レーザ加工機組み立て その9

00DIY

 
光学調整のアイデアがほぼまとまりましたので作っていきます。
考え方は以下のようなものです。

まず、CO2レーザの光路の終端側にあるフレームのくぼみを付けた部分(これは光路を示すマーカーとして作っておいたものです)に基準光を出すレーザダイオードを取り付けます。

そこからCO2レーザ管に向かってCO2レーザ光の光路を逆に進み、

最終的にCO2レーザ管の射出口にレーザダイオードの光が当たればそこまでの光学調整が完了するというものです。

CO2レーザの光はキャリッジ上のミラーでもう一回真下に反射されますが、最後の一回くらいはCO2レーザ光を出しながらでも良いかと思っております。

ということで、基準光を出すレーザダイオードの準備からです。

直径4mmと細身のレーザモジュールを使います。DealExtremeで購入したもの。4本で$5.67と、1本150円くらいです。
配線の取り回しがやりやすいようにはんだ付けをやり直し、直角にリード線を引き出します。

ホルダはただの円筒なのですが、適切なものがありませんでしたのでプリントします。
これはさすがに10分くらいで終わります。

プリントしている間にX軸の水平を出しておきます。

数箇所計ってしっかりと。

ホルダに入れたレーザモジュールを瞬間接着剤で固定しますが、このときの光軸次第で調整の良し悪しが決まりますので慎重にやります。
LDの光を出しながら、

X軸の反対側のくぼみの4mm上に光が通るようにあわせます。ここが設計上の光軸の中心なのです。
ここに当たってる状態を維持して瞬間接着剤が完全に固まるまで待ちます。

固まりました。

もう一度確認してから、エポキシでがちがちに固めます。

外していたモータを取り付けて、ベルトを張り直して出来上がり。
リード線に力がかからないよう寸切りボルトにタイラップで固定します。

次は反射ミラーを取り付けるための第二ミラーベースを作っていきます。
レーザ管から出た光はワークに当たるまでに3回反射します。1回目はレーザ管射出口の真ん前、そして2回目がこの第二ミラーベースに取り付けられるミラー、3回目はX軸のキャリッジ上のミラーです。

第二ミラーベースはベース上に寸切りネジで立てます。
背中側に寸切りネジ取り付け用のパーツを取り付けます。

ざくっと位置あわせをしておきます。
もう少しずらしたほうがよさそうでしたので、15mmほど動かします。どんどんベースに使わない穴が開いていく(笑

寸切りネジ同士を上部でアクリル板でつないで強度を確保する予定。

次にレーザ管射出口真ん前に置かれる第一ミラー部分を作っていきます。
切り出した木片の適切な位置に3.2mmφの穴を開け、6mmφで5mmほどざぐります。

ざぐったところにバネを落として、反対側からM3のネジを入れます。 もちろんバネはプリンタを分解して取り出したジャンクパーツです。ジャンク万歳!

レーザ管の前に右上の基準穴と、残り二つのバカ穴を開けます。
右上の位置を基準として回転方向の角度を調整できるようにします。回転角度の調整が出来たら第一ミラーベースごとレーザ管を取り付けている板にネジ止めする予定。

第一ミラーベースを組み立てます。バネを介してプリントパーツを締めこみます。こうすればネジを調整することでプリントパーツに保持されるミラーの角度を調節できます。

右上の基準ネジ以外の二箇所は、バカ穴からドライバを突っ込んで調整できるようにします。

仮止め。

角度をざっくり調整して完成。

第二ミラーに戻ります。

プリントパーツに第二ミラーを取り付けます。
ミラーはジャンクHDDのプラッタを切断したもの。ジャンク万歳!

完全に固まったLD基準点から光を出します。

第二ミラーのだいたいの位置を合わせます。

考え方は、第二ミラーに反射したLDの光が第一ミラーのベース中央に当たること。

こんな感じですか。

位置を決めたら基準線を引いておいて、

第一ミラーと同様にバネ用のざぐりを付けた穴を開けます。

調整できるように取り付け。

ベースに取り付けます。

ぐらつきが無い様に、先にアクリル板の天井を取り付けます。

第一第二ミラー付近。こんな感じ。

本格的に調整していきます。再び基準光であるLDを点灯させます。
第二ミラーで反射した光は第一ミラーベースのこの位置に落ちています。ほぼ問題ない感じ。
ネジを微調整してスポット左に見える穴にあわせます。この穴がどんぴしゃ位置のマーカーです。

次に第一ミラーを取り付けます。これもHDDのプラッタ。ジャンk(略

スポットは射出口のこの位置にあります。中央やや右というところ。

ネジを微調します。
ほぼ射出口の真ん中にスポットが出来ました。
これで第一第二ミラーの調整は出来たことになります。この状態でCO2レーザを撃つとLDを直撃することになります。

現在このような状態。

さて、いよいよ最後の仕事、キャリッジに載せる第三ミラーとレンズホルダの組み立てです。

今週末のうちにカッティングのテストくらいはできそうな感じです。

コメント

  1. らせたろきん より:

    みら太さん
    ほぼ完成状態ですね、羨ましいですw
    さて少し質問なのですがプラッタを利用したミラーですが温度上昇は如何ほどなのでしょうか?
    土台がABSの様ですので少し心配になりました。

    • みら太/mirata より:

      らせたろきんさんこんにちわ
      試し切りで結構な時間(断続的に10分くらい)連続で動かしましたが、プラッタの発熱は問題にならないレベルのように思われます。
      正確には測定をしないといけませんが、ABSの土台が溶けるとか、異臭がするとか、そういったことはいまのところないです。
      今後も気をつけて観察します。

      何とか動き出しましたが、きっとこれからも面白いことがいろいろ起こるでしょう。ご期待ください(笑

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