MXPA00006857A - Colimador de rayo laser reflexivo. - Google Patents

Abstract

Un colimador reflexivo para rayo laser, tal como para usarse en una maquina herramienta de corte o soldadura. El colimador requiere no mas de tres espejos, y puede ser configurado solamente con dos. Las posiciones relativas de un par de espejos convexo/concavos, son ajustadas para ajustar la divergencia del rayo de colimado de salida. El ajuste es llevado a cabo mediante las traslacion de dos de los espejos en trayectorias lineales a lo largo de sus respectivas trayectorias del rayo establecidas en el colimador. Un enlace interconecta los dos espejos trasladables e incluye un acoplamiento que incorpora la geometria triangular de la trayectoria del rayo estableciao por los espejos, de modo que los espejos trasladables esten enlazados para mantener la alineacion a traves del rango del ajuste del colimador. Cuando se ajusta uno de los espejos trasladable, el enlace causa que el segunda siga al primero primera, mientras mantiene una alineacion precisa en el colimador.

Description

COLIMADOR DE RAYO LASER REFLEXIVO Campo del Invento La presente invención, generalmente se refiere a una familia de aparatos conocidos como colimadores o telescopios, que incrementan o disminuyen el tamaño de entrada del rayo de luz y más particularmente se refiere a un colimador reflexivo servocontrolado, para ajustar la divergencia de un rayo láser de alta potencia, en una trayectoria del rayo de una máquina y herramienta equipada con rayo láser, tal como una máquina cortadora de láser o una máquina soldadora de láser.

Antecedentes del Invento Los colimadores son aparatos ópticos, que pertenecen a una familia de aparatos conocidos "como colimadores o telescopios, que incluyen productos llamados expandidores y condensadores de rayos. Dichos aparatos, convenientes para la industria de la máquina y herramienta equipada con rayo láser, incrementan o disminuyen el tamaño y cambian las características de divergencia o angulares de un rayo de luz qire pasa a través del mismo. Dichos aparatos también tienen otras características y funciones conocidas para los expertos en el arte. Los fabricantes de aparatos ópticos de rayo láser, publican una literatura que proporciona una variación de diseños y ejemplos para su uso, por ejemplo, l l-IV. Publicación Incorporada 1685. Revisada 3/92, Expandidores-Condensadores de 1 Rayo. Derechos Registrados 1988. Los colimadores pueden ser construidos de aparatos ópticos transmisores, de modo que el rayo de luz pasa a través de los aparatos ópticos. Dichos aparatos ópticos son comúnmente utilizados en máquinas y herramientas equipadas con rayo láser hasta de aproximadamente tres kilowatts de nivel de potencia y algunas veces superiores. El uso de colimadores transmisores con rayo láser de nivel de potencia superior a tres kilowatts se vuelve cada vez más problemático, debido a los límites de densidad de energía que los materiales de los aparatos ópticos transmisores pueden soportar, y debido a un fenómeno llamado lente térmico. El lente térmico es la distorsión de un componente del aparato óptico, causada por una típica absorción de calor de un rayo de entrada de luz. La distorsión puede influenciar la divergencia y calidad del rayo que pasa a través o que refleja desde el componente del aparato óptico, y causa cambios perjudiciales de la posición de enfoque y el diámetro. Los colimadores también son construidos de aparatos ópticos reflexivos, de combinaciones de espejos planos y formados, de modo que el rayo de luz se refleja desde estos elementos ópticos. Los materiales reflexivos de los aparatos ópticos pueden aguantar mayores densidades de energía sin daño, y el lente térmico no es tan severo en aparafos ópticos reflexivos, comparado con aparatos ópticos transmisores. Por lo tanto, los colimadores reflexivos son más apropiadamente utilizados en aplicaciones de rayo láser de alta potencia. Los colimadores reflexivos que se conocen, consisten de cuatro aparatos ópticos reflexivos. Ajustando la distancia entre aparatos ópticos específicos, la divergencia del rayo de salida puede variar. La patente Norteamericana No. 5,442,436 ilustra dicho sistema, así como la Literatura de Ventas Incorporada I I-VI, "Model RBC-Dx Reflective Beam Collimator", fechado en Septiembre de 1992. Los espejos están arreglados en pares en planos paralelos. Para cambiar el tamaño del rayo de salida, un par de espejos se mueve en forma paralela a los rayos de entrada y salida y la distancia entre los pares se cambia. Es conveniente reducir el número de componentes de los aparatos ópticos utilizados en el sistema de entrega del rayo. Cada aparato óptico agrega complejidad a la taarea de alinear una trayectoria del rayo, es una posible fuente de distorsión del rayo y absorbe alguna energía del rayo, reduciendo en general la eficiencia del sistema. Los elementos ópticos se degradan con el uso. Cada elemento óptico, se agrega al costo general del sistema de mantenimiento.

Sumario del Invento En vista de lo anterior, la finalidad general de la presente invención, es reducir el número de espejos en un colimador reflexivo ajustable.

A ese respecto, un objeto de la presente invención, es proporcionar un colimador reflexivo que tenga menos elementos de aparatos ópticos, algunos de los cuales están enlazados en forma mecaánica, para mantener una alineación 4 de aparatos ópticos durante movimientos relativos entre espejos, y de modo que la divergencia del rayo pueda ser modificada pjpr el cambio de posición de un mecanismo de ajuste sencillo. Un objeto de la presente invención es producir un colimador reflexivo con un número reducido de espejos de los aparatos ópticos, en los cuales un mínimo número de espejos requieren movimiento para cambiar las características de tamaño, divergencia o colimación 4 de un rayo y de modo que dichas características puedan ser modificadas, cambiando la posición de un mecanismo de ajuste sencillo. Es un objeto más detallado, para proporcionar un colimador reflexivo de tres espejos, en el cual únicamente es necesario el movimiento de dos de los espejos para ajustar las características del rayo, con los espejos en movimiento que se conectan por un enlace, que mantiene precisamente la alineación óptica a través de su rango de movimiento y de modo que la salida de la divergencia del rayo, puede ser modificada cambiando la posición de un mecanismo de ajuste sencillo. " Un objeto adicional es proporcionar a dicho colimador el cual es adecuado para ajustar bajo el control de un sistema de servocontrol sencillo.

Es otro objeto de la presente invención, para proporcionar un j í colimador en el cual un servomotor sencillo, ajusta las características del rayo con un mecanismo de enlace, que se utiliza para una - alineación óptica entre dos espejos en movimiento, que se mueven en ejes no paralelos. En una vista más amplía, el objeto de la presente invención es proporcionar un colimador robusto y confiable, para permitir el ajuste de características del rayo de manera continua, mientras se cambien las condiciones que puedan requerir la alteración de las características del rayo, y aquel que utiliza dos espejos, ensamblado para moverse en ejes paralelos y conectados por un enlace, para mantener en forma precisa, la alineación ópt yi-ca. Es una característica y un avance de la presente invención que _ • - „ se logre el ajuste en forma confiable de la característica del rayo, utilizando dos espejos trasladables, con la geometría óptica cambiada por el movimiento de los espejos conectados por un enlace mecánico, trasladando en forma precisa un espejo, ensamblado en forma deslizable en un eje no paralelo relativo con el otro espejo en movimiento, en respuesta del movimiento del otro espejo en movimiento, que es un espejo operado ensamblado en forma deslizable. En su forma actualmente preferida, se utiliza un tercer espejo fijado, ya que proporciona suficiente flexibilidad para reducir el tamaño en general de la máquina en el cual se utiliza el colimador.

Es una característica adicional de la presente invención, que se proporcione un colimador reflexivo, en el cual la trayectoria del rayo a través del colimador defina una geometría triangular, y que dos espejos, ensamblados en ejes de traslación no paralelos, a lo largo de la trayectoria del rayo, ajusten las características del rayo, y estén conectados por un enlace que incluye un acoplamiento para pivote teniendo una geometría triangular proporcional a la trayectoria triangular del rayo geométrico. Es una característica adicional de la presente invención, que únicamente se requiera un servosistema sencillo para manejar el colimador, con un robusto y confiable enlace mecánico que interconecta espejos movibles, de modo que el colimador pueda ser controlado por el Control Numérico de la Computadora, mismo que controla una máquina herramienta equipada con rayo láser y que continuamente ajusta las características del rayo, conforme la cabeza que proporciona el rayo atraviesa la pieza de trabajo y conforme las características del rayo se modifican debido a los cambios en la potencia del rayo láser. Otros objetos y ventajas se volobservarán más aparentes, a partir de la siguiente descripción detallada cuando sea tomada en conjunto con los dibujos que la acompañan.

Breve Descripción de los Dibujos. La FIGURA 1 , es una vista plana de un colimador que ejemplifica una modalidad preferida de la presente invención.

La FIGURA. 2, es una vista parcial tomada a lo largo de la línea 2-2 de la FIGURA 1 , de un colimador en elevación con la cabina eliminada; La FIGURA 3^, es una vista parcial seccionada tomada a lo largo de la línea 3-3 de la FIGURA. 1 , en elevación, con la cabina eliminada; La FIGURA. 4, es una vista parcial del área dentro del círculo punteado 4 de la FIGURA. 2, que muestra los detalles de una forma preferida de una unión cargada con anterioridad utilizada en el enlace mecánico del colimador; Las FIGURAS. 5, 6 y 7, son diagramas de los elementos ópticos del colimador de la FIGURA. 1 , que muestra el efecto en una divergencia de rayo que se obtiene por ajustar en forma diferencial las posiciones del colimador; La FIGURA. 8, es un diagrama similar a la FIGURA. 5, pero que ilustra relaciones angulares importantes en la geometría de la trayectoria del rayo del colimador de la FIGURA 1 ; La FIGURA. 9, es un diagrama similar a la FIGURA. 5, pero que ilustra relaciones angulares importantes entre la geometría de la trayectoria del rayo y el enlace que opera los espejos trasladables en i * forma lineal; y Las FIGURAS. 10a y 10b son diagramas que ilustran en forma esquemática la geometría de la trayectoria del rayo y los enlaces de acoplamiento asociado, para las modalidades alternativas de la presente invención.

Descripción Detallada del Invento Aunque que la presente invención será descrita en relación con ciertas modalidades preferidas, no se pretende limitarla a dichas modalidades. Al contrario, el propósito es cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes tal como se incluyen en el espíritu y el alcance de la presente invención y tal como se definen en las Reivindicaciones adjuntas. Las siguientes descripciones procederán, primero para identificar los elementos mecánicos y ópticos del colimador y sus ubicaciones físicas, luego, para examinar la trayectoria del rayo a través del colimador, luego, para describir como los ajustes del colimador alteran la divergencia del rayo, luego, para describir los detalles de la distribución de ensamble y el enlace que opera, de acuerdo con la presente invención, para ajustar la divergencia del rayo. Las configuraciones alternativas del rayo serán descritas para ilustrar la amplitud de la invención. Con eso a la vista, la atención será dirigida a la FIGURA 1 , que se complementa por FIGURAS 2 y 3. La FIGURA 1 , muestra partes de una cabina 60, utilizada para albergar el colimador, generalmente indicado como 21 . La cabina 60 incluye una placa de base 61 , que es el soporte para los elementos ópticos del aparato, todos de los cuales están soportados de modo que los ejes ópticos estén en un plano sencillo. El puerto de entrada 51 , incluye un acoplamiento 63, que muestra únicamente en forma esquemática, para la conexión al puerto de salida de un rayo láser, para sellar la trayectoria del rayo. El puerto de salida 52 tiene un acoplamiento 53 ilustrado en forma -- _ esquemática, para sellar la trayectoria de salida del rayo, para la conexión al resto del sistema de proporción de rayo de una máquina herramienta. El colimador preferido de la FIGURA 1 V incluye tres espejos de precisión óptica. La fuente de rayo láser, proyecta un rayo a través del puerto de entrada 51 , el cual es reflejado por el primer espejo 65 a un segundo espejo 66. El segundo espejo 66, a su vez, es angulado para reflejar el rayo a un tercer espejo 67, que luego refleja el rayo a un puerto de salida 52. La alineación y la posición relativa de los espejos están establecidas en forma precisa en el colimador, para asegurar que el eje de propagación del rayo coincida con los centros de espejo. En la modalidad preferida, el espejo de entrada 65 es un espejo (plano) plano de cambio a fase cero, aunque podría ser una fase de un cuarto de onda que retarda el espejo de polarización circular. El segundo espejo 66 es convexo, y el tercer espejo 67 es cóncavo. El segundo y tercer espejo hacen un par de espejos con superficies curvas y reflexivas, que cooperan para ajustar la divergencia del rayo, tal como se describirá más adelante. La trayectoria del rayo a través del colimador esta ilustrada con la línea central punteada, que se proyecta a través del puerto de entrada 51 , siendo dirigido un primer elemento de rayo 70 desde el puerto dé entrada hasta el primer espejo, siendo dirigido un segundo elemento de rayo 71 desde el primero hasta el segundo espejo, siendo dirigido un tercer elemento del rayo 72 desde el segundo hasta el tercer espejo, y siendo dirigido un cuarto elemento de rayo 73 desde el tercer espejo hasta el puerto de salida 52. En la modalidad ilustrada se utilizarán los ajustes de la longitud del elemento del rayo 72, para ajustar la divergencia del rayo de salida del colimador. En la modalidad ilustrada, el tercer ensamblado del espejo 76 esta fijado a la base 61 , para que no pueda y no necesite moverse durante la operación de ajuste. Tal como se observa mejor en la FIGURA 2, el ensamblado del espejo 76, esta hecho de un montaje del espejo 75, que tiene un espejo óptico de alta calidad 67, de preferencia de metal y por lo general de cobre, llevado dentro del sujetador 77 y configurado con el aparato 77a, en la parte de atrás del sujetador del espejo 77, adaptado para pasar por un enfriador a través de pasajes internos, en una relación de intercambio de calor con el espejo, para un evitar un excesivo aumento de la temperatura del espejo. El montaje del espejo 75, el cual puede ser atornillado directamente a la base, en la modalidad ilustrada está construido preferentemente con una ménsula encuadrada 75a, que encuadra un servomotor 78. El propósito del servomotor se describirá más adelante. La construcción de la ménsula del montaje del espejo 75a, permite que el montaje del espejo 75, sea fijado directamente a la base 79 por medio de las tuercas 79, mientras permite campo para el servomotor 78, que será doblado hacia atrás dentro de la configuración para reducir el tamaño del colimador en general.

En la modalidad preferida, los otros dos espejos, especialmente los espejos 65 y 66, son trasladables en forma lineal los sobre ejes no paralelos determinados previamente. La forma en que se lleva a cabo lo anterior, se describirá primero en relación con el espejo intermedio 66. Con referencia nuevamente a las FIGURAS 1 , 2 y 3, se observará que el ensamble del espejo 80, incluye un montaje de espejo 80a, que tiene un espejo óptico de alta calidad 66, de preferencia de metal y por lo general de cobre, llevado dentro del sujetador 80b. El espejo 66 esta equipado con elementos de transporte de enfriamiento 82, para suministrar fluidos de enfriamiento a los pasajes internos del espejo, para evitar un aumento excesivo de temperatura del espejo. El montaje del espejo 80a, esta fijado a una placa deslizable 83 que se puede trasladar a lo largo de una base 86, de un ensamble deslizable 84. En la modalidad preferida, con el objeto de asegurar la precisión y exactitud deseada en esta aplicación, se utiliza un aparato óptico deslizable de precisión, que es un componente comercialmente disponible. Configuraciones más sencillas, con demandas de exactitud menos restringidas, pueden utilizar formas más convencionales y estructuras de tipo deslizables. El ensamble deslizable óptico 84 de la modalidad ilustrada, utiliza un tornillo de bola interno, con rotación de una flecha de entrada 85. El tornillo de j. Y bola se recorre en una tuerca, de bola (no mostrada) el cual está acoplado a la placa deslizable 83, para originar que la placa, deslizable sea operada en cantidades medidas en forma muy medida, a lo largo de la base 86 (ver FIGURA 1 ). Preferentemente los elementos de trabajo internos están cubiertos por un fuelle 87 para protección. El servomotor 78 previamente mencionado, tiene su flecha de salida 88 conectada mediante un acoplamiento 89, a la flecha de entrada 85, del ensamble deslizable 84. Ei servomotor tiene conexiones 90, 91 , para energía y retroalimentación, respectivamente. Esas conexiones pueden ser regresadas a un controlador CNC programado para operar un servomotor, el cual a su vez, opera el espejo 66 a lo largo de su deslizador. Se apreciará a partir de la FIGURA 1 , que el ensamble deslizable 84 está alineado en forma precisa con una porción 72 de la trayectoria del rayo, la cual esta dirigida desde el segundo hasta el tercer espejo. Por lo tanto, el espejo 66 será movido hacia o lejos del espejo 67, mientras se mantiene una alineación óptica entre esos elementos. _ * El espejo de entrada 65 también está montado de preferencia en un ensamble óptico deslizable 94, mismo que incluye una base 95 fijada, por vía del bloque espaciador 95a, a la base 61 . La base 95 del ensamble óptico deslizable 94, lleva una placa deslizable 96, a la cual está montado el ensamble del espejo 97, el cual incluye un montaje del espejo 97a, el cual tiene un espejo óptico de alta calidad 65, de preferencia de metal y por lo general de cobre, llevado dentro de un sujetador 98. El espejo 65 está equipado con elementos de transportación del enfriador 98a, para suministrar un fluido de enfriamiento a los pasajes internos del espejo, para evitar un aumento excesivo de temperatura del espejo. Se observará a partir de la FIGURA 1 , que el ensamble óptico deslizable 94, está distribuido para trasladar la placa deslizable 96 y el espejo 65 a lo largo del elemento 70 de la trayectoria del rayo. Para completar, se indicará que la FIGURA 1 , ilustra el flujo del enfriamiento en el cual un puerto de entrada 100, transporta un enfriador al sistema que esta entubado mediante una primera sección de tubos 101 al primer espejo, y, después de pasar a través de pasajes asociados con ei primer espejo, a través de una segunda sección de tubos 102 al segundo espejo, y después de pasar a través de los pasajes asociados con el segundo espejo, a través de una tercera sección de tubos 103 al tercer espejo, y pasa a través del aparato asociado del tercer espejo en donde una cuarta sección de tubos 104 transporta el fluido a un puerto de salida del enfriador 105. Se proporciona un puerto por separado 106 a la entrada del gas de purga, én la modalidad preferida de aire depurado especialmente, para mantener el interior de la cabina del colimador a una presión levemente elevada para evitar el ingreso de contaminantes o aquellos componentes de aire filtrado seco, no deseables en la trayectoria del rayo. Tal como se puede observar, la cabina para el colimador está fuertemente sellada y el air depurado a través del puerto 106 asegura adicionalmente la limpieza de los elementos internos. ,__ Las FIGURAS 5, 6 y 7, son dibujos esquemáticos simplificados de la modalidad preferida de la presente invención, e ilustra la traslación de los espejos en movimiento para ajustar la divergencia del rayo de salida. El mecanismo para llevar a cabo el ajuste mostrará más adelante. La trayectoria del rayo de entrada 70, se muestra en el centro de un rayo láser de entrada 1 10 y es un incidente en el espejo plano 65. Un rayo láser reflexivo 1 1 1 , de aproximadamente del mismo tamaño y forma, esta centrado en el elemento de trayectoria del rayo 71 , y es incidente en el espejo convexo 66. Las posiciones relativas de los centros de la curvatura de los espejos curvos 66 y 67, determinaran la cantidad de divergencia del rayo de salida. En la ilustración de la FIGURA 5, las placas deslizables 83, 96 están en su posición de distancia de separación media, para producir un rayo de salida colimada con una divergencia mínima. El espejo 67 es cóncavo en forma, con la forma coordinada a la forma convexa del espejo 66, de modo que, en la posición central de la separación del espejo, la divergencia del rayo que choca con el espejo 67, se convierte enun rayo de salida colimado en forma aproximadamente paralela. En la ilustración de la FIGURA 6, las placas deslizables 83, 96 están en su posición de distancia de mayor separación, para producir un rayo de salida con una divergencia negativa o una convergencia del rayo de salida. El espejo 67 es cóncavo en forma, con la forma coordinada a la forma convexa del espejo 66, de modo que, cuando la separación del espejo es mayor que la de la posición central en la FIGURA 5, la divergencia del rayo, la cual choca en el espejo cóncavo 67 se convierte en una convergencia del rayo de salida. La FIGURA 7, muestra el extremo opuesto del ajuste del colimador en el cual el deslizador 83, es ajustado, de modo que el espejo 66 este en su posición relativa más cercana al espejo 67. En esta posición ajustada, el rayo de salida es producido con una divergencia máxima. El espejo 67 es cóncavo en forma, con la forma coordinada a la forma convexa del espejo 66, de modo que, cuando la separación del espejo es menor que el de la posición central en la FIGURA 5, la divergencia del rayo que choca en el espejo 67 es convertida a otro rayo de salida divergente. Ahora, se apreciará que puede ser utilizado continuamente el ajuste relativo del espejo 66, a lo largo del eje establecido por el deslizador sobre el cual está montado, para variar la divergencia del rayo colimado entre los límites establecidos por el recorrido. Ahora, también se apreciará que el servomotor 78 que se describe anteriormente, conduce el tornillo de bola del montaje deslizable 84, para trasladar la placa deslizable 83 a lo largo del eje deslizable, para conseguir de este modo, el ajuste de la divergencia del rayo continuamente variable que se menciona anteriormente. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un enlace entre los espejos relativamente movibles en el colimador, con el objeto de mantener una alineación óptica a través del colimador, conforme se logre el ajuste de la divergencia del rayo, tal como se describe anteriormente.

Por lo tanto, en la modalidad ilustrada, las posiciones de los segmentos de entrada y salida de la trayectoria del rayo, o sea, los segmentos 70 y 73, permanecen constantes y el espejo 66 se traslada a lo largo de la trayectoria del rayo 72, mismo que permanece constante en posición. Sin embargo, con el objeto de mantener una alineación óptica entre los elementos en dicha distribución, la trayectoria del rayo 71 debe trasladarse conforme se traslada el espejo 66. Habiéndose llevado esto a cabo de acuerdo con la presente invención, la alineación óptica es mantenida a través del rango de ajuste. La alineación es mantenida originando que el espejo 65 se traslade a lo largo de su montaje deslizable del aparato óptico 94, en proporción al el movimiento del espejo 66, a lo largo de su ensamble óptico deslizable 84. Por lo tanto, comparando las FIGURAS 6 y 7, se observará que con el espejo 66 en su posición substancialmente extendida (hacia la parte inferior del dibujo en la FIGURA 6), el espejo 65 está en una posición substancialmente hacia atrás (hala la izquierda), de modo que la alineación del elemento de rayo 71 se mantiene entre los centros de los espejos respectivos. Si se comparan la FIGURA 7 con la FIGURA 6, se observará que el espejo 65 es trasladado a la derecha, para traer la trayectoria del rayo 71 a la derecha de la posición ilustrada en la FIGURA 6, aunque en forma paralela con esa posición, para mantener la alineación entre al centro del espejo 65 y la posición nuevamente ajustada del espejo trasladable 66.

El significado del enlace que mantiene la alineación, se ilustrará mejor con referencia a la FIGURA 8, misma que ¡lustra de geometría de la trayectoria del rayo en la posición del centro o de "referencia" de la FIGURA 5. En esa posición los elementos de la trayectoria del rayo crean una geometría triangular, la cual es repetida en el enlace para causar el movimiento de los espejos trasladables en unísono, mientras que se mantiene una alineación óptica. Por lo tanto, se puede observar que el elemento del rayo 71 , que une los centros de los espejos 65 y 66, forma un lado 131 de un triángulo 130, el cual en este caso es un triángulo rectángulo. La trayectoria del rayo 70, cuando es extendida, forma un segundo lado 132 y la trayectoria del rayo 72, cuando es extendida tal como se ¡lustra, forma un tercer lado o hipotenusa 133. Por lo tanto, el triángulo 130 que tiene los lados 131 , 132, 133, forma un patrón triangular en la geometría del rayo, la cual se repite en el enlace. Los rayos incidentes y reflexivos sobre el espejo 67, forman un ángulo a2 Esto se muestra en la FIGURA 8, mediante el elemento de la trayectoria del rayo 72, 73 y el ángulo incluido a2 Ya que el deslizador 83 está alineado con la trayectoria del rayo 72, el ángulo a2 permanece igual en este colimador. Las trayectorias del rayo incidente y reflexivo en el espejo 66, es decir las trayectorias del rayo 71 , 72, forman un ángulo ai como también se muestra en los dibujos. Los ángulos ai y a2 deben ser escogidos específicamente para minimizar la distorsión del rayo de salida después de su reflexión desde los espejos curvos. La relación entre esos dos ángulos se determina mediante la magnificación de esa porción del sistema del aparato óptico. Esa relación puede ser expresada matemáticamente como: a, - (mag.) Por lo tanto, si se desea una magnificación de 2, se establece una relación definitiva entre los dos ángulos. Sin embargo, considerando el asunto de otra forma, si durante el ajuste de la divergencia del rayo de salida, uno de los ángulos cambia con respecto al otro, se obtiene un efecto no deseado en la calidad del •_ rayo de salida. Por lo tanto, con a2 fijado, es un objeto del enlace mantener a? también fijado, para así mantener la alineación y evitar la distorsión en el sistema óptico óptico. ;.. Y - ' " 4 ' ~ ' Por lo tanto se puede observar que, para mantener la alineación correcta entre los espejos, el espejo 65 debe recorrer una distancia proporcional a la distancia recorrida por el espejo 66, de modo que el ángulo ai permanece constante. Después de la geometría básica del sistema, la proporción en la cual debe moverse el espejo 65, en relación , con el espejo 66, se representa mediante la relación de las longitudes del lado corto 132 del triángulo 130 y la hipotenusa 133 del triángulo 130. De. acuerdo con la presente invención, se proporciona un enlace para ¡nterconectar los espejos trasladables, teniendo el enlace un acoplamiento para pivote de tres puntos, con los puntos del acoplamiento para pivote estableciendo un triángulo, que es proporcional al triángulo de la geometría del rayo 130. La ubicación del enlace puede ser trasladada con acoplamientos apropiados para permitir una variación de ubicaciones en varias implementaciones de la presente invención. Es necesario únicamente conservar la correcta geometría. En la modalidad preferida, el enlace se implementa arriba de la trayectoria del rayo para simplificar la alineación y para proporcionar un mecanismo que reduzca cualquiera de las fuerzas fuera del eje, que puedan tender a causa desalineamiento de los espejos durante el ajuste. En la modalidad de la FIGURA 9, la geometría del enlace se ilustra en el centro de la posición de referencia. El acoplamiento para pivote, se ilustra como 140. El acoplamiento 140 tiene tres puntas de pivote 141 , 142, 143; conectando los puntos del pivote, se forma un triángulo 144 similar al triángulo 130 y por lo tanto, tiene lados proporcionales y ángulos iguales. Por lo tanto, la hipotenusa del triángulo 130, que se ilustra en la FIGURA 9, teniendo una longitud de B, tiene una proporción con ia hipotenusa 145 del triángulo 144, ¡lustrado como que tiene una longitud de B'. De manera similar, el lado corto del triángulo, ilustrado como que tiene una longitud A, tiene una proporción con el lado corto 146 del triángulo 144, ilustrado como que tiene una longitud de A'. La modalidad de la FIGURA 9, el punto del pivote 141 se localiza arriba de la pata 132 del triángulo 130. Posteriormente, se proporciona un enlace 147 y es conectado entre el punto pivote 141 y un punto pivote 150, directamente arriba de la trayectoria del rayo en el montaje del espejo 97a para el espejo 65. El segundo punto pivote 142 del acoplamiento para pivote 140 es fijado con respecto a la base del colimador. Regresando brevemente a la FIGURA 3, se observará que el punto del pivote 142 en el acoplamiento para pivote 140 está fijo en 150a a una columna rígida independiente 151 , que a su vez está fijada en 152 a la base de la placa 61 . En la práctica de la presente invención el tercer punto pivote 143 del acoplamiento pivoteable140, está conectado por un enlace pivoteable 148 a un punto pivote 149 adicional, directamente arriba de la trayectoria del rayo en el montaje del espejo 80a, mismo que lleva el espejo trasladable 66. Los enlaces pivoteables 147 y 148 están configurados de manera conveniente con hilos derechos e izquierdos y tuercas de seguridad en los elementos respectivos de junta articulada de las mismas, de modo que el enlace pueda ser ajustado en forma precisa a su longitud deseada y las tuercas de seguridad apretadas, establezcan las longitudes de los enlaces y la relación geométrica entre el triángulo de la trayectoria del rayo 130, el triángulo de acoplamiento para pivote 144, y los enlaces que conectan el acoplamiento a los montajes de los espejos trasladables.

Ya que la longitud A del triángulo de la trayectoria del rayo 130 es proporcional a la longitud A' del triángulo pivote 144, y ya que la longitud B de la hipotenusa de la trayectoria del rayo 130 es proporcional la longitud B' de la hipotenusa 145 del triángulo de acoplamiento del pivote 144, se establece la siguiente proporción.

Al = El A B Volviéndola a acomodar esto conduce a la relación: ?__ = ? B B' Cuando se ajusta el colimador, el acoplamiento pivotea alrededor del punto de pivote 142. La distancia que recorren los puntos de pivote 141 y 143, será proporcional a la distancia entre cada punto de pivote, 141 y 143 respectivamente, y el punto 142 alrededor del cual pivotean. Esto podrá observarse a partir de la siguiente ecuación que describe la distancia en que recorre "d" alrededor del borde de un círculo, siendo igual al ángulo movido "?" (en radian) multiplicado por el radio del círculo "r"; d = r * ? Con referencia a la FIGURA 9, como ambos puntos del pivote 141 y 143 están en el acoplamiento para pivote, deben pivotear cada uno alrededor del punto de pivote 142 por el mismo ángulo de recorrido, a través del cual el acoplamiento para pivote gira. Por lo tanto, como el ángulo de rotación es el mismo para cada punto de pivote 141 y 143, entonces, la distancia que recorre cada punto pivote debe ser proporcional a cada radio de rotación. El radio de rotación para el punto pivote 141 es la distancia A'. El radio de rotación para el punto pivote 143 es la distancia B' . En la modalidad ilustrada, la longitud del enlace 148 fue seleccionada para corresponder con la distancia desde el punto del pivote 143 hasta el centro aproximado de la superficie reflexiva del espejo 66. Por ejemplo, con referencia a la FIGURA 9, la cantidad de rotación del acoplamiento para pivote 140 se va a incrementar por la unidad de recorrido lineal del espejo 66, conforme el colimador sea ajustado lejos de la posición central. Un pequeño movimiento del punto de pivote 143 cerca de la posición del centro, tal como se describe en la FIGURA 9, corresponderá a una cantidad de movimiento casi igual al punto del pivote 149. El movimiento del punto del pivote 143, cuando se encuentra cerca de la posición central, está en casi la misma dirección de recorrido que el punto del pivote 149 y, ya que estos dos puntos están conectados por un enlace 148, mismo que tiene una longitud ajusta, entonces se podrá observar que ambos puntos del pivote van a recorrer casi la misma distancia. Cuando se ajusta el colimador lejos de la posición central, el pivote 143 gira alrededor del pivote 142 y así, la dirección del recorrido el punto del pivote 143, es continuamente cambiada y además lejos de la dirección original del recorrido cerca de la posición del centro. El punto de pivote 149 continúa en la dirección original y, ya que el pivote 149 y 143 están conectados por el enlace 148, el punto de pivote 143 debe pivotear adicionalmente alrededor del pivote 142 para desplazar la distancia necesaria en la dirección original del recorrido. En otras palabras, la cantidad de rotación en un acoplamiento para pivote 140, se incrementará por unidad de longitud de recorrido del espejo 66 (incluyendo el punto de pivote 149) conforme la hipotenusa 145 del triángulo 144 se mueve lejos de la alineación perpendicular original con la hipotenusa 133 del triángulo 130. Se observará que ocurre una combinación de movimientos similares para el otro espejo enlazado 65 y los puntos de pivotes asociados 150 y 141 . Para mantener una alineación durante el ajuste del colimador, la longitud C desde el pivote 141 hasta el pivote 150 es elegida para conservar la misma proporción de la desviación angular para el enlace 147, tal como se exhibe por el enlace 148. La relación de B' a B es reproducida por la relación de A' a C, de modo que: _BL = .Al B C Se deberá observar que no es una condición necesaria que la elección de la longitud para que el enlace 148 corresponda a la longitud B. Por ejemplo el enlace 148, puede ser acoplado al soporte del espejo 66, en cualquier punto arriba de la trayectoria del rayo 72, trasladando el punto de pivote 149, siempre que la se mantenga proporcionalidad anterior, ajustando en forma similar la longitud del enlace 147 y la ubicación de su punto de pivote 150 arriba de la trayectoria del rayo 70. En resumen, cuando se desea incrementar la divergencia del rayo de salida, el servo conduce la placa deslizable 83, para mover el espejo 66 más cerca del espejo 67, en efecto, acortando la longitud de la trayectoria del rayo 72. El movimiento de la placa deslizable actúa a través del enlace 148 para pivotear el acoplamiento140 alrededor del centro del pivote 142. En otras palabras, el punto de pivote 143 oscila hacia arriba alrededor del centro 142, conforme la placa deslizable 83 es conducida hacia arriba. Eso tiene el efecto de pivotear el centro del pivote 141 alrededor del centro 142 también en la dirección contraria a las manecillas del reloj, causando que la placa deslizable 96 se mueva a la derecha una cantidad proporcional. El acoplamiento hace que ocurra el movimiento en proporción, lo cual en efecto, traslada la trayectoria del rayo 71 a la derecha, mientras mantiene esa trayectoria del rayo en forma paralela a su posición original. Volviendo a mencionar las FIGURAS 1 y 2, en donde un sencillo servomotor puede ser acoplado a la placa deslizable 83 del ensamble óptico deslizable 84, se observará que controlando simplemente la posición de la placa deslizable 83, la cual es un control directo sobre la divergencia del rayo de salida, sirve para operar a través del enlace que se acaba de describir, para volver a poner en posición las placas deslizables 96, para mantener la alineación del rayo a través de la geometría del colimador desde un extremo del ajuste hasta el otro extremo. El mecanismo de enlace no es correcto solo teóricamente en mantener la alineación del rayo de acuerdo a las relaciones de proporcionalidad descritas, sino que también es robusto, lo que permitirá que el colimador opere en tiempo real, para un ajuste continuo de la divergencia del rayo y, por lo tanto el tamaño del rayo en la cabeza de corte, conforme la cabeza de corte atraviesa la pieza de trabajo y conforme el nivel de potencia del rayo láser, cambia durante una operación normal. El acoplamiento para pivote está montado por si mismo en forma rígida, sobre un poste independiente, de modo que éste recorra en el plano correcto. El poste 151 es ilustrado en las FIGURAS 2 y 3. Este poste se puede hacer fácilmente con la suficiente rigidez. Existen cinco puntos de pivote en el enlace, uno en cada uno de los deslizadores, y tres en el acoplamiento para pivote. En la modalidad preferida, cada uno de esos cinco puntos del pivote son formados por una unión cargada previamente, la cual esta adaptada para colocar en forma precisa el centro sin ningún juego radial, y para proporcionar una larga vida bajo una operación relativamente continua. La FIGURA 4, ¡lustra en forma alargada, un acoplamiento para pivote. Se observará que en la modalidad preferida, la unión cargada previamente 170 esta hecha de una boquilla de barrena 171 , misma que tiene una superficie exterior dura para recorrer contra un cojinete, y una cabeza 172 que permite el despeje para el miembro pivoteable. Un tornillo 173, que lleve una arandela de seguridad 174, pasa a través de una apertura central de boquilla de barrena 171 y es enroscado dentro de la placa pivoteable 140. Por lo tanto la boquilla 171 forma un punto de pivote fijado para el elemento que es para pivotear inmediatamente.

En la modalidad preferida un ensamble del cojinete de la aguja 175 es encajado a presión, en el diámetro exterior de la boquilla de barrena y encaja cerca dentro del diámetro interior de una varilla abierta 176, la cual forma cada extremo de los enlaces pivoteables 147 y 148. Por lo tanto, la boquilla de barrena sirve como un poste de pivote alrededor del cual recorre la varilla ensamblada en el cojinete de la aguja, sin juego substancialmente paralelo y movimiento guiado en forma suave como los pivotes de mecanismo durante el curso del ajuste del colimador. Un espaciador del cojinete 177 o una rondana de empuje, tal como de un material plástico, es interpuesto entre el acoplamiento para pivote 140 y la varilla abierta 176, En el caso de la unión cargada previamente que ensambla el acoplamiento para pivotear al poste 151 , quedará claro que un montaje adicional del cojinete está interpuesto entre el acoplamiento para pivote 140 y el poste 151 y que el acoplamiento para pivote por sí mismo es pivoteado alrededor de la boquilla de barrena. Preferentemente cada uno de los cinco puntos para pivote, son construidos como se describe en relación con la FIGURA 4, para proporcionar una unidad que funciona suavemente. Comúnmente se cree que es preferida la modalidad anterior de la presente invención, en parte porque proporciona una estructura razonablemente compacta. Sin embargo, ahora se apreciará que dentro del alcance de la presente invención son posibles otras configuraciones.

Refiriéndonos a las FIGURAS 10a y 10b, se muestran dos geometrías adicionales que ilustran la amplitud de la presente invención. En la configuración de la modalidad preferida descrita anteriormente, en la FIGURA 9, el primer espejo es plano, el segundo espejo es convexo, y el tercer espejo es cóncavo. El espejo intermedio se mueve con respecto al tercero para ajustar la divergencia del rayo, y el acoplamiento causa que el primer espejo siga el movimiento del espejo intermedio para mantener la alineación del rayo, todo de acuerdo con la proporcionalidad que se describe anteriormente. La FIGURA 10a ilustra una geometría similar pero doblada de una manera un poco diferente. En este caso, un rayo de rayo láser de entrada 270 es primero incidente en un espejo convexo 271 con lo cual, es reflejado a un espejo cóncavo 272 y de ahí a un espejo de salida plano o circularmente polarizado 273. El espejo intermedio 272 se mueve hacia o lejos del espejo de entrada convexo 271 , con el objeto de ajustar la divergencia del rayo. El enlace triangular, que se representa en el dibujo simplemente por una placa de acoplamiento triangular 140', esta enlazado a los espejos trasladables mediante los enlaces 272' y 273' (ilustrado por porciones de enlace cerca de los puntos de pivote, pero con los centros de enlace retirados, de modo que la geometría de la trayectoria del rayo también pueda ser ilustrada). La placa de acoplamiento triangular con enlace, causa el movimiento relativo apropiado para hacer que el espejo 273 siga la posición del espejo 272 conforme se mueve hacia atrás y hacia delante, de acuerdo con la dirección del deslizador 83' para ajustar la divergencia del rayo. La FIGURA 10b, ilustra una modalidad de dos espejos de la presente invención. Esto demuestra que no solo que es posible practicar la presente invención con sólo dos espejos, pero también enfatiza el significado de la subcombinación de los dos espejos trasladables en las modalidades de tres espejos. Por lo tanto, en la FIGURA 10b, un rayo de rayo láser de entrada 275 es incidente en un primer espejo, que se muestra en los dibujos como espejo convexo 276. El rayo reflejado 277 esta dirigido al espejo cóncavo 278 que produce un rayo de salida a lo largo de una trayectoria 279. La divergencia del rayo de salida es ajustada, mediante el ajuste de la posición relativa de los espejos 276 y 278. En la ilustración de la FIGURA 9b, ambos espejos 276 y 278 están ensambladas en aparatos ópticos deslizables, 280 y 281 respectivamente, para un movimiento lineal en la dirección a lo largo de las trayectorias del rayo asociado. Un enlace pivoteable, ilustrado por un acoplamiento triangular 283 pivoteado en 283a y los enlaces indicados generalmente en 284, 285, establece una proporcionalidad entre la geometría del rayo del sistema y el acoplamiento triangular 283, para controlar el movimiento de los espejos 276 y 278 con respecto al otro. En este caso, el triángulo que estableció la geometría del rayo, es el triángulo 290 establecido por las trayectorias del rayo 277, 279 y trayectoria del rayo 275, extendida tal como se ilustra en la FIGURA 10b.

Por lo tanto, ya que el espejo 276 se traslada hacia abajo para incrementar la divergencia del rayo de rayo láser de salida, el enlace causará que el espejo 278 se mueva hacia abajo, pero una cantidad mayor y en un ángulo diferente, de modo que la trayectoria del rayo 277 permanezca en forma paralela al que se muestra en la FIGURA 9b, pero es más corto, conforme se incrementa la divergencia del rayo. De manera similar, cuando la divergencia del rayo disminuye, el espejo 276 es trasladado hacia arriba, mismo que actúa a través del enlace incluyendo el acoplamiento 283 para mover el espejo 278 hacia arriba. Cuando los espejos se mueven hacia arriba, se mueven de tal modo que se incrementa la distancia entre ellos. Como resultado, la divergencia del rayo disminuye. La geometría que incluye el enlace mecánico y el acoplamiento del pivote, sirven para mantener la alineación de la trayectoria del rayo a través de esta operación, y el colimador puede ser configurado como un sistema de dos espejos sencillos. Ahora se apreciará que lo que ha sido proporcionado es una nueva geometría del colimador, lo cual requiere solo dos espejos trasladables para controlar la divergencia del rayo de salida. Los espejos están arreglados para establecer una geometría de rayo de plano sencillo no paralela que define un triángulo. Un enlace conecta los dos espejos trasladables y tiene puntos de pivote arreglados en un triángulo, el cual es similar al triángulo de la geometría del rayo. Los enlaces pivoteables entre el acoplamiento del pivote y los espejos trasladables están también de acuerdo con la geometría triangular y proporcionalidad de los triángulos. La traslación del espejo actúa a través del enlace incluyendo el acoplamiento triangular para cambiar el otro espejo, manteniendo de este modo una alineación óptica en el colimador mientras se controla la divergencia del rayo de salida.

Claims (30)

R E I V I N D I C A C I O N E S Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES.

1. Un colimador de tres elementos ópticos que tiene una entrada para un rayo láser, una salida para un rayo colimado, y adaptado para ajustar de manera precisa la divergencia del rayo colimado, comprendiendo el colimador en combinación: una base de soporte, tres elementos ópticos reflexivos que establecen una trayectoria del rayo a través del colimador, un elemento óptico que sirve como un elemento óptico de entrada, uno como un elemento óptico de salida y uno como un elemento óptico intermedio , incluyendo los elementos ópticos un par curvo para ajustar la divergencia del rayo colimado, estando uno de los elementos ópticos fijo a la base, y siendo los otros dos trasladables, dos deslizadores ópticos, teniendo cada uno un eje de traslación lineal, estando montados los elementos ópticos trasladables sobre unos respectivos de los deslizadores para la traslación a lo largo de los ejes respectivos, estableciendo los elementos ópticos en una posición operativa, una trayectoria del rayo que define una relación triangular, interconectando un enlace mecánico los elementos ópticos trasladables, incluyendo el enlace un acoplamiento que tiene tres centros de pivote en el mismo, incorporando los centros del pivote la relación triangular definido por la trayectoria del rayo, estando adherido uno de los centros del pivote a la base de modo que el acoplamiento pueda pivotear alrededor de dicho centro de pivote, y conectando los enlaces pivoteables los otros acoplamientos de centros de pivote a centros de pivote en los deslizadores respectivos, de modo que el movimiento de un deslizador opere a través de enlaces, incluyendo el acoplamiento para mover el otro deslizador en una proporción establecida por la relación triangular.

2: La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizada además porque incluye un mecanismo de conducción para uno de los deslizadores, sirviendo la operación del mecanismo de conducción para trasladar uno de dichos deslizadores y operar a través de un enlace para trasladar el otro deslizador para mantener la alineación de la trayectoria de rayo, mientras se ajusta la divergencia del rayo de salida.

3. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 2, caracterizada además porque el mecanismo de conducción incluye un servomotor.

4. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 3, caracterizada además porque el servo motor es fijado a la base, y el espejo fijo está ensamblado en una ménsula que encuadra el servomotor.

5. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 2, caracterizada además porque los centros del pivote incluye cada uno una unión del pivote cargado previamente, incluyendo un cojinete colocado entre un miembro fijo y pivoteable y arreglado para minimizar el juego radial.

6. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizada además porque cada uno de los centros del pivote incluye una boquilla asegurada, a una estructura de soporte en el centro del pivote, y en donde el cojinete es colocado entre la boquilla y el miembro pivoteable.

7. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizada además porque cada uno de los elementos ópticos tienen asociados en los mismos pasajes de enfriamiento para enfriar los elementos ópticos, e incluyendo adicionalmente medios para suministrar enfriamiento a los pasajes para enfriar los elementos ópticos.

8. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizada además porque los tres elementos ópticos están en un plano común en forma paralela a la base.

9. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizada además porque dos de los elementos ópticos son un par de espejos cóncavos/convexos, estando fijo a la base uno de los pares de elementos ópticos y el otro siendo uno de los elementos ópticos trasladables, y sirviendo un espejo plano como el otro elemento óptico trasladable.

10. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 9, caracterizada además porque el espejo plano es el elemento óptico de entrada.

1 1. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 9, caracterizada además porque el espejo plano -es el elemento óptico de salida.

12. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizada además porque la relación triangular definida por la trayectoria del rayo, comprende un triángulo rectángulo, teniendo su ángulo recto en el centro del reflejo de la trayectoria del rayo en uno de los elementos ópticos, y teniendo lados formados por las trayectorias del rayo, y extensiones establecidas por elementos ópticos.

13. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 12, caracterizada además porque el acoplamiento de la placa, en la posición media del recorrido, tiene dos de sus centros de pivote alineados con uno de las trayectorias del rayo, mismo que establece la relación triangular.

14. Un colimador reflexivo de tres espejos para utilizarse con un rayo láser, teniendo el colimador un primer y segundo puertos ópticos, conectado por una trayectoria de rayo establecida por los aparatos ópticos del colimador, comprendiendo el colimador en combinación; una base de soporte, tres espejos ópticos, un primero y un segundo de los espejos, alineados de modo que puedan acoplar la trayectoria del rayo a los respectivos primero y segundo puertos, y un tercer espejo estando localizado en medio de los primero y segundo para espejos para el acoplamiento ópticos de los mismos, estando el primer espejo fijado a la base, estando el segundo espejo montado en un deslizador para la traslación a lo largo de una trayectoria alineada con su puerto asociado, estando el espejo intermedio montado en un segundo deslizador y siendo trasladable, acoplando un enlace de precisión los dos espejos trasladables, para coordinar su traslación a lo largo de sus respectivos deslizadores, mientras los mantiene en alineación óptica, incluyendo el enlace un acoplamiento que tenga tres centros de pivote formando un triángulo, estando fijo uno de los centros del pivote de acoplamiento con respecto a la base, de modo que el acoplamiento pivotee de ahí, conectando dos enlaces pivoteables los otros centros del pivote del acoplamiento a centros de pivotes adicionales en sus respectivos deslizadores, estando establecidas las longitudes del enlace en forma proporcionar al triángulo formado por los centros de pivote el acoplamiento, y en donde las traslación de uno de los espejos trasladables a lo largo de su deslizador, origine que el enlace traslade el otro espejo trasladable junto a lo largo de su deslizador, en una alineación óptica con el primer espejo trasladable.

15. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 14, caracterizada además porque incluye una conducción para la traslación de dichos espejos trasladables.

16. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 14, caracterizada además porque la conducción incluye un servomotor.

17. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 1 ,4 caracterizada además porque los centros del pivote incluyen cada uno una unión de pivote cargado previamente incluyendo un cojinete colocado entre el miembro fijo y pivoteable y arreglado para minimizar el juego radial.

18. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 17, caracterizada además porque cada uno de los centros del pivote, incluye una boquilla asegurada a la estructura de soporte en el centro del pivote y en donde el cojinete es interpuesto entre la boquilla y el miembro pivoteable.

19. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 14, caracterizada además porque dos de los espejos comprenden un par convexo/cóncavo, y uno de los pares está en el espejo intermedio.

20. Un colimador reflexivo para el acoplamiento de un rayo láser de un puerto óptico, a través de los aparatos ópticos del mismo, para producir un rayo colimado de la divergencia controlada en su salida óptica, comprendiendo el colimador en combinación: una base de soporte, un deslizamiento óptico alineado con un puerto de entrada y llevando un espejo de entrada trasladable a lo largo de dicho deslizador, un espejo de salida de forma cóncava fijado a la base, con el espejo estando alineado con una trayectoria del rayo interno, establecido por un aparato óptico intermedio, para proyectar un rayo láser a través de la salida óptica, siendo el aparato óptico intermedio un espejo montado en un segundo deslizador óptico dirigido a lo largo de una trayectoria del rayo al espejo de salida, siendo convexo el segundo aparato óptico para cooperar con el espejo de salida cóncava, de modo que la distancia entre los espejos convexos y cóncavos controle la divergencia del rayo de salida, una conducción que controla la posición del espejo intermedio a lo largo de su deslizamiento óptico asociado, un enlace mecánico que incluye dos enlaces pivoteables y un acoplamiento que tiene tres centros de pivote, estando fijo uno de los centros del pivote de acoplamiento con respecto a la base, y los otros dos estando conectados por los enlaces pivoteable para trasladar el espejo de entrada, de tal manera que se mantenga la alineación óptica entre los espejos intermedios y de entrada, conforme el espejo intermedio se traslada hacia o lejos del espejo de salida en el ajuste de la divergencia del rayo de salida colimado.

21. En un colimador reflexivo que tiene un puerto de entrada para un rayo láser y un puerto de salida para un rayo láser colimado, y teniendo una trayectoria del rayo a través de aparatos ópticos del colimador desde el puerto de entrada hasta el puerto salida, siendo ajustable la trayectoria del rayo para ajustar la divergencia del rayo colimado, comprendiendo la combinación: dos espejos de posición ajustable en ia trayectoria del rayo, y arreglados de tal manera para que al ajustar la posición relativa de los espejos, se ajuste la divergencia del rayo colimado, un deslizador para cada espejo de posición ajustable, estando cada deslizador alineado con un elemento de la trayectoria del rayo, llevando cada deslizador uno de los espejos ajustables, un enlace para mover los espejos en sus respectivos deslizadores y para establecer las posiciones relativas de los espejos ajustados en cuanto a su posición. Incluyendo el enlace un acoplamiento para los tres puntos del pivote, con los puntos de pivote estableciendo un triángulo proporcional al triángulo establecido por elementos de la trayectoria del rayo, estando fijo uno de los puntos del pivote con respecto al colimador, de modo que el acoplamiento para pivotee alrededor de dicho punto de pivote, y los enlaces pivoteables que conectan el otro acoplamiento de los puntos de pivote para los espejos respectivos, estando configuradoslos enlaces, de modo que la treaslación de un espejo en un deslizador actúe a través del enlace asociado, para pivotear el acoplamiento y de este modo, trasladar el espejo en el otro deslizador en una cantidad proporcional, para mantener la alineación de los espejos asociados en la trayectoria del rayo.

22. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 21 , caracterizada además porque los dos espejos de posición ajustable comprende un par de espejos con superficies reflexivos curvas.

23. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 21 , caracterizada además porque incluye adicionalmente un tercer espejo en la trayectoria del rayo desde el puerto de entrada hasta el puerto de salida.

24. La combinación tal y como se describe en la Reivindicación 23 caracterizada además porque uno de los espejos de posición ajustable tiene una cara plana, el tercer espejo tiene una cara curva, y el segundo espejo con posición ajustable tiene una cara curva coordinada a la del tercer espejo.

25. Un mecanismo para mover en forma simultánea el primero y segundo aparatos ópticos de un colimador de rayo láser reflexivo, comprendiendo: un acoplamiento que tiene primero, segundo y tercer centros de pivote arreglados en un triángulo, el acoplado adaptado al pivote alrededor del tercer centro del pivote; un primer seguimiento sobre el cual el está montado el primer aparato óptico para traslación, estando el primer aparato óptico conectado al primer centro del pivote del acoplamiento, utilizando un primer enlace pivoteable; un segundo seguimento sobre el cual el segundo aparato óptico está montado para traslación, estando el segundo aparato conectado al segundo centro del pivote del acoplamiento, utilizando un segundo enlace pivoteable; y una conducción para la traslación del segundo aparao óptico y por lo tanto trasladando en forma simultánea el acoplamiento y el primer aparato óptico, definiendo la geometría triangular de los centros del pivote el movimiento del primer aparato óptico en forma relativa al segundo aparato óptico.

26. Un método para colimar un rayo láser que comprende los pasos de: proporcionar un colimador que tenga un puerto de entrada acoplado por una trayectoria del rayo a un puerto de salida e interactuando con por lo menos dos espejos dentro del colimador, los cuales están montados para la traslación a lo largo de sus respectivos ejes no paralelos, alineados con elementos de la trayectoria del rayo, trasladar uno de los espejos a lo largo del elemento de la trayectoria del rayo para controlar la divergencia del rayo de salida colimado, y trasladar el otro espejo por una cantidad proporcional dirigida por la geometría de la trayectoria del rayo, para mantener una alineación óptica desde el puerto de entrada a través del colimador hasta el puerto de salida, conforme se ajusta la divergencia del rayo de salida.

27. El método tal y como se describe en la Reivindicación 26, caracterizado además porque: el paso de traslación de uno de los espejos comprende la traslación de un espejo curvo a lo largo de una trayectoria del rayo para cooperar con un espejo curvo adicional para controlar la divergencia del rayo de salida colimado, y el paso de traslación del otro espejo comprende la traslación del espejo curvo adicional.

28. El método tal y como se describe en la Reivindicación 26, caracterizado además porque: el paso de la traslación de uno de los espejos, comprende la traslación de un espejo curvo a lo largo de una trayectoria del rayo, para cooperar con un espejo curvo adicional, para ajustar la divergencia del rayo de salida colimado, y el paso de la traslación del otro espejo, comprende la traslación de un espejo plano mediante dicha cantidad proporcional, para mantener una alineación óptica.

29. El método tal y como se describe en la Reivindicación 28, caracterizado además porque el espejo plano acopla el puerto de entrada al espejo curvo.

30. El método tal y como se describe en la Reivindicación 28 caracterizado además porque el espejo plano acopla el espejo curvo al puerto de salida. R E S U M E N Un colimador reflexivo para rayo láser, tal como para usarse en una máquina herramienta de corte o soldadura. El colimador requiere no más de tres espejos, y puede ser configurado solamente con dos. Las posiciones relativas de un par de espejos convexo/cóncavos, son ajustadas para ajustar la divergencia del rayo de colimado de salida. El ajuste es llevado a cabo mediante las traslación de dos de los espejos en trayectorias lineales a lo largo de sus respectivas trayectorias del rayo establecidas en el colimador. Un enlace interconecta los dos espejos trasladables e incluye un acoplamiento que incorpora la geometría triangular de la trayectoria del rayo estableciao por los espejos, de modo que los espejos trasladables estén enlazados para mantener la alineación a través del rango del ajuste del colimador. Cuando se ajusta uno de los espejos trasladable, el enlace causa que el segunda siga al primero primera, mientras mantiene una alineación precisa en el colimador. r ? P4 t ó¿/-