JP2828871B2 - トレパニングヘッド - Google Patents
トレパニングヘッドInfo
- Publication number
- JP2828871B2 JP2828871B2 JP5159566A JP15956693A JP2828871B2 JP 2828871 B2 JP2828871 B2 JP 2828871B2 JP 5159566 A JP5159566 A JP 5159566A JP 15956693 A JP15956693 A JP 15956693A JP 2828871 B2 JP2828871 B2 JP 2828871B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- coil
- stage member
- base
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工に関し、特
に集光レンズを平面内で移動することにより、集光点を
移動させて、切断あるいは穴あけを行なうトレパニング
ヘッドに関する。
に集光レンズを平面内で移動することにより、集光点を
移動させて、切断あるいは穴あけを行なうトレパニング
ヘッドに関する。
【０００２】レーザ光により切断あるいは穴あけの微細
加工を行なうには、加工対象物表面に集光されたレーザ
ビーム集光点を高精度に走査することが必要である。走
査速度は、加工対象物の材質、厚さや光源のパワー等の
加工条件によって決定される。
加工を行なうには、加工対象物表面に集光されたレーザ
ビーム集光点を高精度に走査することが必要である。走
査速度は、加工対象物の材質、厚さや光源のパワー等の
加工条件によって決定される。
【０００３】近年、レーザ光源の大パワー化、生産速度
向上の要求等から、走査速度は高速化する傾向にあり、
トレパニングヘッドに高速かつ高精度の軌跡生成能力が
要求される。
向上の要求等から、走査速度は高速化する傾向にあり、
トレパニングヘッドに高速かつ高精度の軌跡生成能力が
要求される。
【０００４】
【従来の技術】レンズの光軸から離れた位置に点光源を
配置すると、点光源の倒立実像である集光点は、光軸に
対して逆側に偏心して生じる。トレパニングヘッドは、
レーザ光を集光レンズの偏心位置で受け、集光レンズを
円運動等させることによって集光点を移動させて穴あけ
等を行なう。
配置すると、点光源の倒立実像である集光点は、光軸に
対して逆側に偏心して生じる。トレパニングヘッドは、
レーザ光を集光レンズの偏心位置で受け、集光レンズを
円運動等させることによって集光点を移動させて穴あけ
等を行なう。
【０００５】集光レンズを円運動させる機構としては、
ｘｙテーブルや円筒座標型駆動装置が知られている。ｘ
ｙテーブルを用いる代表的構成は、ｘｙテーブルの各軸
を揺動モータとリンク機構を用いて駆動するものであ
る。たとえば、リンク機構を用いた１軸駆動機構を２組
組み合わせた構成を有し、各方向毎にポテンシオメータ
により変位量を検出する。
ｘｙテーブルや円筒座標型駆動装置が知られている。ｘ
ｙテーブルを用いる代表的構成は、ｘｙテーブルの各軸
を揺動モータとリンク機構を用いて駆動するものであ
る。たとえば、リンク機構を用いた１軸駆動機構を２組
組み合わせた構成を有し、各方向毎にポテンシオメータ
により変位量を検出する。
【０００６】円筒座標型駆動装置は、回転軸から集光レ
ンズまでの半径方向距離を制御する機構と、この偏心状
態を保ったまま集光レンズを軸の回りに回転させる機構
とを含む。
ンズまでの半径方向距離を制御する機構と、この偏心状
態を保ったまま集光レンズを軸の回りに回転させる機構
とを含む。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】揺動モータとリンク機
構を用いてｘｙテーブルの各軸を駆動する方式は、揺動
モータの発生する力をステージに伝達するリンク機構
に、必然的に生じる機構的ガタや摩擦等により、一般に
伝達遅れが発生し、制御精度、応答速度が制限される。
構を用いてｘｙテーブルの各軸を駆動する方式は、揺動
モータの発生する力をステージに伝達するリンク機構
に、必然的に生じる機構的ガタや摩擦等により、一般に
伝達遅れが発生し、制御精度、応答速度が制限される。
【０００８】また、各軸毎にステージ変位を計測する
と、最終ステージの運動軌跡と計測変位量との間に誤差
が生じる。この誤差は、ステージの直交度誤差等に起因
しており、経時的な変化も発生し得る。
と、最終ステージの運動軌跡と計測変位量との間に誤差
が生じる。この誤差は、ステージの直交度誤差等に起因
しており、経時的な変化も発生し得る。
【０００９】円筒座標型駆動方式は、集光レンズを半径
方向に偏心させた状態で、ラジアルベアリングで支持さ
れた軸を駆動する方式等を用い、最終ヘッドの軌跡には
機械的案内制御が大きく影響する。
方向に偏心させた状態で、ラジアルベアリングで支持さ
れた軸を駆動する方式等を用い、最終ヘッドの軌跡には
機械的案内制御が大きく影響する。
【００１０】また、円筒座標の２軸を駆動しようとする
と、全体が大型化、大重量化しやすい。機構が大型化す
ると、高速度かつ高精度の軌跡制御が困難になる。本発
明の目的は、高精度かつ高速に集光レンズを駆動するこ
とのできるトレパニングヘッドを提供することである。
と、全体が大型化、大重量化しやすい。機構が大型化す
ると、高速度かつ高精度の軌跡制御が困難になる。本発
明の目的は、高精度かつ高速に集光レンズを駆動するこ
