レーザーのオーバーホール(OH)レポート

現在、当社のレーザーをOH(オーバーホール)中なので、レーザー加工ブログの更新が出来ません。代わりに、オーバーホールの様子を簡単にレポートします。保守的な考えだと、こういった構造的な部分は秘密にしたがるものですが、当社では差し支えのない範囲で掲載します。導入検討の足しにしてもらえれば、と思います。


オーバーホールについて、ですが、一般的なところだと、定期メンテナンスと言いながらも外装の清掃と駆動系のベアリングと駆動ベルトの交換だけで済ませているケースもあるようですが、当社では分解・清掃・再組み立てによる完全オーバーホールを行います。



まずレーザーを分解し、X軸プロッターアームを取り外します。小型のレーザー加工機ですが、そのプロッターアームは、私の知る限りでは類似製品中、最も太く強固な作りになっています。同様のアーム形式を採用している物もありますが、太さが全く異なります。また、上面にねじれ防止の補強プレートを入れ、ビス止めしているのはVLSシリーズだけです。


わりと見落としがちなポイントですが、このアームの強度・・・とても重要です。


アームを分解し、清掃後、再組み立てを行い、最後にアライメント調整を行います。駆動ベアリングについては、さほど摩耗していなかったので清掃だけで終わらせました。


こちらは、駆動ベルトです。材質はケブラーで引っ張り強度が強く、丈夫な素材です。ただし、ベルトに刻まれた溝が摩耗していくと加工のクオリティに影響を及ぼすので、最もたる消耗品になります。もちろん、今回の交換対象です。




次は、X軸駆動ベルトを高速で動かすモーターです。分解したついでの説明です。


サイズの比較対象を写していなかったのですが、かなり大きめのモーターです。

巷の流行りは高速のサーボモーターですが、VLSレーザーはステップモーターを採用しています。


一般的に、ステップモーターは、位置制御モータとして使われることが多いようです。


レーザー加工機のスペック表だけで判断すると、よく誤解されがちなのですが、たしかにサーボモーターは高速なのですが、高速だからといってレーザー加工が早く終わるわけではありません。


高速に動くということは、それに見合ったレーザー出力が必要になります。レーザー出力が小さいのに、高速で動かしてしまうと、十分なレーザー照射が行われませんので、結局のところ、モーターの速度を落とさざる得を得ません。そうなると、高額で高速なサーボモーターを搭載する意味が(?)。


ただ、サーボモーターは位置検出にフィードバック回路による制御が行われるため、高精度の位置決めを行うことが可能です。それは、エンコーダー等によって微調整を繰り返しているからです。


逆に、ステップモーターはサーボモーターのようにフィードバック回路を必要としないということと、磁力による大きな静止トルクを持っているために停止精度、繰り返し位置精度に優れています。


ゆえに、短時間に頻繁にゴーストップを繰り返すスキャン加工(ラスター加工)を行うレーザー加工だからこそ、ステップモーターが採用されているわけです。


ちなみに、モーター部ではドライブギアの清掃を行いました。




ビームウィンドウの清掃も行います。集光レンズと違って、結構、見落としがちな部位ですが、常に排煙にさらされているため集光レンズと同様に頻繁に清掃を行うことをお勧めします。


尚、当社のデモ機にはオプションの高密度レンズ用のコリメーターが付いています。

コリメーターは、平行なレーザー光線を作り出します。指向性に優れたレーザーといえども厳密には拡散していきますが、コリメーターレンズを通すことにより、この拡散をかなりの割合で抑えることが出来ます。 これにより、集光レンズを抜けたあとの集光ポイントにおいて、レーザーのエネルギー効率が高まります。


ちなみに、コリメーターレンズとノーマルレンズの組み合わせにおいても、高密度レンズ使用時ほどではありませんがステンレスにマーキングを施すことが出来ました。この、コリメーターがオプションで用意されているというのもVLSレーザーの良いところです。



こちらは言うまでもない、ユニバーサルレーザーシステムズが誇る、クイックチェンジレーザーカートリッジ(発振器)です。

こちらは、冷却ファン部の清掃を行います。



本体後ろ側に、レーザーカートリッジが装着されます。その下側に、インターフェイス基板、電源ユニットが入っています。こちらでは、基板上に堆積した埃を取り除いてやります。



こちらはサイドパネルを外した状態です。

巷の小型レーザー加工機のつくりのほとんどが板材を箱組みにした構造を持っているのに対し、VLSレーザーはフレーム構造になっています。フレームを持っていることによって、たわみに対する強度が増し、物自体が頑丈になります。また外装パネルを外すだけで、側面からメンテナンスが出来るというのも利点のひとつです。


頑丈で、メンテナンス性に優れているというあたりが米国製だと感じる部分です。


こちらでは、全般的な清掃を行い、昇降テーブルのシャフトにホワイトグリスでグリスアップしてやります。また、昇降テーブルを駆動するベルトも清掃を行います。