2013年12月23日月曜日

ステージ設計中

 
レーザ管の試運転も無事終了し、電源の謎も解決しましたので、ステージ設計にとりかかりました。
reprapの3Dプリンタの構成を参考にしてXY軸を別々に動かすこととしました。
面倒な光学調整を極力無くしたいのと、反射によるパワーの損失を防ぐために、ミラー一枚、レンズ一枚の構成にしようと考えております。

全体構成はこんな感じで。
ジャンクのシャフトを二本使ってキャリッジを乗せます。キャリッジの中央の黄色い部分がミラーです。この図でいうと右斜め上からレーザがやってきます。レーザ光は数十センチ程度ではほとんど広がらないことを確認しておりますので、キャリッジがレーザ管に近づいたり離れたりしてもほとんど焦点サイズに違いは無い物と思います。一般的な加工機もヘッドが動くことで光路長は変わっておりますのでおそらくこの設計で大丈夫でしょう。


ステッピングモータとベルトを使ってキャリッジとステージを動かします。
3Dプリンタの積層方向を考えながら強度が出るように部品を作っていきます。


キャリッジ部分。左斜め手前からレーザがやってきて45度にホールドされたミラーで真下へ反射されます。


ミラー直下にはZnSeレンズ(12mmφ、FL=38.1mm)が配置されます。下の絵の円形に開いている穴の中にあるオレンジの部分がレンズです。


ベルトはまだ書いておりませんが、キャリッジの一方のシャフトの直上を通るように配置します。
キャリッジが軽いので相当なスピードで動かせるはずです。ラスタスキャンの際は、秒速1m位で動かしますので、へんな応力がかからないようにしたいのですが、キャリッジの構造上片方を引っ張るような形としております。これも3Dプリンタの構造から借用。3Dプリンタではスピードは遅いとはいえ、シャフトからオフセットされた位置をベルトで引っ張りまわしていますので、おそらくこの構造で大丈夫でしょう。



来週から年末休みに入りますので、じっくりと設計して製作へ移りたいと思います。
楽しみです。

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