とのできるトレパニングヘッドを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のトレパニングヘ
ッドは、固定されたベースと、前記ベースに対して相対
的に、第１の方向とそれに直交する第２の方向により画
定される２次元平面内で案内されるステージ部材と、前
記ステージ部材に保持されたレンズと、前記ステージ部
材を前記ベースに対して前記第１の方向に駆動すること
のできる第１の電磁駆動手段であって、ステージ部材と
ベースとに各々固定された第１の永久磁石と第１のコイ
ルとを含み、第１の永久磁石から発生する磁力線が第１
のコイルの第１の永久磁石側の側面と交差し、前記第１
の方向に関して第１のコイルの幅が第１の永久磁石の幅
よりも狭い前記第１の電磁駆動手段と、前記ステージ部
材を前記ベースに対して前記第２の方向に駆動すること
のできる第２の電磁駆動手段であって、ステージ部材と
ベースとに各々固定された第２の永久磁石と第２のコイ
ルとを含み、第２の永久磁石から発生する磁力線が第２
のコイルの第２の永久磁石側の側面と交差し、前記第２
の方向に関して第２のコイルの幅が第２の永久磁石の幅
よりも狭い前記第２の電磁駆動手段と、前記ステージ部
材の変位を非接触で検出する非接触変位センサとを含
む。
ッドは、固定されたベースと、前記ベースに対して相対
的に、第１の方向とそれに直交する第２の方向により画
定される２次元平面内で案内されるステージ部材と、前
記ステージ部材に保持されたレンズと、前記ステージ部
材を前記ベースに対して前記第１の方向に駆動すること
のできる第１の電磁駆動手段であって、ステージ部材と
ベースとに各々固定された第１の永久磁石と第１のコイ
ルとを含み、第１の永久磁石から発生する磁力線が第１
のコイルの第１の永久磁石側の側面と交差し、前記第１
の方向に関して第１のコイルの幅が第１の永久磁石の幅
よりも狭い前記第１の電磁駆動手段と、前記ステージ部
材を前記ベースに対して前記第２の方向に駆動すること
のできる第２の電磁駆動手段であって、ステージ部材と
ベースとに各々固定された第２の永久磁石と第２のコイ
ルとを含み、第２の永久磁石から発生する磁力線が第２
のコイルの第２の永久磁石側の側面と交差し、前記第２
の方向に関して第２のコイルの幅が第２の永久磁石の幅
よりも狭い前記第２の電磁駆動手段と、前記ステージ部
材の変位を非接触で検出する非接触変位センサとを含
む。
【００１２】
【作用】レンズを保持するステージ部材は、２次元平面
内で案内され、永久磁石とコイルとを含む電磁駆動手段
によって駆動される。ステージ部材に直接２軸方向の駆
動手段を設けることができるため、駆動力発生源とステ
ージ部材との間に介在する機構によって駆動精度を低下
させることを防止できる。
内で案内され、永久磁石とコイルとを含む電磁駆動手段
によって駆動される。ステージ部材に直接２軸方向の駆
動手段を設けることができるため、駆動力発生源とステ
ージ部材との間に介在する機構によって駆動精度を低下
させることを防止できる。
【００１３】ステージ部材の変位は、直接非接触で検出
することができ、電磁駆動手段にフィードバックするこ
とができる。
することができ、電磁駆動手段にフィードバックするこ
とができる。
【００１４】
【実施例】図１（Ａ）は、本発明の実施例によるトレパ
ニングヘッドの要部を概略的に示す。
ニングヘッドの要部を概略的に示す。
【００１５】集光レンズ１７は、構造体４に保持されて
いる。構造体４は、構造体３およびカップリング５、６
を介してベース２に２次元方向内運動自在に保持され
る。構造体４には、コア２０に巻かれたコイル９が固定
されており、コイル９と対向して永久磁石１０が配置さ
れている。永久磁石１０は、ベース２に固定されたヨー
ク８に接続されている。構造体４の位置は、変位センサ
１１ａ、１１ｂによって２軸方向でモニタされる。
いる。構造体４は、構造体３およびカップリング５、６
を介してベース２に２次元方向内運動自在に保持され
る。構造体４には、コア２０に巻かれたコイル９が固定
されており、コイル９と対向して永久磁石１０が配置さ
れている。永久磁石１０は、ベース２に固定されたヨー
ク８に接続されている。構造体４の位置は、変位センサ
１１ａ、１１ｂによって２軸方向でモニタされる。
【００１６】コイル９に制御された電流を流すことによ
り、コイル９には２次元方向の駆動力が働き、構造体４
を２次元平面内で駆動する。なお、集光レンズ１７を保
持する構造体４にコイル９を設ける構成を示したが、構
造体４に永久磁石を固定し、対向してベースに固定され
たコイルを配置してもよい。構造体４に基準位置に復帰
する復帰力を作用させることもできる。
り、コイル９には２次元方向の駆動力が働き、構造体４
を２次元平面内で駆動する。なお、集光レンズ１７を保
持する構造体４にコイル９を設ける構成を示したが、構
造体４に永久磁石を固定し、対向してベースに固定され
たコイルを配置してもよい。構造体４に基準位置に復帰
する復帰力を作用させることもできる。
【００１７】図１（Ｂ）は、集光レンズ１７の駆動によ
り、レーザ光１８の集光点１９を駆動する原理を概略的
に示す。集光レンズ１７の光軸Ｏｘに関し、レーザビー
ム１８は偏心した位置から入射する。したがって、レー
ザビーム１８の集光点１９は、光軸Ｏｘに関し、逆側に
発生する。集光レンズ１７をレーザビーム１８の軸の周
囲に回転運動させると、集光点１９は円運動を行なう。
このような操作により、加工対象物に微細な円形開孔や
ビアホールを形成することができる。
り、レーザ光１８の集光点１９を駆動する原理を概略的
に示す。集光レンズ１７の光軸Ｏｘに関し、レーザビー
