JP2012148324A - Laser beam machining apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus which can perform laser beam machining with high accuracy, by controlling the angle error of a scanner due to temperature change.SOLUTION: An XY scanner for laser beam machining includes: a drive motor 10 rotating a motor shaft 100; a mirror module having a reflecting mirror 20 reflecting a laser beam and a mounter engaging part 21B mounted on the motor shaft 100; and a mirror fixing member 22 arranged facing the mirror mounter 21, sandwiching the motor shaft 100, and mounted on the motor shaft 100. The mounter engaging part 21B and the mirror fixing member 22 hold the motor shaft 100 under the condition that noncontact areas for reducing a contact surface with respect to the motor shaft 100 are present on both sides thereof, sandwiching the motor shaft 100.

Description

本発明は、レーザー加工装置に係り、さらに詳しくは、レーザー光を照射して加工対象物を加工するレーザー加工装置の改良に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to an improvement of a laser processing apparatus that processes a processing object by irradiating a laser beam.

レーザー加工装置は、加工設定データに基づいて、レーザー光の照射位置を2次元走査させることにより、ワーク上に加工パターンを形成することができる。このような2次元走査を行うために、レーザー加工装置は、XYスキャナを備えている(例えば、特許文献1)。XYスキャナは、互いに直交するモータ軸を有する2個のガルバノモータと、これらのモータ軸にそれぞれ取り付けられた2個のミラーモジュールとによって構成される。このような構成からなるXYスキャナは、ガルバノスキャナと呼ばれている。   The laser processing apparatus can form a processing pattern on the workpiece by two-dimensionally scanning the irradiation position of the laser beam based on the processing setting data. In order to perform such two-dimensional scanning, the laser processing apparatus includes an XY scanner (for example, Patent Document 1). The XY scanner is composed of two galvano motors having motor axes orthogonal to each other and two mirror modules attached to these motor shafts. An XY scanner having such a configuration is called a galvano scanner.

図14は、従来のレーザー加工装置におけるXYスキャナの一部を示した図であり、モータ軸100に取り付けられたミラーモジュール11が示されている。ミラーモジュール11は、レーザー光を反射するためのミラー20をミラーマウンタ21に取り付けた部材であり、ミラー固定部材22及び係合ネジ23を用いて、モータ軸100に取り付けられている。すなわち、モータ軸100を挟んで状態で、2本の係合ネジ23を用いて、ミラーモジュール11及びミラー固定部材22を締結することにより、ミラーモジュール11がモータ軸100に取り付けられている。   FIG. 14 is a view showing a part of an XY scanner in a conventional laser processing apparatus, in which a mirror module 11 attached to a motor shaft 100 is shown. The mirror module 11 is a member in which a mirror 20 for reflecting laser light is attached to a mirror mounter 21, and is attached to the motor shaft 100 using a mirror fixing member 22 and an engagement screw 23. That is, the mirror module 11 is attached to the motor shaft 100 by fastening the mirror module 11 and the mirror fixing member 22 using the two engagement screws 23 with the motor shaft 100 interposed therebetween.

図15は、図14のミラーモジュール11をC−C切断線によって切断した場合の断面図である。ミラーマウンタ21には、モータ軸100に接触させる曲面部212が形成され、ミラー固定部材22にも、モータ軸100に接触させる曲面部222が形成されている。これらの曲面部212,222は、いずれも円弧形状の凹曲面であり、その曲率がモータ軸100の曲率に一致している。このようなミラーマウンタ21及びミラー固定部材22でモータ軸100を狭持することにより、広い接触面積を確保しながら、モータ軸100をしっかりと締め付けることができ、振動等によるミラーモジュール11の脱落を防止している。   FIG. 15 is a cross-sectional view of the mirror module 11 of FIG. 14 cut along the line CC. The mirror mounter 21 is formed with a curved surface portion 212 that is brought into contact with the motor shaft 100, and the mirror fixing member 22 is also formed with a curved surface portion 222 that is brought into contact with the motor shaft 100. Each of these curved surface portions 212 and 222 is an arc-shaped concave curved surface, and the curvature thereof matches the curvature of the motor shaft 100. By holding the motor shaft 100 between the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 as described above, the motor shaft 100 can be firmly tightened while ensuring a wide contact area, and the mirror module 11 can be prevented from falling off due to vibration or the like. It is preventing.

特開2002−316277号公報JP 2002-316277 A

発明者らは、高精度のレーザー加工装置を開発するために、XYスキャナの角度誤差を低減するための検討を行った。その結果、一般に、XYスキャナの角度精度は、モータの駆動精度に応じて決まるものと考えられていたが、モータの駆動誤差とは別に、温度変化にともなってXYスキャナに僅かな角度誤差が生じていることを発見した。この角度誤差は秒(1/3600°)オーダー程度のものであり、従来のレーザー加工装置では問題とされていなかったレベルであるが、更に高精度のレーザー加工装置では、このような角度誤差であっても加工精度に影響を与えるおそれがある。   The inventors have studied to reduce the angle error of the XY scanner in order to develop a high-precision laser processing apparatus. As a result, the angle accuracy of the XY scanner is generally considered to be determined according to the drive accuracy of the motor. However, apart from the drive error of the motor, a slight angle error occurs in the XY scanner as the temperature changes. I found out. This angular error is on the order of seconds (1/3600 °), and is a level that has not been considered a problem with conventional laser processing equipment. Even if it exists, there is a possibility of affecting the machining accuracy.

このような角度誤差は、ミラーマウンタ21、ミラー固定部材22及びモータ軸100の膨張又は収縮によるものであると考えられる。温度環境が変化した場合、モータ軸100が僅かに膨張又は収縮し、あるいは、ミラーマウンタ21やミラー固定部材22が僅かに変形する。その結果、モータ軸100に対し、ミラーマウンタ21が僅かに回転し、モータ軸100に対する反射面の角度に誤差が生じると考えられる。また、ミラーマウンタ21、ミラー固定部材22及びモータ軸100等の部材内において温度勾配が生じ、あるいは、これらの部材間に温度差が生じたような場合にも、角度誤差が生じると考えられる。   Such an angle error is considered to be caused by expansion or contraction of the mirror mounter 21, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100. When the temperature environment changes, the motor shaft 100 slightly expands or contracts, or the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are slightly deformed. As a result, it is considered that the mirror mounter 21 is slightly rotated with respect to the motor shaft 100 and an error occurs in the angle of the reflection surface with respect to the motor shaft 100. In addition, it is considered that an angle error also occurs when a temperature gradient occurs in members such as the mirror mounter 21, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100, or when a temperature difference occurs between these members.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高精度のレーザー加工を行うことができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。特に、照射位置の2次元走査を高精度に行うことができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。また、温度変化によるスキャナの角度誤差を抑制することにより、高精度のレーザー加工を行うことができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said situation, and it aims at providing the laser processing apparatus which can perform a highly accurate laser processing. In particular, an object is to provide a laser processing apparatus capable of performing two-dimensional scanning of an irradiation position with high accuracy. It is another object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of performing high-precision laser processing by suppressing an angle error of a scanner due to a temperature change.

第1の本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置であって、上記スキャナが、モータ軸を回動させる駆動モータと、レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を有するミラーモジュールと、上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、第1の取付部材及び第2の取付部材は、第1の取付部材及び第2の取付部材の少なくとも一方と上記モータ軸との接触面を減らすための非接触領域が、上記モータ軸を挟んで両側に存在する状態で、上記モータ軸を挟持するように構成される。   A laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a laser processing apparatus including a scanner that scans a laser beam on an object to be processed. The scanner reflects a drive motor that rotates a motor shaft, and reflects the laser light. And a mirror module having a first mounting member that supports the reflecting mirror and is attached to the motor shaft, and is arranged to face the first mounting member across the motor shaft, A second attachment member attached to the motor shaft, wherein the first attachment member and the second attachment member have a contact surface between at least one of the first attachment member and the second attachment member and the motor shaft. The motor shaft is configured to be clamped in a state where non-contact areas for reduction exist on both sides of the motor shaft.

このような構成により、第1及び第2の取付部材の少なくとも一方について、モータ軸に対する接触面を狭小化することができ、図15に示す従来技術と比べて、摩擦力が発生する面積を小さくすることができる。その結果、図15に示す従来技術のように、モータ軸のほぼ全周囲において摩擦力が発生するのではなく、その全周囲よりも短い限られた範囲において摩擦力が発生するようになる。換言すれば、第1及び第2の取付部材によってモータ軸を挟持したとき、第1及び第2の取付部材からモータ軸に加わる力の方向を、モータ軸のほぼ全周囲から、その全周囲よりも短い限られた範囲に集めることができる。このため、温度環境が変化した場合であっても、モータ軸に対してミラーモジュールが回転し難くなり、角度誤差が生じるのを抑制することができる。特に、第1の取付部材とモータ軸との接触面を狭小化し、かつ、第2の取付部材とモータ軸との接触面を狭小化することによって、摩擦力が発生する面積を更に小さくすることができるので、角度誤差が生じるのを更に抑制することができる。   With such a configuration, the contact surface with respect to the motor shaft can be narrowed for at least one of the first and second mounting members, and the area where the frictional force is generated can be reduced as compared with the prior art shown in FIG. can do. As a result, as in the prior art shown in FIG. 15, a frictional force is not generated around the entire periphery of the motor shaft, but a frictional force is generated within a limited range shorter than the entire periphery. In other words, when the motor shaft is clamped by the first and second mounting members, the direction of the force applied to the motor shaft from the first and second mounting members is changed from almost the entire circumference of the motor shaft from the entire circumference. Can also be collected in a short limited range. For this reason, even when the temperature environment changes, it is difficult for the mirror module to rotate with respect to the motor shaft, and the occurrence of an angle error can be suppressed. In particular, by reducing the contact surface between the first mounting member and the motor shaft and reducing the contact surface between the second mounting member and the motor shaft, the area where the frictional force is generated is further reduced. Therefore, the occurrence of an angle error can be further suppressed.

