專利名稱：電掃描器裝置以及具有電掃描器裝置的激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把反射激光等的光束的反射鏡定位在希望的角度上的電掃描
器(galvano-scanne )裝置以及具有電掃描器裝置的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
電掃描器裝置是通過由被內(nèi)置的電磁致動器使在轉(zhuǎn)動軸上安裝的反射鏡 轉(zhuǎn)動、改變反射鏡的角度來使激光光束的光路偏轉(zhuǎn)的裝置。在作為使用電掃描 器裝置的代表裝置的激光加工裝置中，把從激光振蕩器輸出的激光光束，引導(dǎo) 到在與作為工件的印刷基板的x以及Y方向?qū)?yīng)的一對電掃描器裝置上安裝 的反射鏡,使在正交兩方向上偏轉(zhuǎn)，照射印刷基板的希望的位置進(jìn)行穿孔加工。 電掃描器裝置因?yàn)樾枰逊瓷溏R向目標(biāo)角度正確地定位，所以設(shè)置編碼器等角 度檢測器，進(jìn)行基于使用了角度檢測器的輸出信號的反饋的伺服控制。
為提高印刷基板的孔加工的生產(chǎn)率或者實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量加工，需要電掃描器 裝置上安裝的反射鏡的定位動作高速化、高精度化。為此，需要擴(kuò)大電掃描器 裝置的定位控制系統(tǒng)的伺服頻帶。但是，因?yàn)殡姃呙杵餮b置的可動部是分布常 數(shù)系統(tǒng)，所以存在無限個固有振動方式，這些振動方式是阻礙擴(kuò)大伺服頻帶的 原因。特別，在改變反射鏡角度時被激勵的轉(zhuǎn)動軸系的扭曲振動方式是限制伺 服頻帶的主要原因。當(dāng)以頻率低的順序排列扭曲振動方式、把第i號的方式稱 為i次方式時，基本上最低次的一次方式成為伺服頻帶擴(kuò)大的限制，但是當(dāng)二 次以上的方式接近一次方式時，這些方式有時也影響伺服特性。進(jìn)而這些方式 由于隨時間變化，有定位精度顯著惡化，控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定的可能。
因此，有以下的技術(shù)亦即，為抑制電掃描器裝置的扭曲振動方式同時 實(shí)現(xiàn)伺服頻帶的擴(kuò)大，分別準(zhǔn)備與各個扭曲振動方式等價的傳遞函數(shù)，把電流 檢測信號作為輸入對各傳遞函數(shù)的輸出進(jìn)行負(fù)反饋，由此來實(shí)現(xiàn)各振動方式的 穩(wěn)定化(專利文獻(xiàn)l)。
另外，還有以下的技術(shù)亦即，用模擬電路的補(bǔ)償器和數(shù)字計(jì)算機(jī)的補(bǔ)償器構(gòu)成伺服控制裝置，把模擬電路的補(bǔ)償器作為電掃描器裝置的扭曲振動方
式下的陷波濾波器，由此來擴(kuò)大伺服頻帶(專利文獻(xiàn)2)。
另外，還有以下的技術(shù)亦即，用傳感器直接檢測轉(zhuǎn)動軸的扭曲角，對 其輸出信號進(jìn)行負(fù)反饋，使用該輸出信號推定狀態(tài)量，由此來穩(wěn)定各振動方式 (專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1特開2002—40358號公報專利文獻(xiàn)2特開2002—196274號/>報專利文獻(xiàn)3特開2003—57570號7>報 但是，在上述專利文獻(xiàn)1的場合，為分別準(zhǔn)備各振動方式的傳遞函數(shù)， 需要預(yù)先正確地掌握各扭曲振動方式的參數(shù)。另夕卜，在各振動方式時時刻刻變 化的場合，如果沒有另外準(zhǔn)備每次在重新測量各參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整或者自 動確定參數(shù)的算法，則控制性能顯著降低。進(jìn)而，因?yàn)闉榭刂贫鄠€振動方式需 要與各振動方式對應(yīng)的傳遞函數(shù)，所以應(yīng)該調(diào)整的參數(shù)增加，同時運(yùn)算成本增大。