ム１８は偏心した位置から入射する。したがって、レー
ザビーム１８の集光点１９は、光軸Ｏｘに関し、逆側に
発生する。集光レンズ１７をレーザビーム１８の軸の周
囲に回転運動させると、集光点１９は円運動を行なう。
このような操作により、加工対象物に微細な円形開孔や
ビアホールを形成することができる。
【００１８】このように、集光レンズ１７を円軌道上に
駆動するため、構造体４には、コイル９と永久磁石１０
の組合せを含み、２方向に力を発生させる電磁駆動手段
が設けられている。
駆動するため、構造体４には、コイル９と永久磁石１０
の組合せを含み、２方向に力を発生させる電磁駆動手段
が設けられている。
【００１９】図２は、電磁駆動手段の機能を説明するた
めの概略図である。図２（Ａ）において、ヨーク８面上
には複数個の永久磁石１０が配置されている。永久磁石
の磁極は、図中上下方向に配置され、上面の極が、Ｎ
極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、と交互になるように配置されて
いる。
めの概略図である。図２（Ａ）において、ヨーク８面上
には複数個の永久磁石１０が配置されている。永久磁石
の磁極は、図中上下方向に配置され、上面の極が、Ｎ
極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、と交互になるように配置されて
いる。
【００２０】永久磁石１０の上方には、コア２０に巻か
れたコイル９が配置されている。各コイル９は、各永久
磁石１０に対応して分割して配置されている。ここで、
コイル９の１単位の幅は永久磁石１０の１単位の幅より
も狭くされ、コイル９が駆動される動作域内で均等な力
を発揮できるようにされている。
れたコイル９が配置されている。各コイル９は、各永久
磁石１０に対応して分割して配置されている。ここで、
コイル９の１単位の幅は永久磁石１０の１単位の幅より
も狭くされ、コイル９が駆動される動作域内で均等な力
を発揮できるようにされている。
【００２１】図２（Ｂ）に示すように、永久磁石１０か
ら発する磁力線Ｂがコイル９の下側の巻線と交差する。
このコイル９に矢印で示すような電流ｉを流すと、ロー
レンツ力によりコイル９には紙面垂直方向の力が発生す
る。
ら発する磁力線Ｂがコイル９の下側の巻線と交差する。
このコイル９に矢印で示すような電流ｉを流すと、ロー
レンツ力によりコイル９には紙面垂直方向の力が発生す
る。
【００２２】図２（Ａ）に示すように、磁力線は永久磁
石のＮ極から隣接する永久磁石のＳ極に向かう。隣接す
るコイル９には逆方向の電流を供給すると、隣接するコ
イルに入射する磁力線の向きの反転を相殺して、同一方
向に推力が発生する。
石のＮ極から隣接する永久磁石のＳ極に向かう。隣接す
るコイル９には逆方向の電流を供給すると、隣接するコ
イルに入射する磁力線の向きの反転を相殺して、同一方
向に推力が発生する。
【００２３】コア２０に磁性体を用いれば、永久磁石１
０から発する磁力線は、コイル９の下側巻線を通過した
後、コア２０内に入り、隣接する永久磁石に向かって進
み、コイル上側の巻線にはほとんど到達しない。
０から発する磁力線は、コイル９の下側巻線を通過した
後、コア２０内に入り、隣接する永久磁石に向かって進
み、コイル上側の巻線にはほとんど到達しない。
【００２４】したがって、永久磁石の磁極を交互に反転
させ、隣接するコイルに逆方向の電流を供給することに
より、紙面水平方向の力を発揮させることができる。た
だし、コア２０に磁性体を用いることは必須条件ではな
く、非磁性体をコアとして用いてもよい。
させ、隣接するコイルに逆方向の電流を供給することに
より、紙面水平方向の力を発揮させることができる。た
だし、コア２０に磁性体を用いることは必須条件ではな
く、非磁性体をコアとして用いてもよい。
【００２５】コイルの上側と下側を磁力線が横切ると、
逆方向の力が発生するが、磁力線の分布はコイル下側で
密、上側で疎のため、全体としてはコイル下側巻線に発
生する力の方向に推力が発生する。なお、このような電
磁駆動手段については、同一出願人の特願平３−１７２
３２６号を参照することができる。
逆方向の力が発生するが、磁力線の分布はコイル下側で
密、上側で疎のため、全体としてはコイル下側巻線に発
生する力の方向に推力が発生する。なお、このような電
磁駆動手段については、同一出願人の特願平３−１７２
３２６号を参照することができる。
【００２６】構造体４が運動自在なｘｙ平面内におい
て、ｘ方向駆動用の電磁駆動手段とｙ方向駆動用の電磁
駆動手段とを設けることにより、２次元方向に任意の駆
動を行なうことができる。
て、ｘ方向駆動用の電磁駆動手段とｙ方向駆動用の電磁
駆動手段とを設けることにより、２次元方向に任意の駆
動を行なうことができる。
【００２７】図３は、集光レンズを保持する構造体の位
置制御系を示す。集光レンズ１７を保持する構造体４に
は、ｘ方向に２つのコイル９−１、９−２、およびｙ方
向に２つのコイル９−３、９−４が固定されている。
置制御系を示す。集光レンズ１７を保持する構造体４に
は、ｘ方向に２つのコイル９−１、９−２、およびｙ方
向に２つのコイル９−３、９−４が固定されている。
【００２８】ｘ方向の２つのコイル９−１、９−２は直
結され、アンプ２２ａから駆動電流を供給される。同
様、ｙ方向の２つのコイル９−３、９−４は直結され、
アンプ２２ｂから駆動で電流を供給される。
結され、アンプ２２ａから駆動電流を供給される。同
様、ｙ方向の２つのコイル９−３、９−４は直結され、