第2の本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置であって、上記スキャナが、モータ軸を回動させる駆動モータと、レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を備えるミラーモジュールと、上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、第1の取付部材及び第2の取付部材は、それぞれが上記モータ軸を保持する保持部と、当該保持部から上記モータ軸と直交する方向に延びる一対の第1の締結部及び第2の締結部とを有し、第1の取付部材側の第1の締結部と第2の取付部材側の第1の締結部とが締結され、第1の取付部材側の第2の締結部と第2の取付部材側の第2の締結部とが締結されている状態にて、第1の取付部材の保持部の上記モータ軸側の面又は第2の取付部材の保持部の上記モータ軸側の面の少なくとも一方に、上記モータ軸の曲率よりも小さな曲率を有し、上記モータ軸から離間して上記モータ軸との接触を避けるための非接触面が形成されている。   A laser processing apparatus according to a second aspect of the present invention is a laser processing apparatus including a scanner that scans a laser beam on an object to be processed. The scanner reflects a drive motor that rotates a motor shaft, and reflects the laser light. A reflecting mirror, a mirror module that supports the reflecting mirror and includes a first mounting member that is mounted on the motor shaft, and is arranged to face the first mounting member across the motor shaft, A second attachment member attached to the motor shaft, each of the first attachment member and the second attachment member holding the motor shaft, and a direction perpendicular to the motor shaft from the holding portion A first fastening portion and a second fastening portion that extend to each other, and the first fastening portion on the first attachment member side and the first fastening portion on the second attachment member side are fastened, In the state where the second fastening portion on the side of the first mounting member and the second fastening portion on the side of the second mounting member are fastened, the surface on the motor shaft side of the holding portion of the first mounting member or At least one of the surfaces on the motor shaft side of the holding portion of the second mounting member has a curvature smaller than the curvature of the motor shaft, and is separated from the motor shaft to avoid contact with the motor shaft A non-contact surface is formed.

このような構成により、第1の取付部材側の保持部のモータ軸側の面または第2の取付部材側の保持部のモータ軸側の面のうち、少なくとも一方の面について、モータ軸に対する接触面を狭小化することができ、図15に示す従来技術と比べて、摩擦力が発生する面積を小さくすることができる。その結果、図15に示す従来技術のように、モータ軸のほぼ全周囲において摩擦力が発生するのではなく、その全周囲よりも短い限られた範囲において摩擦力が発生するようになるので、温度環境が変化した場合であっても、モータ軸に対してミラーモジュールが回転し難くなり、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   With such a configuration, at least one of the surface on the motor shaft side of the holding portion on the first mounting member side or the surface on the motor shaft side of the holding portion on the second mounting member side is in contact with the motor shaft. The surface can be narrowed, and the area where the frictional force is generated can be reduced as compared with the prior art shown in FIG. As a result, as in the prior art shown in FIG. 15, the frictional force is generated not in almost the entire periphery of the motor shaft, but in a limited range shorter than the entire periphery. Even when the temperature environment changes, it is difficult for the mirror module to rotate with respect to the motor shaft, and the occurrence of an angle error can be suppressed.

第3の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材側の第1の締結部と、第2の取付部材側の第1の締結部とが、螺子によって締結され、第1の取付部材側の第2の締結部と、第2の取付部材側の第2の締結部とが、それぞれ螺子によって締結されている。   In the laser processing apparatus according to the third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the first fastening portion on the first attachment member side and the first fastening portion on the second attachment member side are fastened by screws. The second fastening portion on the first mounting member side and the second fastening portion on the second mounting member side are fastened by screws.

第4の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材及び第2の取付部材が、第1の取付部材側の第1の締結部と、第2の取付部材側の第1の締結部とが当接し、第1の取付部材側の第2の締結部と、第2の取付部材側の第2の締結部とが当接した状態で、上記モータ軸を挟持する。   In the laser processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the first mounting member and the second mounting member include a first fastening portion on the first mounting member side and a second mounting member side. The first fastening portion is in contact with the second fastening portion on the first mounting member side and the second fastening portion on the second mounting member side is in contact with the motor shaft. To do.

第5の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材及び上記モータ軸の接触面の周方向の幅と、第2の取付部材及び上記モータ軸の接触面の周方向の幅が、それぞれ上記モータ軸の外周長の1/4未満となるように構成される。   In addition to the above configuration, the laser processing apparatus according to the fifth aspect of the present invention includes a circumferential width of the contact surface of the first attachment member and the motor shaft, and a circumference of the contact surface of the second attachment member and the motor shaft. The width in the direction is configured to be less than ¼ of the outer peripheral length of the motor shaft.

第1及び第2の取付部材のモータ軸に対する接触面の周方向の幅をモータ軸の外周長の1/4未満にすることによって、これらの接触面をそれぞれ狭小化するとともに、互いの距離を長くすることができる。このため、第1及び第2の取付部材のモータ軸に対する接触面内において、それぞれ摩擦力が周方向において最大となる点が、モータ軸の中心に関し、より対称に近くなるように配置される。従って、温度環境が変化した場合であっても、モータ軸に対しミラーモジュールが回転し、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   By making the circumferential width of the contact surface with respect to the motor shaft of the first and second mounting members less than ¼ of the outer peripheral length of the motor shaft, each of these contact surfaces is narrowed and the distance between each other is reduced. Can be long. For this reason, in the contact surface with respect to the motor shaft of the 1st and 2nd attachment member, it arrange | positions so that the point where a frictional force becomes the maximum in the circumferential direction may respectively become more symmetrical with respect to the center of a motor shaft. Therefore, even when the temperature environment changes, it is possible to suppress the rotation of the mirror module with respect to the motor shaft and the occurrence of an angle error.

第6の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材及び第2の取付部材が、上記モータ軸とは異なる材料からなるように構成される。   In addition to the above configuration, the laser processing apparatus according to the sixth aspect of the present invention is configured such that the first mounting member and the second mounting member are made of a material different from that of the motor shaft.

第7の本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置であって、上記スキャナが、モータ軸を回動させる駆動モータと、レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を備えるミラーモジュールと、上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、第2の取付部材の上記モータとの接触面の摩擦係数が、第1の取付部材の上記モータとの接触面の摩擦係数よりも小さくなるように構成される。   A laser processing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a laser processing apparatus including a scanner that scans a laser beam on an object to be processed, wherein the scanner reflects a drive motor that rotates a motor shaft, and reflects the laser light. A reflecting mirror, a mirror module that supports the reflecting mirror and includes a first mounting member that is mounted on the motor shaft, and is arranged to face the first mounting member across the motor shaft, A second attachment member attached to the motor shaft, and the friction coefficient of the contact surface of the second attachment member with the motor is smaller than the friction coefficient of the contact surface of the first attachment member with the motor. Configured as follows.

この様な構成により、第2の取付部材のモータ軸に対する接触面の摩擦力は、第1の取付部材の接触面の摩擦力に比べて小さくなる。このため、温度環境が変化し、モータ軸等が僅かに膨張又は収縮した場合であっても、モータ軸に対するミラーモジュールの位置ずれの方が、モータ軸に対する第2取付部材の位置ずれよりも小さくなり、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   With such a configuration, the frictional force of the contact surface of the second mounting member with respect to the motor shaft is smaller than the frictional force of the contact surface of the first mounting member. For this reason, even when the temperature environment changes and the motor shaft or the like slightly expands or contracts, the displacement of the mirror module relative to the motor shaft is smaller than the displacement of the second mounting member relative to the motor shaft. Thus, the occurrence of an angle error can be suppressed.

第8の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材の上記モータとの接触面が、上記モータ軸の曲率よりも小さな曲率を有するように構成される。   In addition to the above configuration, the laser processing apparatus according to the eighth aspect of the present invention is configured such that the contact surface of the first mounting member with the motor has a curvature smaller than the curvature of the motor shaft.

このような構成により、第1の取付部材の凹曲面の周方向について、モータ軸を点接触させることができる。従って、温度環境が変化した場合であっても、第1の取付部材の接触点のモータ軸上における位置は変化しないから、モータ軸に対しミラーモジュールが回転し、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   With this configuration, the motor shaft can be brought into point contact with respect to the circumferential direction of the concave surface of the first mounting member. Therefore, even if the temperature environment changes, the position of the contact point of the first mounting member on the motor shaft does not change, so that the mirror module rotates with respect to the motor shaft and an angular error is prevented from occurring. be able to.

第9の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、第1の取付部材の上記モータとの接触面と、第2の取付部材の上記モータとの接触面とが、同一の材質からなり、第2の取付部材の上記接触面に表面加工を行うことにより、第2の取付部材の上記接触面の摩擦係数を第1の取付部材の上記接触面より小さくするように構成される。   In the laser processing apparatus according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the contact surface of the first mounting member with the motor and the contact surface of the second mounting member with the motor are made of the same material. Thus, the surface of the contact surface of the second mounting member is subjected to surface processing so that the friction coefficient of the contact surface of the second mounting member is made smaller than that of the contact surface of the first mounting member.

このような構成により、第1及び第2の取付部材が同一の材質からなる場合であっても、第2の取付部材の上記接触面の摩擦係数を第1の取付部材の上記接触面よりも小さくすることが容易にできる。   With such a configuration, even when the first and second mounting members are made of the same material, the friction coefficient of the contact surface of the second mounting member is greater than that of the contact surface of the first mounting member. It can be easily reduced.

本発明によれば、高精度のレーザー加工を行うことができるレーザー加工装置を提供することができる。特に、照射位置の2次元走査を高精度に行うことができるレーザー加工装置を提供することができる。また、温度変化によるスキャナの角度誤差を抑制することにより、高精度のレーザー加工を行うことができるレーザー加工装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can perform a highly accurate laser processing can be provided. In particular, it is possible to provide a laser processing apparatus that can perform two-dimensional scanning of an irradiation position with high accuracy. Further, it is possible to provide a laser processing apparatus capable of performing high-precision laser processing by suppressing the angle error of the scanner due to temperature change.

