JPH08141767A - Optical axis adjusting device - Google Patents

Optical axis adjusting device

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JPH08141767A
JPH08141767A JP6278988A JP27898894A JPH08141767A JP H08141767 A JPH08141767 A JP H08141767A JP 6278988 A JP6278988 A JP 6278988A JP 27898894 A JP27898894 A JP 27898894A JP H08141767 A JPH08141767 A JP H08141767A
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JP
Japan
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reflecting mirror
light spot
displacement
optical axis
axis
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Application number
JP6278988A
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Japanese (ja)
Inventor
Mineo Higuchi
峰夫 樋口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH08141767A publication Critical patent/JPH08141767A/en
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Abstract

PURPOSE: To automatically execute adjustment of optical axis in a direct drive laser beam machine by operating mounting error of a reflecting mirror from light spot displacement information and axis displacement information. CONSTITUTION: In assembling or adjusting after assembling of a direct drive laser beam machine, by detection the two dimensional displacement of light spot from the center of one side reflecting mirror 11 to a light receiving body through other reflecting mirror 11 by a light spot displacement detecting mechanism 18, the light spot displacement information is obtained. Further, the displacement of center axis between reflecting mirrors 11 is detected by an axis displacement detecting mechanism and the axis displacement information is obtained. The mounting error of reflecting mirror is operated from light spot displacement information and axis displacement information. Based on this mounting error, an optical axis adjusting mechanism 19 outputs an inclined angle to a reflecting mirror tilting mechanism 13 and the mounting error of reflecting mirror is automatically compensated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機やレー
ザロボットにおいて反射鏡の取付誤差を自動的に調整す
る光軸調整装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical axis adjusting device for automatically adjusting a mounting error of a reflecting mirror in a laser processing machine or a laser robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工機やレーザロボットは、例え
ば数KWのCO2 レーザを用いて材料(以下、受光体と
いう)の溶接、溶断等を行う装置であり、CO2 レーザ
から照射されたレーザ光を複数の反射鏡を用いて受光体
の所定の位置に導いている。しかし、各反射鏡に取付誤
差が生じている場合には、レーザ光を使用者の意図する
位置に照射させることができず、正しい溶接を行うこと
ができないために反射鏡の角度及び反射鏡の位置を正確
に調整する必要がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Laser processing machine or a laser robot, for example, a material with a CO 2 laser having KW (hereinafter, referred to as photoreceptor) welding, a device for performing fusing or the like, a laser emitted from a CO 2 laser The light is guided to a predetermined position on the photoreceptor by using a plurality of reflecting mirrors. However, if there is a mounting error in each reflecting mirror, the laser beam cannot be irradiated to the position intended by the user, and correct welding cannot be performed. The position needs to be adjusted accurately.

【0003】具体的には、レーザ加工機の根本から可視
光の微弱なレーザ光線を導入し、1枚目の反射鏡を反射
した光線を、2枚目の反射鏡を取付けるフランジ部に代
わりに取付けたピントガラスで受ける。次に、ピントガ
ラス上の光点が中央にくるように1枚目の反射鏡を調整
し(以下、光軸調整という)、この調整が終わったら、
2枚目の反射鏡を取付け、3枚目の反射鏡の取付けフラ
ンジ部にピントガラスを取付けて、2枚目の反射鏡の調
整を行う。そして、この作業を先端まで繰り返すもので
ある。
Specifically, a weak laser beam of visible light is introduced from the root of the laser processing machine, and the light beam reflected by the first reflecting mirror is used instead of the flange portion for mounting the second reflecting mirror. Receive with the attached focus glass. Next, adjust the first reflecting mirror so that the light spot on the focusing glass is in the center (hereinafter referred to as the optical axis adjustment), and after this adjustment,
The second reflecting mirror is attached, and the focus glass is attached to the mounting flange portion of the third reflecting mirror to adjust the second reflecting mirror. Then, this work is repeated up to the tip.

【0004】しかし、この調整方法は非常に煩雑であ
り、1台の組立調整または組立後の調整を熟練者が行っ
ても半日はかかる。また、光軸調整は目視による手作業
によりなされているため、その信頼性及び精度にも問題
があった。したがって、近年光軸調整を自動的に行う光
軸調整装置及び光軸調整方法が開示されている。
However, this adjusting method is very complicated, and it takes half a day even if a skilled person carries out the assembly adjustment of one unit or the adjustment after the assembly. Moreover, since the optical axis adjustment is performed by visual inspection, there is a problem in its reliability and accuracy. Therefore, in recent years, an optical axis adjusting device and an optical axis adjusting method for automatically adjusting the optical axis have been disclosed.

【0005】図6は例えば特開平5−329674号公
報に示された従来の光軸調整装置を示す構成図である。
図において、1はレーザ発振機、2a〜2eは軸回りに
回転自在に取付けられている関節であり、電動モータ、
ギア、ベアリングなどから構成されている。3a〜3h
は摺動及び回転自在に取付けられた反射鏡であり、スラ
イド機構とジンバル機構により構成されている。なお、
このジンバル機構とは反射鏡3a〜3hが内枠に対して
左右方向に回動自在に取付けられているとともに、この
内枠は外枠に対して上下方向に回動自在に取付けられて
いるものである。4はレーザ光を分離するビームスプリ
ッタ、5,6はレーザ光の検出器、7,8は検出器5,
6から取り込んだレーザ光の画像処理を行う画像処理装
置、9は画像処理装置7,8からの映像を表示する画像
表示装置である。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional optical axis adjusting device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-329674.
In the figure, 1 is a laser oscillator, 2a to 2e are joints mounted rotatably around an axis, an electric motor,
It consists of gears and bearings. 3a-3h
Is a reflecting mirror that is slidably and rotatably attached, and includes a slide mechanism and a gimbal mechanism. In addition,
The gimbal mechanism is one in which the reflecting mirrors 3a to 3h are attached to the inner frame so as to be rotatable in the left-right direction, and the inner frame is attached to the outer frame in a vertically rotatable manner. Is. 4 is a beam splitter for separating laser light, 5 and 6 are detectors for laser light, 7 and 8 are detectors 5,
An image processing device for performing image processing of the laser light taken in from 6, and an image display device 9 for displaying images from the image processing devices 7 and 8.

【0006】次に動作について説明する。まず、レーザ
発振機1よりレーザビームを反射鏡3aのレーザビーム
入力口に照射することにより、ビームスプリッタ4によ
り分離されたレーザ光を2つの検出器5,6を介して画
像処理装置7、8に導入することにより、画像処理装置
7,8は導入されたそれぞれのレーザ光を同一の画像表
示装置9に同時に表示する。そこで、測定対象の関節の
みを所定方向に回転させることにより、光点の軌跡は円
を描く。この際、上記光点の軌跡が画像表示装置9の円
の中心を通るように反射鏡3a〜3hを調整する。この
調整は、反射鏡3a〜3hを微少量動かして光点の移動
方向及び移動量を計測し、微少量、光点の移動方向、及
び移動量を用いて、所望の位置までの調整移動量を算出
することで行う。なお、上記従来例では光学系の終端に
受光体が設けられているが、実際のレーザ加工機等では
レーザの光を絞るための放物面鏡またはレンズが設置さ
れている。
Next, the operation will be described. First, by irradiating the laser beam input port of the reflecting mirror 3a with the laser beam from the laser oscillator 1, the laser beam separated by the beam splitter 4 is passed through the two detectors 5 and 6 and the image processing devices 7 and 8 are connected. The image processing devices 7 and 8 simultaneously display the introduced laser beams on the same image display device 9. Therefore, by rotating only the joint to be measured in a predetermined direction, the locus of the light spot draws a circle. At this time, the reflecting mirrors 3a to 3h are adjusted so that the locus of the light spot passes through the center of the circle of the image display device 9. This adjustment is performed by moving the reflecting mirrors 3a to 3h in small amounts to measure the moving direction and moving amount of the light spot, and using the small amount, moving direction and moving amount of the light spot, the adjusted moving amount to the desired position. Is calculated. In the above-mentioned conventional example, the light receiving body is provided at the end of the optical system, but in an actual laser processing machine or the like, a parabolic mirror or lens for narrowing the laser light is installed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の光軸調整装置は
以上のように構成されているので、反射鏡3a〜3hの
取付誤差を修正するためには、反射鏡3a〜3h毎に、
反射鏡を手動で予め微少量動かし、光点の軌跡を計測
し、所望の位置までの移動量を算出し、再び手動で反射
鏡を調整していたため、調整作業が煩雑で調整時間に多
くの時間が費やされるという問題点があった。また、光
点の位置を検出する検出器5,6、画像処理装置7,
8、及びビームスプリッタ4などの光学系を製作する必
要があるので、コストがかかるという問題点があった。
さらに、光点の軌跡が円を描くことを利用しているが、
直動型レーザ加工機では光点の軌跡は円を描かない(後
述するように直線を描く)ので、直動型レーザ加工機に
は適用できないなどの問題点があった。
Since the conventional optical axis adjusting device is constructed as described above, in order to correct the mounting error of the reflecting mirrors 3a to 3h,
Since the reflector was manually moved in advance in small amounts, the trajectory of the light spot was measured, the amount of movement to the desired position was calculated, and the reflector was manually adjusted again, so the adjustment work was complicated and many adjustment times were required. There was a problem that time was spent. Further, the detectors 5 and 6 for detecting the position of the light spot, the image processing device 7,
8 and the optical system such as the beam splitter 4, it is necessary to manufacture the optical system.
Furthermore, although the locus of the light spot draws a circle,
In the direct-acting laser processing machine, the locus of the light spot does not draw a circle (it draws a straight line as will be described later), so there is a problem that it cannot be applied to the direct-acting laser processing machine.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザロボット及び直動型レー
ザ加工機の組立時または組立後の調整時に、光軸の調整
が自動的に行うことができ、また、コストを安価にする
ことができるとともに、直動型レーザ加工機にも適用す
ることができる光軸調整装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the optical axis is automatically adjusted at the time of assembling the laser robot and the direct-acting laser processing machine or at the time of adjustment after the assembly. It is an object of the present invention to obtain an optical axis adjusting device that can be manufactured at low cost and can be applied to a direct-acting laser processing machine.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
軸調整装置は、光点変位検出機構より読み込んだ光点変
位情報と軸変位検出機構より読み込んだ軸変位情報とか
ら反射鏡の取付誤差を演算し、この取付誤差に基づいて
反射鏡の傾き角度を反射鏡傾動機構に出力するようにし
たものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical axis adjusting device which uses a light spot displacement information read by a light spot displacement detection mechanism and axial displacement information read by a shaft displacement detection mechanism to determine a reflector. The mounting error is calculated, and the tilt angle of the reflecting mirror is output to the reflecting mirror tilting mechanism based on this mounting error.

【0010】請求項2の発明に係る光軸調整装置は、光
点変位検出機構から光点変位情報を読み込み、一方の反
射鏡の取付誤差だけにより、光点変位に誤差が生じてい
るものとみなし、反射鏡の近似的な取付誤差を演算し、
この取付誤差に基づいて反射鏡の傾き角度を上記反射鏡
傾動機構に出力するようにしたものである。
In the optical axis adjusting device according to the second aspect of the present invention, the light spot displacement information is read from the light spot displacement detection mechanism, and an error occurs in the light spot displacement only due to the mounting error of one reflecting mirror. Assumed, calculate the approximate mounting error of the reflector,
Based on this mounting error, the tilt angle of the reflecting mirror is output to the reflecting mirror tilting mechanism.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の発明における光軸調整装置は、一方
の反射鏡の中心から他方の反射鏡を経て受光体上に至る
光点の2次元変位を検出する光点変位検出機構より読み
込んだ光点変位情報と軸変位検出機構より読み込んだ反
射鏡間の中心軸の変位を示す軸変位情報とから反射鏡の
取付誤差を演算し、この取付誤差に基づいて反射鏡の傾
き角度を反射鏡傾動機構に出力する光軸調整機構を設け
たことにより、反射鏡の取付誤差を自動的に補正するこ
とができるようになる。
In the optical axis adjusting device according to the first aspect of the present invention, the light spot displacement detecting mechanism for detecting the two-dimensional displacement of the light spot from the center of one reflecting mirror to the photoreceptor through the other reflecting mirror is read. The mounting error of the reflecting mirror is calculated from the light spot displacement information and the axial displacement information indicating the displacement of the central axis between the reflecting mirrors read from the axial displacement detecting mechanism, and the tilt angle of the reflecting mirror is calculated based on this mounting error. By providing the optical axis adjusting mechanism for outputting to the tilting mechanism, it becomes possible to automatically correct the mounting error of the reflecting mirror.

【0012】請求項2の発明における光軸調整装置は、
一方の反射鏡の中心から他方の反射鏡を経て受光体上に
至るレーザ光の受光体上の光点の2次元変位を検出する
光点変位検出機構から光点変位情報を読み込み、一方の
反射鏡の取付誤差だけにより、光点変位に誤差が生じて
いるものとみなし、反射鏡の近似的な取付誤差を演算
し、この取付誤差に基づいて反射鏡の傾き角度を反射鏡
傾動機構に出力する光軸調整機構を設けたことにより、
反射鏡の近似的な取付誤差を自動的に補正することがで
きるようになる。
The optical axis adjusting device according to the invention of claim 2 is
Light spot displacement information is read from a light spot displacement detection mechanism that detects the two-dimensional displacement of the light spot on the light receiver on the light receiver from the center of one reflector to the light receiver through the other reflector, and one of the reflections is read. It is considered that there is an error in the light spot displacement due to the mirror mounting error only, and an approximate mounting error of the reflecting mirror is calculated, and the tilt angle of the reflecting mirror is output to the reflecting mirror tilting mechanism based on this mounting error. By providing the optical axis adjustment mechanism to
It becomes possible to automatically correct the approximate mounting error of the reflecting mirror.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による光軸調整装置を
示す構成図であり、図において、従来のものと同一の符
号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。ま
た、1点鎖線で囲まれた部分は従来の光軸調整装置の構
成要素であり、1点鎖線の外の部分は本発明の光軸調整
装置に関する構成要素である。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical axis adjusting device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those of the conventional one indicate the same or corresponding portions, and therefore the description thereof will be omitted. The part surrounded by the one-dot chain line is a constituent element of the conventional optical axis adjusting device, and the part outside the one-dot chain line is a constituent element relating to the optical axis adjusting device of the present invention.

【0014】11は反射鏡支持機構(例えば、ジンバル
機構)12により傾動自在に支持されている反射鏡、1
3は反射鏡11を内枠に対して左右方向及びこの内枠は
外枠に対して上下方向(以下、2自由度という)に傾動
させることができる反射鏡傾動機構であり、例えば反射
鏡11を裏側から押して傾動させるマイクロメータ(図
示なし)とそれを駆動するモータ(図示なし)とその回
転を検出するエンコーダ(図示なし)等から構成され
る。14はレーザロボットまたは直動型レーザ加工機に
おける反射鏡11間の中心軸を示す機械軸であり、回動
軸または直動軸が含まれる。15は機械軸14を駆動す
る軸駆動機構であり、例えばモータ、減速機、及びボー
ルねじ等により構成される。なお、これらの構成部品に
ついては図示されていない。
Reference numeral 11 denotes a reflecting mirror which is tiltably supported by a reflecting mirror support mechanism (eg, gimbal mechanism) 12.
Reference numeral 3 denotes a reflecting mirror tilting mechanism capable of tilting the reflecting mirror 11 in the left-right direction with respect to the inner frame and in the up-down direction (hereinafter, referred to as 2 degrees of freedom) with respect to the outer frame. It is composed of a micrometer (not shown) for tilting by pushing from the back side, a motor (not shown) for driving it, an encoder (not shown) for detecting its rotation, and the like. A mechanical axis 14 indicates a central axis between the reflecting mirrors 11 in the laser robot or the direct-acting laser beam machine, and includes a rotary axis or a direct-acting axis. Reference numeral 15 denotes a shaft drive mechanism that drives the mechanical shaft 14, and is composed of, for example, a motor, a speed reducer, and a ball screw. Note that these components are not shown.

【0015】16は機械軸14の変位を検出する軸変位
検出機構であり、例えば上記機械軸14のモータの回転
角を検出するエンコーダから構成される。17はレーザ
加工機のコントローラ(図示なし)からの命令に従って
機械軸14を制御する軸制御機構である。18は受光体
上に照射された光点の2次元変位を検出する光点変位検
出機構であり、例えば光点の位置を電圧に変換するPS
D(アンプ、A/Dコンバータ等)により構成される。
19は光軸調整機構であり、軸制御機構17から得た軸
変位の情報と光点変位検出機構18から得た光点変位の
情報を用いて座標変換の演算を行い、反射鏡11の傾動
変位を計算し、傾動変位の情報を反射鏡傾動機構13に
伝えるものである。なお、反射鏡傾動機構13はモータ
で駆動するとしたが、光軸調整機構19の傾動変位に従
い、手動で駆動してもよい。
Reference numeral 16 denotes a shaft displacement detecting mechanism for detecting the displacement of the mechanical shaft 14, which is composed of, for example, an encoder for detecting the rotation angle of the motor of the mechanical shaft 14. Reference numeral 17 denotes an axis control mechanism that controls the machine axis 14 in accordance with a command from a controller (not shown) of the laser processing machine. Reference numeral 18 denotes a light spot displacement detection mechanism that detects the two-dimensional displacement of the light spot irradiated on the light receiving body. For example, a PS that converts the position of the light spot into a voltage
D (amplifier, A / D converter, etc.).
Reference numeral 19 denotes an optical axis adjusting mechanism, which uses the information on the axial displacement obtained from the axis control mechanism 17 and the information on the optical point displacement obtained from the optical point displacement detecting mechanism 18 to perform coordinate conversion calculation to tilt the reflecting mirror 11. The displacement is calculated and information on the tilt displacement is transmitted to the reflecting mirror tilt mechanism 13. Although the reflecting mirror tilting mechanism 13 is driven by the motor, it may be manually driven according to the tilting displacement of the optical axis adjusting mechanism 19.

【0016】次に光軸調整機構19の詳細な調整手順の
説明を行う。図2はこの発明の一実施例による光軸調整
装置の光学系モデルを示す構成図であり、図において、
11a、11bは図1で示した反射鏡であり、20は光
点変位検出機構18の受光体である。
Next, a detailed adjustment procedure of the optical axis adjusting mechanism 19 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing an optical system model of an optical axis adjusting device according to an embodiment of the present invention.
Reference numerals 11a and 11b are the reflecting mirrors shown in FIG. 1, and 20 is a light receiving body of the light spot displacement detecting mechanism 18.

【0017】また、図2において、主なベクトルを説明
する。 Mj :反射鏡11a,11bの入反射側に立てた単位
法線ベクトル(j=1,2)。 Cj :反射鏡11a,11bまたは受光体20の中心
の位置ベクトル(j=1,2,3)。 Lj :反射鏡11aに入射した単位光軸ベクトル(j
=0)、または反射鏡11a,11bから反射した単位
光軸ベクトル(j=1,2)。 Gθp:受光体20上で検出される光点の2次元座標。 N1 :θ=0のときに反射鏡11aの中心から反射鏡
11bを経て、受光体上の近似円の中心に至る光軸のう
ち、反射鏡11a,11b間の単位ベクトル。 N2 :θ=0のときに反射鏡11aの中心から反射鏡
11bを経て、受光体20上の近似円の中心に至る光軸
のうち、反射鏡11b、受光体20間の単位ベクトル。 Op :受光体20上の近似円の中心の2次元座標(x
0 ,y0T 。 O :受光体20上の近似円の中心の3次元座標。
Main vectors will be described with reference to FIG. M j : a unit normal vector (j = 1, 2) standing on the entrance / reflection side of the reflecting mirrors 11a and 11b. C j : Position vector of the center of the reflecting mirrors 11a and 11b or the light receiver 20 (j = 1, 2, 3). L j : unit optical axis vector (j
= 0), or the unit optical axis vector (j = 1, 2) reflected from the reflecting mirrors 11a and 11b. Gθp: Two-dimensional coordinates of the light spot detected on the photoconductor 20. N 1 : A unit vector between the reflecting mirrors 11a and 11b in the optical axis from the center of the reflecting mirror 11a to the center of the approximate circle on the photoreceptor when θ = 0. N 2: via the reflector 11b from the center of the reflecting mirror 11a when theta = 0, among the light axis extending in the center of the approximate circle on the photoreceptor 20, the reflecting mirror 11b, unit vectors between the photoreceptor 20. Op: Two-dimensional coordinates (x
0 , y 0 ) T. O: Three-dimensional coordinates of the center of the approximate circle on the photoreceptor 20.

【0018】なお、ベクトルvをω軸回りにθだけ回転
する座標変換行列をE(ωθ)vと表記する。ベクトル
vの成分を(vx,vy,vz)T と表記する。ここで
Tはベクトルの転置を表す。ある3次元座標“v”を2
次元座標で表したものは、pをつけて“vp”とする。
A coordinate transformation matrix that rotates the vector v about the ω axis by θ is expressed as E (ωθ) v. The component of the vector v is expressed as (vx, vy, vz) T. Here, T represents the transposition of the vector. Two 3D coordinates "v"
The one expressed in the dimensional coordinate is added with p to be “vp”.

【0019】図2において、反射鏡11a,11bは正
しい取付け姿勢から上下にδa1,δa2、左右にδb1,δ
b2の角度誤差を持ち、中心は機械軸(l0 ,l1 ,l
2 )の交点と一致するものとする。入射する光軸は機械
軸l0 に平行で反射鏡11aの中心に当たる。出射側先
端に立てた法線は機械軸l2 と一致する。更に、ベース
座標系Σ0は回動軸方向をx、上方をzとする。回動軸
の変位はθで表す。尚、ベース座標系Σ0とは絶対座標
系のことであり、モデルとしている光学系の回動軸を絶
対座標系のX軸と平行にし、光学系の上方をZ軸と合わ
せたものである。
In FIG. 2, the reflecting mirrors 11a and 11b are vertically installed from the correct mounting posture by δ a1 and δ a2 , and left and right by δ b1 and δ.
With an angular error of b2 , the center is the machine axis (l 0 , l 1 , l
It should coincide with the intersection of 2 ). The incident optical axis is parallel to the mechanical axis l 0 and strikes the center of the reflecting mirror 11a. The normal line standing at the tip of the emission side coincides with the mechanical axis l 2 . Further, in the base coordinate system Σ0, the rotation axis direction is x and the upper side is z. The rotation axis displacement is represented by θ. The base coordinate system Σ0 is an absolute coordinate system, in which the rotation axis of the modeled optical system is parallel to the X axis of the absolute coordinate system and the upper side of the optical system is aligned with the Z axis.

【0020】回動軸が機械軸l0 まわりに回動したと
き、光点の軌跡は円を描くので、この円の中心の座標と
半径を求める。円を通る3点がわかれば、円の中心の座
標と半径がわかる。受光体20上で検出される光点の2
次元座標3点をG0p、G1p、G2pとし(これらは
回動軸の角度θを例えばそれぞれθ=0,−π/2,π
/2などとして測定する)、受光体20上の近似円の中
心の座標をOp(x0 ,y0T 、半径をrとすれば以
下の式が成り立つ。 (G0p−Op)・(G0p−Op)=r2 (G1p−Op)・(G1p−Op)=r2 (G2p−Op)・(G2p−Op)=r2 (1) なお、“・”はベクトルの内積を表し、これをOp(x
0 ,y0 )とrについて解けばよい。
When the rotation axis rotates about the mechanical axis l 0 , the locus of the light spot draws a circle, so the coordinates and radius of the center of this circle are obtained. If the three points passing through the circle are known, the coordinates and radius of the center of the circle can be known. 2 of the light spots detected on the photoreceptor 20
The three-dimensional coordinates are set to G0p, G1p, and G2p (these are, for example, θ = 0, −π / 2, π for the angles θ of the rotation axes, respectively).
/ 2, etc.), the coordinates of the center of the approximate circle on the photoconductor 20 are Op (x 0 , y 0 ) T , and the radius is r, the following formula is established. (G0p-Op) · (G0p -Op) = r 2 (G1p-Op) · (G1p-Op) = r 2 (G2p-Op) · (G2p-Op) = r 2 (1) It should be noted that, "-" Represents the dot product of the vector, which is Op (x
0 , y 0 ) and r.

【0021】次に、反射鏡11aのベクトルと取付誤差
の求め方について、4段階に分けて順に説明する。な
お、ここでは光点の座標の近似円上での位相により場合
分けが必要になる。
Next, the method of obtaining the vector of the reflecting mirror 11a and the mounting error will be described in four steps in order. In this case, it is necessary to classify the light spots according to the phase on the approximate circle of the coordinates.

【0022】ステップ1 まず、回動軸の角度θが0のときの受光体20上の光点
の座標G0pが、受光体20上のxy座標系で近似円の
第何象限にあるかを調べる。そのため、θがG0pから
微小に増加したときの光点の座標をGdpとする。G0
pとGdpのx、y座標をそれぞれ(xg0,yg0T
(xgd,ygdT とすると、これらの大小関係から次の
ように場合分けできる。 第1象限 xg0>xgd & yg0<ygd 第2象限 xg0>xgd & yg0>ygd 第3象限 xg0<xgd & yg0>ygd 第4象限 xg0<xgd & yg0<ygd
Step 1 First, it is checked whether the coordinate G0p of the light spot on the photoconductor 20 when the angle θ of the rotation axis is 0 is in the quadrant of the approximate circle in the xy coordinate system on the photoconductor 20. . Therefore, the coordinate of the light spot when θ slightly increases from G0p is Gdp. G0
The x and y coordinates of p and Gdp are (x g0 , y g0 ) T , respectively.
Given (x gd , y gd ) T , the following cases can be classified based on their magnitude relations. 1st quadrant x g0 > x gd & y g0 <y gd 2nd quadrant x g0 > x gd & y g0 > y gd 3rd quadrant x g0 <x gd & y g0 > y gd 4th quadrant x g0 <x gd & Y g0 <y gd

【0023】ステップ2 次にG0pから回動軸を正方向に回動させ、光点が初め
に受光体20のx軸またはy軸上に来たときの角度θa
を測定する。G0pがステップ1で調べた象限から軸上
に来たときの光点の座標は、近似円の中心の座標Op
(x0 ,y0Tと半径をrを用いて、それぞれの象限
の場合について次のようになる。 第1象限 (x0 ,y0 +r)T 第2象限 (x0 −r,y0T 第3象限 (x0 ,y0 −r)T 第4象限 (x0 +r,y0T 但し、これらの座標は近似値である。そこで光点が軸上
に来たことの判定には、例えば次のように回動軸を回動
したときの光点の座標の極値の変化を検出すれば良い。 第1象限 y座標が極大 第2象限 x座標が極小 第3象限 y座標が極小 第4象限 x座標が極大
Step 2 Next, the rotation axis is rotated in the positive direction from G0p, and the angle θ a when the light spot first comes on the x-axis or the y-axis of the photoreceptor 20.
To measure. The coordinates of the light spot when G0p comes on the axis from the quadrant examined in step 1 are the coordinates Op of the center of the approximate circle.
Using (x 0 , y 0 ) T and the radius r, the following is obtained for each quadrant case. The first quadrant (x 0, y 0 + r ) T second quadrant (x 0 -r, y 0) T third quadrant (x 0, y 0 -r) T the fourth quadrant (x 0 + r, y 0 ) T However, these coordinates are approximate values. Therefore, to determine that the light spot is on the axis, for example, a change in the extreme value of the coordinates of the light spot when the rotation shaft is rotated may be detected as follows. First quadrant y coordinate is maximum Second quadrant x coordinate is minimum Third quadrant y coordinate is minimum Fourth quadrant x coordinate is maximum

【0024】ステップ3 θ=0のときの、反射鏡11aの中心から、反射鏡11
bを経て受光体20上の光点に至る光軸の、機械軸l1
に対する角度δy 、δz を求める。ステップ1で求めた
近似円の半径rと、ステップ2で求めた光点が軸上に来
たときの角度θa を用いる。δy とδz はそれぞれベー
ス座標系Σ0 のy軸、z軸まわりの角度とする。これら
は近似円の象限ごとに次のようになる。 第1象限 δy =−r sinθa /(l1 +l2 ) δz =r cosθa /(l1 +l2 ) 第2象限 δy =r cosθa /(l1 +l2 ) δz =r sinθa /(l1 +l2 ) 第3象限 δy =r sinθa /(l1 +l2 ) δz =−r cosθa /(l1 +l2 ) 第4象限 δy =−r cosθa /(l1 +l2 ) δz =−r sinθa /(l1 +l2 ) (2)
Step 3 When θ = 0, from the center of the reflecting mirror 11a to the reflecting mirror 11
The mechanical axis l 1 of the optical axis reaching the light spot on the photoreceptor 20 via b
The angles δ y and δ z with respect to are obtained. The radius r of the approximate circle obtained in step 1 and the angle θ a when the light spot obtained in step 2 comes on the axis are used. δ y and δ z are angles around the y axis and the z axis of the base coordinate system Σ 0 , respectively. These are as follows for each quadrant of the approximate circle. First quadrant δ y = -r sin θ a / (l 1 + l 2 ) δ z = r cos θ a / (l 1 + l 2 ) Second quadrant δ y = r cos θ a / (l 1 + l 2 ) δ z = r sin θ a / (l 1 + l 2 ) 3rd quadrant δ y = r sin θ a / (l 1 + l 2 ) δ z = −r cos θ a / (l 1 + l 2 ) 4th quadrant δ y = −r cos θ a / (L 1 + l 2 ) δ z = −r sin θ a / (l 1 + l 2 ) (2)

【0025】ステップ4反射鏡11a,11bと入反射
光のベクトルから反射鏡11a,11bのベクトルを求
める。ステップ3で求めたδy ,δz を用いて、θ=0
のときに、反射鏡11aの中心から反射鏡11bに至る
光軸のベクトルL1 は次のようになる。 L1 =E(k(dz))E(j(dy))i (3) ここでiはx軸方向の単位ベクトルである。L1 と反射
鏡11aへの入射光のベクトルL0 と反射鏡11aのベ
クトルM1 の関係は次のようになる。 L1 =L0 −2(L0 ・M1 )M1 (4) (3)式を(4)式に代入して、M1 について解く。次
にM1 を反射鏡の取付誤差に換算するため、M1 をベー
ス座標系Σ0 のy軸まわりに回転してx軸と一致させ
る。 M1a=E(j(−π/4))M1 (5) (5)式のM1aのy、z座標をそれぞれm1ay ,m1az
とおけば、反射鏡11aの取付誤差(δa1,δb1T
それぞれ次のようになる。 δa1=−m1az δb1=m1ay (6)
Step 4 The vectors of the reflecting mirrors 11a and 11b are obtained from the vectors of the reflecting mirrors 11a and 11b and the incident / reflected light. Using δ y and δ z obtained in step 3, θ = 0
At this time, the vector L 1 of the optical axis from the center of the reflecting mirror 11a to the reflecting mirror 11b is as follows. L 1 = E (k (dz)) E (j (dy)) i (3) where i is a unit vector in the x-axis direction. The relationship between L 1 and the vector L 0 of light incident on the reflecting mirror 11a and the vector M 1 of the reflecting mirror 11a is as follows. L 1 = L 0 -2 (L 0 · M 1) M 1 (4) (3) by substituting equation in (4), solving for M 1. Next, in order to convert M 1 into a mounting error of the reflecting mirror, M 1 is rotated around the y-axis of the base coordinate system Σ 0 to match the x-axis. M 1a = E (j (−π / 4)) M 1 (5) The y and z coordinates of M 1a in the equation (5) are m 1ay and m 1az , respectively.
In other words, the mounting error (δ a1 , δ b1 ) T of the reflecting mirror 11a is as follows. δ a1 = -m 1az δ b1 = m 1ay (6)

【0026】次に、反射鏡11bのベクトルと取付誤差
の求め方について説明する。受光体上の近似円の中心の
2次元座標Op(x0 ,y0T をベース座標系Σ0か
ら見た3次元ベクトルOは O=C3 +(x0 ,y0 ,0)T (7) となる。
Next, a method of obtaining the vector of the reflecting mirror 11b and the mounting error will be described. A three-dimensional vector O in which the two-dimensional coordinate Op (x 0 , y 0 ) T of the center of the approximate circle on the photoreceptor is viewed from the base coordinate system Σ0 is O = C 3 + (x 0 , y 0 , 0) T ( 7)

【0027】反射鏡11aの中心から反射鏡11bの中
心に至るベクトルN1 、反射鏡11bの中心から近似円
の中心に至るベクトルN2 はそれぞれ N1 =C2 −C1 (8) N2 =O−C2 (9) となる。N1 とN2 と反射鏡11bのベクトルM2 の関
係は、 N2 =N1 −2(N1 ・M2 )M2 (10) となる。(10)式に(7)、(8)、(9)式を代入
して、M2 について解く。
The vector N 1 from the center of the reflecting mirror 11a to the center of the reflecting mirror 11b and the vector N 2 from the center of the reflecting mirror 11b to the center of the approximate circle are N 1 = C 2 -C 1 (8) N 2 = the O-C 2 (9). The relationship between N 1 and N 2 and the vector M 2 of the reflecting mirror 11b is N 2 = N 1 -2 (N 1 · M 2 ) M 2 (10). The equations (7), (8) and (9) are substituted into the equation (10) to solve for M 2 .

【0028】M2 を反射鏡11a、11bの取付誤差に
換算するため、M2 をベース座標系Σ0 のy軸まわりに
回転してz軸と一致させる。 M2a=E(j(π/4))M2 (11) M2aのx、y座標をそれぞれm2ax 、m2ay とおけば、
反射鏡11bの取付誤差(δa2,δb2)はそれぞれ次の
ようになる。 δa2=m2ax δb2=−m2ay (12)
[0028] M 2 reflectors 11a, for converting the mounting error of 11b, by rotating the M 2 about the y-axis of the base coordinate system sigma 0 match the z-axis. M 2a = E (j (π / 4)) M 2 (11) If the x and y coordinates of M 2a are m 2ax and m 2ay , respectively,
The mounting errors (δ a2 , δ b2 ) of the reflecting mirror 11b are as follows. δ a2 = m 2ax δ b2 = −m 2ay (12)

【0029】以上により、この実施例1によれば、レー
ザロボットの組立時または組立後の調整時に、光軸の調
整が自動的に行うことができる。また、画像処理装置及
びビームスプリッタなどの光学系を製作する必要がない
ため、コストを安価にすることができる。
As described above, according to the first embodiment, the optical axis can be automatically adjusted when the laser robot is assembled or adjusted after the assembly. Moreover, since it is not necessary to manufacture an optical system such as an image processing device and a beam splitter, the cost can be reduced.

【0030】実施例2.次に、直動軸の場合について図
2、図3を参照して説明する。図3はこの発明の一実施
例による直動軸に関する光軸調整装置のモデルを示す構
成図である。図において、従来のものと同一の符号は同
一または相当部分を示すので説明を省略する。21a、
21bは機械軸l1 に沿って直動駆動される反射鏡であ
る。なお、光軸調整装置の構成にあっては、実施例1と
同一であるので説明を省略する。
Example 2. Next, the case of the direct drive shaft will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a configuration diagram showing a model of an optical axis adjusting device for a linear axis according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those of the conventional one indicate the same or corresponding portions, and thus the description thereof will be omitted. 21a,
Reference numeral 21b is a reflecting mirror which is linearly driven along the mechanical axis l 1 . Since the configuration of the optical axis adjusting device is the same as that of the first embodiment, its description is omitted.

【0031】まず、回動軸の場合と同様にして、受光体
20上で光点が描く線分の長さsと角度φを求める。直
動軸の変位がxmin 、xmax のときの受光体上で検出さ
れる光点の2次元座標をそれぞれG0p、G1pとす
る。このとき線分の長さsと角度φは次のようになる。 s=((G0p−G1p)・(G0p−G1p))1/2 (13) cosφ=(G0x−G1x)/s sinφ=(G0y−G1y)/s (14) ここで“・”はベクトルの内積を示す。
First, similarly to the case of the rotation axis, the length s of the line segment drawn by the light spot on the light receiving body 20 and the angle φ are obtained. The two-dimensional coordinates of the light spot detected on the photoreceptor when the displacement of the linear axis is x min and x max are G0p and G1p, respectively. At this time, the length s of the line segment and the angle φ are as follows. s = ((G0p-G1p) ・ (G0p-G1p)) 1/2 (13) cos φ = (G0x-G1x) / s sin φ = (G0y-G1y) / s (14) where “·” is a vector Indicates the dot product.

【0032】次に、反射鏡21aのベクトルと取付誤差
の求め方について説明する。反射鏡21aからの反射光
のベクトルL1 の、機械軸l1 に対する角度は、図2を
参照し、(13)、(14)式を用いると、 dx=−tan-1 (s/xst sinφ) dy= tan-1 (s/xst cosφ) (15) となる。ここで直動軸の行程xstを xst=xmax −xmin (16) としている。
Next, the method of obtaining the vector of the reflecting mirror 21a and the mounting error will be described. The angle of the vector L 1 of the reflected light from the reflecting mirror 21a with respect to the mechanical axis l 1 can be calculated by using equations (13) and (14) as follows: dx = −tan −1 (s / x st sinφ) dy = tan −1 (s / x st cosφ) (15) Here are the stroke x st direct drive shafts and x st = x max -x min ( 16).

【0033】(15)式のdx、dyとx軸上の単位ベ
クトルiを用いると、L1 は L1 =E(k(−dz))E(j(−dy))i (17) となる。
Using dx and dy in the equation (15) and the unit vector i on the x-axis, L 1 is L 1 = E (k (-dz)) E (j (-dy)) i (17) Become.

【0034】実施例1と同様に(4)式にL0 と(1
7)式を代入して、M1 について解けば反射鏡21aの
ベクトルが得られる。ただし sinφ≠0とする。
As in the first embodiment, L 0 and (1
By substituting the equation 7) and solving for M 1 , the vector of the reflecting mirror 21a can be obtained. However, sin φ ≠ 0.

【0035】sinφ=0のときは、y成分が0なので、
1 、L0 、L1 に相当する2次元ベクトルをそれぞれ
pをつけて表せば、以下のようになる。 M1 p=(m1x,m1zT (18) L0 p=(0,1)T (19) L1 p=(L1x,L1zT (20) これらを用いて(17)式は次式のようになる。 L1 p=L0 p−2(L0 p・M1 p)M1 p (21) この(21)式をM1 pについて解けば、反射鏡11a
のベクトルM1 はM1pの成分を用いて、 M1 =(m1X,0,m1ZT (22) となる。
When sin φ = 0, the y component is 0, so
If two-dimensional vectors corresponding to M 1 , L 0 , and L 1 are represented with p respectively, the following is obtained. M 1 p = (m 1x , m 1z ) T (18) L 0 p = (0,1) T (19) L 1 p = (L 1x , L 1z ) T (20) Using these (17) The formula is as follows. L 1 p = L 0 p−2 (L 0 p · M 1 p) M 1 p (21) If this equation (21) is solved for M 1 p, the reflecting mirror 11 a
M 1 = (m 1X , 0, m 1Z ) T (22) is obtained by using the vector M 1 of M 1 p.

【0036】以上で求めた(4)式の解または(22)
式のM1 を実施例1の(5)式に代入すれば、実施例1
の(6)式より反射鏡21aの取付誤差δa1、δb1が得
られる。
The solution of equation (4) obtained above or (22)
Substituting M 1 of the equation into the equation (5) of the first embodiment, the first embodiment
From equation (6), the mounting errors δ a1 and δ b1 of the reflecting mirror 21a can be obtained.

【0037】次に、反射鏡21bのベクトルと取付誤差
の求め方について説明する。直動軸の変位x=xmax
とき、受光体20上の近似円の半径をrとすれば、 r=(l1 +l2 )s/xst (23) となる。近似円の中心の2次元座標Opはrを用いると Op=G0p−(r cosφ,r sinφ)T (24) となる。
Next, a method of obtaining the vector of the reflecting mirror 21b and the mounting error will be described. If the radius x of the approximate circle on the photoconductor 20 is r when the displacement of the linear axis is x = x max , then r = (l 1 + l 2 ) s / x st (23). The two-dimensional coordinate Op of the center of the approximate circle is Op = G0p− (r cos φ, r sin φ) T (24) when r is used.

【0038】反射鏡21bと受光体20の中心の位置ベ
クトルは、以下のようになる。 C1 =(0,0,l0T (25) C2 =C1 +(l1 ,0,0)T (26) C3 =C2 +(0,0,l2T (27)
The position vectors of the centers of the reflecting mirror 21b and the photoreceptor 20 are as follows. C 1 = (0,0, l 0 ) T (25) C 2 = C 1 + (l 1, 0,0) T (26) C 3 = C 2 + (0,0, l 2) T (27 )

【0039】(24)式のx、y要素と(27)式を用
いて、近似円の中心の3次元座標Oは、 O=C3 +(Opx,Opy,0)T (28) となる。
Using the x and y elements of the equation (24) and the equation (27), the three-dimensional coordinate O of the center of the approximate circle is O = C 3 + (Opx, Opy, 0) T (28) .

【0040】実施例1と同様、(25)〜(28)式を
(8),(9)式に代入すれば、ベクトルN1 とN2
得られる。これらを(10)式に代入してM2 について
解けば、反射鏡21bのベクトルが得られる。M2
(11)式に代入すれば(12)式より反射鏡21bの
取付誤差δa2、δb2が得られる。
Similar to the first embodiment, by substituting the equations (25) to (28) into the equations (8) and (9), the vectors N 1 and N 2 can be obtained. By substituting these into the equation (10) and solving for M 2 , the vector of the reflecting mirror 21b is obtained. By substituting M 2 into the equation (11), the mounting errors δ a2 and δ b2 of the reflecting mirror 21b can be obtained from the equation (12).

【0041】以上により、この実施例2によれば、実施
例1と同様の効果が得られるとともに、直動型レーザ加
工機にも適用することができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and it can be applied to the direct-acting laser processing machine.

【0042】実施例3.実施例3は回動軸または直動軸
を持たないこと以外は実施例1及び実施例2と同一であ
る。図4はこの発明のその他の実施例による光軸調整装
置を示す構成図であり、図5はこの発明のその他の実施
例による光軸調整装置の光学系モデルを示す構成図であ
る。図において、従来のものと同一の符号は同一または
相当部分を示すので説明を省略する。22は光軸調整機
構であり、光点変位検出機構18から得た光点変位の情
報を用いて、座標変換の演算を行い、根本側の反射鏡1
1の傾動変位の近似値を計算し、傾動変位の情報を反射
鏡傾動機構13に伝える。
Example 3. The third embodiment is the same as the first and second embodiments except that it does not have a rotary shaft or a linear motion shaft. FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical axis adjusting device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram showing an optical system model of the optical axis adjusting device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those of the conventional one indicate the same or corresponding portions, and thus the description thereof will be omitted. Reference numeral 22 denotes an optical axis adjusting mechanism, which uses the information on the light spot displacement obtained from the light spot displacement detecting mechanism 18 to perform a coordinate conversion operation to reflect the light from the reflecting mirror 1 on the base side.
An approximate value of the tilting displacement of 1 is calculated, and information on the tilting displacement is transmitted to the reflecting mirror tilting mechanism 13.

【0043】次に図5を用いて光軸調整機構22の調整
手順を説明する。まず、受光体上の光点の座標を(x,
y)、実施例1と同様にして光点の近似円を考えれば,
近似円の半径rを用いて、光点の位相θa は次式で表さ
れる。 cosθa =x/r sinθa =y/r (29)
Next, the procedure for adjusting the optical axis adjusting mechanism 22 will be described with reference to FIG. First, let the coordinates of the light spot on the photoreceptor be (x,
y), if an approximate circle of the light spot is considered in the same manner as in Example 1,
The phase θ a of the light spot is represented by the following equation using the radius r of the approximate circle. cos θ a = x / r sin θ a = y / r (29)

【0044】反射鏡11bの取付誤差を0とみなして,
反射鏡11aの中心から、反射鏡11bを経て受光体2
0上の光点に至る光軸の、機械軸l1 に対する角度δ
y 、δz を求める。このとき、近似円の半径rと、光点
の位相θa を用いる。δy とδz はそれぞれベース座標
系Σ0のy軸、z軸まわりの角度とする。 δy =−r cosθa /(l1 +l2 ) δz =r sinθa /(l1 +l2 ) (30)
Considering the mounting error of the reflecting mirror 11b as 0,
From the center of the reflecting mirror 11a, through the reflecting mirror 11b, to the photoreceptor 2
The angle δ of the optical axis reaching the light spot on 0 with respect to the mechanical axis l 1 .
Find y and δ z . At this time, the radius r of the approximate circle and the phase θ a of the light spot are used. δ y and δ z are angles around the y axis and the z axis of the base coordinate system Σ0, respectively. δ y = -r cos θ a / (l 1 + l 2 ) δ z = r sin θ a / (l 1 + l 2 ) (30)

【0045】δyとδzを用いて、反射鏡11aの中心
から反射鏡11bに至る光軸のベクトルL1 は次のよう
になる。 L1 =E(k(dz))E(j(dy))i (31) ここでiはx軸方向の単位ベクトルである。
Using δy and δz, the vector L 1 of the optical axis from the center of the reflecting mirror 11a to the reflecting mirror 11b is as follows. L 1 = E (k (dz)) E (j (dy)) i (31) where i is a unit vector in the x-axis direction.

【0046】次に、反射鏡11a、11bと入反射光の
ベクトルから反射鏡のベクトルを求める。L1 と反射鏡
11aへの入射光のベクトルL0 と反射鏡11aのベク
トルM1の関係は、次のようになる。 L1 =L0 −2(L0 ・M1 )M1 (32) (32)式をM1 について解く。
Next, the vector of the reflecting mirrors is obtained from the reflecting mirrors 11a and 11b and the vector of the incident / reflected light. The relationship between L 1 and the vector L 0 of light incident on the reflecting mirror 11a and the vector M 1 of the reflecting mirror 11a is as follows. L 1 = L 0 -2 (L 0 · M 1) M 1 (32) (32) Equation solving for M 1.

【0047】M1 を反射鏡の取付誤差に換算するため、
1 をベース座標系Σ0のy軸まわりに回転してx軸と
一致させる。 M1a=E(j(−π/4))M1 (33) (33)式のM1aのy、z座標をそれぞれm1ay 、m
1az とおけば、反射鏡11aの取付誤差(δa1,δb1
T はそれぞれ次のようになる。 δa1=−m1az δb1=m1ay (34)
In order to convert M 1 into the mounting error of the reflecting mirror,
Rotate M 1 around the y-axis of the base coordinate system Σ0 to match the x-axis. M 1a = E (j (−π / 4)) M 1 (33) The y and z coordinates of M 1a in the equation (33) are m 1ay and m, respectively.
If you say 1az , the mounting error of the reflector 11a (δ a1 , δ b1 )
Each T is as follows. δ a1 = -m 1az δ b1 = m 1ay (34)

【0048】反射鏡11aから受光体20への光路長は
1 +l2 であるのに対し、反射鏡11bから受光体2
0への光路長はl2 である。従って、反射鏡11aと反
射鏡11bの取付誤差が同じ程度のオーダーであった場
合、取付誤差が受光体20から見た光点の誤差に及ぼす
影響は反射鏡11aの方が大きい。このため光学系全体
の取付誤差は式(6)のδa1とδb1で代表できる。
The optical path length from the reflecting mirror 11a to the light receiving body 20 is l 1 + l 2 , while the light path from the reflecting mirror 11b to the light receiving body 2 is 1.
The optical path length to 0 is l 2 . Therefore, when the mounting errors of the reflecting mirror 11a and the reflecting mirror 11b are of the same order of magnitude, the mounting error has a greater effect on the error of the light spot viewed from the light receiving body 20 in the reflecting mirror 11a. Therefore, the mounting error of the entire optical system can be represented by δ a1 and δ b1 in the equation (6).

【0049】以上により、この実施例3によれば、レー
ザロボット及び直動型レーザ加工機の組立時または組立
後の調整時に、光軸の調整が自動的に行うことができ
る。また、画像処理装置及びビームスプリッタなどの光
学系を製作する必要がないため、コストを安価にするこ
とができる。
As described above, according to the third embodiment, the optical axis can be automatically adjusted at the time of assembling the laser robot and the direct-acting laser processing machine or at the time of adjusting after the assembly. Moreover, since it is not necessary to manufacture an optical system such as an image processing device and a beam splitter, the cost can be reduced.

【0050】なお、上記の効果はl1 がl2 に比べて大
きいほど顕著になる。このため、レーザ加工機の設計に
当たっては、l1 をl2 に比べて大きくなるように設計
するとよい。また、以上の実施例はそれぞれ軸ひとつ分
について説明したが、以上の方法を組み合わせ、各軸ご
とに単独に動作させることにより、軸を複数持つレーザ
加工機に適用することが可能である。また、回動軸と直
動軸が混在するレーザ加工機に適用することも可能であ
る。
The above effect becomes more remarkable as l 1 is larger than l 2 . Therefore, when designing the laser processing machine, it is preferable to design l 1 to be larger than l 2 . Further, although the above embodiments have been described with respect to one axis, respectively, by combining the above methods and independently operating each axis, it is possible to apply to a laser processing machine having a plurality of axes. Further, it is also possible to apply to a laser processing machine in which a rotary shaft and a linear motion shaft are mixed.

【0051】さらに、以上の実施例ではレーザ加工機の
光軸調整に適用した場合について述べたが、反射鏡と被
動軸を持つ他の光学系、例えば潜望鏡に適用することも
可能であり、同様な効果を奏する。
Furthermore, in the above-mentioned embodiments, the case where the present invention is applied to the adjustment of the optical axis of the laser beam machine is described, but it is also possible to apply to other optical systems having a reflecting mirror and a driven axis, for example, a periscope. Has a great effect.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、光点変位検出機構より読み込んだ光点変位情報から
反射鏡の取付誤差を演算し、この取付誤差に基づいて反
射鏡の傾き角度を反射鏡傾動機構に出力するように構成
したので、レーザロボット及び直動型レーザ加工機の組
立時または組立後の調整時に、光軸の調整が自動的に行
うことができ、また、コストを安価にすることができる
とともに、直動型レーザ加工機にも適用することができ
る効果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the mounting error of the reflecting mirror is calculated from the light spot displacement information read by the light spot displacement detecting mechanism, and the reflecting mirror mounting error is calculated based on this mounting error. Since the tilt angle is output to the tilting mechanism of the reflecting mirror, the optical axis can be automatically adjusted at the time of assembling the laser robot and the direct-acting laser processing machine or at the time of adjustment after the assembly. There is an effect that the cost can be reduced and the invention can be applied to a direct-acting laser processing machine.

【0053】請求項2の発明によれば、光点変位検出機
構から光点変位情報を読み込み、一方の反射鏡の取付誤
差だけにより、光点変位に誤差が生じているものとみな
し、反射鏡の近似的な取付誤差を演算し、この取付誤差
に基づいて反射鏡の傾き角度を上記反射鏡傾動機構に出
力するように構成したので、レーザロボット及び直動型
レーザ加工機の組立時または組立後の調整時に、光軸の
調整が自動的に行うことができ、また、コストを安価に
することができるとともに、直動型レーザ加工機にも適
用することができる効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the light spot displacement information is read from the light spot displacement detection mechanism, and it is considered that an error has occurred in the light spot displacement only due to the mounting error of one of the reflecting mirrors. Is calculated, and the tilt angle of the reflecting mirror is output to the reflecting mirror tilting mechanism based on this mounting error, so that the laser robot and the direct-acting laser processing machine are assembled or assembled. The optical axis can be automatically adjusted at the time of the subsequent adjustment, and the cost can be reduced, and it can be applied to the direct-acting laser processing machine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施例による光軸調整装置を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical axis adjusting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の一実施例による光軸調整装置の光
学系モデルを示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an optical system model of an optical axis adjusting device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の一実施例による直動軸に関する光
軸調整装置のモデルを示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a model of an optical axis adjusting device for a linear axis according to an embodiment of the present invention.

【図4】 この発明のその他の実施例による光軸調整装
置を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical axis adjusting device according to another embodiment of the present invention.

【図5】 この発明のその他の実施例による光軸調整装
置の光学系モデルを示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an optical system model of an optical axis adjusting device according to another embodiment of the present invention.

【図6】 例えば特開平5−329674号公報に示さ
れた従来の光軸調整装置を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional optical axis adjusting device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-329674.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a,11b,21a,21b 反射鏡、13 反射
鏡傾動機構、16 軸変位検出機構、18 光点変位検
出機構、19,22 光軸調整機構、20 受光体。
11a, 11b, 21a, 21b Reflecting mirror, 13 Reflecting mirror tilting mechanism, 16 Axis displacement detecting mechanism, 18 Light spot displacement detecting mechanism, 19, 22 Optical axis adjusting mechanism, 20 Photoreceptor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振機から照射されるレーザ光の
光路を変更する1組の反射鏡の傾き角度を変更する反射
鏡傾動機構を備えた光軸調整装置において、上記反射鏡
間の中心軸の変位を検出する軸変位検出機構と、一方の
反射鏡の中心から他方の反射鏡を経て受光体上に至るレ
ーザ光の受光体上の光点の2次元変位を検出する光点変
位検出機構と、この光点変位検出機構より読み込んだ光
点変位情報と上記軸変位検出機構より読み込んだ軸変位
情報とから上記反射鏡の取付誤差を演算し、この取付誤
差に基づいて上記反射鏡の傾き角度を上記反射鏡傾動機
構に出力する光軸調整機構とを備えたことを特徴とする
光軸調整装置。
1. An optical axis adjusting device having a reflecting mirror tilting mechanism for changing the tilting angle of a pair of reflecting mirrors for changing the optical path of a laser beam emitted from a laser oscillator. Displacement detection mechanism for detecting the displacement of the laser beam, and a light spot displacement detection mechanism for detecting the two-dimensional displacement of the light spot on the photoconductor of the laser light from the center of one reflecting mirror to the photoconductor via the other reflecting mirror. Then, the mounting error of the reflecting mirror is calculated from the light spot displacement information read by the light spot displacement detecting mechanism and the axial displacement information read by the axial displacement detecting mechanism, and the inclination of the reflecting mirror is calculated based on the mounting error. An optical axis adjusting device comprising an optical axis adjusting mechanism for outputting an angle to the reflecting mirror tilting mechanism.
【請求項2】 レーザ発振機から照射されるレーザ光の
光路を変更する1組の反射鏡の傾き角度を変更する反射
鏡傾動機構を備えた光軸調整装置において、一方の反射
鏡の中心から他方の反射鏡を経て受光体上に至るレーザ
光の受光体上の光点の2次元変位を検出する光点変位検
出機構と、この光点変位検出機構から光点変位情報を読
み込み、一方の上記反射鏡の取付誤差だけにより、上記
光点変位に誤差が生じているものとみなし、上記反射鏡
の近似的な取付誤差を演算し、この取付誤差に基づいて
上記反射鏡の傾き角度を上記反射鏡傾動機構に出力する
光軸調整機構とを備えたことを特徴とする光軸調整装
置。
2. An optical axis adjusting device having a reflecting mirror tilting mechanism for changing a tilting angle of a pair of reflecting mirrors for changing an optical path of a laser beam emitted from a laser oscillator. A light spot displacement detection mechanism for detecting a two-dimensional displacement of a light spot on the light receiver on the light receiver passing through the other reflecting mirror and a light spot, and reading the light spot displacement information from the light spot displacement detection mechanism. It is considered that there is an error in the displacement of the light point only due to the mounting error of the reflecting mirror, an approximate mounting error of the reflecting mirror is calculated, and the tilt angle of the reflecting mirror is calculated based on the mounting error. An optical axis adjusting device, comprising: an optical axis adjusting mechanism for outputting to a reflecting mirror tilting mechanism.
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