アンプ２２ｂから駆動で電流を供給される。
【００２９】アンプ２２ａ、２２ｂは、位置制御回路２
１ａ、２１ｂから電流指令値２４ａ、２４ｂを受け、所
定の電流を発生させる。構造体４の位置は、変位センサ
１１ａ、１１ｂによって２軸方向の位置がモニタされ、
位置検出信号が位置制御回路２１ａ、２１ｂに供給され
ている。位置制御回路２１ａ、２１ｂは、目標値設定回
路２５ａ、２５ｂから目標値信号２３ａ、２３ｂを供給
され、変位センサ１１ａ、１１ｂから受ける現在の位置
と比較を行ない、目標値に向かって構造体４を駆動する
ように電流指令値を発生する。
１ａ、２１ｂから電流指令値２４ａ、２４ｂを受け、所
定の電流を発生させる。構造体４の位置は、変位センサ
１１ａ、１１ｂによって２軸方向の位置がモニタされ、
位置検出信号が位置制御回路２１ａ、２１ｂに供給され
ている。位置制御回路２１ａ、２１ｂは、目標値設定回
路２５ａ、２５ｂから目標値信号２３ａ、２３ｂを供給
され、変位センサ１１ａ、１１ｂから受ける現在の位置
と比較を行ない、目標値に向かって構造体４を駆動する
ように電流指令値を発生する。
【００３０】構造体４が目標値に接近したときには、駆
動電流を減少させ、オーバシュートを防止することが好
ましい。構造体４に復帰力が作用していない時は、逆向
きの力を発生させてブレーキをかけることもできる。
動電流を減少させ、オーバシュートを防止することが好
ましい。構造体４に復帰力が作用していない時は、逆向
きの力を発生させてブレーキをかけることもできる。
【００３１】集光レンズ１７を円運動させる場合には、
目標値ｘ、目標値ｙとして、 ｘ＝Ａｓｉｎωｔ ｙ＝Ａｃｏｓωｔ に設定する。ここで、Ａは半径、ωは各速度を表す。
目標値ｘ、目標値ｙとして、 ｘ＝Ａｓｉｎωｔ ｙ＝Ａｃｏｓωｔ に設定する。ここで、Ａは半径、ωは各速度を表す。
【００３２】目標値ｘ、ｙをこのように設定し、構造体
４の位置を変位センサ１１によってモニタし、目標値に
追随するように制御することにより、集光レンズ１７は
円の軌跡を描く。
４の位置を変位センサ１１によってモニタし、目標値に
追随するように制御することにより、集光レンズ１７は
円の軌跡を描く。
【００３３】図４は、本発明の他の実施例によるトレパ
ニングヘッドの構成を示す。ステージベース２は、アダ
プタ等を介してレーザ光源側に固定される。構造体３
は、クロスローラベアリングのカップリング機構５を介
して、ステージベース２に対して紙面垂直方向に摺動自
在に係合する。
ニングヘッドの構成を示す。ステージベース２は、アダ
プタ等を介してレーザ光源側に固定される。構造体３
は、クロスローラベアリングのカップリング機構５を介
して、ステージベース２に対して紙面垂直方向に摺動自
在に係合する。
【００３４】構造体４は、クロスローラベアリングのカ
ップリング機構６を介して、構造体３に対して紙面水平
方向に摺動自在に結合される。したがって、構造体４
は、ベース２に対して面内運動自在に案内される。
ップリング機構６を介して、構造体３に対して紙面水平
方向に摺動自在に結合される。したがって、構造体４
は、ベース２に対して面内運動自在に案内される。
【００３５】構造体４にはヨーク８が固定されており、
ヨーク８の上には、複数個の永久磁石１０が固定されて
いる。さらに、構造体４下面には、ガスノズル１４が固
定されている。ガスノズル１４内には、集光レンズ１７
も配置されている。ガスノズル１４には、上部より酸素
ガス等のガスを導入し、レーザ光と酸素ガスをノズル先
端から供給する。
ヨーク８の上には、複数個の永久磁石１０が固定されて
いる。さらに、構造体４下面には、ガスノズル１４が固
定されている。ガスノズル１４内には、集光レンズ１７
も配置されている。ガスノズル１４には、上部より酸素
ガス等のガスを導入し、レーザ光と酸素ガスをノズル先
端から供給する。
【００３６】永久磁石１０の上には、ベース２に対して
固定された関係に配置されたコイル９が配置されてい
る。コイル９の数は、永久磁石１０の数と対応するもの
である。
固定された関係に配置されたコイル９が配置されてい
る。コイル９の数は、永久磁石１０の数と対応するもの
である。
【００３７】構造体４に固定されたヨーク８、永久磁石
１０、ガスノズル１４は、２次元方向に運動自在である
ため、コイル９に電流を流し、電磁駆動力を発生させる
と、面内運動を生じる。
１０、ガスノズル１４は、２次元方向に運動自在である
ため、コイル９に電流を流し、電磁駆動力を発生させる
と、面内運動を生じる。
【００３８】図５は、コイル９と永久磁石１０の配置を
より詳細に示す平面図である。図５（Ａ）はコイルの配
置を示し、図５（Ｂ）は永久磁石の配置を示す。図５
（Ａ）において、コイル９は大きく４つの組９−１、９
−２、９−３、９４に分割されている。コイル９−１、
９−２はｘ方向に配置され、コイル９−３、９−４はｙ
方向に配置されている。各コイル９−１、９−２、９−
３、９−４は、さらに４つの部分に分割され、それぞれ
がｌC2の幅を有する。各コイルには、コア２０が貫通し
ている。
より詳細に示す平面図である。図５（Ａ）はコイルの配
置を示し、図５（Ｂ）は永久磁石の配置を示す。図５
（Ａ）において、コイル９は大きく４つの組９−１、９
−２、９−３、９４に分割されている。コイル９−１、
９−２はｘ方向に配置され、コイル９−３、９−４はｙ
方向に配置されている。各コイル９−１、９−２、９−
３、９−４は、さらに４つの部分に分割され、それぞれ
がｌC2の幅を有する。各コイルには、コア２０が貫通し
ている。