本発明の実施の形態1によるレーザー加工装置の要部の一構成例を示した斜視図であり、XYスキャナの外観が示されている。It is the perspective view which showed one structural example of the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 1 of this invention, and the external appearance of XY scanner is shown. 図1のミラーモジュール11の一構成例を示した外観図である。It is the external view which showed the example of 1 structure of the mirror module 11 of FIG. 図1のミラーモジュール11の一構成例を示した外観図である。It is the external view which showed the example of 1 structure of the mirror module 11 of FIG. 図3のB1−B1切断線及びB2−B2切断線によって切断した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting by the B1-B1 cutting line and B2-B2 cutting line of FIG. 図2のミラーモジュール11の組み立て時の様子を示した分解図である。It is the exploded view which showed the mode at the time of the assembly of the mirror module 11 of FIG. 図2のミラーモジュール11の組み立て時の様子を示した分解図である。It is the exploded view which showed the mode at the time of the assembly of the mirror module 11 of FIG. ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship among a mirror module 11, a mirror fixing member 22, and a motor shaft 100. 温度環境の変化にともなう角度誤差についての測定結果を示した図である。It is the figure which showed the measurement result about the angle error accompanying the change of temperature environment. 本発明の実施の形態2によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図である。It is the figure which showed an example about the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図である。It is the figure which showed an example about the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図である。It is the figure which showed an example about the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図である。It is the figure which showed an example about the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図である。It is the figure which showed an example about the principal part of the laser processing apparatus by Embodiment 6 of this invention. 従来のレーザー加工装置におけるXYスキャナの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of XY scanner in the conventional laser processing apparatus. 図14のミラーモジュール11をC−C切断線によって切断した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting the mirror module 11 of FIG. 14 by CC cutting line.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるレーザー加工装置の要部の一構成例を示した斜視図であり、XYスキャナの外観が示されている。このXYスキャナは、加工対象物上におけるレーザー光の照射位置を2次元走査するためのスキャナであり、互いに直交するモータ軸を有する2個のガルバノモータ10A,10Bと、これらのモータ軸にそれぞれ取り付けられた2個のミラーモジュール11A,11Bとからなるガルバノスキャナである。XYスキャナに入射したレーザー光Lは、ミラーモジュール11Aで反射された後、ミラーモジュール11Bで反射され、図示しない集光レンズを介して、加工対象物に照射される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a main part of a laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and shows an external appearance of an XY scanner. This XY scanner is a scanner for two-dimensionally scanning the irradiation position of a laser beam on a workpiece. Two galvano motors 10A and 10B having motor shafts orthogonal to each other are attached to these motor shafts. The galvano scanner is composed of two mirror modules 11A and 11B. The laser light L incident on the XY scanner is reflected by the mirror module 11A, then reflected by the mirror module 11B, and irradiated to the object to be processed through a condenser lens (not shown).

ガルバノモータ10A,10Bは、制御信号に基づいてモータ軸の角度を制御するモータ、例えばステッピングモータである。ミラーモジュール11A,11Bは、ガルバノモータ10A,10Bのモータ軸を中心として、所定の角度範囲内を往復する回転運動を行う反射板である。ガルバノモータ10A,10Bのモータ軸を直交させることにより、集光レンズの光軸に直交する走査平面上の直交座標軸をX軸及びY軸とすれば、ミラーモジュール11A,11BをX軸及びY軸にそれぞれ対応づけることができる。   The galvano motors 10A and 10B are motors that control the angle of the motor shaft based on a control signal, for example, stepping motors. The mirror modules 11A and 11B are reflectors that perform a rotational motion reciprocating within a predetermined angle range around the motor shaft of the galvano motors 10A and 10B. By making the motor axes of the galvano motors 10A and 10B orthogonal to each other, if the orthogonal coordinate axes on the scanning plane orthogonal to the optical axis of the condensing lens are the X and Y axes, the mirror modules 11A and 11B can be moved to the X and Y axes. Can be associated with each.

ガルバノモータ10A,10Bは、モータマウンタ12及びモータ固定部13A,13Bを用いて、レーザー加工装置のヘッド筐体に取り付けられている。モータマウンタ12は、一体成形された金属ブロックであり、ヘッド筐体の内面にモータ取付面120を密着させた状態で固定される。モータ固定部13A,13Bは、モータマウンタ12のモータ取付面121,122と対向させて、モータマウンタ12と係合されている。つまり、ガルバノモータ10Aは、モータ取付面121及びモータ固定部13Aによって狭持され、ガルバノモータ10Bは、モータ取付面122及びモータ固定部13Bにより狭持されている。   The galvano motors 10A and 10B are attached to the head housing of the laser processing apparatus using the motor mounter 12 and the motor fixing portions 13A and 13B. The motor mounter 12 is an integrally formed metal block, and is fixed with the motor mounting surface 120 in close contact with the inner surface of the head housing. The motor fixing portions 13A and 13B are engaged with the motor mounter 12 so as to face the motor mounting surfaces 121 and 122 of the motor mounter 12. That is, the galvano motor 10A is sandwiched between the motor mounting surface 121 and the motor fixing portion 13A, and the galvano motor 10B is sandwiched between the motor mounting surface 122 and the motor fixing portion 13B.

なお、ガルバノモータ10A,10Bは同一の構成からなるため、適宜、ガルバノモータ10と総称する。同様にして、ミラーモジュール11A,11Bも同一の構成からなるため、適宜、ミラーモジュール11と総称する。   Since the galvano motors 10A and 10B have the same configuration, they are collectively referred to as the galvano motor 10 as appropriate. Similarly, since the mirror modules 11A and 11B have the same configuration, they are collectively referred to as the mirror module 11 as appropriate.

図2及び図3は、図1のミラーモジュール11の一構成例を示した外観図である。図2の(a)は、反射面を正面から見た正面図、(b)は、側面図であり、図3の(a)は、図2のA1方向から見た平面図(A1矢視図)、(b)は、図2のA2方向から見た平面図(A2矢視図)である。図4の(a)は、図3のB1−B1切断線により切断した場合の断面図であり、(b)は、図3のB2−B2切断線により切断した場合の断面図である。   2 and 3 are external views showing a configuration example of the mirror module 11 of FIG. 2A is a front view of the reflecting surface viewed from the front, FIG. 2B is a side view, and FIG. 3A is a plan view viewed from the direction A1 of FIG. (B) is a plan view (A2 arrow view) seen from the A2 direction of FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line B1-B1 in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line B2-B2 in FIG.

ミラーモジュール11は、レーザー光Lを反射するミラー20と、ミラー20を保持するミラーマウンタ21からなる。このミラーマウンタ21をミラー固定部材22と締結することにより、ガルバノモータ10のモータ軸100が狭持され、ミラーモジュール11がモータ軸100に取り付けられる。   The mirror module 11 includes a mirror 20 that reflects the laser light L and a mirror mounter 21 that holds the mirror 20. By fastening the mirror mounter 21 with the mirror fixing member 22, the motor shaft 100 of the galvano motor 10 is held and the mirror module 11 is attached to the motor shaft 100.

ミラー20は、モータ軸100の延伸方向を長手方向とする略矩形の形状からなり、当該長手方向の一端が、ミラーマウンタ21に固着されている。例えば、ミラー20の一端が、ミラーマウンタ21の切り込み21C内に挿入され、接着剤によってミラーマウンタ21に固着される。   The mirror 20 has a substantially rectangular shape with the extending direction of the motor shaft 100 as the longitudinal direction, and one end in the longitudinal direction is fixed to the mirror mounter 21. For example, one end of the mirror 20 is inserted into the notch 21C of the mirror mounter 21 and is fixed to the mirror mounter 21 with an adhesive.

ミラーマウンタ21は、ミラー20をガルバノモータ10のモータ軸100に取り付けるためのミラー取付部材であり、アルミニウムなどの金属材料からなる。このミラーマウンタ21は、円柱形状のマウンタ本体部21Aと、コの字形状のマウンタ係合部21Bとからなり、マウンタ本体部21Aの一方の端面にはミラー20用の切り込み21Cが形成され、他方の端面にはマウンタ係合部21Bが形成されている。   The mirror mounter 21 is a mirror mounting member for mounting the mirror 20 to the motor shaft 100 of the galvano motor 10, and is made of a metal material such as aluminum. The mirror mounter 21 includes a cylindrical mounter main body 21A and a U-shaped mounter engaging portion 21B. A cutout 21C for the mirror 20 is formed on one end surface of the mounter main body 21A, while the other A mounter engaging portion 21B is formed on the end face of the.

マウンタ係合部21Bは、細長い直方体の両端を同一方向にそれぞれ90°屈曲させたコの字形状を有している。すなわち、マウンタ係合部21Bは、モータ軸100を当接させる1つの保持部210と、ミラー固定部材22と締結させる2つの締結部211とからなり、保持部210の両端に2つの締結部211の一端をそれぞれ連結することによって得られる矩形枠の一辺を開放した形状からなる。   The mounter engaging portion 21B has a U-shape in which both ends of an elongated rectangular parallelepiped are bent by 90 ° in the same direction. That is, the mounter engaging portion 21 </ b> B includes one holding portion 210 that contacts the motor shaft 100 and two fastening portions 211 that are fastened to the mirror fixing member 22, and two fastening portions 211 at both ends of the holding portion 210. It has a shape in which one side of a rectangular frame obtained by connecting one end of each is opened.

モータ軸100と対向する保持部210の内面は、1つの曲面部212及び2つの平面部213からなる。曲面部212は、モータ軸100に垂直な断面が円弧形状となる凹曲面であり、その曲率はモータ軸100の曲率と一致している。このため、モータ軸100を曲面部212に当接させれば、曲面部212がモータ軸100と接触する接触面となり、保持部210をモータ軸100の外周面と面接触させることができる。この様にしてモータ軸100を保持部210に面接触させることにより、精度良く位置決めし、かつ、容易に脱落しないように、モータ軸100に対し、ミラーマウンタ21を取り付けることができる。   The inner surface of the holding part 210 facing the motor shaft 100 is composed of one curved surface part 212 and two flat surface parts 213. The curved surface portion 212 is a concave curved surface in which a cross section perpendicular to the motor shaft 100 has an arc shape, and the curvature thereof matches the curvature of the motor shaft 100. Therefore, when the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 212, the curved surface portion 212 becomes a contact surface that comes into contact with the motor shaft 100, and the holding portion 210 can be brought into surface contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100. The mirror mounter 21 can be attached to the motor shaft 100 so that the motor shaft 100 is brought into surface contact with the holding portion 210 in this way, so that the motor shaft 100 is accurately positioned and does not easily fall off.

