JP2790106B2 - 位置決め制御回路 - Google Patents
位置決め制御回路Info
- Publication number
- JP2790106B2 JP2790106B2 JP8027920A JP2792096A JP2790106B2 JP 2790106 B2 JP2790106 B2 JP 2790106B2 JP 8027920 A JP8027920 A JP 8027920A JP 2792096 A JP2792096 A JP 2792096A JP 2790106 B2 JP2790106 B2 JP 2790106B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- positioning
- galvanometer
- output signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームの移動を
行うビームスキャナに関し、特に、レーザトリミング、
レーザマーキング等のレーザ加工機の光学部分に用いら
れるガルバノメータを用いたビームスキャナの位置決め
制御回路に関する。
行うビームスキャナに関し、特に、レーザトリミング、
レーザマーキング等のレーザ加工機の光学部分に用いら
れるガルバノメータを用いたビームスキャナの位置決め
制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームを使用するレーザ加工機で
は、被加工物を移動するか、光ビームを移動するかの何
れかの手段が必要不可欠である。一般には、処理速度の
観点から、小型軽量で高速移動可能なガルバノメータ型
のビームスキャナが広く用いられている。
は、被加工物を移動するか、光ビームを移動するかの何
れかの手段が必要不可欠である。一般には、処理速度の
観点から、小型軽量で高速移動可能なガルバノメータ型
のビームスキャナが広く用いられている。
【０００３】この図示しないビームスキャナのスキャン
光学系は、２個のガルバノメータと、その各ガルバノメ
ータの回転軸上に取り付けられたミラーとを備えてお
り、かつ、各ミラーは、その走査方向が互いに直交する
ような関係で配置されている。そして、入射光ビームは
各ミラーで順次反射された後に、ｆ・θ型の対物レンズ
に入射されるように構成されている。この対物レンズを
通過した光ビームは加工面上の所定の位置に集光され
る。このような構成により、集光位置の制御は直交する
２軸に対応した２つの位置制御信号に応じて、各ガルバ
ノメータのミラーを微小回転させることにより行われ
る。
光学系は、２個のガルバノメータと、その各ガルバノメ
ータの回転軸上に取り付けられたミラーとを備えてお
り、かつ、各ミラーは、その走査方向が互いに直交する
ような関係で配置されている。そして、入射光ビームは
各ミラーで順次反射された後に、ｆ・θ型の対物レンズ
に入射されるように構成されている。この対物レンズを
通過した光ビームは加工面上の所定の位置に集光され
る。このような構成により、集光位置の制御は直交する
２軸に対応した２つの位置制御信号に応じて、各ガルバ
ノメータのミラーを微小回転させることにより行われ
る。
【０００４】図３は、このようなビームスキャナの１軸
分の従来の位置決め制御回路の概略構成を示す回路図で
ある。この図に示すように、ビームスキャナは、駆動回
路４と、ミラーが取り付けられた回転軸を有するガルバ
ノメータ５を備えている。駆動回路４は通常ＰＤあるい
はＰＩＤ回路方式を採用しており、位置制御信号Ｖ4’
と、ガルバノメータ５から出力されるセンサ信号Ｖ6と
を比較し、両者を等しくするようにガルバノメータ５へ
の駆動信号Ｖ5を負帰還制御する。
分の従来の位置決め制御回路の概略構成を示す回路図で
ある。この図に示すように、ビームスキャナは、駆動回
路４と、ミラーが取り付けられた回転軸を有するガルバ
ノメータ５を備えている。駆動回路４は通常ＰＤあるい
はＰＩＤ回路方式を採用しており、位置制御信号Ｖ4’
と、ガルバノメータ５から出力されるセンサ信号Ｖ6と
を比較し、両者を等しくするようにガルバノメータ５へ
の駆動信号Ｖ5を負帰還制御する。
【０００５】図４は駆動回路４に位置制御信号Ｖ4’を
入力した時にガルバノメータ５から出力されるセンサ信
号Ｖ6を示す波形図である。この図において、指定の移
動先に相当する電圧に達した時点から時間ｔ0を経過
後、ガルバノメータ５の回転軸は完全に停止し安定す
る。
入力した時にガルバノメータ５から出力されるセンサ信
号Ｖ6を示す波形図である。この図において、指定の移
動先に相当する電圧に達した時点から時間ｔ0を経過