另外，在上述專利文獻(xiàn)2的場合，因?yàn)槭褂霉潭ㄋp頻率的陷波濾波器 會減低扭曲振動方式的增益，所以在各振動方式時時刻刻變化的場合，必須通 過重新設(shè)定陷波濾波器的參數(shù)來預(yù)防控制性能降低。進(jìn)而，因?yàn)橄莶V波器在 比其衰減頻率低的頻率下相位延遲，所以伺服系統(tǒng)的相位裕度減小，結(jié)果會限 制伺服頻帶的擴(kuò)大。
另外，在專利文獻(xiàn)3的場合，除轉(zhuǎn)動角度傳感器之外，還設(shè)置有用于檢 測轉(zhuǎn)動軸中扭曲角的應(yīng)變傳感器，但是因?yàn)榇嬖诙鄠€扭曲振動方式，所以為檢 測它們需要多個應(yīng)變傳感器。另外，在不能檢測為施行控制所必需的數(shù)目的扭 曲角的場合，需要附加狀態(tài)量推定器，結(jié)果增大補(bǔ)償器的運(yùn)算成本。另外，為 正確地檢測各扭曲振動方式，必須事先適當(dāng)?shù)貨Q定檢測點(diǎn)。另外，由于在轉(zhuǎn)動 軸上安裝傳感器會增加加工成本，降低裝置組裝的作業(yè)效率。因此，增大制造 成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供能夠高速而且高精度地定位使激光 等光束反射的反射鏡的電掃描器裝置以及具有電掃描器裝置的激光加工裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一設(shè)備是電掃描器裝置，其具有在轉(zhuǎn)動 軸上支持的反射鏡；檢測所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度的角度檢測單元；和使用通過 所述角度檢測單元檢測到的角度檢測值使所述反射鏡跟蹤角度目標(biāo)值的伺服 控制單元，其特征在于，在所述反射鏡上配置檢測所述反射鏡的變形量的變形 量檢測單元，根據(jù)所述變形量檢測單元的輸出信號和所述角度檢測單元的輸出 信號來定位所述反射鏡。
另外，本發(fā)明的第二設(shè)備是激光加工裝置，其具有電掃描器裝置，通過 所述電掃描器裝置使從激光振蕩器輸出的激光光束偏轉(zhuǎn)，加工工件，其特征在 于，所述電掃描器裝置是所述第一設(shè)備中記載的電掃描器裝置。
使用簡單的反饋補(bǔ)償器能夠抑制多種扭曲振動方式。而且，因?yàn)閷τ谂?曲振動方式的變動能夠強(qiáng)壯地進(jìn)行伺服控制，所以能夠高速、高精度地定位反 射鏡。進(jìn)而，因?yàn)樵谑褂昧嗽撾姃呙杵餮b置的激光加工裝置中能夠抑制反射鏡 的扭曲變形振動，所以能夠在工件上的正確的位置加工高圓度的孔。


圖1是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的電掃描器裝置的控制框圖。 圖2是表示電掃描器裝置的頻率響應(yīng)特性的一例的圖。 圖3是概念表示電掃描器裝置的反射鏡的扭曲變形振動的圖。 圖4是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)變傳感器的配置的圖。 圖5是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)變傳感器的截面圖的圖。 圖6是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的頻率響應(yīng)特性的一例的圖。 圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例中的頻率響應(yīng)特性的一例的圖。 圖8是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的取出應(yīng)變檢測信號的另 一例的圖。 符號說明