2つの平面部213は、曲面部212を挟んで形成された平面であり、その曲率はゼロであり、モータ軸100の曲率よりも小さい。これらの平面部213は、モータ軸100から離間して配置され、モータ軸100との接触を避けるための非接触面を形成している。このような平面部213を曲面部212を挟んで形成することにより、モータ軸100との接触を避けるための非接触面をモータ軸100を挟んで両側に形成している。このため、従来のXYスキャナに比べて、モータ軸100との接触面積を低減することができる。   The two plane portions 213 are planes formed with the curved surface portion 212 interposed therebetween, and the curvature thereof is zero and is smaller than the curvature of the motor shaft 100. These flat portions 213 are spaced apart from the motor shaft 100 and form a non-contact surface for avoiding contact with the motor shaft 100. By forming such a plane portion 213 with the curved surface portion 212 interposed therebetween, non-contact surfaces for avoiding contact with the motor shaft 100 are formed on both sides with the motor shaft 100 interposed therebetween. For this reason, compared with the conventional XY scanner, a contact area with the motor shaft 100 can be reduced.

ミラー固定部材22は、モータ軸100を挟んでマウンタ係合部21Bと係合され、マウンタ係合部21Bとともにモータ軸100を狭持し、ミラーモジュール11をモータ軸100に固定するミラー固定部材であり、アルミニウムなどの金属材料からなる。このミラー固定部材22は、直方体の長手方向の両端を同一方向にそれぞれ90°屈曲させたコの字形状を有し、上述したマウンタ係合部21Bと略同一の形状からなる。すなわち、ミラー固定部材22は、モータ軸100を当接させる1つの保持部220と、マウンタ係合部21Bと締結させる2つの締結部221とからなり、保持部220の両端に2つの締結部221の一端をそれぞれ連結することによって得られる矩形枠の一辺を開放した形状を有している。   The mirror fixing member 22 is a mirror fixing member that is engaged with the mounter engaging portion 21B across the motor shaft 100, holds the motor shaft 100 together with the mounter engaging portion 21B, and fixes the mirror module 11 to the motor shaft 100. Yes, and made of a metal material such as aluminum. The mirror fixing member 22 has a U-shape in which both ends in the longitudinal direction of the rectangular parallelepiped are bent by 90 ° in the same direction, and has substantially the same shape as the mounter engaging portion 21B described above. In other words, the mirror fixing member 22 includes one holding portion 220 that makes the motor shaft 100 abut and two fastening portions 221 that are fastened to the mounter engaging portion 21 </ b> B. It has a shape in which one side of a rectangular frame obtained by connecting one end of each is opened.

また、モータ軸100と対向する保持部220の内面には、1つの曲面部222及び2つの平面部223からなる。曲面部222は、モータ軸100に垂直な断面が円弧形状となる凹曲面であり、その曲率はモータ軸100の曲率と一致している。このため、モータ軸100を曲面部222に当接させれば、曲面部222がモータ軸100と接触する接触面となり、ミラー固定部材22をモータ軸100の外周面と面接触させることができる。   In addition, the inner surface of the holding portion 220 facing the motor shaft 100 includes one curved surface portion 222 and two flat surface portions 223. The curved surface portion 222 is a concave curved surface having a circular cross section perpendicular to the motor shaft 100, and the curvature thereof matches the curvature of the motor shaft 100. Therefore, when the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 222, the curved surface portion 222 becomes a contact surface in contact with the motor shaft 100, and the mirror fixing member 22 can be brought into surface contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100.

2つの平面部223は、曲面部222を挟んで形成された平面であり、その曲率はゼロであり、モータ軸100の曲率よりも小さい。これらの平面部223は、モータ軸100から離間して配置され、モータ軸100との接触を避けるための非接触面を形成している。このような平面部223を曲面部222を挟んで形成することにより、モータ軸100との接触を避けるための非接触面をモータ軸100を挟んで両側に形成している。このため、従来のXYスキャナに比べて、モータ軸100との接触面積を低減することができる。   The two plane portions 223 are planes formed with the curved surface portion 222 interposed therebetween, and the curvature thereof is zero and is smaller than the curvature of the motor shaft 100. These flat portions 223 are spaced apart from the motor shaft 100 and form a non-contact surface for avoiding contact with the motor shaft 100. By forming such a plane portion 223 with the curved surface portion 222 interposed therebetween, non-contact surfaces for avoiding contact with the motor shaft 100 are formed on both sides with the motor shaft 100 interposed therebetween. For this reason, compared with the conventional XY scanner, a contact area with the motor shaft 100 can be reduced.

係合螺子23は、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22を係合するための締結手段である。マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22は、曲面部212,222を対向させるとともに、締結部211,221の端面を対向させ、モータ軸100を取り囲むように配置される。2本の係合螺子23は、締結部211,221の対向する両端面を貫通するように螺入され、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22を連結している。つまり、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22は、モータ軸100を挟んで2カ所で係合されている。また、締結部211,221は対向する端面間に僅かな隙間が形成されるように形成されている。このため、連結後も締結部211,221は互いに当接せず、互いに対向する曲面部212,222をモータ軸100に確実に当接させ、モータ軸100を狭持することができる。   The engagement screw 23 is a fastening means for engaging the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22. The mounter engaging portion 21 </ b> B and the mirror fixing member 22 are disposed so as to surround the motor shaft 100 with the curved surface portions 212 and 222 facing each other and the end surfaces of the fastening portions 211 and 221 facing each other. The two engaging screws 23 are screwed so as to pass through both opposing end surfaces of the fastening portions 211 and 221, and connect the mounter engaging portion 21 </ b> B and the mirror fixing member 22. That is, the mounter engaging portion 21 </ b> B and the mirror fixing member 22 are engaged at two positions with the motor shaft 100 interposed therebetween. Further, the fastening portions 211 and 221 are formed so that a slight gap is formed between the opposing end surfaces. For this reason, the fastening portions 211 and 221 do not come into contact with each other even after the connection, and the curved surface portions 212 and 222 facing each other can be brought into contact with the motor shaft 100 reliably, so that the motor shaft 100 can be held.

図5及び図6は、図2のミラーモジュール11の組み立て時の様子を示した分解図である。図5は、図2の(b)と同じ方向から見た図(正面図)であり、図6は、図3の(a)と同じ方向から見た平面図(A1矢視図)である。   5 and 6 are exploded views showing a state when the mirror module 11 of FIG. 2 is assembled. FIG. 5 is a view (front view) seen from the same direction as FIG. 2B, and FIG. 6 is a plan view (A1 arrow view) seen from the same direction as FIG. .

2本の係合螺子23は、ともにモータ軸100と直交し、かつ、互いに逆向きとなるように螺入される。すなわち、一方の係合螺子23は、ミラー固定部材22の外面から螺入され、ミラー固定部材22を貫通した後、マウンタ係合部21Bに螺入される。他方の係合螺子23は、マウンタ係合部21Bの外面から螺入され、マウンタ係合部21Bを貫通した後、ミラー固定部材22に螺入される。   The two engaging screws 23 are screwed so as to be orthogonal to the motor shaft 100 and in opposite directions. That is, one engaging screw 23 is screwed from the outer surface of the mirror fixing member 22, passes through the mirror fixing member 22, and then screwed into the mounter engaging portion 21 </ b> B. The other engaging screw 23 is screwed from the outer surface of the mounter engaging portion 21B, passes through the mounter engaging portion 21B, and is then screwed into the mirror fixing member 22.

マウンタ係合部21Bの曲面部212にモータ軸100を当接させた状態で、2本の係合螺子23を用いて、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22を係合することにより、曲面部222によってモータ軸100が曲面部212に押圧される。このため、互いに対向する曲面部212,222によってモータ軸100を狭持し、ミラーモジュール11をモータ軸100に固定することができる。   By engaging the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing member 22 using the two engaging screws 23 with the motor shaft 100 in contact with the curved surface portion 212 of the mounter engaging portion 21B, the curved surface is obtained. The motor shaft 100 is pressed against the curved surface portion 212 by the portion 222. Therefore, the motor shaft 100 can be held between the curved surfaces 212 and 222 facing each other, and the mirror module 11 can be fixed to the motor shaft 100.

図7は、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。モータ軸100の周方向に関する曲面部212,222の幅は、従来装置に比べて短く、例えば、曲面部212,222の中心角θ1,θ2はいずれも約50°になっている。このため、温度環境が変化した場合であっても、当該変化によってモータ軸100に対するミラー20の反射面の角度が変化し、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   FIG. 7 is an explanatory view showing the relationship between the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100. As shown in FIG. The width of the curved surface portions 212 and 222 in the circumferential direction of the motor shaft 100 is shorter than that of the conventional device. For example, the central angles θ1 and θ2 of the curved surface portions 212 and 222 are both about 50 °. For this reason, even if the temperature environment changes, it is possible to suppress the angle error from occurring due to the change of the angle of the reflecting surface of the mirror 20 with respect to the motor shaft 100 due to the change.

高い剛性が求められるモータ軸100はステンレス製であるのに対し、軽量化が求められるミラーマウンタ21及びミラー固定部材22はアルミニウム製であり、両者は熱膨張率が異なっている。このため、室温が変化し、あるいは、ガルバノモータ10が発熱することによって、温度環境が変化すれば、モータ軸100及びミラーマウンタ21間に回転方向に位置ずれが発生し、ミラー20の角度誤差となる。   The motor shaft 100 that is required to have high rigidity is made of stainless steel, whereas the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 that are required to be lighter are made of aluminum, and they have different coefficients of thermal expansion. For this reason, if the room temperature changes or the temperature environment changes due to heat generation of the galvano motor 10, a positional deviation occurs in the rotational direction between the motor shaft 100 and the mirror mounter 21, and the angle error of the mirror 20. Become.