後、ガルバノメータ５の回転軸は完全に停止し安定す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、ガルバノメータ
のレスポンス（応答特性）が高速になってきているが、
この高レスポンスのガルバノメータに上記従来の位置決
め制御回路を用いた場合は、光ビームを精度よく位置決
めできないという問題点があった。
のレスポンス（応答特性）が高速になってきているが、
この高レスポンスのガルバノメータに上記従来の位置決
め制御回路を用いた場合は、光ビームを精度よく位置決
めできないという問題点があった。
【０００７】図５は、従来の位置決め制御回路を用いた
ガルバノメータによる光ビームの移動軌跡を示し、
（Ａ）は低レスポンスのガルバノメータによる場合、
（Ｂ）は高レスポンスのガルバノメータによる場合であ
る。この図において、符号ａは位置決め開始点、符号ｂ
は加工開始点、符号ｃ、ｄは加工軌跡、符号ｅはセラミ
ック等上に形成された加工対象の膜状物質、例えばＲｕ
Ｏ2、Ｃｒ、Ａｌ等を差し示す。
ガルバノメータによる光ビームの移動軌跡を示し、
（Ａ）は低レスポンスのガルバノメータによる場合、
（Ｂ）は高レスポンスのガルバノメータによる場合であ
る。この図において、符号ａは位置決め開始点、符号ｂ
は加工開始点、符号ｃ、ｄは加工軌跡、符号ｅはセラミ
ック等上に形成された加工対象の膜状物質、例えばＲｕ
Ｏ2、Ｃｒ、Ａｌ等を差し示す。
【０００８】低レスポンスのガルバノメータでは、図５
の（Ａ）に示すように精度よく位置決めされ加工軌跡ｃ
に異常はないが、高レスポンスのガルバノメータでは、
加工開始点ｂに到達した時のショックで、図５の（Ｂ）
に示すように加工軌跡ｄの始めに蛇行の発生が見られ、
加工結果が不具合となる。
の（Ａ）に示すように精度よく位置決めされ加工軌跡ｃ
に異常はないが、高レスポンスのガルバノメータでは、
加工開始点ｂに到達した時のショックで、図５の（Ｂ）
に示すように加工軌跡ｄの始めに蛇行の発生が見られ、
加工結果が不具合となる。
【０００９】さらに別の従来技術として、特開平４−３
１４０１９号公報には、ガルバノメータを駆動制御する
駆動回路に位置制御信号を、ガルバノメータを滑らかに
駆動可能な、変化率が所定値以下の波形の信号に変換し
て供給する波形制御手段を備え、移動先に相当する電圧
を与えるだけで、原位置から移動先まで所定の最高速度
以内で滑らかにビームを移動させるビームスキャナが示
されている。
１４０１９号公報には、ガルバノメータを駆動制御する
駆動回路に位置制御信号を、ガルバノメータを滑らかに
駆動可能な、変化率が所定値以下の波形の信号に変換し
て供給する波形制御手段を備え、移動先に相当する電圧
を与えるだけで、原位置から移動先まで所定の最高速度
以内で滑らかにビームを移動させるビームスキャナが示
されている。
【００１０】このビームスキャナは、ＰＴＰ（Point-To
-Point）動作のみ、例えば図５に示した位置決め開始点
ａから加工開始点ｂへの移動のみに利用される場合には
問題ないが、レーザ加工機、例えばレーザトリミング、
レーザマーキングのように、位置決めに続く加工軌跡も
重視する必要がある場合には、位置決め時のショックに
よる蛇行を抑えるため高速性（ガルバノメータの高レス
ポンス性）を犠牲にしなければならない、換言すれば加
工開始点ｂ近傍で位置決め完了されるまで長い時間を要
するという問題点がある。
-Point）動作のみ、例えば図５に示した位置決め開始点
ａから加工開始点ｂへの移動のみに利用される場合には
問題ないが、レーザ加工機、例えばレーザトリミング、
レーザマーキングのように、位置決めに続く加工軌跡も
重視する必要がある場合には、位置決め時のショックに
よる蛇行を抑えるため高速性（ガルバノメータの高レス
ポンス性）を犠牲にしなければならない、換言すれば加
工開始点ｂ近傍で位置決め完了されるまで長い時間を要
するという問題点がある。
【００１１】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題点に鑑み、ガルバノメータを用いたビームスキャナの
位置決め制御において、ガルバノメータの高レスポンス
性を犠牲にすることなく、高速で滑らかに光ビーム位置
を移動可能とすることにある。
題点に鑑み、ガルバノメータを用いたビームスキャナの
位置決め制御において、ガルバノメータの高レスポンス
性を犠牲にすることなく、高速で滑らかに光ビーム位置
を移動可能とすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達示するため