2反射鏡 5轉(zhuǎn)動軸 7編碼器板 8傳感器頭 10應(yīng)變傳感器 12b傳感器框架
614角度檢測信號
具體實(shí)施例方式
下面使用

本發(fā)明的一個實(shí)施例。
圖l是涉及本發(fā)明的電掃描器裝置的控制框圖。
首先，說明電掃描器裝置的概略結(jié)構(gòu)。
電掃描器裝置1的轉(zhuǎn)動軸5由軸承6a、 6b支持。在轉(zhuǎn)動軸5的一方的端 部上通過反射鏡支架9固定反射鏡2，在反射鏡2的激光光束反射面的背面， 設(shè)置用于檢測反射鏡2的變形量的兩個應(yīng)變傳感器10a、 10b。另外，應(yīng)變傳 感器10a、 10b,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)相同，所以在不需要特別區(qū)別兩者的場合，簡單地 稱應(yīng)變傳感器10。應(yīng)變傳感器IO輸出應(yīng)變檢測信號20。應(yīng)變傳感器IO是PZT 等的壓電元件或者電阻絲式應(yīng)變片等，以轉(zhuǎn)動軸5的軸線A(點(diǎn)劃線)作為中 心對稱配置。在使用壓電元件的應(yīng)變傳感器IO的場合，對于反射鏡2用非導(dǎo) 電性粘接劑固定?；蛘咴诎逊瓷溏R2做成非導(dǎo)電性的材質(zhì)、或者在反射鏡2 的表面上設(shè)置絕緣膜的場合，也可以使用導(dǎo)電性的粘合劑。這樣，通過絕緣處 理壓電元件10和反射鏡2的界面，壓電元件的應(yīng)變傳感器10能夠正確地測定 反射鏡2的變形振動，輸出應(yīng)變檢測信號20。另外，在反射鏡2的內(nèi)部內(nèi)置 壓電元件的應(yīng)變傳感器10的場合也實(shí)施界面的絕緣處理。
在轉(zhuǎn)動軸5的另一方的端部上固定輪轂11。在輪轂11上固定編碼器板7。 在編碼器板7的表面上，設(shè)置省略了圖示的縫。傳感器頭8被固定在傳感器框 架12b上，使其面對在編碼器板7的表面上設(shè)置的縫。用編碼器板7和傳感器 頭8構(gòu)成所謂的旋轉(zhuǎn)編碼器，能夠檢測轉(zhuǎn)動軸5的角度位移亦即反射鏡2的角 度位移。另外，作為檢測角度位移的設(shè)備，不限于旋轉(zhuǎn)編碼器。
在轉(zhuǎn)動軸5的中央附近，固定圓筒形的永久磁鐵4。在永久磁鐵4的外周 上隔著氣隙配置線圏3。線圏3在包含有省略了圖示的軛的掃描器框架12a上 固定。由線圈3、永久,茲鐵4、氣隙以及省略了圖示的輒構(gòu)成》茲回路。而后， 當(dāng)給線圏3供給驅(qū)動電流19時，永久》茲鐵4受到由以弗萊明的左手定則為原 理的反作用力而產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。通過該驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，與永久磁4失4一體的轉(zhuǎn)動 軸5以軸線A (點(diǎn)劃線)為中心轉(zhuǎn)動，使反射鏡2進(jìn)行搖動運(yùn)動。