ただし、このような位置ずれは、例えば、曲面部212及びモータ軸100間の摩擦力が最大となる点P1と、曲面部222及びモータ軸100間の摩擦力が最大となる点P2とを支点として発生する。締結部211,221の締め方によって、或いは、モータ軸100等への熱の加わり方によって、点P1や点P2の場所は変わると考えられるが、例えば、図7の右側の締結部211,221の方を左側の締結部211,221よりきつく締めると、図7のようになり得る。これらの点P1,P2を結ぶ直線が、モータ軸100の中心P0又はその近傍を通る場合には、モータ軸100が膨張又は収縮しても、ミラー20がモータ軸100に対し回転することはなく、角度誤差を生じさせることもない。   However, such a positional shift includes, for example, a point P1 at which the frictional force between the curved surface portion 212 and the motor shaft 100 is maximized and a point P2 at which the frictional force between the curved surface portion 222 and the motor shaft 100 is maximized. Occurs as. The location of the points P1 and P2 is considered to change depending on how the fastening portions 211 and 221 are fastened or depending on how heat is applied to the motor shaft 100 or the like. For example, the right fastening portions 211 and 221 in FIG. 7 can be tightened from the left fastening portions 211 and 221 as shown in FIG. When the straight line connecting these points P1 and P2 passes through the center P0 of the motor shaft 100 or the vicinity thereof, the mirror 20 does not rotate relative to the motor shaft 100 even if the motor shaft 100 expands or contracts. It does not cause an angular error.

ところが、モータ軸100との接触領域が周方向に大きな幅を有している場合、摩擦力の最大点P1,P2が、上記接触領域内の周方向のどこに形成されるのかを予測することが難しく、角度誤差を抑制することは容易ではない。   However, when the contact area with the motor shaft 100 has a large width in the circumferential direction, it is possible to predict where the maximum points P1 and P2 of the frictional force are formed in the circumferential direction within the contact area. It is difficult and it is not easy to suppress the angle error.

そこで、本実施の形態によるレーザー加工装置では、曲面部212,222の周方向の幅、つまり、モータ軸100に対し、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22が接触する接触領域の周方向の幅をともに狭小化している。換言すれば、モータ軸100を挟んで両側に非接触領域が存在するようにしている。この様な構成を採用することにより、摩擦力の最大点P1,P2を結ぶ直線がモータ軸100の中心又はその近傍を通るように配置することができる。つまり、摩擦力の最大点P1,P2をモータ軸100に関し略対称となるように配置することができる。このため、温度環境の変化によって、モータ軸100に対するミラー20の角度が変化し、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   Therefore, in the laser processing apparatus according to the present embodiment, the circumferential widths of the curved surface portions 212 and 222, that is, the circumferential direction of the contact region where the mounter engaging portion 21 </ b> B and the mirror fixing member 22 are in contact with the motor shaft 100. Both widths are narrowed. In other words, a non-contact area exists on both sides of the motor shaft 100. By adopting such a configuration, the straight line connecting the maximum points P1 and P2 of the frictional force can be arranged so as to pass through the center of the motor shaft 100 or the vicinity thereof. That is, the maximum points P1 and P2 of the frictional force can be arranged so as to be substantially symmetric with respect to the motor shaft 100. For this reason, the angle of the mirror 20 with respect to the motor shaft 100 can be prevented from changing due to a change in the temperature environment, thereby preventing an angle error.

特に、曲面部212,222の周方向の幅が、それぞれモータ軸100の外周長の1/4未満、つまり、モータ軸100に関する中心角が90°未満となるように構成することにより、温度変化による角度誤差の発生を抑制することができる。更に、曲面部212,222の周方向の幅が、それぞれモータ軸100の外周長の1/6未満、つまり、モータ軸100に関する中心角が60°未満となるように構成すれば、温度変化により角度誤差が生じるのを更に効果的に抑制することができる。   In particular, since the circumferential widths of the curved surface portions 212 and 222 are less than ¼ of the outer peripheral length of the motor shaft 100, that is, the central angle with respect to the motor shaft 100 is less than 90 °, the temperature change It is possible to suppress the occurrence of angle error due to. Further, if the circumferential widths of the curved surface portions 212 and 222 are each set to be less than 1/6 of the outer peripheral length of the motor shaft 100, that is, the central angle with respect to the motor shaft 100 is less than 60 °, the temperature changes. It is possible to more effectively suppress the occurrence of an angle error.

しかも、曲面部212,222が、モータ軸100の外径と一致する凹曲面からなり、これらの凹曲面にモータ軸100を面接触させていることから、振動によりミラーマウンタ21及びミラー固定部材22がモータ軸100から脱落するのを防止することができる。また、モータ軸100に対しミラーマウンタ21を正確に位置決めすることができ、モータ軸100に対するミラーマウンタ21の取付作業も容易になる。   Moreover, since the curved surface portions 212 and 222 are concave curved surfaces that coincide with the outer diameter of the motor shaft 100 and the motor shaft 100 is in surface contact with these concave curved surfaces, the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are caused by vibration. Can be prevented from falling off the motor shaft 100. Further, the mirror mounter 21 can be accurately positioned with respect to the motor shaft 100, and the mounting operation of the mirror mounter 21 with respect to the motor shaft 100 is facilitated.

このように、図7によれば、マウンタ係合部21Bの保持部210のモータ軸100側の面のうち、モータ軸100と接触する接触面を、曲面部212として狭い領域に限定している。また、ミラー固定部材22の保持部220のモータ軸100側の面のうち、モータ軸100と接触する接触面を、曲面部222として狭い領域に限定している。加えて、局面部212と曲面部222とは、モータ軸100を挟んで略対称となるような位置に形成されている。このような構成を採用することで、マウンタ係合部21Bの保持部210からモータ軸100に加わる力の向き(図7の下向き)と、ミラー固定部材22の保持部220からモータ軸100に加わる力の向き(図7の上向き)とが、ほぼ平行になり、且つ、ほぼ180°反対向きとなる。すなわち、モータ軸に対して摩擦力が働く領域(曲面部212及び曲面部222)とモータ軸100の中心P0とが、ほぼ一直線になる。そのため、仮に、温度環境の変化によって、マウンタ係合部21B,ミラー固定部材22,及びモータ軸100のうちいずれか一部又は全部が、膨張又は収縮した場合であっても、モータ軸100とマウンタ係合部21Bとの相対的な回転角度にずれが生じ難くなり、ひいては角度誤差が生じるのを抑制することができる。   As described above, according to FIG. 7, the contact surface that contacts the motor shaft 100 among the surfaces of the holding unit 210 of the mounter engaging portion 21 </ b> B on the motor shaft 100 side is limited to a narrow region as the curved surface portion 212. . In addition, of the surface on the motor shaft 100 side of the holding portion 220 of the mirror fixing member 22, the contact surface that contacts the motor shaft 100 is limited to a narrow region as the curved surface portion 222. In addition, the phase portion 212 and the curved surface portion 222 are formed at positions that are substantially symmetric with respect to the motor shaft 100. By adopting such a configuration, the direction of the force applied to the motor shaft 100 from the holding portion 210 of the mounter engaging portion 21B (downward in FIG. 7) and the holding portion 220 of the mirror fixing member 22 are applied to the motor shaft 100. The direction of the force (upward in FIG. 7) is substantially parallel and is opposite to the direction of approximately 180 °. That is, the region where the frictional force acts on the motor shaft (the curved surface portion 212 and the curved surface portion 222) and the center P0 of the motor shaft 100 are substantially in a straight line. Therefore, even if any or all of the mounter engaging portion 21B, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 are expanded or contracted due to changes in the temperature environment, the motor shaft 100 and the mounter It is difficult to cause a shift in the rotation angle relative to the engaging portion 21B, and it is possible to suppress the occurrence of an angle error.

図8は、温度環境の変化にともなう角度誤差についての測定結果を示した図である。図中の(a)には、本実施の形態によるXYスキャナについての測定結果が示され、図中の(b)には、図14及び図15の従来のXYスキャナについての測定結果が比較例として示されている。   FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of an angle error accompanying a change in temperature environment. (A) in the figure shows the measurement results for the XY scanner according to the present embodiment, and (b) in the figure shows the measurement results for the conventional XY scanners of FIGS. 14 and 15 as comparative examples. Is shown as

角度誤差の測定は、XYスキャナを30℃の恒温槽に入れ、十分な時間が経過した後に恒温槽の温度設定を30℃から40℃に変更し、その後の一定時間ごとに角度誤差を測定することにより行った。この間、モータは停止したままの状態に維持されている。図8は、このようにして測定された測定結果を示した図であり、横軸は、温度変化後の経過時間(分)であり、縦軸は、角度誤差(秒=1/3600度)である。また、図8の曲線は、一定時間ごとに測定された角度誤差をプロットし、これらの各プロット点の近傍を通るように引くことにより得られる近似曲線である。このため、若干の誤差が内在している。   The angle error is measured by placing the XY scanner in a constant temperature bath of 30 ° C., after a sufficient time has elapsed, changing the temperature setting of the constant temperature bath from 30 ° C. to 40 ° C., and measuring the angular error at regular intervals thereafter. Was done. During this time, the motor is kept stopped. FIG. 8 is a diagram showing the measurement results thus measured, the horizontal axis is the elapsed time (minutes) after the temperature change, and the vertical axis is the angle error (seconds = 1/3600 degrees). It is. Moreover, the curve of FIG. 8 is an approximate curve obtained by plotting the angle error measured at fixed time intervals and drawing it so as to pass through the vicinity of each plot point. For this reason, some errors are inherent.

図中の(a)に示した通り、本実施の形態によるXYスキャナの場合、30℃から40℃への温度変化によって約1秒(1/3600°)の角度誤差しか生じなかった。これに対し、図中の(b)に示した通り、従来のXYスキャナの場合、同じ温度変化によって約14秒(14/3600°)の角度誤差が生じている。従って、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22の接触領域の幅を狭小化させた本実施の形態によるXYスキャナは、モータ軸100のほぼ全周にわたって、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22を接触させている従来のXYスキャナに比べ、角度誤差が約1/10に抑制されていることがわかる。   As shown in (a) in the figure, in the case of the XY scanner according to the present embodiment, only an angular error of about 1 second (1/3600 °) occurred due to the temperature change from 30 ° C. to 40 ° C. On the other hand, as shown in (b) in the figure, in the case of the conventional XY scanner, an angular error of about 14 seconds (14/3600 °) occurs due to the same temperature change. Therefore, in the XY scanner according to the present embodiment in which the width of the contact area between the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing member 22 is narrowed, the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing member 22 are substantially extended over the entire circumference of the motor shaft 100. It can be seen that the angle error is suppressed to about 1/10 as compared with the conventional XY scanner in which the contact is made.