【００３９】図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のコイルと対応
する永久磁石を示す。コイル９−１、９−２、９−３、
９−４に対向するように、永久磁石１０−１、１０−
２、１０−３、１０−４が配置されている。
する永久磁石を示す。コイル９−１、９−２、９−３、
９−４に対向するように、永久磁石１０−１、１０−
２、１０−３、１０−４が配置されている。
【００４０】各永久磁石は交互に磁極を反転させるよう
に配置された４つの永久磁石部材で構成されている。各
磁極の幅ｌm ２は、コイルの幅ｌC2よりも大きく設定さ
れている。このため、コイルと永久磁石が動作領域内で
移動しても、コイルを横切る磁力線密度は実質的に変化
しない。
に配置された４つの永久磁石部材で構成されている。各
磁極の幅ｌm ２は、コイルの幅ｌC2よりも大きく設定さ
れている。このため、コイルと永久磁石が動作領域内で
移動しても、コイルを横切る磁力線密度は実質的に変化
しない。
【００４１】このような構成により、コイル９−１、９
−２と永久磁石１０−１、１０−２の組により、ｘ方向
の力を発生させ、コイル９−３、９−４および永久磁石
１０−３、１０−４の組によりｙ方向の力を発生させ
る。コイルに流す電流を制御することにより、発生する
力の大きさは任意に制御することができる。
−２と永久磁石１０−１、１０−２の組により、ｘ方向
の力を発生させ、コイル９−３、９−４および永久磁石
１０−３、１０−４の組によりｙ方向の力を発生させ
る。コイルに流す電流を制御することにより、発生する
力の大きさは任意に制御することができる。
【００４２】なお、本実施例においては、駆動されるガ
スノズル側に永久磁石が配置され、固定側にコイルが配
置されている。コイルに電流を流すと、コイルに発熱が
生じるが、発熱は固定側で生じ、駆動されるノズル側は
発熱から保護されている。このため、より高精度の制御
が可能となる。
スノズル側に永久磁石が配置され、固定側にコイルが配
置されている。コイルに電流を流すと、コイルに発熱が
生じるが、発熱は固定側で生じ、駆動されるノズル側は
発熱から保護されている。このため、より高精度の制御
が可能となる。
【００４３】また、永久磁石として軽量の磁石を用いる
ことにより、可動部材の重量を軽減することが容易とな
る。また、可動部材にリード線を接続する必要がないた
め、可動部材の運動が妨げられることが少ない。
ことにより、可動部材の重量を軽減することが容易とな
る。また、可動部材にリード線を接続する必要がないた
め、可動部材の運動が妨げられることが少ない。
【００４４】電磁駆動手段でガスノズル等を駆動する
際、被駆動体の重量は常に一定であり、コイル９に流す
電流を制御することにより、高精度の制御が可能であ
る。図６は、変位センサの構成を概略的に示す。図６
（Ａ）は側面図、図６（Ｂ）は平面図を示す。
際、被駆動体の重量は常に一定であり、コイル９に流す
電流を制御することにより、高精度の制御が可能であ
る。図６は、変位センサの構成を概略的に示す。図６
（Ａ）は側面図、図６（Ｂ）は平面図を示す。
【００４５】変位センサ１１は、ベース側に固定されて
おり、被駆動体であるヨーク８にターゲット１２が結合
されている。ヨーク８上には永久磁石１０が配置され、
永久磁石１０と対向してベース側に固定されたコイル９
が配置されている。
おり、被駆動体であるヨーク８にターゲット１２が結合
されている。ヨーク８上には永久磁石１０が配置され、
永久磁石１０と対向してベース側に固定されたコイル９
が配置されている。
【００４６】変位センサ１１から発した光がターゲット
１２で拡散反射され、変位センサの受光面に入射する。
入射光量を検出することにより、変位センサ１１とター
ゲット１２との間の距離を測定することができる。
１２で拡散反射され、変位センサの受光面に入射する。
入射光量を検出することにより、変位センサ１１とター
ゲット１２との間の距離を測定することができる。
【００４７】コイル９に電流を流すと、コイル９と永久
磁石１０の間に駆動力が働き、永久磁石１０、したがっ
てヨーク８その他も駆動される。ヨーク８が駆動される
と、ターゲット１２も同時に移動し、ターゲット１２の
変位は変位センサ１１によって検出される。
磁石１０の間に駆動力が働き、永久磁石１０、したがっ
てヨーク８その他も駆動される。ヨーク８が駆動される
と、ターゲット１２も同時に移動し、ターゲット１２の
変位は変位センサ１１によって検出される。
【００４８】図６（Ｂ）に示すように、変位センサ１１
およびターゲット１２は２軸方向に配置されており、ガ
スノズル１４に固定されたターゲット１２の位置を２軸
方向でモニタする。このようにして、ガスノズル、した
がって集光レンズの面内位置を検出し、図３に示すよう
な位置制御系に供給することにより、高精度の位置制御
を行なうことができる。
およびターゲット１２は２軸方向に配置されており、ガ
スノズル１４に固定されたターゲット１２の位置を２軸
方向でモニタする。このようにして、ガスノズル、した
がって集光レンズの面内位置を検出し、図３に示すよう
な位置制御系に供給することにより、高精度の位置制御
を行なうことができる。
【００４９】なお、変位センサは非接触型のものであれ
ばよく、上述の構成のものには制限されない。非接触型
とすることにより、可動体の運動を妨げることなく、可
動体の位置を検出することができる。
ばよく、上述の構成のものには制限されない。非接触型
とすることにより、可動体の運動を妨げることなく、可
動体の位置を検出することができる。