に本発明は、外部から供給される位置制御信号に応じて
ガルバノメータを駆動制御する駆動回路を備えた、ビー
ムスキャナの位置決め制御回路において、前記位置制御
信号の波形をそのまま保持する差動増幅器と、前記ガル
バノメータを滑らかに駆動可能な、変化率が所定値以下
の波形の信号に変換する積分回路と、前記差動増幅回路
の出力信号と前記積分回路の出力信号とを、外部から供
給される切換信号により切り換えて前記駆動回路に入力
する切換回路と、からなる波形制御手段を含むことを特
徴とし、前記切換回路は、位置決め開始時に前記駆動回
路の入力信号が前記積分回路の出力信号となるように切
換え、前記差動増幅回路の出力信号が位置決め終了点に
相当する値に達した時刻から一定時間を経過した時刻
で、前記駆動回路の入力信号が前記差動増幅器の出力信
号となるように切換えることを特徴とする。
に本発明は、外部から供給される位置制御信号に応じて
ガルバノメータを駆動制御する駆動回路を備えた、ビー
ムスキャナの位置決め制御回路において、前記位置制御
信号の波形をそのまま保持する差動増幅器と、前記ガル
バノメータを滑らかに駆動可能な、変化率が所定値以下
の波形の信号に変換する積分回路と、前記差動増幅回路
の出力信号と前記積分回路の出力信号とを、外部から供
給される切換信号により切り換えて前記駆動回路に入力
する切換回路と、からなる波形制御手段を含むことを特
徴とし、前記切換回路は、位置決め開始時に前記駆動回
路の入力信号が前記積分回路の出力信号となるように切
換え、前記差動増幅回路の出力信号が位置決め終了点に
相当する値に達した時刻から一定時間を経過した時刻
で、前記駆動回路の入力信号が前記差動増幅器の出力信
号となるように切換えることを特徴とする。
【００１３】また、前記差動増幅回路の出力信号が位置
決め終了点に相当する値に達した時刻から一定時間を経
過した時刻は、位置決め終了に続く加工軌跡に影響しな
い移動速度に光ビームの移動速度が達した時刻であるこ
とが、加工軌跡の始めに蛇行を生じさせず、かつガルバ
ノメータの高レスポンス性を犠牲にさせない上で好まし
い。
決め終了点に相当する値に達した時刻から一定時間を経
過した時刻は、位置決め終了に続く加工軌跡に影響しな
い移動速度に光ビームの移動速度が達した時刻であるこ
とが、加工軌跡の始めに蛇行を生じさせず、かつガルバ
ノメータの高レスポンス性を犠牲にさせない上で好まし
い。
【００１４】さらには前記積分回路が変換する信号波形
の変化率は、前記ガルバノメータの応答特性に応じて変
更可能であることが好ましい。
の変化率は、前記ガルバノメータの応答特性に応じて変
更可能であることが好ましい。
【００１５】上記構成の発明では、ガルバノメータによ
る光ビーム位置を位置決め開始点から高速移動して位置
決めする場合、光ビームは最終の位置決め位置である加
工開始点に近付くにつれて、積分回路を通した制御信号
によって滑らかな動きに抑制されるので、位置決めに続
く加工軌跡の始めに蛇行は生じない。また、加工開始点
に限りなく近付いた時点、つまり位置決めに続く加工軌
跡に悪影響しない移動速度に光ビームの移動速度が達し
た時点で積分回路を切り離すことにより、光ビーム位置
が位置決め位置に落ち着くまでに要する長い時間を待た
ずに済むので、ガルバノメータの高レスポンス性を犠牲
にすることはない。
る光ビーム位置を位置決め開始点から高速移動して位置
決めする場合、光ビームは最終の位置決め位置である加
工開始点に近付くにつれて、積分回路を通した制御信号
によって滑らかな動きに抑制されるので、位置決めに続
く加工軌跡の始めに蛇行は生じない。また、加工開始点
に限りなく近付いた時点、つまり位置決めに続く加工軌
跡に悪影響しない移動速度に光ビームの移動速度が達し
た時点で積分回路を切り離すことにより、光ビーム位置
が位置決め位置に落ち着くまでに要する長い時間を待た
ずに済むので、ガルバノメータの高レスポンス性を犠牲
にすることはない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１７】図１は本発明の位置決め制御回路の一実施
形態を備えた１軸分のビームスキャナの概略構成を示す
回路図である。この図において、図３の従来技術と同一
の構成要素について同一符号を付してある。
形態を備えた１軸分のビームスキャナの概略構成を示す
回路図である。この図において、図３の従来技術と同一
の構成要素について同一符号を付してある。
【００１８】本形態の位置決め制御回路は図１に示すよ
うに、ガルバノメータ５を駆動制御する駆動回路４の前
段に、差動増幅器１、積分回路２、切換回路３から構成
される波形制御手段を付加したものである。本例の位置
