、ハーフミラー22はすべての位置の厚みが同じハーフミラーである。ロッドレンズは、ハーフミラー22からのレーザー光をライン光に変換するためのロッドレンズ18aと、ミラー24からのレーザー光をライン光に変換するための18bとからなるものである。
図4において、ハーフミラー22は、レーザー光20からの入射角及び反射角が45°の傾きとなるように配置されている。ハーフミラー22からミラー24に向けて反射される反射光30の入射角θは、θ<45°となるような傾きに設定されている。半導体レーザー12からレーザー光20が照射されると、レーザー光20の一部は、ハーフミラー22を透過して、第一ロッドレンズ18a(第一ライン光変換用レンズ)を透過して透過光28として被切断材62に投射される。ハーフミラー22からミラー24に向けて反射される反射光30は、ミラー24によって反射角θで反射され、第二ロッドレンズ18b(第二ライン光変換用レンズ)を透過して被切断材62に投射される。つまり、透過光28と反射光30とを、図5(a)に示すように、透過光28と反射光30との間の間隔がライン光投射装置10側が最も広く、被切断材62に近づくにつれて狭くなるV字状のライン光が被切断材62に向けて投射されることができる。即ち、鋸刃70の両側から透過光28と反射光30によるライン光を被切断材62に投射する。また、被切断材62には、2本の透過光28及び反射光30によって、図5(b)に示すような鋸刃70の面70a,70bの切断指示線46,48が平行に、かつ、鋸刃70が切除する幅Dと同一の幅に表示される。
また、図4において、ハーフミラー22はすべての位置の厚みが同じハーフミラーである。ロッドレンズは、ハーフミラー22からのレーザー光をライン光に変換するためのロッドレンズ18aと、ミラー24からのレーザー光をライン光に変換するための18bとからなるものである。
図4において、ハーフミラー22は、レーザー光20からの入射角及び反射角が45°の傾きとなるように配置されている。ハーフミラー22からミラー24に向けて反射される反射光30の入射角θは、θ<45°となるような傾きに設定されている。半導体レーザー12からレーザー光20が照射されると、レーザー光20の一部は、ハーフミラー22を透過して、第一ロッドレンズ18a(第一ライン光変換用レンズ)を透過して透過光28として被切断材62に投射される。ハーフミラー22からミラー24に向けて反射される反射光30は、ミラー24によって反射角θで反射され、第二ロッドレンズ18b(第二ライン光変換用レンズ)を透過して被切断材62に投射される。つまり、透過光28と反射光30とを、図5(a)に示すように、透過光28と反射光30との間の間隔がライン光投射装置10側が最も広く、被切断材62に近づくにつれて狭くなるV字状のライン光が被切断材62に向けて投射されることができる。即ち、鋸刃70の両側から透過光28と反射光30によるライン光を被切断材62に投射する。また、被切断材62には、2本の透過光28及び反射光30によって、図5(b)に示すような鋸刃70の面70a,70bの切断指示線46,48が平行に、かつ、鋸刃70が切除する幅Dと同一の幅に表示される。
続いて、ライン光投射装置からV字状のライン光を投射するための他の実施例を図6に基づいて説明する。
図7のライン光投射装置は、図2に示すライン光投射装置と同一の構造を備えるものであって、反射光30がロッドレンズ18を通過した光路に反射光30の方向を変えるウエッジプリズム54を備えたものである。ロッドレンズ18から投射される反射光30は、ウエッジプリズム54によってその進行方向が透過光28に向けて屈折される。これにより、ライン光投射装置10から投射される透過光28及び反射光30は、鋸刃70の両側から被切断材62に向けてV字状に投射することができる。
図7のライン光投射装置は、図2に示すライン光投射装置と同一の構造を備えるものであって、反射光30がロッドレンズ18を通過した光路に反射光30の方向を変えるウエッジプリズム54を備えたものである。ロッドレンズ18から投射される反射光30は、ウエッジプリズム54によってその進行方向が透過光28に向けて屈折される。これにより、ライン光投射装置10から投射される透過光28及び反射光30は、鋸刃70の両側から被切断材62に向けてV字状に投射することができる。
なお、図4及び図6において、ロッドレンズ18から投射される透過光28と反射光30によるライン光の間隔は、鋸刃70が切除する幅D(図3及び図5(b)に示す幅D)より広く、かつ、透過光28及び反射光30が鋸刃70を通過する際に鋸刃70と干渉しない程度の幅に設定されているものとする。
また、図4において、1つのロッドレンズを用いて透過光28と反射光30とを投射することも可能であるが、2つのロッドレンズを用いてライン光を投射するのが好ましい。透過光28と反射光30とを1つのロッドレンズを透過して投射した場合、ロッドレンズに斜めに入射したレーザー光(透過光28又は反射光30のうちいずれか一方のレーザー光)は、被切断材62に曲線の切断指示線を表示するという不具合が生じるためである。
また、図4において、1つのロッドレンズを用いて透過光28と反射光30とを投射することも可能であるが、2つのロッドレンズを用いてライン光を投射するのが好ましい。透過光28と反射光30とを1つのロッドレンズを透過して投射した場合、ロッドレンズに斜めに入射したレーザー光(透過光28又は反射光30のうちいずれか一方のレーザー光)は、被切断材62に曲線の切断指示線を表示するという不具合が生じるためである。
本発明の他のライン光投射装置を図に基づいて説明する。図7は、図11の切断機60の可動部68上部に取り付けたライン光投射装置を示す図である。