【００５０】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集光用レンズを保持するステージ構造体を電磁駆動手段
により２次元方向に直接駆動することにより、高精度の
運動精度を得ることができる。
集光用レンズを保持するステージ構造体を電磁駆動手段
により２次元方向に直接駆動することにより、高精度の
運動精度を得ることができる。
【００５２】また、ステージ構造体の変位を直接非接触
に計測し、電磁駆動手段にフィードバックすることによ
り、高速、高精度の制御が可能である。ステージ構造体
は面内で運動が自由なため、目標値を設定することによ
り、種々の軌跡形状に駆動することもできる。
に計測し、電磁駆動手段にフィードバックすることによ
り、高速、高精度の制御が可能である。ステージ構造体
は面内で運動が自由なため、目標値を設定することによ
り、種々の軌跡形状に駆動することもできる。
【図１】本発明の実施例によるトレパニングヘッドを示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】電磁駆動手段の機能を説明するための概念図で
ある。
ある。
【図３】位置制御系を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例によるトレパニングヘッド
の構成を概略的に示す断面図である。
の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４のトレパニングヘッドにおけるコイルと永
久磁石の配置を示す平面である。
久磁石の配置を示す平面である。
【図６】図４のトレパニングヘッドにおける変位センサ
の配置を示す側面図および平面図である。
の配置を示す側面図および平面図である。
２ ベース ３、４ 構造体 ５、６ カップリング ８ ヨーク ９ コイル １０ 永久磁石 １１ 変位センサ １７ 集光レンズ １８ レーザビーム １９ 集光点 ２０ コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉峰 正信 東京都田無市谷戸町２−４−15 住友重 機械工業株式会社 システム技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平２−217188（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/08 G02B 26/10 105
Claims (5)
- 【請求項１】 固定されたベース（２）と、 前記ベースに対して相対的に、第１の方向とそれに直交
する第２の方向により画定される２次元平面内で案内さ
れるステージ部材（４）と、 前記ステージ部材に保持されたレンズ（１７）と、 前記ステージ部材を前記ベースに対して前記第１の方向
に駆動することのできる第１の電磁駆動手段であって、
ステージ部材とベースとに各々固定された第１の永久磁
石（１０−１、１０−２）と第１のコイル（９−１、９
−２）とを含み、第１の永久磁石から発生する磁力線が
第１のコイルの第１の永久磁石側の側面と交差し、前記
第１の方向に関して第１のコイルの幅が第１の永久磁石
の幅よりも狭い前記第１の電磁駆動手段と、 前記ステージ部材を前記ベースに対して前記第２の方向
に駆動することのできる第２の電磁駆動手段であって、
ステージ部材とベースとに各々固定された第２の永久磁
石（１０−３、１０−４）と第２のコイル（９−３、９
−４）とを含み、第２の永久磁石から発生する磁力線が
第２のコイルの第２の永久磁石側の側面と交差し、前記
第２の方向に関して第２のコイルの幅が第２の永久磁石
の幅よりも狭い前記第２の電磁駆動手段と、 前記ステージ部材の変位を非接触で検出する非接触変位
センサ（１１、１２）とを含むトレパニングヘッド。 - 【請求項２】 固定されたベースと、 前記ベースに対して相対的に、第１の方向に案内される
ステージ部材と、 前記ステージ部材に保持されたレンズと、 前記ステージ部材を前記ベースに対して前記第１の方向
に駆動することのできる第１の電磁駆動手段であって、
ステージ部材とベースとに各々固定された第１の永久磁
石と第１のコイルとを含み、第１の永久磁石から発生す
る磁力線が第１のコイルの第１の永久磁石側の側面と交
差し、前記第１の方向に関して第１のコイルの幅が第１
の永久磁石の幅よりも狭い前記第１の電磁駆動手段とを
含むトレパニングヘッド。 - 【請求項３】 前記ステージ部材が、前記ベースに対し
て相対的に、前記第１の方向、及び第１の方向と直交す
る第２の方向により画定される２次元平面内で案内さ
れ、 さらに、前記ステージ部材を前記ベースに対して前記第
２の方向に駆動することのできる第２の電磁駆動手段で
あって、ステージ部材とベースとに各々固定された第２
の永久磁石と第２のコイルとを含み、第２の永久磁石か
ら発生する磁力線が第２のコイルの第２の永久磁石側の
側面と交差し、前記第２の方向に関して第２のコイルの
幅が第２の永久磁石の幅よりも狭い前記第２の電磁駆動
手段を含む請求項２に記載のトレパニングヘッド。 - 【請求項４】 さらに、前記ステージ部材の変位を非接
触で検出する非接触変位センサを含む請求項２または３
に記載のトレパニングヘッド。 - 【請求項５】 さらに、前記非接触センサの出力と目標
値信号とを入力し、前記第１及び第２のコイルに供給す
る電流値を制御する制御回路を含む請求項１または３に
