精度の高い光路調整(RD)レーザー加工機機体の取扱説明書に記載されている光路調整の方法は、ワークエリアの全域でレーザー照射を行えるようにするためのものであり、切断時の断面の傾きについては対応できません。
本資料では、加工素材に対してレーザー光が垂直に入射するように光路調整をするための方法を説明します。

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機種、製造ロットにより、実機と本資料の画像が異なる場合があります。適宜読み替えてください。

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本資料で説明する方法は、加工素材に対する断面の垂直を保証するものではありません。垂直性の判断はあくまでも作業者の目視による判断によります。

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精度の高い光路調整の方法は手順を示すもので、限られた手数での結果を保証するものではありません。何度も(OK と判断するまで)微調整を繰り返す必要があります。従って、必要時間、工数をあらかじめ提示することは出来ません。
基本的には、機体のサイズが大きいほど、作業時間が多くかかります。また機体の設置環境に大きく依存します。

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中途半端な調整具合で作業を終了した場合、より傾きが大きくなったり、光路の問題で適切な加工が出来なくなる可能性があります。本調整を開始した場合、機体の状態や作業者の能力により、適切な状態に仕上げるまでにかなりの時間がかかる可能性があります。十分な作業時間を確保した上で作業を開始してください。

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本資料では、各反射鏡の角度を変更する際の調整ねじの回転方向と角度の関係は記載していません。これは機種、ロットにより、調整ねじの回転方向と反射鏡の角度の変化が異なるためです。
機体の取扱説明書を確認していただくか、あるいは調整時に自ら調整ねじを回してみて、どのように光路が変化するかを確認してください。
本資料の作業は角度の微調整が必要になるため、調整ねじの回転と角度変化を体感していただくためにも、手間はかかりますが、自ら角度変化を確認して作業を進めていただくことをおすすめいたします。

手順①

光路調整準備

レーザー光路が確認できるように準備します。

1. レーザー出力の調整
光路調整を行う際は、操作パネルの Pulse ボタンを押下した時の、レーザー照射時間、レーザー出力を設定しますレーザー照射時間の設定
操作パネルの「Laser Set」で照射時間を設定します。

Z/U ボタンを押下して、オプション画面を表示させます。

下矢印ボタンを使ってカーソルを移動させ、「Laser Set+」を選択します。

Laser Set+にカーソルを移動したら Enter ボタンを押下します。

Mode が「continue」の場合は、(上下左右いずれかの)矢印ボタンを押下して、「manual」に変更します。

Mode を「manual」にしたら、Z/U ボタンを押下してカーソルを「laser」に移動させます。

「laser」にカーソルが移動したら、矢印ボタンを使用して、レーザー照射時間を設定します。
左右矢印ボタンで変更する桁が変化します。
上下矢印ボタンで、現在の桁の数値が上下します。現在の選択されている桁はアンダーバーが表示されます。

設定値は 20～30[ms]程度の範囲内に設定します。レーザー管、ミラー、レンズの状態によって、変動しますので、とりあえず 25[ms]に設定しておいて、調整が必要であれば、後で設定値を変更します。

25 に設定したら、Enter ボタン戻ります。

Enter ボタン

Esc ボタン押下押下を押下して、設定を終了し、Esc ボタンを押下して、通常画面にレーザー出力の設定
操作パネルの「Max-Power」でレーザー出力を設定します。MaxPower の設定値を 99.0[%]にしてください。

Max-Power ボタンを押下して、MaxPower の設定画面を表示されます。

矢印ボタンを使用して、「MaxPower1」の設定値を 99.0 にします。「MaxPower2」は変更しません。

左右矢印ボタンで変更する桁が変化します。
上下矢印ボタンで、現在の桁の数値が上下します。現在の選択されている桁はアンダーバーが表示されます。
設定を変更したら、Enter ボタンを押下して、通常画面に戻ります。