実施の形態2.
実施の形態1では、モータ軸100を当接させる曲面部212,222の曲率がモータ軸100の曲率と一致し、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22が、モータ軸100に面接触で取り付けられる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、モータ軸100を当接させる曲面部214,224の曲率がモータ軸100の曲率よりも小さく、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22がモータ軸100に線接触で取り付けられる場合の例について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the curvature of the curved surface portions 212 and 222 with which the motor shaft 100 abuts matches the curvature of the motor shaft 100, and the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are attached to the motor shaft 100 by surface contact. The example of was described. On the other hand, in the present embodiment, the curvatures of the curved surface portions 214 and 224 with which the motor shaft 100 abuts are smaller than the curvature of the motor shaft 100, and the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are in line contact with the motor shaft 100. An example in the case of attachment will be described.

図9は、本発明の実施の形態2によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図であり、図7と同様にして、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。図7の構成と比較すれば、曲面部214,224の曲率がモータ軸100の曲率よりも小さい点で異なり、その他の構成は同一である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of a main part of the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, and shows the relationship among the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 in the same manner as FIG. FIG. Compared with the configuration in FIG. 7, the curved portions 214 and 224 are different in curvature from the motor shaft 100 and other configurations are the same.

マウンタ係合部21Bの曲面部214は、その曲率がモータ軸100の曲率よりも小さい。このため、モータ軸100を曲面部214に当接させれば、両者の接触領域は、モータ軸100の周方向では点となり、モータ軸100の軸方向に延びる直線となる。つまり、曲面部214内には、線状の接触領域を挟んで2つの非接触面が形成され、マウンタ係合部21Bをモータ軸100の外周面と線接触させることができる。この場合、平面部213だけでなく、曲面部214内においても、モータ軸100を挟んで両側に空間を形成することができ、モータ軸100との接触面積をさらに低減することができる。   The curved surface portion 214 of the mounter engaging portion 21B has a curvature smaller than that of the motor shaft 100. For this reason, if the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 214, the contact area between the two becomes a point in the circumferential direction of the motor shaft 100 and a straight line extending in the axial direction of the motor shaft 100. That is, two non-contact surfaces are formed in the curved surface portion 214 across the linear contact region, and the mounter engaging portion 21B can be brought into line contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100. In this case, spaces can be formed on both sides of the motor shaft 100 not only in the flat surface portion 213 but also in the curved surface portion 214, and the contact area with the motor shaft 100 can be further reduced.

同様にして、ミラー固定部材22の曲面部224は、その曲率がモータ軸100の曲率よりも小さい。このため、モータ軸100を曲面部224に当接させれば、両者の接触領域は、モータ軸100の周方向では点となり、モータ軸100の軸方向に延びる直線となる。つまり、曲面部224内には、線状の接触領域を挟んで2つの非接触面が形成され、保持部220をモータ軸100の外周面と線接触させることができる。この場合、平面部223だけでなく、曲面部224内においても、モータ軸100を挟んで両側に空間を形成することができ、モータ軸100との接触面積をさらに低減することができる。   Similarly, the curved surface portion 224 of the mirror fixing member 22 has a curvature smaller than that of the motor shaft 100. For this reason, if the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 224, the contact area between the two becomes a point in the circumferential direction of the motor shaft 100 and a straight line extending in the axial direction of the motor shaft 100. That is, two non-contact surfaces are formed in the curved surface portion 224 across the linear contact region, and the holding portion 220 can be brought into line contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100. In this case, a space can be formed on both sides of the motor shaft 100 not only in the flat surface portion 223 but also in the curved surface portion 224, and the contact area with the motor shaft 100 can be further reduced.

本実施の形態によれば、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22がモータ軸100に当接する曲面部214,224の曲率をモータ軸100の曲率よりも小さくすることにより、モータ軸100に対し、周方向においてそれぞれ点接触させ、当該接触領域の周方向の幅を狭小化している。この様な構成を採用することにより、モータ軸100の周方向に関し、曲面部212,222内において摩擦力がそれぞれ最大となる点P1,P2をモータ軸100について対称となるように配置することができる。このため、温度環境の変化によって、モータ軸100に対するミラー20の角度が変化し、角度誤差が生じるのを抑制することができる。   According to the present embodiment, the curvature of the curved surface portions 214 and 224 where the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing member 22 are in contact with the motor shaft 100 is made smaller than the curvature of the motor shaft 100, so Each point is contacted in the circumferential direction to narrow the circumferential width of the contact area. By adopting such a configuration, the points P1 and P2 at which the frictional forces become maximum in the curved surface portions 212 and 222 in the circumferential direction of the motor shaft 100 can be arranged symmetrically with respect to the motor shaft 100. it can. For this reason, the angle of the mirror 20 with respect to the motor shaft 100 can be prevented from changing due to a change in the temperature environment, thereby preventing an angle error.

なお、本実施の形態では、望ましい実施の形態として、曲面部212,222の曲率が、いずれもモータ軸100の曲率よりも小さい場合の例について説明したが、本発明は、このような場合のみに限定されない。例えば、曲面部212,222の一方の曲率がモータ軸100の曲率よりも小さく、他方の曲率がモータ軸100の曲率と一致するように構成することもできる。この場合も、上記一方がモータ軸100に対し、線接触となることから、温度変化による角度誤差を効果的に抑制することができる。   In the present embodiment, as a desirable embodiment, an example in which the curvatures of the curved surface portions 212 and 222 are both smaller than the curvature of the motor shaft 100 has been described, but the present invention is only in such a case. It is not limited to. For example, one of the curved portions 212 and 222 may be configured so that one of the curvatures is smaller than the curvature of the motor shaft 100 and the other curvature matches the curvature of the motor shaft 100. Also in this case, since the above-mentioned one is in line contact with the motor shaft 100, an angular error due to a temperature change can be effectively suppressed.

また、モータ軸100が通常回転しているとき(ガルバノモータ10の動作時)には、ミラーモジュール11とモータ軸100とが相対的に回転ずれを生じないように、ミラーモジュール11とミラー固定部22とで、ある程度の保持力(モータ軸100を保持する力)をもたせておく必要がある。したがって、本実施の形態では、線接触する部分の摩擦力が大きくなるような加工を施す等の作業が必要になる。この意味においては、実施の形態1のように、周方向にある程度の幅(長さ)を持ち、かつ、モータ軸100の曲率と等しい曲面部212,222を形成しておく方が好ましい。そうすると、ガルバノモータ10の動作時の回転ずれと、温度環境変化時の回転ずれとの両方を防ぐとともに、製造工程の簡素化を図ることができる。   Further, when the motor shaft 100 is rotating normally (when the galvano motor 10 is operating), the mirror module 11 and the mirror fixing portion are prevented from causing a relative rotational deviation between the mirror module 11 and the motor shaft 100. 22, it is necessary to give a certain holding force (a force for holding the motor shaft 100). Therefore, in this embodiment, it is necessary to perform an operation such as processing that increases the frictional force of the line contact portion. In this sense, it is preferable to form curved surfaces 212 and 222 having a certain width (length) in the circumferential direction and equal to the curvature of the motor shaft 100 as in the first embodiment. If it does so, while preventing the rotational deviation at the time of operation | movement of the galvano motor 10 and the rotational deviation at the time of a temperature environment change, simplification of a manufacturing process can be achieved.

実施の形態3.
実施の形態1及び2では、締結部211,221の対向する端面間に僅かな隙間が形成されている場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、締結部211,221の端面を互いに当接させる場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, an example in which a slight gap is formed between the opposing end surfaces of the fastening portions 211 and 221 has been described. On the other hand, this Embodiment demonstrates the case where the end surfaces of the fastening parts 211 and 221 are mutually contacted.

図10は、本発明の実施の形態3によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図であり、図7と同様にして、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。図9の構成と比較すれば、締結された2組の締結部211,221の端面が互いに当接している点で異なり、その他の構成は同一である。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a main part of the laser processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and shows the relationship among the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 in the same manner as FIG. FIG. Compared with the configuration of FIG. 9, the difference is that the end surfaces of the two sets of fastened portions 211 and 221 are in contact with each other, and the other configurations are the same.

上述した通り、曲面部214,224をモータ軸100に確実に当接させ、モータ軸100を狭持するためには、曲面214,224がモータ軸100に当接している状態において、締結部211,221の対向する端面間に僅かな隙間が形成されていることが望ましい。しかしながら、マウンタ係合部21B及びミラー固定部22の形状が、十分に高い精度で形成できる場合には、締結部211,221の端面間に隙間を形成することは必須ではない。すなわち、マウンタ係合部21B及びミラー固定部22は、曲面部214,224がモータ軸100に当接している状態で、締結部211,221の対向する端面が互いに当接する形状であってもよい。   As described above, in order to securely bring the curved surface portions 214 and 224 into contact with the motor shaft 100 and pinch the motor shaft 100, the fastening portion 211 is in a state where the curved surfaces 214 and 224 are in contact with the motor shaft 100. , 221 is preferably formed with a slight gap between the opposed end faces. However, if the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing portion 22 can be formed with sufficiently high accuracy, it is not essential to form a gap between the end surfaces of the fastening portions 211 and 221. That is, the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing portion 22 may have a shape in which the opposing end surfaces of the fastening portions 211 and 221 are in contact with each other while the curved surface portions 214 and 224 are in contact with the motor shaft 100. .

実施の形態4.
実施の形態1〜3では、マウンタ係合部21B及びミラー取付部材220の形状が、いずれもコの字形状からなる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、マウンタ係合部21B及びミラー取付部材22がコの字形状以外の形状からなる場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, examples have been described in which the mounter engaging portion 21 </ b> B and the mirror mounting member 220 are both U-shaped. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which the mounter engaging portion 21B and the mirror mounting member 22 have a shape other than the U-shape.

図11は、本発明の実施の形態4によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図であり、図7と同様にして、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。図7の構成と比較すれば、マウンタ係合部21B及びミラー固定部22の平面部213,223が、曲面部215,225からなり、コの字形状でない点で異なる。   FIG. 11 is a diagram showing an example of a main part of the laser processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and shows the relationship among the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 in the same manner as FIG. FIG. Compared with the configuration of FIG. 7, the mounter engaging portion 21 </ b> B and the flat surface portions 213 and 223 of the mirror fixing portion 22 are formed of curved surface portions 215 and 225, and are different in that they are not U-shaped.