図7のライン光投射装置100は、2個の同一のライン光発生装置102とライン光発生装置104とからなるライン光投射手段と、そのライン光投射手段から投射される2本のライン光の投射位置及びその間隔を調整できるライン光調整手段110とを有するものである。図7において、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、図11の切断機60の可動部68上部(図示せず)に横並びで取り付けられている。また、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、レーザー光投射部106と、その保持部108とを備える。レーザー光投射部106は、半導体レーザー106aと合焦ユニットレンズ106bとロッドレンズ106cとを備え、半導体レーザー106aから照射されるレーザー光106dをロッドレンズ106cを透過して下方に位置する被切断材62(図示せず)に向けて投射するものである。ライン光発生装置102からは、レーザー光L(端部La,Lb)が投射され、ライン光発生装置104からは、レーザー光R(端部Ra,Rb)が投射される。
前記保持部108は、レーザー光投射部106を保持すると共に、切断機60の可動部68上部にライン光発生装置102又は104を固定するためのものである。
図7のライン光投射装置100は、2個の同一のライン光発生装置102とライン光発生装置104とからなるライン光投射手段と、そのライン光投射手段から投射される2本のライン光の投射位置及びその間隔を調整できるライン光調整手段110とを有するものである。図7において、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、図11の切断機60の可動部68上部(図示せず)に横並びで取り付けられている。また、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、レーザー光投射部106と、その保持部108とを備える。レーザー光投射部106は、半導体レーザー106aと合焦ユニットレンズ106bとロッドレンズ106cとを備え、半導体レーザー106aから照射されるレーザー光106dをロッドレンズ106cを透過して下方に位置する被切断材62(図示せず)に向けて投射するものである。ライン光発生装置102からは、レーザー光L(端部La,Lb)が投射され、ライン光発生装置104からは、レーザー光R(端部Ra,Rb)が投射される。
前記保持部108は、レーザー光投射部106を保持すると共に、切断機60の可動部68上部にライン光発生装置102又は104を固定するためのものである。
なお、上記半導体レーザー106aと合焦ユニットレンズ106bとロッドレンズ106cは、実施例1における同一名称の構成部材と同一の用途及び機能を有するものである。よって、当該構成部材についての詳細な説明は省略する。以下の説明においても同様である。
図8は、図7のライン光投射装置のレーザー光投射部分を示す図である。図9は、図7及び図8のライン光が被切断材に投射された状態を示す図である。
ライン光発生装置102のロッドレンズ106cとライン光発生装置104のロッドレンズ106cとは、図9において適宜シフトされた状態に設置されている。ライン光発生装置102及びライン光発生装置104のロッドレンズ106c(のレーザー光投射口106e)からは、半導体レーザー106aからレーザー光106dが照射されることにより、ロッドレンズ106cの中心軸に対し垂直方向に直線状に広がるライン光L又はライン光Rがそれぞれ投射されるようになっている。つまり、図9中において、ライン光L及びライン光Rは、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104から所定の間隔を隔てて投射される状態にある。また、ライン光発生装置102とライン光発生装置104とは、ライン光Lとライン光Rとの間隔が、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104側が最も広く、被切断材62に近づくにつれて狭くなるV字状のライン光が投射される状態に設定されている。
ライン光発生装置102のロッドレンズ106cとライン光発生装置104のロッドレンズ106cとは、図9において適宜シフトされた状態に設置されている。ライン光発生装置102及びライン光発生装置104のロッドレンズ106c(のレーザー光投射口106e)からは、半導体レーザー106aからレーザー光106dが照射されることにより、ロッドレンズ106cの中心軸に対し垂直方向に直線状に広がるライン光L又はライン光Rがそれぞれ投射されるようになっている。つまり、図9中において、ライン光L及びライン光Rは、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104から所定の間隔を隔てて投射される状態にある。また、ライン光発生装置102とライン光発生装置104とは、ライン光Lとライン光Rとの間隔が、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104側が最も広く、被切断材62に近づくにつれて狭くなるV字状のライン光が投射される状態に設定されている。
ライン光調整手段110は、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104を操作し、当該ライン光発生装置102及びライン光発生装置が発生するライン光を被切断部材の墨線に合わせることができる鋸刃の切断指示線の位置を調整するためのものであって、かつ、ライン光L、Rの間隔C(図9)を調整するためのものである。また、ライン光調整手段110は、図10に示すようなライン光発生装置102,104の保持部108に設けられるものであって、レーザー光投射部106を移動でき、ライン光L,Rの投射位置を調整しかつライン光L,Rを平行に投射させることができる調整ねじ112(112a乃至112d)からなるものであってもよい。
