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2015年10月23日 (金)

【模型】 激光生活 中華レーザー加工機の調整詳説 #1

前回の記事に関連した質問を頂いたので、もう一度、図も使ってご説明させていただきます。

中華レーザー加工機の一番の難しいところが「稼動まで」「反射鏡調整」だと思います。
それなりのお値段する日本のメーカー製ならばこの問題はゼロといってもいいのでしょう。
そこはやはり”自虐的”とも”ドM”とも言える、わざわざ苦労しに行く道を選ぶ皆さんにとっては
それさえも楽しい趣味の時間なのではないでしょうか。   んなことあるか、ボケェ!

円安も絡んで若干の価格変動がありましたが、あの値段でレーザー遊びが出来るメリットは大きいです。
でもねぇ、情報がほとんど無い時期に試行錯誤しながら安定稼動まで持ってくのに、どんだけ
苦労したかってことですよ。過去の記事から伝わってますかね・・・?

私の記事を見て導入した方、あるいはこれから導入しようと考えてる方には少しでも楽していただきたい。
ということで、レーザー光路の調整を詳しく見てゆきましょうか。

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まずはレーザー加工機の略図です。

Slaser01_3

レーザー管から出たレーザー光はA鏡で曲げられて作業エリアに入り、Y軸上を移動する
レーザーヘッドバー(スライドバー)と一体になったB鏡で曲げられて加工エリアへ。
さらにX軸上を移動するヘッド部分のC鏡で下に落とされて収束レンズを経て加工対象物へと到達します。

バーとヘッドがY軸、X軸を自由に動くことで加工エリア全体でレーザー加工が可能になるという
簡単な仕組みなのですが、これらの調整が上手く出来ないとまったく使い物になりません。

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Slaser02

上の図のように全ての水平、平行、垂直が出ていることが理想です。
しかし理想は理想であり、中華機器にそれを望むのは1000年早い感じ。。。
自分でいかに理想に近づけるかということで苦心するのです。

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Slaser03

現実の図。。。これに水平方向の狂いも加わり相当にやっかいです。

また、レーザー管が水平に設置されていたとしても加工エリアのフレームが水平とは限らないので、
基準は加工エリアのフレームとするのが一番確実だと思います。
要するに、B鏡の動きに合わせてA鏡を調整するのです。

以下の調整方法は(というかどんな調整方法でも)加工エリアのフレームとスライドバーの
直角、平行が出ていることが必要になりますので、事前に確認・調節しましょう。
一応、過去記事の
【模型】 激光生活 #2-1  中華レーザー加工機の調整 その1
で不具合の修正を実践しています。

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Slaser05_2

一番のキモとなる作業エリアへのレーザー導光です。

B鏡にシール用紙やマスキングテープなどを貼り、一番近い(ア)点と遠い(イ)点で鏡の
どこに当たっているかを確認します。
思わぬ事故を防止するため、面倒でもレーザーを照射する際は必ずハッチを閉めましょう。

デフォルトの状態で一点に収束していることは無いに等しいと思います。
例として以下の状態だったとすると。。。

Slaser06

レーザー光はA鏡から水平ではなく右上へ向かって進んでいるということです。
あるいは、レーザー光は水平でも加工エリアのフレームがゆがんでバーがレーザー光と
平行ではないということ。

この狂いを、A鏡を調節することで一点に収束させます。
収束点はなるべくB鏡の中心付近が理想ですが、キチンと収束していれば
極端な周辺部でない限りどこでも問題はありません。後からB鏡の位置は若干調整出来ます。
あまり強いレーザー強度でやるとコゲが大きくなり、正確な点が見えないので点が判る最小強度で。

ここは出来るだけ正確に収束させることが大事です。
何度もシールを貼り替え、自分はここだけで2時間くらいいじくっています。。。(汗)

B鏡のレーザー通過点が収束するということは、レーザー光とフレームの水平・平行が取れた
ということになります。
元のレーザー管とフレームが水平・平行ではなくても、A鏡がフレームに平行な光路をつくっているのです。

Slaser07_2

このA鏡のセッティングさえキチンと決めてしまえばあとは楽、、、のハズ。

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続いてB鏡を調整してレーザーヘッドの穴に飛ばします。
ここでもマスキングテープなどが活躍します。

Slaser08_2

これもヘッドの穴の中心を狙うということではなく
ヘッドが一番近いところと遠いところでレーザー位置を収束させる
のが目的です。
下手をすると穴からズレたところに収束する可能性もありますが、それはそれでOKです。
結果としてズレてますが、ヘッド自体が本来の位置に無いともいえますから。

そうすると最終的には穴に通すためにヘッドの移動という作業が必要になりますが、左右方向の
ズレであればスライドバーへの固定ネジ部分が長穴になっているので、そこで調整できます。
一応”機械として”最低限レーザーが加工物に照射できるくらいの精度はあるので、基本的には
レーザー管から各鏡への垂直方向のズレはそれほど無く、ヘッドの上下方向の調整はほとんど
必要無いようです。

今回描いた図だと垂直方向の情報が無いですが、レーザー管の水平をおおまかに取ってあれば、
あとはA鏡の調整でフレームと平行に飛ばせるので、とにかくB鏡の収束をキチンと取る
ことが一番の課題といえます。

自分のように、なるべく鏡の真ん中に当たらないとイヤだという場合は、B鏡を固定している
長穴ネジで調整して、さらにスライドバーとの間にスペーサーを入れて鏡の台座の位置を調整します。

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ここまで来れば半分以上終わった感じですかね。
続きはまた。。。

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