これでレーザー照射時間、レーザー出力の設定ができました。

2. 安全スイッチ上に磁石を置く

安全スイッチ上にマグネットを置き、機体の上面扉が開いた状態でレーザー出力が出来るようにします。

マグネットを置いたら、操作パネルの Pulse ボタンを押下して、レーザーが照射されるか確認します。

Pulse ボタンを押下すると、上面上扉が開いた状態でレーザー照射されるため、機体近辺の安全に注意を払ってください。

レーザー照射の確認は電流計を使用します。
左の写真は 50mA まで目盛りがありますが、機種により、最大 30mA タイプの場合もあります。
両者に本手順の違いはありません。

操作パネルの Pulse ボタンを押下すると、一瞬だけ、針が動き、ゼロになります。

Pusle ボタンを押下し続けたときに、すぐに針がゼロにもどらない場合は、レーザー照射時間 の設定をやり直してください。通常は、一瞬たけ 5mA 程度の位置まで針が動きます。

3. 焦げ確認用紙片の作り方 説明

レーザー光路は、レーザーを紙片に当て、その焦げ跡で確認します。

紙片は、一般的なコピー用紙を使用します。薄いものや、厚すぎるもの、燃えやすいものは適しません、色柄があると焦げ跡が判別しづらいので、無地のコピー用紙、またはそれに類するものが適しています。
印刷等に使用したもの裏紙の使用もやめた方がいいです。

用意したコピー用紙をおおよそ 3cm～4cm 程度の幅で切ります。幅は正確にはかる必要はありませんが、太すぎ・細過ぎは作業性が悪くなります。

A4 のコピー用紙です。
無地、未使用が望ましいです。

おおよそ 3cm～4cm の幅で切ります

はさみを使用する必要はません。折り目をつけて切り裂いてください。多少形がおかしくても問題ありません。

4. 3 次反射鏡前の焦げ確認の仕方 説明
レーザーヘッドの 3 次反射鏡前の丸穴のどこをレーザーが通るか確認します。

「3. 焦げ確認用紙片の作り方 説明」で作った紙片を丸穴の前にかぶせます

何度もレーザー焦げ位置確認に紙片を使用します。端から使ってください。

レーザーヘッドの両サイドから紙を押さえください。
紙片を後ろへ引っ張るような感じで、たるみやしわがないように、出来るだけ密着させてください。

紙片の全体を軽く押して、丸穴の形状がわかるように跡をつけます。

丸穴の跡が付いたら、跡がずれないように、しっかりと紙片を固定してください。

もし紙片が動き、丸穴の位置がずれてしまったら、紙片を少しずらして、やり直してください。

少しでもずれてしまうと正しい結果が得られません。

紙片を固定している状態で、操作パネルの Pulse ボタンを押下します。

レーザーが照射され、焦げ跡が付きます。
焦げ跡が付かない場合は、Pulse ボタンを２～３回押してください。

※

手元をレーザー光が通ります。身体でレーザー光を遮らないよう十分に注意してください。

光路調整がうまくいっていないと、紙片の範囲に納まらない場合があります。光路によっては、紙片を保持する手に当たる可能性があります。
レーザー光のとの身体の接触をために、光路がどのあたりあるかわからない場合は、大きめの紙をレーサーヘッドの手前にかざして、レーザー照射し、どの辺りにレーザー光がくるのか確認してください。
レーザーが３次反射鏡の手前の丸穴に入らない時は、この時点で大まかに光路を調整してください。

焦げ跡は、目視で焦げ目がわかれば OK です。燃え上がったり(強すぎ)、跡が付かない(弱すぎ)場合は、「レーザー照射時間の設定」に戻って、「Laser Set」の「laser」値を変更します。

燃え上がってしまう場合は、値を小さくします。極端に小さくしすぎるとレーザーが出なくなります。

何度も Pulse ボタンを押さないと焦げ跡が付かない場合は、値を大きくします。急に大きな値を設定すると、紙が燃えてしまうので、3 程度刻みで数値を上げて、焦げ跡を確認しながら調整してください。