決め制御回路の構成のうち、従来技術と同等な駆動回路
４の構成および作用の説明は省略する。
うに、ガルバノメータ５を駆動制御する駆動回路４の前
段に、差動増幅器１、積分回路２、切換回路３から構成
される波形制御手段を付加したものである。本例の位置
決め制御回路の構成のうち、従来技術と同等な駆動回路
４の構成および作用の説明は省略する。
【００１９】図１において、差動増幅器１は、外部から
供給される位置制御信号Ｖ1のアナログ波形をそのまま
保持して出力するゲイン１のもので、オペアンプ１１と
抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3で構成されている。位置制御信号Ｖ1
の入力端は抵抗Ｒ1を介してオペアンプ１１の反転入力
端に接続されている。また、オペアンプ１１の非反転入
力端は抵抗Ｒ3を介して接地され、出力端は差動増幅器
１の出力端であると共に、抵抗Ｒ2を介して反転入力端
に接続されている。
供給される位置制御信号Ｖ1のアナログ波形をそのまま
保持して出力するゲイン１のもので、オペアンプ１１と
抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3で構成されている。位置制御信号Ｖ1
の入力端は抵抗Ｒ1を介してオペアンプ１１の反転入力
端に接続されている。また、オペアンプ１１の非反転入
力端は抵抗Ｒ3を介して接地され、出力端は差動増幅器
１の出力端であると共に、抵抗Ｒ2を介して反転入力端
に接続されている。
【００２０】積分回路２は、位置制御信号Ｖ1の波形を
ガルバノメータ５を滑らかに駆動可能な、変化率が所定
値以下の波形の信号に変換するもので、オペアンプ２１
とコンデンサＣ1と抵抗Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6とで構成されてい
る。この積分回路２にも位置制御信号Ｖ1の入力端は抵
抗Ｒ4を介してオペアンプ２１の反転入力端に接続され
ている。また、オペアンプ２１の非反転入力端は抵抗Ｒ
6を介して接地され、出力端は積分回路２の出力端であ
ると共に、並列接続された抵抗Ｒ5及びコンデンサＣ1を
介して反転入力端に接続されている。尚、駆動回路４の
入力信号としての積分回路２の出力信号Ｖ3の波形の変
化率は抵抗Ｒ4またはコンデンサＣ1の設定値によって変
更可能である。したがって、積分回路２の出力信号Ｖ3
の波形の変化率は、カルバノメータ５が追従可能な所定
の最高速度以内に相当するように設定してあるが、ガル
バノメータ５のレスポンス（応答特性）が変更された
時、抵抗Ｒ4あるいはコンデンサＣ1の設定値を変えて、
ガルバノメータ５のレスポンス（応答特性）に適した最
高速度で滑らかに光ビーム位置を移動できるようにする
ことは実現可能である。
ガルバノメータ５を滑らかに駆動可能な、変化率が所定
値以下の波形の信号に変換するもので、オペアンプ２１
とコンデンサＣ1と抵抗Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6とで構成されてい
る。この積分回路２にも位置制御信号Ｖ1の入力端は抵
抗Ｒ4を介してオペアンプ２１の反転入力端に接続され
ている。また、オペアンプ２１の非反転入力端は抵抗Ｒ
6を介して接地され、出力端は積分回路２の出力端であ
ると共に、並列接続された抵抗Ｒ5及びコンデンサＣ1を
介して反転入力端に接続されている。尚、駆動回路４の
入力信号としての積分回路２の出力信号Ｖ3の波形の変
化率は抵抗Ｒ4またはコンデンサＣ1の設定値によって変
更可能である。したがって、積分回路２の出力信号Ｖ3
の波形の変化率は、カルバノメータ５が追従可能な所定
の最高速度以内に相当するように設定してあるが、ガル
バノメータ５のレスポンス（応答特性）が変更された
時、抵抗Ｒ4あるいはコンデンサＣ1の設定値を変えて、
ガルバノメータ５のレスポンス（応答特性）に適した最
高速度で滑らかに光ビーム位置を移動できるようにする
ことは実現可能である。
【００２１】切換回路３は、駆動回路４の入力信号Ｖ4
を、外部から供給される切換信号Ｖ7により、差動増幅
回路１の出力信号Ｖ2または積分回路２の出力信号Ｖ3の
何れかに切換えるものである。この切換回路３はリレー
の組み合わせやＩＣスイッチを使用して構成できる。
を、外部から供給される切換信号Ｖ7により、差動増幅
回路１の出力信号Ｖ2または積分回路２の出力信号Ｖ3の
何れかに切換えるものである。この切換回路３はリレー
の組み合わせやＩＣスイッチを使用して構成できる。
【００２２】また、上記の構成では、位置制御信号Ｖ1
として直接アナログ信号を入力しているが、Ｄ／Ａコン
