(57)【要約】【課題】組み付けにおける時間の短縮を図ること。【解決手段】レーザ加工装置のヘッドユニットは、光学ベース４０と、光学ベース４０に固定された光学ユニット５０，６０，７０を有している。光学ベース４０は、板状のベース板４１と、そのベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２，４３，４４を有している。光学ユニット５０のユニットベース５１には第２ピンブッシュ５４が固定されている。光学ユニット５０は、第２ピンブッシュ５４がベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２と同軸上として光学ベース４０のベース板４１に固定されている。【選択図】図４
2016140872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ベースと、
前記光学ベースに着脱可能に固定され、レーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導く複数の光学ユニットと、
を有し、
前記光学ベースは、板状のベース板と、前記ベース板の上面側に配置され、前記ベース板の上面に沿って位置調整可能であり、前記ベース板に固定された複数の第１ピンブッシュを有し、
前記光学ユニットは、前記ベース板の上面に固定されたベース部材と、前記ベース部材の下面側に配置され、前記ベース部材の下面に沿って位置調整可能であり、前記光学ユニットに固定された複数の第２ピンブッシュを有し、
前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュはそれぞれ、位置調整のための位置調整部を有し、
前記光学ユニットは、前記第２ピンブッシュの位置調整部を前記第１ピンブッシュの位置調整部と同軸上として前記光学ベースに固定されていること、
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記位置調整部は、前記第１ピンブッシュ及び前記第２ピンブッシュにおいて、上下方向に沿って貫通し、円柱状の位置出ピンが挿通されるピン挿通孔、または、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュのいずれか一方に形成された円柱状の凸部と、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュのいずれか他方に形成され前記凸部が挿入される凹部または貫通孔であること、
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、
前記第１ピンブッシュは、基準ベースに立設された位置出ピンにより位置決めされて前記ベース板に固定され、
前記光学ユニットは、前記第２ピンブッシュが前記基準ベースに立設された前記位置出ピンにより位置決めされて前記ベース部材に固定され、前記レーザ光の光軸が予め調整されたこと、
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記ベース板の上面と、前記光学ユニットの下面との少なくとも一方に収容凹部が形成され、
前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュとの少なくとも一方は前記収容凹部に配置されること、
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュは、互いに同じ形状に形成されてなり、固定ネジが挿通される挿通孔と固定ネジが螺入されるネジ孔とを有し、
前記第１ピンブッシュは、上方から前記挿通孔に挿通され前記ベース板のネジ孔に螺入される前記固定ネジにより前記ベース板に固定され、
前記第２ピンブッシュは、上方から前記ベース部材の挿通孔に挿通され前記第２ピンブッシュのネジ孔に螺入される前記固定ネジにより前記ベース部材に固定されること、
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、
複数の位置出部を有する基準ベースの上にベース板を配置し、位置調整部を有する第１ピンブッシュを前記位置出部により位置調整し、前記第１ピンブッシュを前記ベース板に固定する工程と、
前記光学ベースのベース板の上に、ベース部材の下面側に位置調整部を有する第２ピンブッシュを保持した光学ユニットを、前記第２ピンブッシュの位置調整部と前記位置出部とにより第２ピンブッシュの位置を調整し、前記第２ピンブッシュを前記ベース部材に固定する工程と、
を有するレーザ加工装置の組立方法。
【請求項７】
光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、
複数の位置出ピンが立設された基準ベースの上にベース板を配置し、前記位置出ピンを挿通した第１ピンブッシュを前記ベース板の上面側に配置し固定ネジにより上方から固定する工程と、
前記光学ベースのベース板の上に、ベース部材の下面側に第２ピンブッシュを保持した光学ユニットを配置し、前記第２ピンブッシュのピン挿通孔に前記位置出ピンを挿通し、前記ベース部材のネジ挿通孔に上方から挿通した固定ネジを前記第２ピンブッシュのネジ孔に螺入して前記第２ピンブッシュを前記ベース部材に固定する工程と、
を有するレーザ加工装置の組立方法。
【請求項８】
光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、
前記光学ユニットを固定するベース板の上面側に、基準ベースに立設された位置出ピンにより位置調整され固定ネジにより固定された第１ピンブッシュに前記位置出ピンを挿通する工程と、
光軸調整された光学ユニットのベース部材の下面側に予め前記基準ベースの前記位置出ピンにより位置調整され固定ネジにより固定された第２ピンブッシュのピン挿通孔に前記位置出ピンを挿通し、前記ベース部材のネジ挿通孔に上方から挿通した固定ネジを前記ベース板のネジ孔に螺入して前記光学ユニットを前記ベース板に固定する工程と、
を有するレーザ加工装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置、レーザ加工装置の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置は、レーザ発振器から出射されるレーザ光を対象物に照射し、対象物を加工する。レーザ加工装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器を収容したレーザ出射ユニットと、レーザ光を加工対象物に照射するための走査ユニットと１つのベースに固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２２２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーザ加工装置では、レーザ光の光軸のずれが加工品質に大きく影響する。しかし、上記のベースやベースに固定する各ユニットを形成する加工にばらつきが生じる。このため、レーザ加工装置の製造時やユニットの交換の場合、ベースに組み付けた各ユニットにおいて、光軸などの煩雑な調整作業が必要となり、組み付けに時間を要していた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、組み付けにおける時間の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するレーザ加工装置は、光学ベースと、前記光学ベースに着脱可能に固定され、レーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導く複数の光学ユニットと、を有し、前記光学ベースは、板状のベース板と、前記ベース板の上面側に配置され、前記ベース板の上面に沿って位置調整可能であり、前記ベース板に固定された複数の第１ピンブッシュを有し、前記光学ユニットは、前記ベース板の上面に固定されたベース部材と、前記ベース部材の下面側に配置され、前記ベース部材の下面に沿って位置調整可能であり、前記光学ユニットに固定された複数の第２ピンブッシュを有し、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュはそれぞれ、位置調整のための位置調整部を有し、前記光学ユニットは、前記第２ピンブッシュの位置調整部を前記第１ピンブッシュの位置調整部と同軸上として前記光学ベースに固定されている。
【０００７】
この構成によれば、光学ベースのベース板に第１ピンブッシュが固定され、光学ユニットのベース部材に第２ピンブッシュが固定される。第１ピンブッシュと第２ピンブッシュはそれぞれ位置調整のための位置調整部を有している。光学ユニットは、第２ピンブッシュの位置調整部が第１ピンブッシュの位置調整部と同軸上として光学ベースに固定される。したがって、光学ユニットを光学ベースに対して着脱する場合に、位置出ピンを用いて第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとを同軸上とすることにより、高い位置精度により光学ユニットを光学ベースに組み付けることが可能となり、組み付けにかかる時間が短縮される。
【０００８】
上記のレーザ加工装置において、前記位置調整部は、前記第１ピンブッシュ及び前記第２ピンブッシュにおいて、上下方向に沿って貫通し、円柱状の位置出ピンが挿通されるピン挿通孔、または、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュのいずれか一方に形成された円柱状の凸部と、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュのいずれか他方に形成され前記凸部が挿入される凹部または貫通孔であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ピン挿通孔に円柱状の位置出ピンを用いて第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとが容易に同軸上とされる。また、たとえば基準ベースに形成した孔により凸部を有する第１ピンブッシュまたは第２ピンブッシュの位置が調整される。また、基準ベースの孔に嵌挿される位置出ピンにより凹部または貫通孔を有する第２ピンブッシュまたは第１ピンブッシュの位置が調整される。これにより、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとが容易に同軸上とされる。
【００１０】
上記のレーザ加工装置において、前記第１ピンブッシュは、基準ベースに立設された位置出ピンにより位置決めされて前記ベース板に固定され、前記光学ユニットは、前記第２ピンブッシュが前記基準ベースに立設された前記位置出ピンにより位置決めされて前記ベース部材に固定され、前記レーザ光の光軸が予め調整されたことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとが位置出ピンにより位置決めされ、同軸上とされる。そして、光学ユニットについて、光軸が予め調整される。このため、光学ユニットにおける光軸調整に要する時間が短くなり、組み付けにかかる時間が短縮される。
【００１２】
上記のレーザ加工装置において、前記ベース板の上面と、前記光学ユニットの下面との少なくとも一方に収容凹部が形成され、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュとの少なくとも一方は前記収容凹部に配置されることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとの少なくとも一方が収容凹部に収容されるため、光学ベースと光学ユニットとを合わせた高さが抑制される。
上記のレーザ加工装置において、前記第１ピンブッシュと前記第２ピンブッシュは、互いに同じ形状に形成されてなり、固定ネジが挿通される挿通孔と固定ネジが螺入されるネジ孔とを有し、前記第１ピンブッシュは、上方から前記挿通孔に挿通され前記ベース板のネジ孔に螺入される前記固定ネジにより前記ベース板に固定され、前記第２ピンブッシュは、上方から前記ベース部材の挿通孔に挿通され前記第２ピンブッシュのネジ孔に螺入される前記固定ネジにより前記ベース部材に固定されることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、光学ベースのベース板に固定される第１ピンブッシュと、光学ユニットのベース部材に固定される第２ピンブッシュとが同一形状であるため、ピンブッシュを１種類用意しておけばよく、光学ベースと光学ユニットとに別々のピンブッシュを用意する場合と比べ、コストが低減される。
【００１５】
上記課題を解決するレーザ加工装置の組立方法は、光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、複数の位置出を有する基準ベースの上にベース板を配置し、位置調整部を有する第１ピンブッシュを前記位置出部により位置調整し、前記第１ピンブッシュを前記ベース板に固定する工程と、前記光学ベースのベース板の上に、ベース部材の下面側に位置調整部を有する第２ピンブッシュを保持した光学ユニットを、前記第２ピンブッシュの位置調整部と前記位置出部とにより第２ピンブッシュの位置を調整し、前記第２ピンブッシュを前記ベース部材に固定する工程と、を有する。
【００１６】
この構成によれば、位置出部を用いて光学ベースのベース板に第１ピンブッシュが固定される。そして、位置出部を用いてベース板上に配置した光学ユニットのベース部材に第２ピンブッシュが固定される。このため、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュの位置関係を光学ベースと光学ユニットとで互いに同じとすることが容易となり、組み付けにかかる時間が短縮される。
【００１７】
上記課題を解決するレーザ加工装置の組立方法は、光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、複数の位置出ピンが立設された基準ベースの上にベース板を配置し、前記位置出ピンを挿通した第１ピンブッシュを前記ベース板の上面側に配置し固定ネジにより固定する工程と、前記光学ベースのベース板の上に、ベース部材の下面側に第２ピンブッシュを保持した光学ユニットを配置し、前記第２ピンブッシュのピン挿通孔に前記位置出ピンを挿通し、前記ベース部材のネジ挿通孔に上方から挿通した固定ネジを前記第２ピンブッシュのネジ孔に螺入して前記第２ピンブッシュを前記ベース部材に固定する工程と、を有する。
【００１８】
この構成によれば、位置出ピンを用いて光学ベースのベース板に第１ピンブッシュが固定される。そして、位置出ピンを用いてベース板上に配置した光学ユニットのベース部材に第２ピンブッシュが固定される。このため、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュの位置関係を光学ベースと光学ユニットとで互いに同じとすることが容易となり、組み付けにかかる時間が短縮される。
【００１９】
上記課題を解決するレーザ加工装置の組立方法は、光学ベースの上に着脱可能に固定された複数の光学ユニットによりレーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象物へ導くレーザ加工装置の組立方法であって、前記光学ユニットを固定するベース板の上面側に、基準ベースに立設された位置出ピンにより位置調整され固定ネジにより固定された第１ピンブッシュに前記位置出ピンを挿通する工程と、光軸調整された光学ユニットのベース部材の下面側に予め前記基準ベースの前記位置出ピンにより位置調整され固定ネジにより固定された第２ピンブッシュのピン挿通孔に前記位置出ピンを挿通し、前記ベース部材のネジ挿通孔に上方から挿通した固定ネジを前記ベース板のネジ孔に螺入して前記光学ユニットを前記ベース板に固定する工程と、を有する。
【００２０】
この構成によれば、位置出ピンを用いて第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとが同軸上とされる。したがって、光学ユニットを光学ベースに対して着脱する場合に、位置出ピンを用いて第１ピンブッシュと第２ピンブッシュとを同軸上とすることにより、高い位置精度により光学ユニットを光学ベースに組み付けることが可能となり、組み付けにかかる時間が短縮される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、組み付けにおける時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態のレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】ヘッド部の平面図。
【図３】ヘッド部の側面図。
【図４】光学ユニットとベース板を示す斜視図。
【図５】（ａ）（ｂ）はピンブッシュの斜視図、（ｃ）はピンブッシュの断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、ベース板へのユニットベースの組み付けを示す断面斜視図。
【図７】基準ベース板を示す斜視図。
【図８】ベース板へのピンブッシュの組み付けを示す斜視図。
【図９】光学ユニットの組み付けを示す斜視図。
【図１０】（ａ）はピンブッシュの平面図、（ｂ）はピンブッシュの断面図。
【図１１】ピンブッシュの平面図。
【図１２】ピンブッシュの平面図。
【図１３】（ａ）（ｂ）はピンブッシュの断面図。
【図１４】レーザ加工装置の概略を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、レーザ加工装置は、コントローラ１０とヘッドユニット２０とを有している。
【００２４】
コントローラ１０の電源１１は、入力電力に基づいて、レーザ発振器１２、制御部１３、ヘッドユニット２０の駆動に必要な電力を生成する。ヘッドユニット２０の電力は、電源線３１を介してヘッドユニット２０に供給される。制御部１３は、レーザ発振器１２を制御する。また、制御部１３は、レーザ光の走査等のために必要な制御信号を生成する。制御信号は、信号線３２を介してヘッドユニット２０に供給される。レーザ発振器１２は、ファイバレーザや半導体レーザによりレーザ光を生成する。レーザ光は、光ファイバ３３を介してヘッドユニット２０に供給される。
【００２５】
ヘッドユニット２０の制御部２１は、コントローラ１０から供給される電力、制御信号に基づいて、焦点可変部２４、走査部２５を駆動するための各種信号を生成する。レーザヘッド２２は、光ファイバ３３によりコントローラ１０から供給されるレーザ光を、所定のビーム径のレーザ光として出射する。ビームエキスパンダ２３は、レーザヘッド２２の出射光のビーム径を拡大する。焦点可変部２４は、制御部２１の制御信号に基づいて、ヘッドユニット２０から出射するレーザ光（加工光）の焦点距離を変更する。焦点可変部２４は、たとえばレーザ光の光軸に沿って配列された一対のレンズと、一対のレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータとを有している。焦点可変部２４は、制御信号に基づいて一対のレンズ間の距離を変更する。このレンズ間の距離により、ヘッドユニット２０から出射されるレーザ光の焦点距離が変更される。走査部２５は、ガルバノスキャナを含む。ガルバノスキャナは、２つのミラーと、所定の２軸にて２つのミラーをそれぞれ回動するモータを有している。
【００２６】
図２に示すように、ヘッドユニット２０は、光学ベース４０と、光学ベース４０に着脱可能に固定された複数（図２では３つ）の光学ユニット５０，６０，７０を有している。なお、ヘッドユニット２０は、光学ベース４０に固定され光学ユニット５０，６０，７０を覆う図示しないカバーを有している。光学ベース４０は、所定の形状に形成された平板状のベース板４１を有している。各光学ユニット５０，６０，７０は、それぞれ複数の固定ネジ８１，８２，８３（固定ネジ８１、８２は図３参照）によりベース板４１の上面４１ａに固定されている。
【００２７】
図３に示すように、第１の光学ユニット５０は、ベース部材としてのユニットベース５１、調整ホルダ５２、光学部材としてのヘッド部５３を含む。ユニットベース５１は、ベース板４１の上面４１ａに固定ネジ８１により固定されている。調整ホルダ５２は、ユニットベース５１の上面に図示しないネジにより固定されている。調整ホルダ５２は、ヘッド部５３を保持する。ヘッド部５３は、光ファイバ３３（図１参照）により伝達されたレーザ光を、たとえば平行光にて出射する。ヘッド部５３は、図１に示すレーザヘッド２２とビームエキスパンダ２３との機能を有している。調整ホルダ５２は、ユニットベース５１に対して、ヘッド部５３の角度、つまりヘッド部５３から出射されるレーザ光の光軸を調整する調整機能を有している。
【００２８】
第２の光学ユニット６０は、ベース部材としてのユニットベース６１、調整ホルダ６２、焦点可変モジュール６３を含む。ユニットベース６１は、ベース板４１の上面４１ａに固定ネジ８２により固定されている。調整ホルダ６２は、ユニットベース６１の上面に図示しないネジにより固定されている。調整ホルダ６２は、焦点可変モジュール６３を保持する。調整ホルダ６２は、ユニットベース６１に対して、焦点可変モジュール６３の角度、つまり焦点可変モジュール６３を通過するレーザ光の光軸を調整する調整機能を有している。
【００２９】
第３の光学ユニット７０は、ベース部材としてのベースブロック７１を有している。ベースブロック７１は、ベース板４１の上面４１ａに固定ネジ８３により固定されている。ベースブロック７１には、保持部材７２ｘ，７２ｙが固定されている。保持部材７２ｘ，７２ｙはそれぞれガルバノモータ７３ｘ，７３ｙを保持する。なお、図には示していないが、ガルバノモータ７３ｘ，７３ｙの出力軸にはそれぞれレーザ光を反射する光学部材としてのガルバノミラーが取着されている。
【００３０】
図４に示すように、光学ベース４０のベース板４１には、複数対の第１ピンブッシュ４２，４３，４４が固定ネジ４５，４６，４７により固定されている。第１ピンブッシュ４２は第１の光学ユニット５０を位置決めして固定するために用いられる。第１ピンブッシュ４３は、第２の光学ユニット６０を位置決めして固定するために用いられる。第１ピンブッシュ４４は、第３の光学ユニット７０を位置決めして固定するために用いられる。
【００３１】
第１の光学ユニット５０のユニットベース５１には一対の第２ピンブッシュ５４が固定されている。第２の光学ユニット６０のユニットベース６１には一対の第２ピンブッシュ６４が固定されている。なお、図４では、第１の光学ユニット５０と第２の光学ユニット６０について、それぞれユニットベース５１，６１のみを示している。第３の光学ユニット７０のベースブロック７１には、一対の第２ピンブッシュ７４が固定されている。
【００３２】
第１ピンブッシュ４２，４３，４４は、互いに同じ形状である。第２ピンブッシュ５４，６４，７４は、互いに同じ形状である。さらに、第１ピンブッシュ４２，４３，４４と第２ピンブッシュ５４，６４，７４は、互いに同じ形状である。
【００３３】
次に、第１ピンブッシュ４２，４３，４４、第２ピンブッシュ５４，６４，７４の形状を説明する。なお、本実施形態では、第１ピンブッシュ４２，４３，４４、第２ピンブッシュ５４，６４，７４の形状が互いに同じであるため、第１ピンブッシュ４２について説明し、他については図面及び説明を省略する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、第１ピンブッシュ４２は、固定部９１を有している。固定部９１は、たとえば円形の板状に形成されている。図５（ｂ）に示すように、第１ピンブッシュ４２は、固定部９１から同心円状に突出する円筒部９２を有している。
【００３５】
第１ピンブッシュ４２には、その中心に上下方向に貫通する円形のピン挿通孔９３が形成されている。第１ピンブッシュ４２は、たとえばアルミニウム等の金属により形成され、ピン挿通孔９３の穴径は、後述する位置出部としての位置出ピン１０２（図６（ｂ）参照）の外径とほぼ同じであり、位置出ピン１０２を挿通可能に形成されている。位置出ピン１０２はたとえばステンレスなどの高精度の形状に整形可能な金属製である。
【００３６】
固定部９１には、第１ピンブッシュ４２を図４に示すベース板４１に固定する固定ネジ４６が挿通されるネジ挿通孔９４が形成されている。また、固定部９１には、ネジ孔９５が形成されている。このネジ孔９５は、図６（ａ）に示すように、同形状の第２ピンブッシュ５４をユニットベース５１に固定する固定ネジ５５を螺入するためのものである。図５（ｃ）において、一点鎖線より左側はネジ挿通孔９４を示し、一点鎖線より右側はネジ孔９５を示している。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、ベース板４１には、その上面４１ａから下方に向かって収容凹部４１ｂが形成されている。収容凹部４１ｂは、上面４１ａから見て円状に形成されている。収容凹部４１ｂの底部中央には、ベース板４１を上下方向に貫通する貫通孔４１ｃが形成されている。貫通孔４１ｃは、収容凹部４１ｂと同軸状に形成されている。収容凹部４１ｂには、第１ピンブッシュ４２が配置されている。第１ピンブッシュ４２は、第１ピンブッシュ４２のネジ挿通孔９４に挿通されベース板４１に形成されたネジ孔４１ｄに螺入された固定ネジ４６により、ベース板４１に固定されている。
【００３８】
ベース板４１に形成された収容凹部４１ｂ、貫通孔４１ｃの内径は、第１ピンブッシュ４２の固定部９１、円筒部９２の外径よりも大きく設定されている。そして、第１ピンブッシュ４２の固定部９１に形成されたネジ挿通孔９４の内径は、そのネジ挿通孔９４に挿通される固定ネジ４６の外径（ネジ部の外径）よりも大きく形成されている。これらにより、第１ピンブッシュ４２は、ベース板４１の上面４１ａと平行に移動可能である。このような大きさの相違（たとえば、ネジ挿通孔９４の内径と固定ネジ４６のネジ部の外径との差）は、ピンブッシュ４２の移動可能な範囲（位置調整しろ）として機能する。第１ピンブッシュ４２の移動可能な範囲（たとえば、収容凹部４１ｂの内径と固定部９１の外径との差）は、ベース板４１を加工する機械（フライス盤、ボール盤、等）の加工精度に応じて設定される。そして、第１ピンブッシュ４２は、その中心位置を高精度に設定され、ベース板４１に固定されている。中心位置の設定は、高精度に加工された基準ベースを用いて行われている。
【００３９】
ユニットベース５１には、その下面５１ａから上方に向かって収容凹部５１ｂが形成されている。収容凹部５１ｂは、下面５１ａから見て円状に形成されている。収容凹部５１ｂの上部中央には、ユニットベース５１を上下方向に貫通する貫通孔５１ｃが形成されている。貫通孔５１ｃは、収容凹部５１ｂと同軸状に形成されている。収容凹部５１ｂには、第２ピンブッシュ５４が配置されている。第２ピンブッシュ５４は、第２ピンブッシュ５４に形成されたネジ孔に螺入された固定ネジ５５により、ユニットベース５１に固定されている。
【００４０】
ユニットベース５１と第２ピンブッシュ５４との形状関係は、ベース板４１と第１ピンブッシュ４２との形状関係と同じであるため、説明を省略する。
ユニットベース５１は、第２ピンブッシュ５４をベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２と同軸上とするように、ベース板４１に固定されている。詳述すると、第２ピンブッシュ５４のピン挿通孔９３を、第１ピンブッシュ４２のピン挿通孔９３と同軸上とするように、ユニットベース５１がベース板４１に固定されている。
【００４１】
たとえば、図６（ｂ）に示すように、ベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２のピン挿通孔９３に、略同径の位置出ピン１０２を挿入する。この位置出ピン１０２を、ユニットベース５１に固定された第２ピンブッシュ５４のピン挿通孔９３に挿通してユニットベース５１をベース板４１の上に配置する。そして、固定ネジ８１によりユニットベース５１をベース板４１に固定する。
【００４２】
以上、ベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２、ユニットベース５１に固定された第２ピンブッシュ５４、第１ピンブッシュ４２と第２ピンブッシュ５４を利用したベース板４１に対するユニットベース５１の固定について説明した。なお、図４に示すユニットベース６１とベースブロック７１については、ユニットベース５１と同じであるため、図面及び説明を省略する。
【００４３】
次に、上記のヘッドユニット２０の組立方法を説明する。
図７に示すように、基準ベース１００は、ベース板１０１と、ベース板１０１に立設された位置出ピン１０２，１０３，１０４とを有している。ベース板１０１は、矩形の板状に形成されている。ベース板１０１の材料としては、伸縮の少ない金属材料（例えば鋼）が用いられる。このようなベース板１０１に対して、高精度な加工が施されて複数の位置出ピン１０２，１０３，１０４が立設されている。位置出ピン１０２，１０３，１０４は、たとえば、ベース板１０１に固定孔に挿入され、ベース板１０１に固定されている。
【００４４】
次に、図８に示すように、基準ベース１００の上にベース板４１を載置する。そして、第１ピンブッシュ４２，４３，４４のピン挿通孔９３に基準ベース１００の位置出ピン１０２，１０３，１０４を挿通し、固定ネジ４５，４６，４７により第１ピンブッシュ４２，４３，４４をベース板４１に固定する。これにより、第１ピンブッシュ４２，４３，４４の位置は、基準ベース１００の位置出ピン１０２，１０３，１０４の位置と等しくなる。つまり、基準ベース１００の位置出ピン１０２，１０３，１０４の位置を、ベース板４１の第１ピンブッシュ４２，４３，４４の位置に写し取る。
【００４５】
次に、図９に示すように、ベース板４１の上にユニットベース５１を配置する。このユニットベース５１には、第２ピンブッシュ５４（図４参照）が、ユニットベース５１の下面５１ａから収容凹部内に配置されている。そして、第２ピンブッシュ５４は、固定ネジ５５により、ユニットベース５１から脱落しないように保持されている。このように保持された第２ピンブッシュ５４は、ユニットベース５１に対して、その下面５１ａと平行な方向に移動可能である。したがって、第２ピンブッシュ５４に位置出ピン１０２を挿通するように、第２ピンブッシュ５４を保持したユニットベース５１をベース板４１の上に載置することにより、第２ピンブッシュ５４の位置を基準ベース１００の位置出ピン１０２の位置と等しくする。そして、固定ネジ５５により、第２ピンブッシュ５４をユニットベース５１に固定する。つまり、基準ベース１００の位置出ピン１０２の位置を、ユニットベース５１の第２ピンブッシュ５４の位置に写し取る。
【００４６】
上記のように第２ピンブッシュ５４が固定されたユニットベース５１を、ベース板４１から取り外す。取り外されたユニットベース５１において、２つの第２ピンブッシュ５４（図４参照）の間隔は、図９に示す基準ベース１００の２つの位置出ピン１０２の間隔と等しい。また、２つの第２ピンブッシュ５４の間隔は、図８に示すベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２の間隔と等しい。したがって、位置出ピン１０２を用いることで、第１ピンブッシュ４２に対して第２ピンブッシュ５４を同軸上とするように、ベース板４１にユニットベース５１を配置することが可能となる。
【００４７】
同様に、ベース板４１の上に、第２ピンブッシュ６４を保持したユニットベース６１を配置する。そして、位置出ピン１０３を挿通した第２ピンブッシュ６４を、固定ネジ６５によりユニットベース６１に固定し、基準ベース１００の位置出ピン１０３の位置を、ユニットベース６１の第２ピンブッシュ６４の位置に写し取る。
【００４８】
なお、図９では省略したが、図４に示すベースブロック７１についても、上記のユニットベース５１，６１と同様にして、第２ピンブッシュ７４を固定ネジ７５により固定する（図２参照）。これにより、図８に示す基準ベース１００の位置出ピン１０４の位置を、ベースブロック７１の第２ピンブッシュ７４（図４参照）の位置に写し取る。
【００４９】
次に、上記のレーザ加工装置及び基準ベース１００による作用を説明する。
図８に示すように、基準ベース１００を用いて、ベース板４１に第１ピンブッシュ４３を固定する。さらに、図９に示すように、基準ベース１００を用いて、ユニットベース５１，６１とベースブロック７１（図４参照）に第２ピンブッシュ５４，６４，７４を固定する。これにより、組み立てに要する時間が短くなる。
【００５０】
たとえば、図２に示すように、光学ユニット５０は、ユニットベース５１に第２ピンブッシュ５４が固定されている。この光学ユニット５０を、たとえば光軸調整用のベース板を用いて光軸調整を行う。光軸調整用のベース板は、所定の長さ（たとえば、１メートル）の長方形板状であり、一端に光学ユニット５０を取着可能に位置出ピンが立設され、他端にたとえば２次元の受光部が配置される。なお、光軸調整用のベース板として、上記の基準ベース１００と光学ベース４０を用いてもよい。
【００５１】
このように配置した光学ユニット５０のヘッド部５３からレーザ光を出射させる。そして、受光部における受光位置に基づいて、調整ホルダ５２によりレーザ光の光軸、つまりレーザ光の出射方向を調整する。このように光軸を調整した光学ユニット５０を、光軸調整用のベース板に対して着脱した場合、受光部における受光位置の位置ずれは、極めて少ない。位置ずれは、たとえば±２０ミクロン（μｍ）以下となり、高い位置精度となる。
【００５２】
このような光軸調整を、製造する全ての光学ユニット５０について予め行う。そして、たとえば、製造工程において、受注後に、上記のように第１ピンブッシュ４２を固定したベース板４１に、光軸調整後の光学ユニット５０を組み付ける。この場合、図６（ｂ）に示すように、位置出ピン１０２と第２ピンブッシュ５４により、第１ピンブッシュ４２を固定したベース板４１に対して、高い位置精度により光学ユニット５０が組み付けられる。このため、光学ユニット５０の光軸調整に要する時間が短い、または光軸調整が不要となる。つまり、光学ユニット５０の組み付けに要する時間が短縮される。他の光学ユニット６０，７０についても同様である。このため、ヘッドユニット２０の組み立てに要する時間を大きく短縮される。
【００５３】
そして、このような光学ユニット５０，６０，７０は、交換における組み付けに要する時間を短縮する。たとえば、光学素子の劣化により、光学ユニット５０を交換する場合、ベース板４１から交換要の光学ユニット５０を取り外し、そのベース板４１に対して、予め光軸調整された新たな光学ユニット５０を組み付ける。この光学ユニット５０は、上記の製造時と同様に、位置出ピン１０２と第２ピンブッシュ５４により、第１ピンブッシュ４３を固定したベース板４１に対して、高い位置精度により光学ユニット５０が組み付けられる。このため、交換後の光学ユニット５０における光軸調整に要する時間が短い、または光軸調整が不要となる。つまり、光学ユニット５０の交換組み付けに要する時間が短縮される。
【００５４】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）レーザ加工装置のヘッドユニット２０は、光学ベース４０と、光学ベース４０に固定された光学ユニット５０，６０，７０を有している。光学ベース４０は、板状のベース板４１と、そのベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２，４３，４４を有している。光学ユニット５０のユニットベース５１には第２ピンブッシュ５４が固定されている。光学ユニット５０は、第２ピンブッシュ５４がベース板４１に固定された第１ピンブッシュ４２と同軸上として光学ベース４０のベース板４１に固定されている。
【００５５】
第１ピンブッシュ４２と第２ピンブッシュ５４は円柱状の位置出ピン１０２が挿通されるピン挿通孔９３を有している。光学ユニット５０は、第２ピンブッシュ５４が第１ピンブッシュ４２と同軸上として光学ベース４０に固定される。たとえば、位置出ピン１０２を用いて第１ピンブッシュ４２と第２ピンブッシュ５４とが同軸上とされる。したがって、光学ユニット５０を光学ベース４０に対して着脱する場合に、位置出ピン１０２を用いて第１ピンブッシュ４２と第２ピンブッシュ５４とを同軸上とすることにより、高い位置精度により光学ユニット５０を光学ベース４０に組み付けることが可能となり、組み付けにかかる時間を短縮することができる。光学ユニット６０，７０についても同様であり、組み付けにかかる時間を短縮することができる。
【００５６】
（２）レーザ加工装置において、第１ピンブッシュ４２，４３，４４は、基準ベース１００に立設された位置出ピン１０２，１０３，１０４により位置決めされてベース板４１に固定されている。光学ユニット５０，６０，７０は、第２ピンブッシュ５４，６４，７４が基準ベース１００に立設された位置出ピン１０２，１０３，１０４により位置決めされてユニットベース５１，６１とベースブロック７１に固定されている。そして、各光学ユニット５０，６０，７０は、レーザ光の光軸が予め調整される。
【００５７】
したがって、第１ピンブッシュ４２，４３，４４と第２ピンブッシュ５４，６４，７４とが位置出ピン１０２，１０３，１０４により位置決めされ、同軸上とされる。そして、光学ユニット５０，６０，７０について、光軸が予め調整される。このため、光学ユニット５０，６０，７０における光軸調整に要する時間が短くなり、組み付けにかかる時間を短縮することができる。
【００５８】
（３）光学ベース４０のベース板４１に固定される第１ピンブッシュ４２，４３，４４と、光学ユニット５０，６０のユニットベース５１，６１、光学ユニット７０のベースブロック７１に固定される第２ピンブッシュ５４，６４，７４が同一形状である。このため、ピンブッシュを１種類用意しておけばよく、光学ベース４０と光学ユニット５０，６０，７０とに別々のピンブッシュを用意する場合と比べ、コストを低減することができる。
【００５９】
（４）位置出ピン１０２，１０３，１０４を用いて光学ベース４０のベース板４１に第１ピンブッシュ４２，４３，４４が固定される。そして、位置出ピン１０２，１０３，１０４を用いて、ベース板４１上に配置したユニットベース５１，６１とベースブロック７１に第２ピンブッシュ５４，６４，７４が固定される。このため、第１ピンブッシュ４２，４３，４４と第２ピンブッシュ５４，６４，７４の位置関係を光学ベース４０と光学ユニット５０，６０，７０とで互いに同じとすることが容易となり、組み付けにかかる時間を短縮することができる。
【００６０】
（５）位置出ピン１０２，１０３，１０４を用いて、第１ピンブッシュ４２，４３，４４と第２ピンブッシュ５４，６４，７４とが同軸上とされる。したがって、光学ユニット５０，６０，７０を光学ベース４０に対して着脱する場合に、位置出ピン１０２，１０３，１０４を用いることにより、高い位置精度により光学ユニット５０，６０，７０を光学ベース４０に組み付けることが可能となり、組み付けにかかる時間を短縮することができる。
【００６１】
（６）ピンブッシュ４２は、図５（ｃ）に示すように、固定部９１と円筒部９２を有している。固定部９１と円筒部９２によるネジ挿通孔９４に位置出ピン１０２が挿通される（図６（ｂ）参照）。円筒部９２は、固定部９１に対して、位置出ピン１０２の挿入長さを長くする。これにより、ネジ挿通孔９４の中心軸と、位置出ピン１０２の中心軸とが略一致し、ピンブッシュ４２を高い位置精度にて固定することができる。
【００６２】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態に対し、ピンブッシュ４２，４３，４４，５４，６４，７４の形状，材質を適宜変更してもよい。
【００６３】
たとえば、図１０（ａ）に示すピンブッシュ２００は、ピン挿通孔２０１において３つの当接面２０２，２０３，２０４を有している。２つの当接面２０２，２０３は、平面である。ピンブッシュ２００にはスリット２０５が形成されている。ピン挿通孔２０１とスリット２０５とを形成する部分２０６は弾性変形により位置出ピン１０２に３つの当接面２０２〜２０４を当接させる当接部２０６として機能する。図１０（ｂ）は、このピンブッシュ２００の断面を示す。このようなピンブッシュ２００は、たとえばアルミニウムなど金属により形成される。なお、ピンブッシュを樹脂により形成さすることもできる。このピンブッシュ２００を用いても、上記実施形態と同様に、位置出ピン１０２によってベース板４１（図４参照）に固定したピンブッシュとユニットベース５１，６１、ベースブロック７１に固定したピンブッシュ２００とを同軸上とすることが可能となり、高い位置精度にて光学ユニット５０，６０，７０を固定することができる。
【００６４】
なお、図１１に示すように、ピンブッシュ２１０のピン挿通孔２１１を形成してもよい。このピン挿通孔２１１は、図１０（ａ）に示すピン挿通孔２０１とスリット２０５とを連通したものである。このようにピン挿通孔２１１により当接部２１６は、３つの当接面２１２，２１３，２１４を位置出ピン１０２に当接させる。
【００６５】
また、図１２に示すように、ピンブッシュ２２０のピン挿通孔２２１は、４つの当接面２２２，２２３，２２４，２２５を有する。そして、ピンブッシュ２２０の当接部２２６は、４つの当接面２２２〜２２５を位置出ピン１０２に当接させる。
【００６６】
上記のように形成されたピンブッシュ２００、２１０、２２０は、位置出ピン１０２に対する接触抵抗が上記実施形態のピンブッシュ４２、４３、４４、５４、６４、７４と比べて低く挿抜が容易となる。
【００６７】
・上記各形態では、ピンブッシュ４２，４３，４４，５４，６４，７４，２００，２１０，２２０を、平面視円状に形成したが、四角形，五角形，等の任意の多角形状としてもよい。
【００６８】
・上記各形態では、第１ピンブッシュ４２，４３，４４と第２ピンブッシュ５４，６４，７４を互いに同形状としたが、互いに異なる形状としてもよい。また、第１ピンブッシュ４２，４３，４４の少なくとも１つを異なる形状、または互いに異なる形状としてもよい。同様に、第２ピンブッシュ５４，６４，７４の少なくとも１つを異なる形状、または互いに異なる形状としてもよい。
【００６９】
・上記各形態では、位置出ピンを挿通する挿通孔を有するピンブッシュとしたが、位置調整部として凸部を有するピンブッシュとしてもよい。
たとえば、図１３（ａ）に示すピンブッシュ２３０としてもよい。このピンブッシュ２３０は、一方の面（図において上面）に凸部２３１を有し、他方の面（図において下面）に凹部２３２を有している。凸部２３１は円柱状に形成され、凹部２３２は、凸部２３１を嵌挿可能に形成されている。このようなピンブッシュ２３０をベース板４１とユニットベース５１（図６（ａ）参照）に固定するようにしてもよい。凸部２３１を有するピンブッシュ２３０を用いた場合、光学ユニットの交換時に位置出ピン（基準ベース）をたとえばレーザ加工装置の設置場所に持参する必要がなくなり、容易に交換を行うことが可能となる。
【００７０】
なお、ベース板にピンブッシュ２３０を固定する場合、基準ベースをベース板の上面側に配置し、その基準ベースに形成した位置出部としての基準孔に凸部２３１を嵌挿し、基準ベースの位置（基準孔の位置）を写しとる。ピンブッシュ２３０の固定は、たとえば、ベース板の下面側から行う。この場合、基準ベースとベース板の上下を反転させることで、ベース板の下面からピンブッシュのネジ孔に固定ネジを螺入することで行うことができる。また、基準ベースに固定ネジに対応する工具（たとえば、六角レンチ）を遊挿可能な貫通孔を形成し、ベース板の上面側から固定する方法を用いることができる。
【００７１】
また、位置調整部としての凸部と凹部とをそれぞれ有するピンブッシュとしてもよい。
たとえば、図１３（ｂ）に示すピンブッシュ２４０、２５０としてもよい。ピンブッシュ２４０は、上面に凸部２４１を有し、ピンブッシュ２５０は、下面に凹部２５１を有している。ピンブッシュ２５０の凹部２５１は、ピンブッシュ２４０の凸部２４１を嵌挿可能に形成されている。
【００７２】
なお、上記のピンブッシュ２３０，２４０，２５０を、上記各形態のピンブッシュ４２，２００，２１０，２２０のいずれか１つと組み合わせて実施してもよい。
・上記各形態では、ベース板４１の上面４１ａに光学ユニット５０，６０，７０を固定したが、ベース板の上面及び下面に光学ユニットを搭載したヘッドユニットとしてもよい。たとえば、ベース板に形成した貫通孔にミラーを用いてレーザ光を通過させて光軸を折り返すことで、コンパクトなヘッドユニットが得られる。このようなヘッドユニットの場合、ピンブッシュによりベース板の上下両面に光学ユニットを容易に固定することができる。
【００７３】
・上記実施形態は、レーザ発振器１２を含むコントローラ１０としたが、コントローラにレーザ発振器１２を含まないものとしてもよい。
たとえば、図１４に示すレーザ加工装置は、コントローラ３１０とヘッドユニット３２０を有している。コントローラ３１０は、電源３１１と制御回路３１２を有している。ヘッドユニット３２０は、制御部３２１，レーザ発振器３２２、ビームエキスパンダ３２３、焦点可変部３２４、走査部３２５を有している。電源３１１は、入力電力に基づいて、制御回路３１２、ヘッドユニット３２０の駆動に必要な電力を生成する。ヘッドユニット３２０の電力は、電源線３３１を介してヘッドユニット３２０に供給される。制御回路３１２は、レーザ光の制御等のために必要な制御信号を生成する。制御信号は、信号線３３２を介してヘッドユニット３２０に供給される。
【００７４】
ヘッドユニット３２０の制御部３２１は、コントローラ３１０から供給される電力、制御信号に基づいて、レーザ発振器３２２、焦点可変部３２４、走査部３２５を駆動するための各種信号を生成する。レーザ発振器３２２は、たとえばＣＯ２レーザや半導体レーザによりレーザ光を生成する。ビームエキスパンダ３２３は、レーザ発振器３２２の出射光のビーム径を拡大する。焦点可変部３２４は、制御部３２１の制御信号に基づいて、ヘッドユニット３２０から出射するレーザ光（加工光）の焦点距離を変更する。走査部３２５は、ガルバノスキャナを含む。ガルバノスキャナは、２つのミラーと、所定の２軸にて２つのミラーをそれぞれ回動するモータを有している。なお、ｆθレンズ等の集光レンズを操作部に含めてもよい。
【００７５】
このレーザ発振器３２２は、上記実施形態の光学ユニット５０，６０，７０（図４参照）と同様に、第１ピンブッシュと第２ピンブッシュを利用して位置決めされ、光学ベースに固定される。これにより、レーザ発振器３２２を組み付けや交換するときにおける作業時間が短縮される。
【００７６】
・上記各形態に対し、焦点可変部２４を省略したレーザ加工装置としてもよい。
・上記実施形態では、図２に示すヘッド部５３に、図１に示すレーザヘッド２２とビームエキスパンダ２３の機能を含むこととしたが、レーザヘッド２２とビームエキスパンダ２３をそれぞれ異なる光学ユニットとしてもよい。
【００７７】
・上記各形態では、ベース板４１の収容凹部４１ｂにピンブッシュ４２を配置固定したが、ベース板４１の上面４１ａにピンブッシュを配置固定するようにしてもよい。また、ユニットベース５１の収容凹部５１ｂにピンブッシュ５４を配置固定したが、ユニットベース５１の下面にピンブッシュを配置固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１２…レーザ発振器、４０…光学ベース、４１…ベース板、４１ｂ…収容凹部、４１ｄ…ネジ孔、４２〜４４…第１ピンブッシュ、４５〜４７…固定ネジ、５０，６０，７０…光学ユニット、光学ユニット、５１ｂ…収容凹部、５４，６４，７４…第２ピンブッシュ、第２ピンブッシュ、５５，６５，７５…固定ネジ、固定ネジ、８１〜８３…固定ネジ、９３…ピン挿通孔（位置調整部）、９４…ネジ挿通孔、９５…ネジ孔、１００…基準ベース、１０１…ベース板、１０２〜１０４…位置出ピン（位置出部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016140872.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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