図7において、ライン光発生装置102から投射されるライン光Lによって鋸刃70の一方の面が切断する切断位置を指示し、ライン光発生装置104から投射されるライン光Rによって鋸刃70の他方の面が切断する切断位置を指示するように、切断機60の可動部68上部(図示せず)にライン光投射装置100を取り付ける。この場合、図9に示すように、被切断材62には2本のライン光L(La−Lb)とライン光R(Ra−Rb)とが平行に投射される。このとき、切断機60で被切断材62を切断する場合、鋸刃70の一方の面をライン光La−Lbが示すライン上を通過し、鋸刃の他方の面がライン光Ra−Rbとが示すライン上を通過するように、被切断材62を切断する。
なお、ライン光投射装置100が切断機60のアーム部66に取り付ける場合、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、上下に配置される。
なお、ライン光投射装置100が切断機60のアーム部66に取り付ける場合、ライン光発生装置102及びライン光発生装置104は、上下に配置される。
以上のように、本発明によると、加工物上に切断手段の刃が切除する幅と同一の間隔の2本の平行な切断指示線を表示できる。従って、作業者は、切断前にその切断指示線に沿って加工物が切断されることが分かることから、寸法を間違うことなく加工物を切断することができる。
10 ライン光投射装置
12 半導体レーザー
16 ライン光投射手段
18 ライン光変換用レンズ
18b 第一ライン光変換用レンズ
18b 第二ライン光変換用レンズ
20 レーザー光
22 ハーフミラー
24 ミラー
28 透過光
30 反射光
34 ライン光調整手段
46、48 切断指示線
54 ウェッジプリズム
60 切断機
62 被切断材
70 鋸刃
100 ライン光投射装置
102、104 ライン光発生装置
106a 半導体レーザー
106b 合焦レンズユニット
106c ロッドレンズ
110 ライン光調整手段
12 半導体レーザー
16 ライン光投射手段
18 ライン光変換用レンズ
18b 第一ライン光変換用レンズ
18b 第二ライン光変換用レンズ
20 レーザー光
22 ハーフミラー
24 ミラー
28 透過光
30 反射光
34 ライン光調整手段
46、48 切断指示線
54 ウェッジプリズム
60 切断機
62 被切断材
70 鋸刃
100 ライン光投射装置
102、104 ライン光発生装置
106a 半導体レーザー
106b 合焦レンズユニット
106c ロッドレンズ
110 ライン光調整手段
Claims (10)
- 刃を有する切断手段で加工物を切断する際にその加工物にライン光を投射するためのライン光投射装置であって、前記加工物に2本のライン光を投射してその加工物上に2本の切断指示線を表示するためのライン光投射手段と、そのライン光投射手段から投射される2本のライン光の投射位置を変更でき平行に投射できるものであって前記加工物に投射される前記2本の切断指示線の間隔を前記刃が切除する幅と同一に調整することができるライン光調整手段とを有することを特徴とするライン光投射装置。
- 前記ライン光投射手段が、レーザー光を発生させる1個のレーザー光発生手段を備え、そのレーザー光発生手段からのレーザー光を受けて一部を透過させるハーフミラーと、そのハーフミラーで反射されたレーザー光を反射させるミラーとを有することを特徴とする請求項1記載のライン光投射装置。
- 前記ハーフミラーを透過したレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第一ライン光変換用レンズを設け、前記ミラーで反射されたレーザー光の光路にそのレーザー光が通過する第二ライン光変換用レンズを備えることを特徴とする請求項2記載のライン光投射装置。
- 前記ハーフミラーを透過したレーザー光と前記ミラーで反射されたレーザー光とを通過させるための1個のライン光変換用レンズを備え、そのライン光変換用レンズを通過する一方のレーザー光の光路にそのレーザー光の方向を変えるウェッジプリズムを備えることを特徴とする請求項2記載のライン光投射装置。
- 前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなることを特徴とする請求項1記載のライン光投射装置。
- 前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成ることを特徴とする請求項5記載のライン光投射装置。
- 刃を有する切断手段で加工物を切断する際にその加工物にライン光を投射するためのライン光投射方法であって、ライン光投射手段からそれぞれ独立した2本のライン光を前記加工物に投射して前記加工物上に2本の切断指示線を表示し、ライン光調整手段によって前記2本のライン光の投射位置を変更し平行に投射し、前記加工物に投射される前記2本の切断指示線の間隔を前記刃が切除する幅と同一に調整することを特徴とするライン光投射方法。
- 前記ライン光投射手段が、レーザー光を発生させる1個のレーザー光発生手段を備え、そのレーザー光発生手段からのレーザー光を受けて一部を透過させるハーフミラーと、そのハーフミラーで反射されたレーザー光を反射させるミラーとを有することを特徴とする請求項7記載のライン光投射方法。
- 前記ライン光投射手段が、それぞれ独立してライン光を発生する2つのライン光発生装置からなることを特徴とする請求項7記載のライン光投射方法。
- 前記ライン光発生装置が、前記レーザー光発生手段と、合焦レンズユニットと、ライン光変換用レンズとから成ることを特徴とする請求項9記載のライン光投射方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-05-24 JP JP2004152986A patent/JP2005335079A/ja active Pending
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