モータ軸100と対向する保持部210の内面は、互いに曲率の異なる1つの曲面部212及び2つの曲面部215からなる。曲面部212は、図7の場合と同様である。2つの曲面部215は、曲面部212を挟んで形成された凹曲面であり、その曲率はモータ軸100の曲率よりも小さく、これらの曲面部215をモータ軸100から離間して配置することにより、モータ軸100との接触を避けるための非接触面を形成し、モータ軸100との接触面積を低減することができる。   The inner surface of the holding portion 210 facing the motor shaft 100 is composed of one curved surface portion 212 and two curved surface portions 215 having different curvatures. The curved surface portion 212 is the same as in the case of FIG. The two curved surface portions 215 are concave curved surfaces formed with the curved surface portion 212 interposed therebetween, and the curvature thereof is smaller than the curvature of the motor shaft 100, and these curved surface portions 215 are arranged away from the motor shaft 100. A non-contact surface for avoiding contact with the motor shaft 100 can be formed, and the contact area with the motor shaft 100 can be reduced.

同様にして、モータ軸100と対向する保持部220の内面は、互いに曲率の異なる1つの曲面部222及び2つの曲面部225からなる。曲面部222は、図7の場合と同様である。2つの曲面部225は、曲面部222を挟んで形成された凹曲面であり、その曲率はモータ軸100の曲率よりも小さく、これらの曲面部225をモータ軸100から離間して配置することにより、モータ軸100との接触を避けるための非接触面を形成し、モータ軸100との接触面積を低減することができる。   Similarly, the inner surface of the holding portion 220 facing the motor shaft 100 is composed of one curved surface portion 222 and two curved surface portions 225 having different curvatures. The curved surface portion 222 is the same as in the case of FIG. The two curved surface portions 225 are concave curved surfaces formed with the curved surface portion 222 interposed therebetween, and the curvature thereof is smaller than the curvature of the motor shaft 100, and these curved surface portions 225 are disposed away from the motor shaft 100. A non-contact surface for avoiding contact with the motor shaft 100 can be formed, and the contact area with the motor shaft 100 can be reduced.

つまり、図11に示されたマウンタ係合部21B及びミラー固定部材22の保持部210,220は、図7に示した保持部210,220の内面のうち、平面部213,223を曲線部215,225に置き換えたものに相当する。この様な構成を採用した場合であっても、図7の場合と全く同様にして、モータ軸100との接触面積を低減することができる。   That is, the mounter engaging portion 21B and the holding portions 210 and 220 of the mirror fixing member 22 shown in FIG. 11 have the flat portions 213 and 223 out of the inner surfaces of the holding portions 210 and 220 shown in FIG. , 225. Even when such a configuration is adopted, the contact area with the motor shaft 100 can be reduced in the same manner as in the case of FIG.

実施の形態5.
実施の形態1〜4では、曲面部212,222にモータ軸100の外周面を接触させることにより、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22がモータ軸100に取り付けられる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、平面部213,223にモータ軸100の外周面を接触させることにより、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22が線接触によって取り付けられる場合について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first to fourth embodiments, the example in which the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are attached to the motor shaft 100 by bringing the outer peripheral surface of the motor shaft 100 into contact with the curved surface portions 212 and 222 has been described. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 are attached by line contact by bringing the outer peripheral surface of the motor shaft 100 into contact with the flat portions 213 and 223.

図12は、本発明の実施の形態2によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図であり、図7と同様にして、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。このレーザー加工装置では、線接触となるように、マウンタ係合部21B及びミラー固定部材22をモータ軸100に当接させている。   FIG. 12 is a diagram showing an example of a main part of the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, and shows the relationship among the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 in the same manner as FIG. FIG. In this laser processing apparatus, the mounter engaging portion 21B and the mirror fixing member 22 are brought into contact with the motor shaft 100 so as to be in line contact.

モータ軸100と対向する保持部210,220の内面は、互いに平行な平面部213,223からなり、これらの平面部213,223でモータ軸100を狭持している。このため、保持部210,220と、モータ軸100との接触領域は、いずれもモータ軸100の周方向では点となり、モータ軸100の軸方向に延びる直線になる。   The inner surfaces of the holding portions 210 and 220 facing the motor shaft 100 are composed of flat portions 213 and 223 that are parallel to each other, and the motor shaft 100 is held between these flat portions 213 and 223. For this reason, the contact area between the holding portions 210 and 220 and the motor shaft 100 is a point in the circumferential direction of the motor shaft 100 and is a straight line extending in the axial direction of the motor shaft 100.

つまり、実施の形態1における接触領域の幅が最小化され、モータ軸100の周方向における各当接点が、実施の形態1における摩擦力の最大点P1,P2となり、これらの点P1,P2を結ぶ直線がモータ軸100の中心を通る。従って、この様な構成を採用すれば、温度環境の変化に起因する角度誤差の発生をより精度よく抑制することができる。   That is, the width of the contact area in the first embodiment is minimized, and the contact points in the circumferential direction of the motor shaft 100 become the maximum points P1 and P2 of the frictional force in the first embodiment. The connecting straight line passes through the center of the motor shaft 100. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to more accurately suppress the occurrence of angle errors due to changes in the temperature environment.

実施の形態6.
実施の形態1〜5では、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22と、モータ軸100との接触領域について、モータ軸100の周方向の幅を狭小化させることにより、温度変化による角度誤差の発生を抑制する場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、ミラーマウンタ21及びミラー固定部材22の接触領域における表面状態を互いに異ならせることにより、温度変化による角度誤差の発生を抑制する場合について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the first to fifth embodiments, with respect to the contact area between the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 and the motor shaft 100, the width of the motor shaft 100 in the circumferential direction is reduced, thereby generating an angular error due to a temperature change. The case where it suppresses was demonstrated. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which the occurrence of angular errors due to temperature changes is suppressed by making the surface states in the contact areas of the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 different from each other.

図13は、本発明の実施の形態3によるレーザー加工装置の要部について一例を示した図であり、図7と同様にして、ミラーモジュール11、ミラー固定部材22及びモータ軸100の関係を示した説明図である。   FIG. 13 is a view showing an example of a main part of the laser processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and shows the relationship among the mirror module 11, the mirror fixing member 22, and the motor shaft 100 in the same manner as FIG. FIG.

このレーザー加工装置では、モータ軸100に対し、マウンタ係合部21Bを線接触させ、ミラー固定部材22を面接触させている。また、ミラー固定部材22の曲面部222の表面を加工し、マウンタ係合部21Bの曲面部214の摩擦係数に比べて、曲面部222の摩擦係数を小さくしている。   In this laser processing apparatus, the mounter engaging portion 21B is brought into line contact with the motor shaft 100, and the mirror fixing member 22 is brought into surface contact. Further, the surface of the curved surface portion 222 of the mirror fixing member 22 is processed, and the friction coefficient of the curved surface portion 222 is made smaller than the friction coefficient of the curved surface portion 214 of the mounter engaging portion 21B.

マウンタ係合部21Bの内面に形成された曲面部214は、モータ軸100に垂直な断面が円弧形状となる凹曲面(R形状)であり、当該円弧形状の曲率は、モータ軸100の曲率よりも小さい。このため、モータ軸100を曲面部214に当接させれば、両者の接触領域は、モータ軸100の周方向では点となり、モータ軸100の軸方向に延びる直線形状となる。   The curved surface portion 214 formed on the inner surface of the mounter engaging portion 21 </ b> B is a concave curved surface (R shape) whose cross section perpendicular to the motor shaft 100 has an arc shape, and the curvature of the arc shape is based on the curvature of the motor shaft 100. Is also small. For this reason, if the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 214, the contact area between the two becomes a point in the circumferential direction of the motor shaft 100 and has a linear shape extending in the axial direction of the motor shaft 100.

一方、ミラー固定部材22の内面に形成された曲面部222は、モータ軸100に垂直な断面が円弧形状となる凹曲面であり、当該円弧形状の曲率はモータ軸100の曲率と一致している。このため、モータ軸100を曲面部222に当接させれば、曲面部222を接触面として、ミラー固定部材22をモータ軸100の外周面に面接触させることができる。   On the other hand, the curved surface portion 222 formed on the inner surface of the mirror fixing member 22 is a concave curved surface whose cross section perpendicular to the motor shaft 100 has an arc shape, and the curvature of the arc shape matches the curvature of the motor shaft 100. . For this reason, when the motor shaft 100 is brought into contact with the curved surface portion 222, the mirror fixing member 22 can be brought into surface contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100 with the curved surface portion 222 as a contact surface.

また、曲面部222は、摩擦係数を低減するための表面加工を施すことにより、曲面部214よりも摩擦係数が小さくなっている。例えば、アルミニウム製の凹曲面上に樹脂膜を形成することにより、曲面部214に比べて、曲面部222の摩擦係数を低減させている。曲面部222の摩擦係数が小さい場合、モータ軸100に対する曲面部222の摩擦力は、曲面部214の摩擦力に比べて小さくなる。その結果、温度変化によるモータ軸100の位置ずれは、曲面部214上の当接点P1のみを支点として発生する。つまり、当接点P1では位置ずれが発生しにくい。しかも、モータ軸100の当接点P1は、曲面部214の周方向の略中央となっている。従って、曲面部222内における摩擦力の最大点P2の位置にかかわらず、温度変化時に角度誤差を生じさせにくくなる。   Further, the curved surface portion 222 has a friction coefficient smaller than that of the curved surface portion 214 by performing surface processing for reducing the friction coefficient. For example, by forming a resin film on an aluminum concave curved surface, the friction coefficient of the curved surface portion 222 is reduced as compared with the curved surface portion 214. When the friction coefficient of the curved surface portion 222 is small, the friction force of the curved surface portion 222 against the motor shaft 100 is smaller than the friction force of the curved surface portion 214. As a result, the positional deviation of the motor shaft 100 due to the temperature change occurs with only the contact point P1 on the curved surface portion 214 as a fulcrum. That is, it is difficult for position shift to occur at the contact point P1. In addition, the contact point P1 of the motor shaft 100 is substantially the center of the curved surface portion 214 in the circumferential direction. Therefore, regardless of the position of the maximum point P2 of the frictional force in the curved surface portion 222, it is difficult to cause an angle error when the temperature changes.

また、曲面部214,222がともに凹曲面であるため、振動によりミラーマウンタ21及びミラー固定部材22がモータ軸100から脱落するのを防止することができる。また、曲面部222をモータ軸100の外周面に面接触させているため、モータ軸100に対し、ミラーマウンタ21を正確に位置決めすることができ、モータ軸100に対するミラーマウンタ21の取付作業も容易になる。   Further, since both the curved surface portions 214 and 222 are concave curved surfaces, it is possible to prevent the mirror mounter 21 and the mirror fixing member 22 from falling off the motor shaft 100 due to vibration. Further, since the curved surface portion 222 is in surface contact with the outer peripheral surface of the motor shaft 100, the mirror mounter 21 can be accurately positioned with respect to the motor shaft 100, and the mounting work of the mirror mounter 21 to the motor shaft 100 is easy. become.

なお、本実施の形態では、望ましい実施例として、モータ軸100を曲面部214に線接触させる場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合のみには限定されない。すなわち、図7の場合と同様にして、保持部210をモータ軸100に面接触させる場合であっても、実施の形態1と同様にして、接触領域の周方向の幅が狭小化されていればよい。これにより、ガルバノモータ10の動作時にある程度の保持力を持たせるとともに、温度環境が変化した場合であっても、回転方向の位置ずれを防ぐことができる。例えば、接触領域の幅が、モータ軸の外周長の1/4未満、より望ましくは、1/6未満とすることもできる。   In the present embodiment, an example in which the motor shaft 100 is brought into line contact with the curved surface portion 214 as a desirable example has been described, but the present invention is not limited to such a case. That is, even in the case where the holding unit 210 is in surface contact with the motor shaft 100 as in the case of FIG. 7, the circumferential width of the contact region can be reduced as in the first embodiment. That's fine. Accordingly, a certain degree of holding force can be given when the galvano motor 10 is operated, and even if the temperature environment is changed, it is possible to prevent positional deviation in the rotational direction. For example, the width of the contact region may be less than ¼ of the outer peripheral length of the motor shaft, more desirably less than 6.

10,10A,10B ガルバノモータ
11,11A,11B ミラーモジュール
20 ミラー
21 ミラーマウンタ
21A マウンタ本体部
21B マウンタ係合部
22 ミラー固定部材
23 係合螺子
100 モータ軸
210,220 保持部
211,221 締結部
212,222 曲面部(接触面)
213,223 平面部(非接触面)
214,224 曲面部(線接触の領域及び非接触領域)
215,225 曲面部(非接触面)
P0 モータ軸の中心
P1,P2 摩擦力の最大点
θ1,θ2 中心角
10, 10A, 10B Galvano motor 11, 11A, 11B Mirror module 20 Mirror 21 Mirror mounter 21A Mounter main body 21B Mounter engaging part 22 Mirror fixing member 23 Engaging screw 100 Motor shaft 210, 220 Holding part 211, 221 Fastening part 212 , 222 Curved surface (contact surface)
213, 223 Flat surface (non-contact surface)
214, 224 Curved surface area (line contact area and non-contact area)
215,225 Curved surface (non-contact surface)
P0 Motor shaft center P1, P2 Maximum point of friction force θ1, θ2 Center angle

Claims (9)

レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置において、
上記スキャナは、
モータ軸を回動させる駆動モータと、
レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を有するミラーモジュールと、
上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、
第1の取付部材及び第2の取付部材は、第1の取付部材及び第2の取付部材の少なくとも一方と上記モータ軸との接触面を減らすための非接触領域が、上記モータ軸を挟んで両側に存在する状態で、上記モータ軸を挟持することを特徴とするレーザー加工装置。
In a laser processing apparatus equipped with a scanner that scans a laser beam on a workpiece,
The above scanner
A drive motor for rotating the motor shaft;
A reflection module that reflects the laser light, and a mirror module that includes the first attachment member that supports the reflection mirror and is attached to the motor shaft;
A second mounting member that is disposed so as to face the first mounting member across the motor shaft and is mounted on the motor shaft;
The first attachment member and the second attachment member have a non-contact region for reducing a contact surface between at least one of the first attachment member and the second attachment member and the motor shaft, with the motor shaft interposed therebetween. A laser processing apparatus characterized by sandwiching the motor shaft in a state of being present on both sides.
レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置において、
上記スキャナは、
モータ軸を回動させる駆動モータと、
レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を備えるミラーモジュールと、
上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、
第1の取付部材及び第2の取付部材は、それぞれが上記モータ軸を保持する保持部と、当該保持部から上記モータ軸と直交する方向に延びる一対の第1の締結部及び第2の締結部とを有し、
第1の取付部材側の第1の締結部と第2の取付部材側の第1の締結部とが締結され、第1の取付部材側の第2の締結部と第2の取付部材側の第2の締結部とが締結されている状態にて、第1の取付部材の保持部の上記モータ軸側の面又は第2の取付部材の保持部の上記モータ軸側の面の少なくとも一方に、上記モータ軸の曲率よりも小さな曲率を有し、上記モータ軸から離間して上記モータ軸との接触を避けるための非接触面が形成されていることを特徴とするレーザー加工装置。
In a laser processing apparatus equipped with a scanner that scans a laser beam on a workpiece,
The above scanner
A drive motor for rotating the motor shaft;
A mirror module that includes a reflection mirror that reflects laser light, and a first attachment member that supports the reflection mirror and is attached to the motor shaft;
A second mounting member that is disposed so as to face the first mounting member across the motor shaft and is mounted on the motor shaft;
Each of the first attachment member and the second attachment member includes a holding portion that holds the motor shaft, and a pair of first fastening portions and second fastening portions that extend from the holding portion in a direction orthogonal to the motor shaft. And
The first fastening part on the first mounting member side and the first fastening part on the second mounting member side are fastened, and the second fastening part on the first mounting member side and the second fastening member side In a state in which the second fastening portion is fastened, at least one of the surface on the motor shaft side of the holding portion of the first mounting member or the surface on the motor shaft side of the holding portion of the second mounting member A laser processing apparatus having a curvature smaller than the curvature of the motor shaft, and formed with a non-contact surface spaced from the motor shaft to avoid contact with the motor shaft.
第1の取付部材側の第1の締結部と、第2の取付部材側の第1の締結部とが、螺子によって締結され、
第1の取付部材側の第2の締結部と、第2の取付部材側の第2の締結部とが、それぞれ螺子によって締結されていることを特徴とする請求項2に記載のレーザー加工装置。
The first fastening part on the first attachment member side and the first fastening part on the second attachment member side are fastened by screws,
3. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the second fastening portion on the first attachment member side and the second fastening portion on the second attachment member side are fastened by screws, respectively. .
第1の取付部材及び第2の取付部材は、第1の取付部材側の第1の締結部と、第2の取付部材側の第1の締結部とが当接し、第1の取付部材側の第2の締結部と、第2の取付部材側の第2の締結部とが当接した状態で、上記モータ軸を挟持することを特徴とする請求項2に記載のレーザー加工装置。   The first attachment member and the second attachment member are in contact with the first fastening portion on the first attachment member side and the first fastening portion on the second attachment member side, and the first attachment member side The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the motor shaft is clamped in a state where the second fastening portion and the second fastening portion on the second mounting member side are in contact with each other. 第1の取付部材及び上記モータ軸の接触面の周方向の幅と、第2の取付部材及び上記モータ軸の接触面の周方向の幅は、それぞれ上記モータ軸の外周長の1/4未満であることを特徴とする請求項2に記載のレーザー加工装置。   The circumferential width of the contact surface of the first mounting member and the motor shaft and the circumferential width of the contact surface of the second mounting member and the motor shaft are each less than ¼ of the outer circumferential length of the motor shaft. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein: 第1の取付部材及び第2の取付部材は、上記モータ軸とは異なる材料からなることを特徴とする請求項2に記載のレーザー加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the first mounting member and the second mounting member are made of a material different from that of the motor shaft. レーザー光を加工対象物上で走査させるスキャナを備えたレーザー加工装置において、
上記スキャナは、
モータ軸を回動させる駆動モータと、
レーザー光を反射させる反射ミラー、及び、当該反射ミラーを支持するとともに上記モータ軸に取り付けられる第1の取付部材を備えるミラーモジュールと、
上記モータ軸を挟んで第1の取付部材と対向するように配置され、上記モータ軸に取り付けられる第2の取付部材とを備え、
第2の取付部材の上記モータとの接触面の摩擦係数が、第1の取付部材の上記モータとの接触面の摩擦係数よりも小さいことを特徴とするレーザー加工装置。
In a laser processing apparatus equipped with a scanner that scans a laser beam on a workpiece,
The above scanner
A drive motor for rotating the motor shaft;
A mirror module that includes a reflection mirror that reflects laser light, and a first attachment member that supports the reflection mirror and is attached to the motor shaft;
A second mounting member that is disposed so as to face the first mounting member across the motor shaft and is mounted on the motor shaft;
A laser processing apparatus, wherein a friction coefficient of a contact surface of the second mounting member with the motor is smaller than a friction coefficient of a contact surface of the first mounting member with the motor.
第1の取付部材の上記モータとの接触面が、上記モータ軸の曲率よりも小さな曲率を有することを特徴とする請求項7に記載のレーザー加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 7, wherein a contact surface of the first mounting member with the motor has a curvature smaller than a curvature of the motor shaft. 第1の取付部材の上記モータとの接触面と、第2の取付部材の上記モータとの接触面とが、同一の材質からなり、
第2の取付部材の上記接触面に表面加工を行うことにより、第2の取付部材の上記接触面の摩擦係数を第1の取付部材の上記接触面より小さくすることを特徴とする請求項7又は8に記載のレーザー加工装置。
The contact surface of the first mounting member with the motor and the contact surface of the second mounting member with the motor are made of the same material,
8. The friction coefficient of the contact surface of the second mounting member is made smaller than that of the first mounting member by subjecting the contact surface of the second mounting member to surface processing. Or the laser processing apparatus of 8.
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