JPH02175087A - レーザ刻印機のワーク距離自動設定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種の金属表面に文字または図形等を刻印す
るレーザ刻印機における集光レンズと被朗印物（ワーク
）の表面との間の距離を白１１Ｊ設定するレーザ刻印機
のワーク距離自Ｖ）設定機構に関づる。

（従来の技術） 従来、レーザ刻印機は、集光レンズとワークとの間の距
離（ワーク距離）がワークのサンプルにより最適値とな
るように、ワークを積載する積載台の高さを設定し、以
摸ワークのみ交換して制印ダるという方法が採用されて
いた。かつ、ワークの種類が何枠類かある場合には、積
載台の高さの設定値が選択された。

（発明が解決しようとする課題） ところが、これらの方法によれば、個々のワークが完全
な均一性を有すれば、何ら支障が生じないが、その寸法
にバラツキが存在すれば、そのバラツキはワーク距離の
バラツキとなり、刻印の品質に急影響を及ぼ′ｒＪ、、
このために、ワーク距離を測定しながら集光レンズまた
はワーク積載台を作動して、個々のワーク毎にその最適
値を選択する必要があった。

また、次のような問題点があった。

■ワーク距離の測定は集光レンズの中心（刻印範囲の中
心）で行うことが望ましい。

■ワークの表面を傷付けたり検出部を損傷しないように
非接触で測定できることが望ましい。

■ワーク距離の測定精度として約±０．３Ｍ程度が必要
である。

本発明は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点を有効に
解決し、その取扱い操作が容易で、刻印精度が向上する
レーザ刻印機のワーク距離自動設定機構を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明は、レーザ刻
印機に設けられ測定用レーザ光をワークに放射すること
により前記集光レンズとワークとの間の距離を測定する
レーザ変位計と、前記集光レンズの直下に移動可能に設
けられ前記集光レンズとワークとの間の距離を測定する
際に、前記し一ザ変位計から放射された測定用レーザ光
を反射して前記ワークに放射しその表面から拡散反射さ
れる光を再び反射して前記レーザ変位計に戻で反射ミラ
ーとを備えることを特徴とする。

（作用） このような技術手段により、レーザ変位計はレーザ光が
ワーク表面で拡散反射して戻るときの角度から、非接触
でワーク距離が測定できると共に、反射ミラーはこの測
定を集光レンズの中心で行うことを可能にし、ワーク刻
印作業に支障のない移動形である。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づき、詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は第１
図の矢印方向Ｐから見た測定用反射ミラーアームの動作
説明図である。第１図および第２図において、レーザ刻
印！１２０は、主としてレーザ発振器１、レーザ反射ミ
ラー２，３、Ｘ軸およびＹ軸スキャナ４，５、集光レン
ズ６から構成される。レーザ発振器１で発生したレーザ
光は、反射ミラー２を経て、スキャナヘッド部１１内の
反射ミラー３を経て、Ｘ軸スキャナ４に取付けられたＸ
ミラー４Ａと、Ｙ軸スキャナ５に取付けられたＹミラー
５Ａとにより偏向され、通常エフ・シータレンズとよば
れる集光レンズ６によって、ワーク１２０表面に焦点を
結び、ワーク１２の朝貢を蒸発させて刻印する。集光レ
ンズ６とワーク１２との距離は、集光レンズ６の焦点距
離と、レーザ光の拡がり角、ワーク材質、刻印の線幅お
よび深さ等に関連して最適値を選定する。−度、最適値
が決れば、以後ワーク距離を一定に保持して、良質な刻
印が行われる。

また、ワーク距離自動設定機構３０は、主としてレーザ
変位計７および測定用反射ミラー８からなる。レーザ変
位計７は、スキャナヘッド部１１に取付けられ、その測
定用レーザ光７Ａが集光レンズ６の中心軸線０−０に対
して、直角に放射される。集光レンズ６の直下には、測
定用反射ミラー８が配置され、測定用レーザ光７Ａを、
集光レンズ６の中心軸線０−０とほぼ一致する方向と位
置に反射し、ワーク１２の表面にレーザ光７Ｂとして照
射する。ワーク１２の表面で拡散反射したレーザ光の一
部７Ｃは、再び測定用反射ミラー８で反射してレーザ変
位計７に戻り、その戻り角度θよりワーク距離を測定す
る。その測定範囲は、１００Ｉｌ＃Ｉ±３０市の範囲内
で、測定値が基準距離１００１１ｇの際に、アナログ出
力を零ボルトとする。

第２図に示すように、測定用反射ミラー８は、反射ミラ
ー用アーム９によってロータリー・ソレノイド１０に取
付けられ、レーザ刻印の際には集光レンズ６の直下から
外れて鎖線で示す位ＩＩ！９Ａに移動する。このとき、
反射ミラー用アーム９に設けられた１１１３は１３Ａに
移動し、レーザ変位計７の測定窓部を閉鎖する。この１
１３は、レーザ変位計７がレーザ刻印の際に発生する光
に反応するアラームの点滅または内部リレーの異常動作
等の発生を防止する。

以上のように、レーザ変位計７により測定される直流電
圧または電流のアナログ出力によって、集光レンズ６の
図示されていない昇降別欄を自動制御することにより、
ワーク距離を最適値に選定することができる。

（発明の効果） 以上に説明するように、本発明によれば、レーザ刻印機
に設けられ測定用レーザ光をワークに放射することによ
り前記集光レンズとワークとの間の距離を測定するレー
ザ変位計と、前記集光レンズの直下に移動可能に設けら
れ前記集光レンズとワークとの間の距離を測定する際に
、前記レーザ変位計から放射された測定用レーザ光を反
射して前記ワークに放射しその表面から拡散反射する光
を再び反射して前記レーザ変位計に戻す反射ミラーとを
設けることにより、従来技術の問題点が有効に解決され
、非接触でワーク距離が測定できると共に、集光レンズ
の中心での測定が可能で、ワーク刻印作業中には反射ミ
ラーが外に移動され、その取扱い操作が容易で、刻印精
度が向上する等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は第１
図の矢印方向Ｐから見た測定用反射ミラーアームの動作
説明図である。 １：レーザ発振器、６：集光レンズ、７：レーザ変位計
、７Ａ、７８．７Ｃ：測定用レーザ光、８：測定用反射
ミラー、９：反射ミラー用アーム、２０：レーザ刻印機
、３０：ワーク距離自動設定別欄。 特許出願人　　富士ＩＩＩ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）レーザ光を発振するレーザ発振器と、Ｘ軸・Ｙ軸ス
   キャナミラーおよび集光レンズとを有し、前記レーザ光
   を偏向させてワークに文字・図形を刻印するレーザ刻印
   機において、前記レーザ刻印機に設けられ測定用レーザ
   光を前記ワークに放射することにより前記集光レンズと
   ワークとの間の距離を測定するレーザ変位計と、前記集
   光レンズの直下に移動可能に設けられ前記集光レンズと
   ワークとの間の距離を測定する際に、前記レーザ変位計
   から放射された測定用レーザ光を反射して前記ワークに
   放射しその表面から拡散反射する光を再び反射して前記
   レーザ変位計に戻す反射ミラーとを備えたことを特徴と
   するレーザ刻印機のワーク距離自動設定機構。