Pulse ボタンを一度押下して、十分判別可能な焦げ跡が付くことが理想です。
焦げ跡を確認しながら、「laser」の設定値を調整してください。

②「①ワークエリア全域調整

光路調整準備」が終わったら、レーザー光路を確認し、ワークエリア全域で同一点を通過するようにします。

1. X 軸方向
X 軸方向の光路調整をします。

X 軸方向の光路は、レーザーヘッドの位置が右にある場合と、左にある場合との比較で判断します。
右と左の場合で、焦げ跡の位置がずれる場合は調整が必要です。

レーザーヘッドが左側にある場合

レーザーヘッドが右側にある場合まずはじめに、レーザーヘッドが左側にあるときの焦げ跡を確認します。
３次反射鏡前の紙片に焦げ跡をつけたら、その紙片の位置がズレないように注意して、レーザーヘッドを右に移動させます。
右側に移動させたら、もう一度レーザー照射し、焦げ跡をつけます。

レーザーヘッド左側

レーザーヘッドを右方向に移動させる

レーザーヘッド右側レーザーヘッドの位置が右と左で異なる場合は、２次反射鏡の角度に問題があります。
この手順では、焦げ位置がどの位置であっても、右と左とで焦げ跡の位置が一致させることを目的とします。

右と左とで焦げ跡の位置が一致しない場合は、機体の取扱説明書を参照の上、２次反射鏡の角度を調整して右と左で一致させてください。２次反射鏡の角度の調整方法は機種によって異なります。

2. Y 軸方向
Y 軸方向の光路調整をします。

Y 軸方向の光路は、レーザーヘッドの位置が奧にある場合と、手前にある場合との比較で判断します。
手前と奥の場合で、焦げ跡の位置がずれる場合は調整が必要です。

レーザーヘッドが奧にある場合

レーザーヘッドが手前にある場合

まずはじめに、レーザーヘッドが奧にあるときの焦げ跡を確認します。
３次反射鏡前の紙片に焦げ跡をつけたら、その紙片の位置がズレないように注意して、レーザーヘッドを手前に移動させます。
手前に移動させたら、もう一度レーザー照射し、焦げ跡をつけます。

レーザーヘッド奧

レーザーヘッドを手前に移動させる

レーザーヘッド手前レーザーヘッドの位置が手前と奧で異なる場合は、１次反射鏡の角度に問題があります。
手前と奧とで焦げ跡がずれている場合は、１次反射鏡がずれています。

１次反射鏡の角度を調整するには、２次反射鏡の手前に紙片をかざし、レーザーヘットが奧にある場合と手前にある場合のズレを確認します。ズレがなくなるように、１次反射鏡の角度を調整します。

レーザーヘッド奧

レーザーヘッドを手前に移動させる

レーザーヘッド手前奧と手前で２次反射鏡前の焦げ跡が一致すれば、３次反射鏡手前でも一致します。

この手順では、焦げ位置がどの位置であっても、手前と奧とで焦げ跡の位置が一致させることを目的とします。

3. 全域確認

X 軸および Y 軸両方の調整が済んだら。ワークエリアの四方(左奧・右奥・左手前・右手前)で焦げ跡が同一点になることを確認します。

左奧右奥

左手前

右手前

③３次反射鏡手前で中心にする「①光路調整準備」と「②ワークエリアの全域調整」が終わったら、レーザー光路を確認し、３次反射鏡手前で丸穴の中心にくるように調整します。

３次反射鏡の丸穴で中心に焦げ跡がある場合は、「③「④３次反射鏡の調整」に進んでください。

丸穴の中心に焦げ跡がきている３次反射鏡手前で中心にする」の手順は不要です。

1. 高さ方向の調整
高さ方向の調整をします。
左右方向の中心にない場合でも、高さ方向の中央にあれば、この手順は不要です。

下例では、高さ方向の中央ではないので調整が必要です。

下例では、高さ方向の中央にあるので。
「1. 高さ方向の調整」は不要です。
「2. 左右方向の調整」に進んでください。

。

高さ方向の調整は、レーザー管の位置を変更します。

まず、焦げ跡から、高さの変更量を測定します。

上記例で、たとえず、焦げ跡の位置と丸穴の中心の高さ方向の距離が 3mm だった場合、「レーザー管の高さを3mm 下げる」必要があります。

背面扉を開けます。

※ レーザー管の形状、機体の形状は機種によって異なりますが、手順は同一です。

レーザー管は二つの取り付けベースで固定されています。

※ 取付ベースの形状は機種、製造ロットにより異なります。どの種類の取付ベースが搭載されていても仕組みの手順は同じです。実機の「取り付けベース」にあわせて適宜読み替えてください。

取り付けベースは 2 本の六角ねじを緩めることにより、高さ調整が出来るようになっています。

二つの取り付けベースをそれぞれ高さ調整します。焦げ跡の位置と丸穴の中心の高さ方向の距離だけ高さを変更します。

マジックペンなどで、印をつけて、高さを合わせると、より正確になります。

レーザー管は二つの取り付けベースで固定さています。一方の取り付けベースの高さだけを変えると、レーザー管が傾いている状態になり、光路調整が難しくなります。高さを変えるときは、必ず二つの取り付けベースの高さを変更してください。

取り付けベースの高さを変更したら、「②ワークエリア全域調整」を行います。ワークエリア全域で、同一点に焦げ跡が付くように光路調整してください。

同一点の焦げ跡が、高さ方向の中央にくるようになれば、OK です。
高さ方向の中央にこない場合は、再度、取り付けベースの高さを微調整し、「②ワークエリア全域調整」をする・・・の繰り返しで、高さ方向の中央にくるようにしてください。
この作業は、何度も微調整を繰り返す必要がある場合があります。すんなりと一度の高さ調整で終わってしまう場合もあります。通常はワークエリアのサイズが大きな機種ほど難しくなり、時間がかかります。
高さ方向の中央にくるまで、調整を繰り返しください。

※ 必ず、ワークエリアの全域で、焦げ跡が一致することを確認してください。ワークエリア内のある場所でしか合っていない、という調整では、適切な加工は出来ません。

2. 左右方向の調整左右方向の調整をします。
この手順は、「1. 高さ方向の調整」が終わっている必要があります。

丸穴の中心に焦げ跡がある場合は、この手順は不要です。「④３次反射鏡の調整」に進んでください。

下例では、左右方向の中央ではないので調整が必要です。

下例では、丸穴の中心にあるので、「2. 左右方向の調整」は不要です左右方向の調整は、2 次反射鏡の位置を変更します。

まず、焦げ跡から、左右の変更量を測定します。

上記例で、たとえず、焦げ跡の位置と丸穴の中心の左右方向の距離が 3mm だった場合、「2 次反射鏡の位置を3mm 移動させる」必要があります。

固定している六角ねじを緩め、２次反射鏡を移動させます六角ねじを緩め、３次反射鏡前の丸穴でずれていた距離だけ移動させます。

２次反射鏡の位置を変更したら、「②ワークエリア全域調整」を行います。ワークエリア全域で、同一点に焦げ跡が付くように光路調整してください。

同一点の焦げ跡が、３次反射鏡前の丸穴の中心にくるようになれば、OK です。
丸穴の中心にこない場合は、再度、２次反射鏡の位置を微調整し、「②ワークエリア全域調整」をする・・・の繰り返しで、丸穴の中心にくるようにしてください。

この作業は、何度も微調整を繰り返す必要がある場合があります。すんなりと一度の移動で終わってしまう場合もあります。どうしても完全な平行移動は難しいので、角度が変わってしまう場合があり、移動量だけの調整では済まない場合があります。
丸穴の中心にくるまで、調整を繰り返しください。

ワークエリアの全域で、丸穴の中心に焦げ跡が一致すれば調整は終了です。

※ 必ず、ワークエリアの全域で、焦げ跡が一致することを確認してください。ワークエリア内のある場所でしかあっていない、という調整では、適切な加工は出来ません。

④３次反射鏡の調整「③３次反射鏡手前で中心にする」まで終わったら、レーザー光路を確認し、３次反射鏡の角度調整します。

３次反射鏡の角度を調整するためには、焦点レンズ透過後の焦げ跡の位置を確認します。次の手順で行ってください。

1. 照射口を外す

レーザーヘッドシリンダから照射口を外します。

まずエアーホースを外し、オートフォーカスステーの固定ねじを緩めます。

次にオートフォーカスのコネクタを外します。

レーザーヘッドシリンダの固定ねじを緩め、レーザーヘッドシリンダを抜きます。

レーザーヘッドシリンダを抜いたら、オートフォーカスを外し、照射口を取り外します。

レーザーヘッドシリンダのみ、レーザーヘッドに取り付けます。

2. 光路確認
焦げ跡確認用の紙片をレーザーヘッドシリンダの底面にかざし、レーザーを照射します。
「②ワークエリア全域調整」のように紙を押さえつけて、レーザーヘッドシリンダの丸い跡をつけます。

この状態でレーザーを照射し、焦げ跡の位置を確認します。

下図のように円の中心に焦げ跡がくるようにします。

焦げ跡が円の中心にない場合は調整が必要です。

焦げ跡の位置の変更は３次反射鏡の角度を変更して行います。

円の中心に焦げ跡がきたら、調整は終わりです。
照射口、オートフォーカスを取り付けて元通りにしてください。

⑤

垂直の確認

レーザー光の垂直の確認は、厚い木板の側面を使用して行います。
確認のために、操作パネルの「Laser Set」の設定を「continue」に変更します。

1. 「Laser Set」の設定を「continue」に変更する。

Z/U ボタンを押下して、オプション画面を表示させます。

下矢印ボタンを使ってカーソルを移動させ、「Laser Set+」を選択します。

Laser Set+にカーソルを移動したら Enter ボタンを押下します。

Mode の設定を(上下左右いずれかの)矢印ボタンを押下して、「continue」に変更します。

2. 垂直を確認する。
レーザー光の加工素材に対する垂直を確認するには、実際に使用する加工素材、データで確認するのがもっとも適切です。

何らかの理由により実際の加工素材が使用できない場合などは、厚い木板を用意すると、垂直の確認が出来ます。
木板の厚みは 2cm 程度以上あるとわかりやすいです。

木板を使用して確認する場合は、以下の手順で行います。

まず木板の表面に焦点を合わせます。

まず左右方向の傾きを確認します。
レーザー光が木板に当たらない状態で、操作パネルの「Laser」ボタンを押下し続けて、レーザーが出力されている状態します。

レーザー照射口の下から木板を奧側に移動させ、レーザー出力時でも木板に当たらないようにします。

レーザーが木板に当たらない状態で、「Pulse」ボタンを押下します。

レーザーを照射しながら、木板を手前に移動し、板の側面に焦げ跡をつけます。

ゆっくりと前に移動させ、木板の側面に焦げ跡が付いたら、レーザー出力を止め、焦げ跡の垂直を確認します。

垂直になっているか確認します。

次に前後方向の傾きを確認します。

ゆっくりと右に移動させ、木板の側面に焦げ跡が付いたら、レーザー出力を止め、焦げ跡の垂直を確認します。

垂直になっているか確認します。

⑥

垂直にならない場合

以上⑤までの調整で最終的に傾いている場合、まず３次反射鏡の傾きを微調整して、垂直になるように調整してください。
３次反射鏡の微調整だけでは垂直にならない場合、機械的な精度の問題である場合があります。以下のことを試してみてください

1. レーザーヘッドシリンダが固定確認
レーザーヘッドシリンダが傾いていると、レーザーは垂直に照射されません。

レーザーヘッドシリンダが、傾いている、あるいはしっかりと固定されていない可能性があります。
レーザーヘッドシリンダをいったん緩め、再固定してみてください。

固定ねじを緩めて、レーザーヘッドを上下させ、再度締め付けます。

2. 焦点レンズの確認
焦点レンズが傾いて装着されていると、レーザーは垂直に照射されません。

機体取扱説明書を参照の上、焦点レンズを取り外し、レンズおよび取り付けを確認します。

・焦点レンズを取り付ける際、レーザーヘッドシリンダとの間に細かいゴミのような物が挟まっていないか確認してください。

・レンズの取り付け方向が間違っていないか確認してください。焦点レンズは平凸レンズです。凸側が上、平側が下になります。

・シリコンリングが間違ってとりついていないことを確認してください。レーザーヘッドシリンダを上から見ると、レンズ、シリコンリング、固定リングの順番です。

・レンズに傷、割れ、ヒビがないこと、そして表面のコーティングがはがれていないことを確認しください。レ
ンズ自体に問題があると、垂直にならない場合があります。

3. テーブルの傾き確認
加工素材を置くテーブルが傾いていると、レーザーが垂直に照射されていても、結果的には加工材に対して傾いているように見えます。

傾いている場合は、修正してください。

※ 適切に装着された切断テーブルが最も水平になります。しかし切断テーブルは、１本でもはめ込みが不十分だと、上に置かれた加工素材の水平が出なくなります。
※ ハニカムテーブルはおよび彫刻テープは水平が出ていない場合がしばしばありますので、注意して確認してください。
※ レーザー加工機自体の水平が出ているかわからないので、レベル・水平器で確認する際は、X 軸および Y 軸レール上のレベルを基準にして、テーブルの水平度を確認してください。

4. ３次反射鏡手前の位置変更
前記 1～3 で改善しない場合、3 時反射鏡手前の位置変更が必要になる場合になります。
レーザーヘッド自体の加工精度のばらつきにより、「③ 3 次反射鏡手前で中心にする」で行った丸穴の中心ではなく、中心から若干ずれた位置に光路をもって行く必要があります。

レーザーヘッド自体の加工精度のばらつきによるものなので、どの程度中心からずらせばいいのかは不明です。
機体により異なってきますので、調整が必要です。
ずらす向きについては、「垂直を確認する」で行った確認で判断できます。

丸穴の中央からずらして光路調整をするには、ずらす量(丸穴の中心からの距離)を微調整しながら、「② ワークエリアの全域調整」、「④ ３次反射鏡の調整」そして「⑤垂直の確認」を繰り返し行い、レーザー光が垂直になるまで続ける必要があります。

以下の傾き判断を行う際は、レーザー照射口を装着し、３次反射鏡を調整して、照射口からレーザーが照射されている状態で行ってください。レーザーヘッドシリンダないでレーザーが衝突・反射していると、適切な調整が出来ません。

木板を奧から手前に移動させたときの傾きの判断

木板側面を正面から見て、レーザー光が下に行くにつれて右側へ傾いている場合

３次反射鏡の前の丸穴を通る位置を下方へずらしてください。

木板側面を正面から見て、レーザー光が下に行くにつれて左側へ傾いている場合

３次反射鏡の前の丸穴を通る位置を上方へずらしてください。

木板を機体に向かって左から右に移動させたときの傾きの判断

木板側面を正面から見て、レーザー光が下に行くにつれて奧へ傾いている場合

３次反射鏡の前の丸穴を通る位置を奧方へずらしてください。

木板側面を正面から見て、レーザー光が下に行くにつれて手前へ傾いている場合

３次反射鏡の前の丸穴を通る位置を奧方へずらしてください。