バータを付加してデジタル信号入力を可能にしてもよ
い。
として直接アナログ信号を入力しているが、Ｄ／Ａコン
バータを付加してデジタル信号入力を可能にしてもよ
い。
【００２３】次に、図２を参照して、図１に示した本形
態の位置決め制御回路の動作について説明する。図２は
切換回路３の切換え信号Ｖ7に応じた駆動回路４の入力
信号Ｖ4の様子を示した波形図であり、（ａ）は駆動回
路４への入力信号Ｖ4の波形、（ｂ）は切換回路３への
切換信号Ｖ7の波形を示す。但し、図２の（ａ）に実線
で表したＶ4の波形は点線で表したＶ2、Ｖ3の波形を選
択してなるものである。
態の位置決め制御回路の動作について説明する。図２は
切換回路３の切換え信号Ｖ7に応じた駆動回路４の入力
信号Ｖ4の様子を示した波形図であり、（ａ）は駆動回
路４への入力信号Ｖ4の波形、（ｂ）は切換回路３への
切換信号Ｖ7の波形を示す。但し、図２の（ａ）に実線
で表したＶ4の波形は点線で表したＶ2、Ｖ3の波形を選
択してなるものである。
【００２４】図５に示した位置決め開始点ａから加工開
始点ｂに光ビーム位置を位置決めするために、図４に示
したＶ4’の波形に相当する位置制御信号Ｖ1を差動増幅
器１及び積分回路２に入力すると、それぞれ出力は図２
の（ａ）に点線で表したＶ2、Ｖ3の波形となる。積分回
路２の出力信号Ｖ3は差動増幅器１の出力信号Ｖ2に対し
て時定数Ｃ1×Ｒ4に相当した時間遅れを生じている。
始点ｂに光ビーム位置を位置決めするために、図４に示
したＶ4’の波形に相当する位置制御信号Ｖ1を差動増幅
器１及び積分回路２に入力すると、それぞれ出力は図２
の（ａ）に点線で表したＶ2、Ｖ3の波形となる。積分回
路２の出力信号Ｖ3は差動増幅器１の出力信号Ｖ2に対し
て時定数Ｃ1×Ｒ4に相当した時間遅れを生じている。
【００２５】外部から入力される切換信号Ｖ7は図２の
（ｂ）に示すように、位置決め開始点ａから移動直後の
時刻ｔ1で駆動回路４の入力信号Ｖ4が積分回路２の出力
信号Ｖ3となるように切換え、差動増幅回路１の出力信
号Ｖ2が加工開始点ｂに相当する電圧に達した時刻ｔ
2（ｔ1＜ｔ2＜ｔ3）からある時間を経過した時刻ｔ
3（ｔ3＞ｔ2）で駆動回路４の入力信号Ｖ4が差動増幅器
１の出力信号Ｖ2となるように切換える。この時刻ｔ1か
らｔ3の期間において、ガルバノメータ５による光ビー
ム位置は高速にかつ滑らかに図５に示す位置決め開始点
ａから加工開始点ｂの近傍へ移動する。そして、上記の
ように時刻ｔ3で駆動回路４の入力信号Ｖ4を積分回路２
の出力信号Ｖ3から差動増幅器１の出力信号Ｖ2に戻すこ
とにより、積分回路２の時定数によって生じた遅れ分
（実際は加工開始点ｂに限りなく近付いている状態）が
瞬時に補正され、ガルバノメータ５による光ビーム位置
は時刻ｔ2から時間ｔ3−ｔ2（ｔ3−ｔ2＜ｔ0）経過後、
精度よく加工開始点ｂに位置決めされる。
（ｂ）に示すように、位置決め開始点ａから移動直後の
時刻ｔ1で駆動回路４の入力信号Ｖ4が積分回路２の出力
信号Ｖ3となるように切換え、差動増幅回路１の出力信
号Ｖ2が加工開始点ｂに相当する電圧に達した時刻ｔ
2（ｔ1＜ｔ2＜ｔ3）からある時間を経過した時刻ｔ
3（ｔ3＞ｔ2）で駆動回路４の入力信号Ｖ4が差動増幅器
１の出力信号Ｖ2となるように切換える。この時刻ｔ1か
らｔ3の期間において、ガルバノメータ５による光ビー
ム位置は高速にかつ滑らかに図５に示す位置決め開始点
ａから加工開始点ｂの近傍へ移動する。そして、上記の
ように時刻ｔ3で駆動回路４の入力信号Ｖ4を積分回路２
の出力信号Ｖ3から差動増幅器１の出力信号Ｖ2に戻すこ
とにより、積分回路２の時定数によって生じた遅れ分
（実際は加工開始点ｂに限りなく近付いている状態）が
瞬時に補正され、ガルバノメータ５による光ビーム位置
は時刻ｔ2から時間ｔ3−ｔ2（ｔ3−ｔ2＜ｔ0）経過後、
精度よく加工開始点ｂに位置決めされる。
【００２６】このようにガルバノメータによる光ビーム
位置を位置決め開始点ａから高速位置決めする場合、光
ビームは最終の位置決め位置である加工開始点ｂに近付
くにつれて、積分回路２を通した制御信号によって滑ら
かな動きに抑制されるので、位置決めに続く加工軌跡の
始めに蛇行は生じない。また、最高速度が抑制されて加
工開始点ｂに限りなく近付いた時点、つまり位置決めに
続く加工軌跡に悪影響しない移動速度に光ビームの移動
速度が達した時点で積分回路２を切り離すことにより、
光ビーム位置が位置決め位置に落ち着くまでに要する長
い時間を待たずに済むので、ガルバノメータ５の高レス
ポンス性を犠牲にすることはない。
位置を位置決め開始点ａから高速位置決めする場合、光
ビームは最終の位置決め位置である加工開始点ｂに近付
くにつれて、積分回路２を通した制御信号によって滑ら
かな動きに抑制されるので、位置決めに続く加工軌跡の
始めに蛇行は生じない。また、最高速度が抑制されて加
工開始点ｂに限りなく近付いた時点、つまり位置決めに
続く加工軌跡に悪影響しない移動速度に光ビームの移動
速度が達した時点で積分回路２を切り離すことにより、
光ビーム位置が位置決め位置に落ち着くまでに要する長
い時間を待たずに済むので、ガルバノメータ５の高レス
ポンス性を犠牲にすることはない。
【００２７】また、加工開始点ｂに到達後、図５（Ａ）
の加工軌跡ｃのように光ビームを移動させる場合には、
その加工中の移動速度は光ビームの最高移動速度より十
分小さいため、駆動回路４の入力信号Ｖ4が差動増幅回
路１の出力信号Ｖ2になるように切換信号Ｖ7を切換え、
安定した精度のよい等速制御を可能とする。
の加工軌跡ｃのように光ビームを移動させる場合には、
その加工中の移動速度は光ビームの最高移動速度より十
分小さいため、駆動回路４の入力信号Ｖ4が差動増幅回
路１の出力信号Ｖ2になるように切換信号Ｖ7を切換え、
安定した精度のよい等速制御を可能とする。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガルバノ
メータを駆動する駆動回路の前段に波形制御手段、すな
わち位置制御信号の波形をそのまま保持する差動増幅器
と、前記ガルバノメータを滑らかに駆動可能な、変化率
が所定値以下の波形の信号に変換する積分回路と、前記
差動増幅回路の出力信号と前記積分回路の出力信号と
を、外部から供給される切換信号により切り換えて前記
駆動回路に入力する切換回路と、を備え、特に前記切換
回路は、位置決め開始時に前記駆動回路の入力信号が前
記積分回路の出力信号となるように切換え、前記差動増
幅回路の出力信号が位置決め終了点に相当する値に達し
た時刻から一定時間を経過した時刻で、前記駆動回路の
入力信号が前記差動増幅器の出力信号となるように切換
える構成の位置決め制御回路とした。これによれば、ガ
ルバノメータによる位置決め開始点からの高速位置決め
時、位置決め終了点に到達した時のショックは積分回路
で滑らかな動きに抑制され、ある一定時間後、この積分
回路を切り離すことにより、目的の位置決め終了点に瞬
時に位置決めできる。
メータを駆動する駆動回路の前段に波形制御手段、すな
わち位置制御信号の波形をそのまま保持する差動増幅器
と、前記ガルバノメータを滑らかに駆動可能な、変化率
が所定値以下の波形の信号に変換する積分回路と、前記
差動増幅回路の出力信号と前記積分回路の出力信号と
を、外部から供給される切換信号により切り換えて前記
駆動回路に入力する切換回路と、を備え、特に前記切換
回路は、位置決め開始時に前記駆動回路の入力信号が前
記積分回路の出力信号となるように切換え、前記差動増
幅回路の出力信号が位置決め終了点に相当する値に達し
た時刻から一定時間を経過した時刻で、前記駆動回路の
入力信号が前記差動増幅器の出力信号となるように切換
える構成の位置決め制御回路とした。これによれば、ガ
ルバノメータによる位置決め開始点からの高速位置決め
時、位置決め終了点に到達した時のショックは積分回路
で滑らかな動きに抑制され、ある一定時間後、この積分
回路を切り離すことにより、目的の位置決め終了点に瞬
時に位置決めできる。
【００２９】そのため、従来の位置決め制御回路の場
合、スキャナミラー、ガルバノメータ、サーボ調整等の
ばらつき、または高速位置決め時のショックにより、加
工始めに蛇行が発生する可能性が大きかったが、簡易な
回路構成で、この蛇行が改善され、所望の軌跡が得られ
るという効果がある。
合、スキャナミラー、ガルバノメータ、サーボ調整等の
ばらつき、または高速位置決め時のショックにより、加
工始めに蛇行が発生する可能性が大きかったが、簡易な
回路構成で、この蛇行が改善され、所望の軌跡が得られ
るという効果がある。
【００３０】さらに、特開平４−３１４０１９号公報の
問題点である、蛇行を抑えるために高速性を犠牲にする
ということもなく、精度のよい加工軌跡を実現できると
いう効果もある。
問題点である、蛇行を抑えるために高速性を犠牲にする
ということもなく、精度のよい加工軌跡を実現できると
いう効果もある。
【図１】本発明の位置決め制御回路の一実施形態を備え
た１軸分のビームスキャナの概略構成を示す回路図であ
る。
た１軸分のビームスキャナの概略構成を示す回路図であ
る。
【図２】本発明の一実施形態において切換回路の切換え
信号Ｖ7に応じた駆動回路の入力信号Ｖ4の様子を示した
波形図である。
信号Ｖ7に応じた駆動回路の入力信号Ｖ4の様子を示した
波形図である。
【図３】ビームスキャナの１軸分の従来の位置決め制御
回路の概略構成を示す回路図である。
回路の概略構成を示す回路図である。
【図４】図３に示した駆動回路に位置制御信号Ｖ4’を
入力した時にガルバノメータから出力されるセンサ信号
Ｖ6を示す波形図である。
入力した時にガルバノメータから出力されるセンサ信号
Ｖ6を示す波形図である。
【図５】従来の位置決め制御回路を用いたガルバノメー
タによる光ビームの移動軌跡を示す図である。
タによる光ビームの移動軌跡を示す図である。
１ 差動増幅回路 ２ 積分回路 ３ 切換回路 ４ 駆動回路 ５ ガルバノメータ １１、２１ オペアンプ Ｖ1 位置制御信号 Ｖ2、Ｖ3 出力信号 Ｖ4 入力信号 Ｖ5 駆動信号 Ｖ6 センサ信号 Ｖ7 切換信号 Ｒ1〜Ｒ6 抵抗 Ｃ1 コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項１】 外部から供給される位置制御信号に応じ
てガルバノメータを駆動制御する駆動回路を備えた、レ
ーザ加工機用二次元ビームスキャナの位置決め制御回路
において、 前記位置制御信号の波形をそのまま保持する差動増幅器
と、 前記ガルバノメータを滑らかに駆動可能な、変化率が所
定値以下の波形の信号に変換する積分回路と、 前記差動増幅回路の出力信号と前記積分回路の出力信号
とを、外部から供給される切換信号により切り換えて前
記駆動回路に入力する切換回路と、からなる波形制御手
段を含むことを特徴とする位置決め制御回路。 - 【請求項２】 前記切換回路は、位置決め開始時に前記
駆動回路の入力信号が前記積分回路の出力信号となるよ
うに切換え、前記差動増幅回路の出力信号が位置決め終
了点に相当する値に達した時刻から一定時間を経過した
時刻で、前記駆動回路の入力信号が前記差動増幅器の出
力信号となるように切換えることを特徴とする請求項１
記載の位置決め制御回路。 - 【請求項３】 前記差動増幅回路の出力信号が位置決め
終了点に相当する値に達した時刻から一定時間を経過し
た時刻は、位置決め終了に続く加工軌跡に悪影響しない
移動速度に光ビームの移動速度が達した時刻であること
を特徴とする請求項２記載の位置決め制御回路。 - 【請求項４】 前記積分回路が変換する信号波形の変化
率は、前記ガルバノメータの応答特性に応じて変更可能
であることを特徴とする請求項２記載の位置決め制御回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8027920A JP2790106B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 位置決め制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8027920A JP2790106B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 位置決め制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222579A JPH09222579A (ja) | 1997-08-26 |
| JP2790106B2 true JP2790106B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=12234330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8027920A Expired - Fee Related JP2790106B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 位置決め制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2790106B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4989029B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2012-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 内装材のレーザビーム加工方法 |