下面說明電掃描器裝置1的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)。通過編碼器板7和傳感器頭8檢出角度檢測信號14。加法器(減法器) 30輸出輸入的目標(biāo)角度位移13和角度檢測信號14的偏差信號15a。偏差信號 15a被輸入反饋補(bǔ)償器16。這里，反饋補(bǔ)償器16,以使祠服系統(tǒng)全體穩(wěn)定為 目的，例如采用相位滯后超前補(bǔ)償器或者PID補(bǔ)償器等。加法器(減法器) 31輸出輸入的反饋補(bǔ)償器16的輸出信號17和后述的應(yīng)變補(bǔ)償信號22的偏差 信號15b。偏差信號15b作為電流指令被輸入電流控制器18。用加法器30、 反饋補(bǔ)償器16、加法器31以及后述的應(yīng)變補(bǔ)償器21構(gòu)成伺服控制裝置。電 流控制器18的細(xì)節(jié)省略，構(gòu)成使用線圈驅(qū)動電流的檢測信號的反饋控制系統(tǒng)， 通過功率放大器生成驅(qū)動電流19供給線圈3。
另外，圖1僅表示反饋控制系統(tǒng)，但是在僅用反饋控制系統(tǒng)不能得到必 要的目標(biāo)值跟蹤特性的場合，采用另外附加反饋補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。另外，控制系 統(tǒng)的各要素的實(shí)現(xiàn)形式，可以用模擬電路，也可以用通過數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)字處 理。
下面說明轉(zhuǎn)動軸5轉(zhuǎn)動的扭曲振動方式的檢測方法、其反饋補(bǔ)償要素的細(xì)節(jié)。
首先使用圖2~圖6說明扭曲振動方式的檢測方法。
圖2是表示從電掃描器裝置1的驅(qū)動電流19到角度^r測信號14的頻率 響應(yīng)特性(增益特性)的一例的圖。
從角度檢測信號14,可以觀察主要包含反射鏡2、反射鏡支架9、轉(zhuǎn)動軸 5、永久磁鐵4、輪轂ll、編碼器板7的可動部轉(zhuǎn)動的扭曲振動方式。把扭曲 振動方式從低的順序起依次稱為一次方式(頻率fa)、 二次方式(頻率fb)。
圖3是示意性地表示通過一次方式的頻率fa反射鏡2扭曲而變形振動的 樣子，圖4是表示應(yīng)變傳感器10a和10b的配置位置的圖。
通常，反射鏡2是平板狀。因此，按反時針旋轉(zhuǎn)反射鏡2轉(zhuǎn)動時，如圖3 所示，紙面右側(cè)的反射鏡端部向下受到慣性力，紙面左側(cè)的反射鏡端部向上受 到慣性力。在該場合，因?yàn)樵谧笥曳较蛏想x開軸線A (點(diǎn)劃線)、而且越接近 作為反射鏡支架9的相反側(cè)(自由端側(cè))的反射鏡尖端部慣性力越大，所以越 接近反射鏡2的左右尖端部反射鏡2的變形量(撓曲)越大。亦即，成為反射 鏡板的變形振動的腹部。因此，在扭曲振動的一次方式中，如圖4的虛線所示，如果從反射鏡支架9的中心成V形、對于軸線A (點(diǎn)劃線)對稱地配置應(yīng)變 傳感器IO,則能夠有效地檢測反射鏡2的應(yīng)變量。
另外，即使在二次方式或者其上的高次方式(n次方式)中，因?yàn)橥ㄟ^扭 曲振動時的慣性力反射鏡2變形，所以用應(yīng)變傳感器10能夠檢測多個扭曲振 動方式。另外，對于軸線A (點(diǎn)劃線)對稱地配置，這能夠細(xì)微地抑制轉(zhuǎn)動軸 5轉(zhuǎn)動的不平衡，所以是希望的。
但是，即使對于軸線A(點(diǎn)劃線)對稱地配置兩個應(yīng)變傳感器10a和10b， 也有可能由于別的部件的轉(zhuǎn)動不平衡引起在反射鏡2上發(fā)生彎曲振動方式。這 里所謂彎曲振動方式，是把軸承6a、 6b作為支持點(diǎn)轉(zhuǎn)動軸5彎曲的振動。當(dāng) 該彎曲振動發(fā)生時，在把應(yīng)變檢測信號20作為輸出的頻率響應(yīng)特性中以彎曲 振動頻率出現(xiàn)共振特性。當(dāng)把此時的應(yīng)變檢測信號20作為反饋信號使用時， 由于彎曲振動方式的檢測信號的影響，有伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性或者目標(biāo)值跟蹤特 性惡化的可能。因此，為避免彎曲振動方式的影響，僅正確地檢測扭曲振動方 式自身，按如下方式連接兩個應(yīng)變傳感器10。
圖5是由壓電元件形成的應(yīng)變傳感器IO的截面圖。如該圖所示，通常的 應(yīng)變傳感器IO,在板狀的壓電元件23的正反面上電鍍電極24a、 24b,在電極 24a、 24b上錫焊導(dǎo)線25a、 25b。該應(yīng)變傳感器10的電極24a、 24b，在與反射 鏡2的界面上，如上述用非導(dǎo)電性粘接劑等進(jìn)行電氣絕緣。然后，通過壓電元 件應(yīng)變發(fā)生的電位差向?qū)Ь€25a、 25b之間輸出。在彎曲振動方式的場合，關(guān) 于軸線A (點(diǎn)劃線)對稱配置的兩個應(yīng)變傳感器10a和10b在同方向變形。對 此，在扭曲振動方式中，如圖3所示，兩個應(yīng)變傳感器10a和10b在互相相反 方向上進(jìn)行變形。
因此，在圖5中，當(dāng)應(yīng)變傳感器10a、 10b的反射鏡2的界面?zhèn)鹊碾姌O是 電極24b時，連接應(yīng)變傳感器10a的導(dǎo)線25a和應(yīng)變傳感器10b的導(dǎo)線25b， 連接應(yīng)變傳感器10a的導(dǎo)線25b和應(yīng)變傳感器10b的導(dǎo)線25a,來把兩者間的 電位差作為應(yīng)變檢測信號20檢測。這樣一來，因?yàn)閺澢駝臃绞交ハ嗟窒?所以能夠正確地僅;險測扭曲振動方式。
圖6是表示頻率響應(yīng)特性的一例的圖。
該圖中的實(shí)線是連接應(yīng)變傳感器10a的導(dǎo)線25a和應(yīng)變傳感器10b的導(dǎo)
9線25b，連接應(yīng)變傳感器10a的導(dǎo)線25b和應(yīng)變傳感器10b的導(dǎo)線25a,把兩 者間的電位差作為應(yīng)變檢測信號20的場合的從驅(qū)動電流19到應(yīng)變檢測信號 20的頻率響應(yīng)特性，不受彎曲振動方式的影響。另外，該圖的虛線是圖2所 示的頻率響應(yīng)特性。如該圖所示，從驅(qū)動電流19到應(yīng)變檢測信號20的頻率響 應(yīng)特性，在與電掃描器裝置1的頻率響應(yīng)特性中的增益峰值的相同頻率下有增 益峰值。由此可知，通過組合反射鏡2的變形振動和應(yīng)變傳感器10a和10b的 輸出信號作為應(yīng)變檢測信號20,能夠正確地檢測電掃描器裝置1的扭曲振動 方式。
下面說明使用應(yīng)變4企測信號20的反饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 基本結(jié)構(gòu)如圖l所示，通過使用應(yīng)變補(bǔ)償器21反饋應(yīng)變檢測信號20，能 夠給各扭曲振動方式賦予阻尼，能夠減低增益峰值。
如上所述，在應(yīng)變檢測信號20中包含多個扭曲振動方式。因此，使用應(yīng) 變補(bǔ)償器21整形應(yīng)變補(bǔ)償信號22的頻率成分。下面作為一例說明假定得到圖 6表示的應(yīng)變檢測信號的頻率特性，阻尼補(bǔ)償扭曲振動的一次方式(頻率fa) 和二次方式(頻率fb)的場合。在該場合，關(guān)于一次方式和二次方式負(fù)反饋其 微分信號是合適的，關(guān)于三次方式以上的高次方式，為避免由溢出(振動系統(tǒng) 中可能發(fā)生的不穩(wěn)定振動)引起的不穩(wěn)定，所以有必要減低增益。因此，作為 應(yīng)變補(bǔ)償器21，把應(yīng)變補(bǔ)償器21的輸入輸出信號間的傳遞函數(shù)G (s)取作 式l。
G (s) = K.s / (s+①D .(022 / (s2 + 2;Q)2S +co22)…(式1)
式中，(式1 )右邊的s / (s+co!)是一次高通濾波器，co22 / (s2 + 2;co2s +(022) 是二次低通濾波器。另外，s是拉普拉斯變換的復(fù)數(shù)變量，w是高通濾波器的
截止頻率，C02是低通濾波器的截止頻率，；是高通濾波器的衰減比，K是系數(shù)。 而后，通過把叫和C02的角頻率作為二次方式和三次方式之間的角頻率，
在由該角頻率低頻區(qū)域側(cè)變成由高通濾波器引起的微分特性。因此，對于一次
方式(頻率fa)和二次方式(頻率fb),由應(yīng)變速度引起的阻尼發(fā)揮作用。另 二方面，在高頻區(qū)域側(cè)變成低通濾波器的特性，增益減低。而且，從附加了該 應(yīng)變補(bǔ)償器21的場合的反饋補(bǔ)償器16的輸出信號17到角度檢測信號14的頻 率響應(yīng)特性成為圖7的實(shí)線。另外，用虛線表示的曲線是圖2中表示的頻率響 應(yīng)特性曲線。與虛線比爭支，像實(shí)線那樣共振的增益峰值下降。另夕卜，在反饋補(bǔ)償器16中，因?yàn)椴皇褂脼槭挂淮畏绞胶投畏绞椒€(wěn)定化的陷波濾波器等，所
以可以減小相位延遲。由此增大伺服頻帶的擴(kuò)大或者伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。進(jìn)
而，應(yīng)變傳感器10a、 10b，因?yàn)榧醇?扭曲振動方式變動也能正確地;險測扭曲 振動，所以對于這些振動方式的變動能夠構(gòu)成強(qiáng)壯的控制系統(tǒng)。 圖8是表示為取出應(yīng)變檢測信號20的別的例子的圖。 在連接點(diǎn)26a上串聯(lián)應(yīng)變傳感器10和電阻R1。將其稱為第一串聯(lián)支路。 進(jìn)而，在連接點(diǎn)26b上串聯(lián)靜電容量和應(yīng)變傳感器10的靜電容量相同的電容 器C1與電阻值等于電阻R1的電阻R2，將其稱為第二串聯(lián)支路。然后并聯(lián)第 一串聯(lián)支路和第二串聯(lián)支路，構(gòu)成C一R橋電路。然后，把連接點(diǎn)26a和連接 點(diǎn)26b之間的電位差作為應(yīng)變檢測信號20取出。在該場合，應(yīng)變檢測信號20 被作為應(yīng)變速度檢測。這樣一來，因?yàn)榧词共皇褂蒙鲜鰬?yīng)變補(bǔ)償器21的高通 濾波器應(yīng)變速度的阻尼也發(fā)揮作用，所以應(yīng)變補(bǔ)償器21的結(jié)構(gòu)變得簡便。或 者在負(fù)反饋應(yīng)變加速度的場合，附加在式1的傳遞函數(shù)G (s)中表示的一次高 通濾波器。
到此，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)變傳感器IO是壓電元件或者電阻絲式應(yīng)變片等的 測量物體的變形的小而輕的傳感器，不會由于傳感器的附加而大幅度增大可動 部的質(zhì)量。
然后，能夠用少數(shù)傳感器檢測多個扭曲振動方式，通過把檢測到的應(yīng)變 檢測信號20作為反饋信號利用，能夠給電掃描器裝置1的扭曲振動方式賦予 阻尼。其結(jié)果，因?yàn)槌蔀榱藢掝l帶而且穩(wěn)定裕度大的伺服控制，所以能夠執(zhí)行 高速、高精度地定位反射鏡2的動作。
另外，因?yàn)榧词闺姃呙杵餮b置1的扭曲振動方式變動應(yīng)變傳感器10也能 夠正確地檢測反射鏡2的變形，所以能夠?qū)τ谂で駝臃绞降淖儎訕?gòu)成強(qiáng)壯的 控制系統(tǒng)。
如果把本發(fā)明的電掃描器裝置1例如應(yīng)用于進(jìn)行印刷基板的穿孔加工的 激光加工裝置中，則能夠提高穿孔加工的生產(chǎn)效率，能夠進(jìn)行高質(zhì)量加工。特 別，因?yàn)槟軌蛞种品瓷溏R的扭曲變形振動，所以能夠在工件上的正確的位置穿 孔加工高圓度的孔。
另外，不言而喻，本發(fā)明的電掃描器裝置，不限于激光加工裝置，也可 以應(yīng)用于利用電掃描器裝置的其他的產(chǎn)品。
ii
權(quán)利要求
1.一種電掃描器裝置，具有由轉(zhuǎn)動軸支持的反射鏡；檢測所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度的角度檢測單元；和使用通過所述角度檢測單元檢測到的角度檢測值使所述反射鏡跟蹤角度目標(biāo)值的伺服控制單元，其特征在于，具有檢測所述反射鏡的變形量的變形量檢測單元，所述伺服控制單元根據(jù)通過所述角度檢測單元檢測到的角度檢測值、和通過所述變形量檢測單元檢測到的變形量對所述反射鏡進(jìn)行定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電掃描器裝置，其特征在于， 所述變形量檢測單元在所述反射鏡上對于所述反射鏡的轉(zhuǎn)動的軸線對稱地配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電掃描器裝置，其特征在于， 所述變形量檢測單元被配置在連接在所述反射鏡的轉(zhuǎn)動軸上固定的一側(cè)線上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求3任何一項(xiàng)所述的電掃描器裝置，其特征 在于，具有由輸入來自所述變形量檢測單元的輸出信號的高通濾波器和低通濾 波器組成的濾波器，所述伺服控制單元，根據(jù)表示變形量的所述濾波器的輸出以及表示所述 角度檢測值的所述角度檢測單元的輸出對所述反射鏡進(jìn)行定位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電掃描器裝置，其特征在于， 作為所述變形量檢測單元使用壓電元件，具有并聯(lián)在第一連接點(diǎn)串聯(lián)所述壓電元件和第一電阻的第一串聯(lián)支路、 和在第二連接點(diǎn)串聯(lián)靜電容量與所述壓電元件的靜電容量相同的電容器和電 阻值與所述第 一電阻相等的第二電阻R的第二串聯(lián)支路的C一R橋電路，所述伺服控制電源，根據(jù)把在所述第一連接點(diǎn)以及所述第二連接點(diǎn)之間 的電位差作為輸入的低通濾波器的輸出信號、和所述角度檢測單元的輸出信號 對所述反射鏡進(jìn)行定位。
6. —種激光加工裝置，其具有電掃描器裝置，通過所述電掃描器裝置使 從激光振蕩器輸出的激光光束偏轉(zhuǎn)，來加工被加工工件，其特征在于，所述電掃描器裝置是權(quán)利要求1到權(quán)利要求5任何一項(xiàng)所述的電掃描器裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供能夠高速而且高精度地定位使激光等光束反射的反射鏡的電掃描器裝置以及具有電掃描器裝置的激光加工裝置。一種電掃描器裝置，具有在轉(zhuǎn)動軸(5)上支持的反射鏡(2)；由在轉(zhuǎn)動軸(5)上支持的編碼器板(7)和在框架(12b)上固定的傳感器頭(8)組成的角度檢測單元；和使用通過角度檢測單元檢測的角度檢測值(14)使反射鏡(2)跟蹤角度目標(biāo)值的伺服控制裝置，其中，在反射鏡(2)上設(shè)置檢測反射鏡(2)的變形量的應(yīng)變傳感器(10)，根據(jù)應(yīng)變傳感器(10)的輸出信號(20)和角度檢測單元的輸出信號(14)定位反射鏡(2)。
文檔編號B23K26/00GK101576657SQ20091013779
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者關(guān)健太, 平井洋武, 廣瀨德晃, 遠(yuǎn)山聰一 申請人:日立比亞機(jī)械股份有限公司;國立大學(xué)法人名古屋工業(yè)大學(xué)