記載のトレパニングヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159566A JP2828871B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | トレパニングヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159566A JP2828871B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | トレパニングヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079178A JPH079178A (ja) | 1995-01-13 |
| JP2828871B2 true JP2828871B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=15696531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5159566A Expired - Lifetime JP2828871B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | トレパニングヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828871B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014132503A1 (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 三菱重工業株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| WO2014132504A1 (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 三菱重工業株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| KR20160029857A (ko) | 2014-02-28 | 2016-03-15 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치 |
| US11548097B2 (en) | 2012-03-07 | 2023-01-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Machining device, machining unit, and machining method |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5745448B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2015-07-08 | 三菱電機株式会社 | レンズ駆動装置およびレーザ加工装置 |
| JP2013144318A (ja) * | 2013-03-21 | 2013-07-25 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ切断装置 |
| CN110764253B (zh) * | 2018-07-26 | 2022-04-08 | 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 | 一种二维矢量扫描微镜 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115220B2 (ja) * | 1989-02-17 | 1995-12-13 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッド |
| JPH03214114A (ja) * | 1990-01-18 | 1991-09-19 | Canon Inc | カメラの像ブレ抑制装置 |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5159566A patent/JP2828871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11548097B2 (en) | 2012-03-07 | 2023-01-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Machining device, machining unit, and machining method |
| WO2014132503A1 (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 三菱重工業株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| WO2014132504A1 (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 三菱重工業株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| KR20150086374A (ko) | 2013-02-27 | 2015-07-27 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가공장치 및 가공방법 |
| US9757816B2 (en) | 2013-02-27 | 2017-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Machining device and machining method |
| US9862055B2 (en) | 2013-02-27 | 2018-01-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Processing apparatus and processing method |
| KR20160029857A (ko) | 2014-02-28 | 2016-03-15 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치 |
| US10792759B2 (en) | 2014-02-28 | 2020-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and laser processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079178A (ja) | 1995-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100921847B1 (ko) | 3차원 형상 측정 장치 | |
| KR100281853B1 (ko) | 전자기 정렬 및 주사 장치 | |
| EP0811899B1 (en) | Supporting apparatus using magnetic power | |
| US4543615A (en) | Automatic scanning device and its control for opto-mechanical processing applications | |
| US6604863B2 (en) | Actuator mechanism for precision alignment of optical components | |
| KR100245961B1 (ko) | 주사 장치 | |
| JP2004363606A (ja) | レチクルマスキングブレードシステムおよびレチクルマスキングブレードの制御方法およびレチクルマスキングブレードの浮上装置 | |
| JPH083756B2 (ja) | 位置決め装置 | |
| JPH1074685A (ja) | 送り装置 | |
| JP2828871B2 (ja) | トレパニングヘッド | |
| US20030059194A1 (en) | Multi axis component actuator | |
| US5315374A (en) | Three-dimensional measuring apparatus | |
| CN108279551B (zh) | 光刻机运动平台及其微运动平台和控制方法 | |
| JP3395142B2 (ja) | 光学系駆動装置 | |
| JP2004363605A (ja) | レチクルマスキングブレードシステムおよびレチクルマスキングブレードの制御方法およびレチクルマスキングブレードの浮上装置 | |
| JP2001290100A (ja) | ミラースキャナ | |
| JP2003043405A (ja) | スキャナ装置 | |
| JPH0882757A (ja) | ２軸光束駆動装置 | |
| JPH06320367A (ja) | 位置決めテーブル装置 | |
| JPH07325262A (ja) | レーザ顕微鏡装置 | |
| JP2001230178A (ja) | 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法 | |
| GB2136163A (en) | Light Beam Stabilizer | |
| JP2513075B2 (ja) | 光学機器のレ―ザ溶接方法 | |
| JP2005345329A (ja) | 測長用レーザ干渉計 | |
| JP2004251785A (ja) | 球面モータを用いた首振り運動光てこによる光線追尾式レーザ干渉測長装置および該装置を用いた座標測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980825 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070918 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080918 Year of fee payment: 10 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080918 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090918 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100918 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100918 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110918 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |