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公開番号2025166390
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-06
出願番号2024070389
出願日2024-04-24
発明の名称ガルバノスキャナユニット及びレーザ加工機
出願人株式会社アマダ
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/082 20140101AFI20251029BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ガルバノミラーの振動周波数を高くすることができるガルバノスキャナユニットを提供する。
【解決手段】第1～第4のガルバノミラー321、323、325、327のうちの第1の組のガルバノミラーは、レーザビームを板金の面に沿った第1の軸の方向に変位させる。第1の組のガルバノミラー以外の第2の組のガルバノミラーは、レーザビームを板金の面に沿った第1の軸の方向と直交する第2の軸の方向に変位させる。第1の組のガルバノミラーを回転させる第1の組のガルバノモータは、レーザビームを第1の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、第1の組のガルバノミラーを同時に駆動する。第2の組のガルバノミラーを回転させる第2の組のガルバノモータは、レーザビームを第2の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、第2の組のガルバノミラーを同時に駆動する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、
前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、
前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、
前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、
前記第２のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第３のガルバノミラーと、
前記第３のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第３のガルバノモータと、
前記第３のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第４のガルバノミラーと、
前記第４のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第４のガルバノモータと、
を備え、
前記第１～第４のガルバノミラーのうちの任意の２つのガルバノミラーを組とした第１の組のガルバノミラーは、加工対象の板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った第１の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、
前記第１～第４のガルバノミラーのうちの前記第１の組のガルバノミラー以外の２つのガルバノミラーを組とした第２の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った前記第１の軸の方向と直交する第２の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、
前記第１の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第１の組のガルバノモータは、前記板金に照射されるレーザビームを前記第１の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第１の組のガルバノミラーを同時に駆動し、
前記第２の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第２の組のガルバノモータは、前記板金に照射されるレーザビームを前記第２の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第２の組のガルバノミラーを同時に駆動する
ガルバノスキャナユニット。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１の組のガルバノミラーは前記第１及び第３のガルバノミラー、前記第１の組のガルバノモータは前記第１及び第３のガルバノモータであり、
前記第２の組のガルバノミラーは前記第２及び第４のガルバノミラー、前記第２の組のガルバノモータは前記第２及び第４のガルバノモータである
請求項１に記載のガルバノスキャナユニット。
【請求項３】
発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、
前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の板金に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、
前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記板金に照射する集束レンズを有する加工ヘッドと、
前記板金の面に対して前記加工ヘッドを相対的に移動させる移動機構と、
前記ガルバノスキャナユニットによる前記レーザビームの振動を制御し、前記移動機構による前記加工ヘッドの相対的な移動を制御する制御装置と、
を備え、
前記ガルバノスキャナユニットは、
入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、
前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、
前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、
前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、
前記第２のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第３のガルバノミラーと、
前記第３のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第３のガルバノモータと、
前記第３のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第４のガルバノミラーと、
前記第４のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第４のガルバノモータと、
を有し、
前記第１～第４のガルバノミラーのうちの任意の２つのガルバノミラーを組とした第１の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った第１の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、
前記第１～第４のガルバノミラーのうちの前記第１の組のガルバノミラー以外の２つのガルバノミラーを組とした第２の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った前記第１の軸の方向と直交する第２の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、
前記制御装置は、
前記第１の組のガルバノミラーによって、前記板金に照射されるレーザビームを前記第１の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第１の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第１の組のガルバノモータを同時に制御し、
前記第２の組のガルバノミラーによって、前記板金に照射されるレーザビームを前記第２の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第２の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第２の組のガルバノモータを同時に制御する
レーザ加工機。
【請求項４】
前記第１の組のガルバノミラーは前記第１及び第３のガルバノミラー、前記第１の組のガルバノモータは前記第１及び第３のガルバノモータであり、
前記第２の組のガルバノミラーは前記第２及び第４のガルバノミラー、前記第２の組のガルバノモータは前記第２及び第４のガルバノモータである
請求項３に記載のレーザ加工機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガルバノスキャナユニット及びレーザ加工機に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、加工ヘッドから射出されるレーザビームをガルバノスキャナユニットの一対のガルバノミラーによって振動させて、板金を加工するレーザ加工機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１５５４０４号公報
特開２００４－２３０４６６号公報
特開２００４－２４９３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、レーザ発振器が射出するレーザビームは高出力化している。レーザビームが高出力化すると、ガルバノミラーの耐光強度を向上させるためにガルバノミラーを大きくする必要がある。ガルバノミラーを大きくすると、ガルバノミラーを所定の角度の範囲で往復回転させるよう駆動するガルバノモータを大きくする必要がある。ガルバノミラー及びガルバノモータが大きくなると、イナーシャ（回転モーメント）が大きくなるから、最大の振動周波数が低くなる。レーザビームが高出力化すると板金の加工速度が速くなるから、本来であればレーザビームを振動させる振動周波数を高くする必要がある。
【０００５】
しかしながら、ガルバノミラー及びガルバノモータのイナーシャが大きくなって最大の振動周波数が低くなるから、従来のガルバノスキャナユニットの構成では、振動周波数を高くすることができない。ガルバノミラーの振動周波数を従来よりも高くすることができるガルバノスキャナユニット、及びそれを備えるレーザ加工機の登場が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１またはそれ以上の実施形態の第１の態様は、入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、前記第２のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第３のガルバノミラーと、前記第３のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第３のガルバノモータと、前記第３のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第４のガルバノミラーと、前記第４のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第４のガルバノモータとを備えるガルバノスキャナユニットを提供する。
【０００７】
上記のように構成されたガルバノスキャナユニットにおいて、前記第１～第４のガルバノミラーのうちの任意の２つのガルバノミラーを組とした第１の組のガルバノミラーは、加工対象の板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った第１の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、前記第１～第４のガルバノミラーのうちの前記第１の組のガルバノミラー以外の２つのガルバノミラーを組とした第２の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った前記第１の軸の方向と直交する第２の軸の方向に変位させるガルバノミラーである。前記第１の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第１の組のガルバノモータは、前記板金に照射されるレーザビームを前記第１の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第１の組のガルバノミラーを同時に駆動する。前記第２の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第２の組のガルバノモータは、前記板金に照射されるレーザビームを前記第２の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第２の組のガルバノミラーを同時に駆動する。
【０００８】
１またはそれ以上の実施形態の第２の態様は、発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の板金に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記板金に照射する集束レンズを有する加工ヘッドと、前記板金の面に対して前記加工ヘッドを相対的に移動させる移動機構と、前記ガルバノスキャナユニットによる前記レーザビームの振動を制御し、前記移動機構による前記加工ヘッドの相対的な移動を制御する制御装置とを備え、前記ガルバノスキャナユニットは、入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、前記第２のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第３のガルバノミラーと、前記第３のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第３のガルバノモータと、前記第３のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第４のガルバノミラーと、前記第４のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第４のガルバノモータとを有するレーザ加工機を提供する。
【０００９】
上記のように構成されたレーザ加工機において、前記第１～第４のガルバノミラーのうちの任意の２つのガルバノミラーを組とした第１の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った第１の軸の方向に変位させるガルバノミラーであり、前記第１～第４のガルバノミラーのうちの前記第１の組のガルバノミラー以外の２つのガルバノミラーを組とした第２の組のガルバノミラーは、前記板金に照射されるレーザビームを前記板金の面に沿った前記第１の軸の方向と直交する第２の軸の方向に変位させるガルバノミラーである。前記制御装置は、前記第１の組のガルバノミラーによって、前記板金に照射されるレーザビームを前記第１の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第１の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第１の組のガルバノモータを同時に制御し、前記第２の組のガルバノミラーによって、前記板金に照射されるレーザビームを前記第２の軸の方向の正負の方向を含めて互いに同じ方向に同じ距離だけ変位させるよう、前記第２の組のガルバノミラーを回転させる２つのガルバノモータを組とした第２の組のガルバノモータを同時に制御する。
【発明の効果】
【００１０】
１またはそれ以上の実施形態に係るガルバノスキャナユニット及びレーザ加工機によれば、ガルバノミラーの振動周波数を従来よりも高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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