| CN107598386A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种用于三维加工的激光振镜刻蚀头及其重组系统 |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP8027920A patent/JP2790106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09222579A (ja) | 1997-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4481613A (en) | Optical disk apparatus | |
| WO2009147371A2 (en) | Method and apparatus for controlling the size of a laser beam focal spot | |
| JP2790106B2 (ja) | 位置決め制御回路 | |
| EP0869384A1 (en) | Mirror angle detector and detection method | |
| JP3850308B2 (ja) | ガルバノスキャナのデジタル制御方法及び装置 | |
| US6657411B1 (en) | Position controller | |
| JPH04314019A (ja) | ビームスキャナ | |
| US12261563B2 (en) | Motor driver circuit for linear motor, positioning device using the same, and hard disk device | |
| JPH02121789A (ja) | 光走査レーザー加工装置 | |
| US5161046A (en) | Beam position control apparatus | |
| CN116149378B (zh) | 驱动系统、视觉检测设备及系统 | |
| WO2003102860A1 (en) | Precision laser scan head | |
| JPH0513757B2 (ja) | ||
| JPS58107693A (ja) | 半導体レ−ザ駆動装置 | |
| JP2003255258A (ja) | ガルバノスキャナの制御装置、及び、その調整方法 | |
| Montagu | A practical approach to low inertia scanner selection | |
| KR100238262B1 (ko) | 광디스크시스템에 있어서 디지탈 서보 제어회로 | |
| JP2003215492A (ja) | ガルバノメータ制御装置及びレーザ加工装置 | |
| JPH03253807A (ja) | 光軸校正方法 | |
| CN121399529A (zh) | 用于控制影像位置的放大补偿中继器 | |
| EP2106563A1 (en) | Three-dimensional scanning method using a telecentric beam | |
| JPS62138909A (ja) | アクチユエ−タの位置決め制御方式 | |
| JPH0540235A (ja) | レーザ光軸制御方法及びその制御装置 | |
| JPH0437816A (ja) | ビームスキャナ | |
| JP2535852B2 (ja) | ビ―ムポジショナ制御回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080612 Year of fee payment: 10 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080612 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080612 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090612 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100612 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110612 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110612 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130612 Year of fee payment: 15 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |