JP2007098412A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工動作時以外でも異常検出手段が正常に動作しているか否かをチェックすることができる構成を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置１は、レーザ光を出力するレーザ光源１０と、レーザ光源１０を制御する制御手段と、レーザ光源１０からのレーザ光を被加工対象物に集光する収束レンズ２２と、装置内部の異常を検出して異常信号を出力する異常検出手段とを備えている。そして、装置内部において異常状態を擬似的に発生可能に構成され、擬似的な異常状態が発生しているときに、異常検出手段から異常信号が出力されているか否かに基づき、異常検出手段が正常に動作しているか否かを判断するようにしている。異常検出手段が正常に動作していないと判断された場合には報知がなされる。
【選択図】図４

Description

本発明はレーザ加工装置に関する。

従来、レーザ光を出射するレーザ光源と、そのレーザ光の方向を変えて所定の印字エリア上に照射させるガルバノミラーと、ガルバノミラーを駆動させるガルバノ駆動装置と、制御装置とを備えてなるレーザ加工装置が提供されている。制御装置は、例えば印字すべき文字、図形、記号等（以下、「文字等」という）に基づいた駆動信号を前記ガルバノ駆動装置に与える。ガルバノ駆動装置は、回転軸の先端に前記ガルバノミラーが設けられた駆動モータを備えてなり、制御装置からの駆動信号に応じた駆動電流を駆動モータに流してそれに応じてガルバノミラーを回動させるよう構成されている。ここで、駆動モータは、その回転軸が例えばボールベアリング等の転がり軸受に挿通された状態で支持部材としてのガルバノマウントに支持固定されており、制御装置からの駆動信号に応じてガルバノミラーを円滑に回動させるようにしている。
特開２００３−１９１０８３公報

ところで、レーザ加工装置を長期間使用すると、ガルバノミラーが円滑に回動しなくなる回動異常になることがある。その要因の一つとして、上述のボールベアリングの劣化が挙げられる。即ち、長期間使用されると例えばボールベアリング内のボールが削れたり円滑油が減少したりして摩擦係数が大きくなる。そうすると、ガルバノミラーの回動動作ががたついたり、時には回動しなくなったりすることがあり、品質の良いマーキングが行えないという問題があった。このような問題を解決すべく、特許文献１のような技術が提供されている。この技術では、異常時における駆動電流の変動に着目し、駆動電流の変化に基づいて回動異常を検出している。

上記のような異常検出手段を設けるようにすると、異常に起因する不具合を効果的に防止できるレーザ加工装置となる。しかしながら、このような異常検出手段は、異常時のみ機能するものあるため、異常検出手段が正常に動作するか否かは、その異常検出の対象に異常が発生しないと判断できなかった。即ち、異常検出手段が正常に機能しない状態となっていたとしても、従来の構成ではそれを知ることは難しく、異常検出手段の異常に起因して、加工動作等に悪影響が生じる虞もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加工動作時以外でも異常検出手段が正常に動作しているか否かをチェックすることができる構成を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。

請求項１のレーザ加工装置は、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源を制御する制御手段と、
前記レーザ光源からのレーザ光を被加工対象物に集光する収束レンズと、
装置内部の異常を検出して異常信号を出力する異常検出手段と、
装置内部において異常状態を擬似的に発生させる異常状態発生手段と、
前記異常状態発生手段により擬似的な異常状態が発生しているときに、前記異常検出手段から前記異常信号が出力されているか否かに基づき、前記異常検出手段が正常に動作しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記異常検出手段が正常に動作していないと判断された場合に報知を行う報知手段と、
を有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のレーザ加工装置において、
前記異常状態発生手段は、前記異常状態の発生タイミングを制御するタイミング制御手段を有し、
前記判断手段は、前記タイミング制御手段により設定されたタイミングで前記異常状態発生手段により擬似的に異常状態が発生しているときに、前記異常検出手段が前記異常信号を出力したか否かに基づいて、前記異常検出手段が正常に動作しているか否かを判断することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載のレーザ加工装置において、
前記タイミング制御手段は、予め定められた一定周期で前記異常状態を発生させるようにタイミング制御を行うことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザ加工装置において、前記タイミング制御手段により、前記異常状態の発生タイミングが加工動作中に設定された場合に、前記異常状態発生手段による異常発生動作を停止又は無効化するキャンセル手段を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記被加工対象物に対する加工動作を行う加工モードと、前記判断手段により前記異常検出手段の正常動作を判断する判断モードと、を切り替える切替手段を有し、
前記キャンセル手段は、加工動作中に前記切替手段により前記判断モードが選択された場合に、前記判断モードへの移行をキャンセルすることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置において、
前記異常検出手段は、前記レーザ光源から出射された光を分割する分割手段と、分割手段からの分割光を受光して受光信号を出力する分割光受光手段とを有し、前記分割光受光手段からの受光信号に基づいて、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の出力異常を検出する構成をなし、
前記異常状態発生手段は、擬似的に前記レーザ光の異常を発生させることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載のレーザ加工装置において、前記異常状態発生手段は、前記分割光受光手段からの受光信号を入力信号として、異常レベル信号を生成するレベル変換手段を有し、この異常レベル信号を前記異常検出手段に与えるように構成されていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の方向を変更する、回動可能なガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーの駆動を制御するガルバノ駆動制御手段と、
前記ガルバノミラーの回動角度を検出し、その回動角度に対応した角度信号を出力する角度検出手段と、
を備え、
前記ガルバノ駆動制御手段は、前記角度検出手段によって検出された回動角度に基づいて、前記ガルバノミラーの駆動を制御する構成をなし、
前記異常検出手段は、前記角度信号に基づき、前記回動角度が予め設定される正常角度範囲外である場合に前記異常信号を出力するように構成されており、
前記異常状態発生手段は、擬似的に前記ガルバノミラーの駆動の異常を発生させることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８に記載のレーザ加工装置において、
前記異常状態発生手段は、前記回動角度が前記正常角度範囲外である場合に対応した擬似角度信号を、前記異常検出手段に対して擬似的に送出することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置において、
前記収束レンズの前段側に配置され、前記レーザ光源からのレーザ光の光路上に配される遮断位置と、前記レーザ光の光路から退避する退避位置とで変位可能な変位部材を備えたシャッタ手段を有し、
前記異常検出手段は、
前記変位部材が前記遮断位置にある遮断状態及び前記退避位置にある退避状態のうち、少なくともいずれか一方の状態を検出し、前記変位部材の位置に対応した位置信号を出力するシャッタ位置検出手段を有し、前記シャッタ位置検出手段からの前記位置信号が、正規位置から外れた異常位置に対応しているか否かに基づいて、前記異常信号を出力するように構成されており、
前記異常状態発生手段は、擬似的にシャッタ手段の異常を発生させることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１０に記載のレーザ加工装置において、
前記異常状態発生手段は、擬似的に前記シャッタ手段が異常状態の際に生成される異常信号を生成し、前記異常検出手段に入力させることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によれば、加工動作時以外でも、異常検出手段が正常に動作しているか否かをチェックすることができる。従って、異常検出手段を正常状態に維持しやすくなり、装置を安定的にかつ安全に稼動させやすくなる。

＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、擬似的に異常状態を発生させるタイミングを制御によって設定することができ、作業性に優れた構成となる。

＜請求項３の発明＞
請求項３の発明によれば、定期的にかつ自動的に異常検出手段のチェックを行うことができるようになり、異常検出手段を適正な状態に保ちやすくなる。

＜請求項４の発明＞
請求項４の発明によれば、異常状態の発生タイミングが加工動作中に設定されたとしても、異常状態発生手段による異常発生動作を停止又は無効化できるため、擬似的な異常状態が加工動作に影響を及ぼすことを効果的に防止できる。

＜請求項５の発明＞
請求項５の発明によれば、加工モードと判断モードとを切り替えることができるようになるため、当該装置を適切に使い分けることができる。また、加工動作中に切替手段により判断モードが選択された場合に、判断モードへの移行をキャンセルするように構成されるため、誤ったモード設定による稼動を防止できる。

＜請求項６の発明＞
請求項６の発明によれば、レーザ光の出力異常を検出できるようになるため、レーザ光の異常による不具合を効果的に防ぐことができる。また、擬似的にレーザ光の異常を発生させて異常検出手段の機能をチェックできるため、異常検出手段の機能不良による悪影響が生じにくくなる。

＜請求項７の発明＞
請求項７の発明によれば、擬似的にレーザ光の異常状態を発生させやすい好適例となる。

＜請求項８の発明＞
請求項８の発明によれば、ガルバノミラーの駆動異常を検出できるようになるため、ガルバノミラーの駆動異常による不具合を効果的に防ぐことができる。また、擬似的にガルバノミラーの異常を発生させて異常検出手段の機能をチェックできるため、異常検出手段の機能不良による悪影響が生じにくくなる。

＜請求項９の発明＞
請求項９の発明によれば、ガルバノミラーの駆動制御を好適に行う構成を実現しつつ、擬似的にガルバノミラーの異常状態を発生させやすい好適例となる。

＜請求項１０の発明＞
請求項１０の発明によれば、シャッタの異常を検出できるようになるため、シャッタの異常による不具合を効果的に防ぐことができる。また、擬似的にシャッタの異常を発生させて異常検出手段の機能をチェックできるため、異常検出手段の機能不良による悪影響が生じにくくなる。

＜請求項１１の発明＞
請求項１１の発明によれば、シャッタ異常に対応した状態を擬似的に発生させやすい好適例となる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図面によって説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成図である。
また、図２は、ガルバノスキャナ２０及びその関連部品の電気的構成を示すブロック図である。
図１において、符号１０は、レーザ光源駆動回路１２からの信号を受けて駆動するレーザ光源１０であって、ここから出射されたレーザ光１１は、ガルバノスキャナ２０によって向きが変更されて印字エリアＥ上に照射される。ガルバノスキャナ２０は、一対のガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙと、レーザ光源１０からのレーザ光をワークＷ（ワークＷは被加工対象物に相当する）に集光する収束レンズ２２を備えている。また、レーザ光源１０からのレーザ光の光路上に配される遮断位置と、レーザ光の光路から退避する退避位置とで変位可能な変位部材と、この変位部材を駆動する図示しないアクチュエータ（ソレノイドやステッピングモータなど）を備えたシャッタ６１と、コントローラ３０からの信号に応じてシャッタ６１を駆動制御するシャッタ駆動回路６２を備えている。

一方のガルバノミラー２１Ｘはガルバノ駆動装置２３Ｘによって縦方向に反射角度を変移させることができ、他方のガルバノミラー２１Ｙはガルバノ駆動装置２３Ｙによって横方向に反射角度を変移させることができる。これら両ガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙによりレーザ光１１は直交する２方向において向きが調整可能とされ、その結果、レーザ光１１の照射点が印字エリアＥ上のいずれの位置にも移動可能となる。なお、コントローラ３０及びレーザ光源駆動回路１２がレーザ光源を制御する制御手段に相当する。また、ガルバノ駆動装置２３Ｘ、２３Ｙは、ガルバノ駆動制御手段に相当する。

上記ガルバノスキャナ２０の各ガルバノ駆動装置２３Ｘ，２３Ｙは、ＣＰＵを備えてなるコントローラ３０により制御される。このコントローラ３０には図示しないコンソールが接続され、マーキングしたい所望の文字・記号・図形等（以下「文字等」という）をそのコンソールに設定すると、コントローラ３０がそれに応じた駆動信号Ｖ１、Ｖ２をガルバノスキャナ２０に与える。より詳細には、コントローラ３０には文字等のフォントデータを記憶したメモリが内蔵され、マーキングすべき文字等が設定されるとそのフォントデータに基づき、その文字等を構成する線分のデータが読み出され、これに基づいて図示しないＣＰＵが印字エリアＥへの照射位置を決定する座標データを生成し、Ｄ／Ａ変換して駆動信号Ｖ１、Ｖ２としてガルバノスキャナ２０の各ガルバノ駆動装置２３Ｘ，２３Ｙに与えるようになっている。

各ガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙ毎に設けられた各ガルバノ駆動装置２３Ｘ，２３Ｙの電気的構成の主要部は共通しており、両ガルバノ駆動装置２３Ｘ、２３Ｙも、駆動モータと、その駆動モータを駆動するモータ駆動回路を備えた構成をなしている。それぞれの駆動モータの回転軸４１Ｘ、４１Ｙは、図示しないケーシングに対して回動可能とされ、それら回転軸４１Ｘ、４１Ｙにはしたガルバノミラー２１Ｘ、２１Ｙが固定されている。

ここで、図３には、回転軸４１Ｘ が初期位置となったときの、ケーシング４２Ｘに対するガルバノミラー２１Ｘの相対的な姿勢が実線で記載されている。本実施形態では、このときのガルバノミラー２１Ｘの角度を原点と呼び、説明を簡略化するために、ガルバノミラー２１Ｘの角度変位量については、この原点を基準として説明する。また、印字エリアＥに対応する最大回動位置となったとき（このときの原点からの回動角度はθ）の、ケーシング４２Ｘ に対するガルバノミラー２１Ｘの相対的な姿勢が想像線で記載して例示されている。なお、回転軸４１Ｙとケーシング４２Ｙの関係も同様である。

なお、ガルバノ駆動手段を構成する駆動モータは、コイルを有しなり、このコイルに流れる駆動電流の大きさ及び向きに対応して、ガルバノミラー２１Ｘ（２１Ｙ）が所定の角度に回動されるようになっている。また、図２において、符号４８Ｘ，４８Ｙは、ポジションセンサであって、各駆動モータの回転軸 に連結され、ガルバノミラー２１Ｘ、２１Ｙが、例えば実際に原点からどれだけ離れた角度に位置しているかを検出する。

モータ駆動回路４５Ｘ、４５Ｙは、複数のアンプを備え、コントローラ３０から出力されＤ／Ａ変換された駆動信号Ｖ１、Ｖ２を増幅して、駆動モータ４０Ｘ，４０Ｙの各駆動コイルに与える駆動電流を生成する。また、モータ駆動回路４５Ｘ、４５Ｙは、ポジションセンサ４８Ｘ、４８Ｙの検出結果を、フィードバックしており、ガルバノミラー２１Ｘ、２１Ｙの現在角度とコントローラ３０から受けた位置信号との偏差に応じて、駆動コイルへの駆動電流を制御するように構成されている。

さらに、本実施形態に係る構成では、装置内部の異常を検出して異常信号を出力する異常検出手段として、ガルバノミラー２１Ｘ、２１Ｙの駆動における角度異常状態を検出する角度異常検出回路５０が設けられている。

本実施形態では、上述したように、ガルバノミラーの回動角度を検出し、その回動角度に対応した角度信号を出力するポジションセンサ４８Ｘ，４８Ｙ（ポジションセンサ４８Ｘ，４８Ｙは、角度検出手段に相当する）を備え、各ガルバノ駆動装置２３Ｘ，２３Ｙは、ポジションセンサ４８Ｘ，４８Ｙによって検出された回動角度に基づいて、ガルバノミラー２１Ｘ、２１Ｙの駆動を制御する構成をなしている。そして、角度異常検出回路５０は、ポジションセンサ４８Ｘ，４８Ｙからの角度信号に基づき、回動角度が予め設定される正常角度範囲外である場合に異常信号を出力するように構成されている。なお、ポジションセンサ４８Ｘ，４８Ｙと角度異常検出回路５０の間にはコントローラ３０からの出力に応じて切り替えられる半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２が設けられており、加工動作を行う通常時にはこれらスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオン状態となるように構成されている。

異常検出回路５０は、ポジションセンサ４８Ｘの信号レベルが所定範囲内か否かを判断する第１比較回路と、ポジションセンサ４８Ｙの信号レベルが所定範囲内か否かを判断する第２比較回路とを有しており、第１比較回路及び第２比較回路の少なくともいずれかの回路から異常信号が出力された場合に、コントローラに対して角度異常信号Ｓ３を出力するように構成されている。

一方、本実施形態に係る構成では、装置内部において異常状態を擬似的に発生させる異常状態発生手段が設けられている。ここでは、コントローラ３０と、第１信号発生回路５２ａ及び第２信号発生回路５２ｂとがこの異常状態発生手段に相当する。この異常状態発生手段は、擬似的にガルバノミラーの駆動の異常を発生させるものであり、ここでは、回動角度が正常角度範囲外である場合に対応した擬似角度信号Ｓ４、Ｓ５を、異常検出回路５０に対して擬似的に送出するように構成されている。

コントローラ３０では（より詳しくはコントローラ３０内のＣＰＵでは）、第１信号発生回路５２ａ又は第２信号発生回路５２ｂによって擬似角度信号Ｓ４、Ｓ５が出力されているときに、異常検出回路５０から異常信号が出力されているか否かに基づき、異常検出回路５０が正常に動作しているか否かを判断している。コントローラ３０は、特許請求の範囲でいう判断手段に相当している。また、コントローラ３０により、異常検出回路５０が正常に動作していないと判断された場合に、表示部３２によって報知を行うように構成されている。この報知は様々なやり方で行うことができ、例えば、異常検出回路５０が正常に動作していない場合に、その旨を文字情報や数字情報として表示するようにしてもよく、異常検出回路５０が正常に動作していない場合に、表示色を通常時から変更するようにしてもよい。本実施形態では、表示部３２が特許請求の範囲でいう報知手段に相当する。

本実施形態では、コントローラ３０、第１信号発生回路５２ａ、第２信号発生回路５２ｂによる異常状態の発生は、制御によって設定されるようになっている。ここでは、コントローラ３０が、特許請求の範囲でいうタイミング制御手段に相当している。コントローラ３０では、設定されたタイミングで信号Ｓ１、Ｓ２が出力されているときに、異常検出回路５０から角度異常信号Ｓ３が出力されているか否かに基づいて異常検出回路５０が正常に動作しているか否かを判断している。即ち、Ｓ１、Ｓ２のいずれか一方、又は双方が出力されているときに、角度異常信号Ｓ３が出力されている場合、異常検出回路５０が正常であると判断するように構成されている。

なお、コントローラ３０による擬似的な異常発生のタイミング設定は、予め定められた一定周期とすることができ、この場合、定期的にかつ自動的に異常検出回路５０がチェックされることとなる。

また、コントローラ３０により、異常状態の発生タイミングが加工動作中に設定された場合に、異常発生動作を停止又は無効化するようにしてもよい。例えば、加工動作中に異常状態の発生タイミングが設定された場合、コントローラ３０から信号Ｓ１、Ｓ２が出力されないようにしてもよく、スイッチ手段などにより、Ｓ１、Ｓ２が第１信号発生回路５２ａ及び第２信号発生回路５２ｂに入力されないように、これらラインを遮断制御するようにしてもよい。また、第１信号発生回路５２ａ及び第２信号発生回路５２ｂから出力される擬似角度信号Ｓ４、Ｓ５が接続点Ｔ１、Ｔ２に到達しないように、スイッチ手段により第１信号発生回路５２ａ及び第２信号発生回路５２ｂと接続点Ｔ１，Ｔ２の間を遮断制御するようにしてもよい。ここに挙げたいずれの場合でも、コントローラ３０がキャンセル手段に相当することとなる。

また、操作部３４からの入力に応じて、被加工対象物に対する加工動作を行う加工モードと、異常検出回路５０の正常動作を判断する判断モードと、を切り替えるようにしてもよい。本実施形態では、操作部３４からの入力によって判断モードと判断モードとが切り替えられるようになっており、加工モード中はその旨の情報が、判断モード中はその旨の情報がコントローラ３０内のメモリに記憶されるようになっている。コントローラ３０内のＣＰＵは、このメモリに記憶される情報に基づいて、現在が加工モードであるか判断モードであるかを判断し、加工モード中にはＳ１、Ｓ２を出力せず、判断モード中にはＳ１、Ｓ２を出力するように切替制御を行っている。なお、このＣＰＵは、特許請求の範囲でいう切替手段に相当している。また、ＣＰＵは、加工動作中に判断モードが選択された場合、即ち、加工動作中に操作部３４から、判断モードに設定するための情報が入力された場合、この情報を採用せず、判断モードへの移行をキャンセルするようにしている。

以上のように、本実施形態に係る構成では、加工動作時以外でも、異常検出回路５０が正常に動作しているか否かをチェックすることができる。従って、異常検出回路５０を正常状態に維持しやすくなり、装置を安定的にかつ安全に稼動させやすくなる。

また、異常状態の発生タイミングを制御によって設定できるように構成され、設定されたタイミングで擬似的に異常状態が発生しているときに、異常検出回路５０が異常信号を出力したか否かに基づいて、異常検出回路５０が正常に動作しているか否かを判断するようにしている。従って、その都度手作業によって異常状態を発生させる必要がなく、作業性に優れた構成となる。

さらに、予め定められた一定周期で異常状態を発生させるようにタイミング制御を行っているため、定期的にかつ自動的に異常検出手段のチェックを行うことができ、異常検出回路５０を適正な状態に保ちやすくなっている。

また、異常状態の発生タイミングが加工動作中に設定された場合に、その異常発生動作を停止又は無効化するようにしている。従って、擬似的な異常状態によって加工動作が影響を受けてしまうことをを効果的に防止できる。

また、被加工対象物に対する加工動作を行う加工モードと、異常検出手段の正常動作を判断する判断モードと、を切り替えるように構成し、加工動作中に判断モードが選択された場合に、その判断モードの設定をキャンセルするようにしている。従って、当該装置を適切に使い分けることができるようになり、他方、誤ったモード設定による稼動を防止できるようにもなる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図４ないし図６を参照して説明する。
実施形態２の構成は、異常検出手段として、レーザ光源から出射された光を分割する分割手段としてのハーフミラー７０と、分割手段からの分割光を受光して受光信号を出力する分割光受光手段としての受光素子７１と、受光素子７１からの受光信号に基づいて、レーザ光源から出射されるレーザ光の出力異常を検出するレーザ光異常検出回路７３とが設けられている点が実施形態１と異なっており、それ以外の部分については同様であるので、同様の部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。分割手段は、レーザ光源から出射される光りの一部を分割可能な構成であれば、その分割する比率は様々とすることができ、上記のようなハーフミラー７０として構成した場合、透過する光の光量が分割される光の光量よりも大きくなるように構成できる。例えば、透過する光量を全光量の９割程度とし、反射する光量を１割程度とすると透過光量がそれほど低下せず好適である。

本実施形態でも、装置内部において異常状態を擬似的に発生させるように構成されており、擬似的な異常状態が発生しているときに、レーザ光異常検出回路７３から異常信号が出力されているか否かに基づき、レーザ光異常検出回路７３が正常に動作しているか否かを判断するようにしている。なお、図５の例では、コントローラ３０及びレベル変換回路７９が異常状態発生手段に相当しており、コントローラ３０が判断手段に相当している。また、レーザ光異常検出回路７３が正常に動作していないと判断された場合に表示部３２によって報知を行うようにしており、この表示部３２が報知手段に相当している。

レベル変換回路７９は、受光素子７１からの受光信号を入力信号として、異常レベル信号を生成するレベル変換手段として機能するものであり、より詳しくは、受光素子７１からの受光信号をオフセットさせたレベルの異常信号を生成する。この回路は、例えば、受光素子７１からの受光信号が電圧レベルの信号である場合には、その受光信号に一定の電圧レベルを加算する加算回路によって構成できる。

コントローラ３０は、加工モードのときには信号Ｓ６を出力し、スイッチＳＷ４をオンする。加工モードのときには信号Ｓ７は出力されず、スイッチＳＷ５はオフとなる。この場合、受光素子７１からの出力ラインは導通し、レベル変換回路７９からの出力ラインは遮断されることとなり、レーザ光異常検出回路７３には受光素子からの受光信号が入力される。

一方、判断モードのときにはコントローラ３０から信号Ｓ７が出力される。このとき、コントローラＳ６から信号が出力されないようになっている。この場合、受光素子７１からの出力ラインは遮断され、レベル変換回路７９からの出力ラインが導通する。そして、受光信号をオフセットさせた異常レベル信号がレーザ光異常検出回路７３に入力されることとなる。コントローラ３０は、信号Ｓ７が出力され、信号Ｓ６が出力されない場合（即ち異常レベル信号が出力される場合）に、レーザ光異常検出回路７３から異常信号Ｓ８の出力があった場合にはレーザ光異常検出回路７３が正常に動作していると判断し、信号Ｓ７が出力され、信号Ｓ６が出力されない場合に異常信号Ｓ８の出力がない場合には、レーザ光異常検出回路７３が正常に動作していないと判断し、表示部３２によってその旨の報知を行う。
なお、図５ではレベル変換回路を用いる例を示したが、受光素子７１とは独立して異常信号を発生する回路を用いてもよい。図６はその一例を示しており、判断モードの際には、コントローラ３０から信号Ｓ９が出力されるようになっており、この信号Ｓ９が出力されている際には、スイッチＳＷ６はオフになるように構成されている（即ち、コントローラ３０から信号Ｓ１０が出力されないようになっている）。信号発生回路８０は、信号９が入力された場合に、受光信号の異常レベルに対応した異常レベル信号を出力するようになっている。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について、図７を参照して説明する。
図７は、本実施形態の要部を説明するブロック図である。なお、本実施形態の全体構成は、図１と同様である。本実施形態は、シャッタ位置検出センサ９１とシャッタ異常検出回路９２が設けられている点が実施形態１と異なり、それ以外の部分については同様であるので、同様の部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態３の構成は、異常検出手段として、シャッタ位置検出センサ９１と、異常検出回路９２とを有している。シャッタ位置検出センサ９１は、シャッタ部材６１が遮断位置にある場合に信号Ｑ１を出力する。また、異常検出回路９２は、シャッタ位置検出センサ９１からの位置信号が、正規位置から外れた異常位置に対応しているか否かに基づいて、異常信号Ｑ４を出力するように構成されている。具体的にはシャッタ部材６１ａを駆動する信号Ｑ２が出力されているにもかかわらず、シャッタ位置検出センサ９１から信号Ｑ２が出力されていない場合、或いは、信号Ｑ２が出力されていないにもかかわらず、シャッタ位置検出センサ９１から信号Ｑ２が出力されている場合を異常状態として異常信号Ｑ４を出力するように構成されている。

本実施形態でも、装置内部において異常状態を擬似的に発生させるように構成されており、擬似的な異常状態が発生しているときに、シャッタ異常検出回路９２から異常信号が出力されているか否かに基づき、シャッタ異常検出回路９２が正常に動作しているか否かを判断するようにしている。なお、図７の例では、コントローラ３０、信号発生回路９４が異常状態発生手段に相当しており、コントローラ３０が判断手段に相当している。また、シャッタ異常検出回路９２が正常に動作していないと判断された場合に実施形態１，２と同様に表示部３２によって報知を行うようにしており、この表示部３２が報知手段に相当している。

シャッタ６１は収束レンズの前段側に配置され、変位部材６１ａは、レーザ光源１０からのレーザ光の光路上に配される遮断位置と、レーザ光の光路から退避する退避位置とで変位可能とされている。

信号発生回路９４は、擬似的にシャッタ手段の異常を発生させるように構成されている。具体的には、シャッタ６１からのラインと繋がる第１ライン１０１と、センサ９１からのラインにつながる第２ライン１０２とに接続されており、この第１ライン１０１及び第２ライン１０２に対し、シャッタ６１が異常状態の際に生成される異常信号を擬似的に生成するように構成されている。具体的には、第１ライン１０１をＨレベルとし、第２ライン１０２をＬレベルとする信号或いは、第１ライン１０１をＬレベル、第２ライン１０２をＨレベルとする信号を同時に生成し、信号発生回路９４に入力させるように構成されている。このような異常信号の出力は、判断モードの際に行われるようになっており、この判断モード中には、信号発生回路９４を動作する信号Ｑ５が出力される一方で、スイッチＳＷ７、ＳＷ８を共にオフするように信号Ｑ３の出力が停止される。従って、判断モード中には信号発生回路９４からの異常信号のみがシャッタ異常検出回路９２に入力されることとなる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記レーザ加工装置において、外部操作可能な非常停止ボタンと、この非常停止ボタンが押されることを検出して押圧検知信号を出力する押圧検知手段と、この押圧検知信号に基づいてコントローラ３０に対して停止信号を発する異常検出回路（異常検出回路は異常検出手段に相当する）とを設けるようにし、停止信号が発せられた際にコントローラ３０によりレーザ加工装置１の駆動を停止するように構成できる。この構成において、異常検出回路に対し、押圧検知信号に相当する擬似信号を生成、出力する回路を設け（例えば、定期的に、或いは所定条件の成立に応じて擬似信号を発する回路）、この擬似信号に応じて異常検出回路から停止信号が発せられた場合に、コントローラ３０により、異常検出回路が正常に動作していると判断するようにしてもよい。このようにすれば、非常停止ボタン操作によってレーザ加工装置が停止が可能な構成を実現しつつ、その非常停止ボタン操作が正常に機能するか否かを適切に確認できるようになる。
（２）上記レーザ加工装置に設けられた開閉部材（例えばケーシング一部を構成するカバー部材）の開放動作に応じて信号を出力する開放検知回路（例えばインターロック回路）と、この開放動作に応じた信号に基づいてコントローラ３０に対して停止信号を発する異常検出回路（異常検出回路は異常検出手段に相当する）とを設けるようにし、停止信号が発せられた際にコントローラ３０によりレーザ加工装置１の駆動を停止するように構成できる。この構成において、異常検出回路に対し、開放動作に応じた信号に相当する擬似信号を生成、出力する回路を設け（例えば、定期的に、或いは所定条件の成立に応じて擬似信号を発する回路）、この擬似信号に応じて異常検出回路から停止信号が発せられた場合に、コントローラ３０により、異常検出回路が正常に動作していると判断するようにしてもよい。このようにすれば、開放検知手段による異常検出が正常に機能するか否かを適切に確認できるようになる。

本発明の実施形態１に係るレーザ加工装置の概略構成図 ガルバノミラー及びその関連部品について説明するブロック図 ガルバノミラーの正面図 実施形態２に係るレーザ加工装置の概略構成図 実施形態２に係るレーザ加工装置の要部のブロック図 図５の変形例を示す図 実施形態３に係るレーザ加工装置の要部のブロック図

符号の説明

１…レーザ加工装置
１０…レーザ光源
１２…レーザ光源駆動手段（制御手段）
２１Ｘ、２１Ｙ…ガルバノミラー
２２…収束レンズ
２３Ｘ，２３Ｙ…ガルバノ駆動装置（ガルバノ駆動制御手段）
３０…コントローラ（制御手段、異常状態発生手段、判断手段、タイミング制御手段、キャンセル手段、切替手段）
３２…表示部（報知手段）
４８Ｘ，４８Ｙ…ポジションセンサ（角度検出手段）
５０…角度異常検出回路（異常検出手段）
７０…ハーフミラー（分割手段）
７１…受光素子（分割光受光素子）
７３…レーザ光異常検出回路（異常検出手段）
７９…レベル変換回路（レベル変換手段）

Claims (11)

1. レーザ光を出力するレーザ光源と、
   前記レーザ光源を制御する制御手段と、
   前記レーザ光源からのレーザ光を被加工対象物に集光する収束レンズと、
   装置内部の異常を検出して異常信号を出力する異常検出手段と、
   装置内部において異常状態を擬似的に発生させる異常状態発生手段と、
   前記異常状態発生手段により擬似的な異常状態が発生しているときに、前記異常検出手段から前記異常信号が出力されているか否かに基づき、前記異常検出手段が正常に動作しているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により、前記異常検出手段が正常に動作していないと判断された場合に報知を行う報知手段と、
   を有することを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記異常状態発生手段は、前記異常状態の発生タイミングを制御するタイミング制御手段を有し、
   前記判断手段は、前記タイミング制御手段により設定されたタイミングで前記異常状態発生手段により擬似的に異常状態が発生しているときに、前記異常検出手段が前記異常信号を出力したか否かに基づいて、前記異常検出手段が正常に動作しているか否かを判断することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
3. 前記タイミング制御手段は、予め定められた一定周期で前記異常状態を発生させるようにタイミング制御を行うことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
4. 前記タイミング制御手段により、前記異常状態の発生タイミングが加工動作中に設定された場合に、前記異常状態発生手段による異常発生動作を停止又は無効化するキャンセル手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
5. 前記被加工対象物に対する加工動作を行う加工モードと、前記判断手段により前記異常検出手段の正常動作を判断する判断モードと、を切り替える切替手段を有し、
   前記キャンセル手段は、加工動作中に前記切替手段により前記判断モードが選択された場合に、前記判断モードへの移行をキャンセルすることを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記異常検出手段は、前記レーザ光源から出射された光を分割する分割手段と、分割手段からの分割光を受光して受光信号を出力する分割光受光手段とを有し、前記分割光受光手段からの受光信号に基づいて、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の出力異常を検出する構成をなし、
   前記異常状態発生手段は、擬似的に前記レーザ光の異常を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置。
7. 前記異常状態発生手段は、前記分割光受光手段からの受光信号を入力信号として、異常レベル信号を生成するレベル変換手段を有し、この異常レベル信号を前記異常検出手段に与えるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記レーザ光源から出射されるレーザ光の方向を変更する、回動可能なガルバノミラーと、
   前記ガルバノミラーの駆動を制御するガルバノ駆動制御手段と、
   前記ガルバノミラーの回動角度を検出し、その回動角度に対応した角度信号を出力する角度検出手段と、
   を備え、
   前記ガルバノ駆動制御手段は、前記角度検出手段によって検出された回動角度に基づいて、前記ガルバノミラーの駆動を制御する構成をなし、
   前記異常検出手段は、前記角度信号に基づき、前記回動角度が予め設定される正常角度範囲外である場合に前記異常信号を出力するように構成されており、
   前記異常状態発生手段は、擬似的に前記ガルバノミラーの駆動の異常を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置。
9. 前記異常状態発生手段は、前記回動角度が前記正常角度範囲外である場合に対応した擬似角度信号を、前記異常検出手段に対して擬似的に送出することを特徴とする請求項８に記載のレーザ加工装置。
10. 前記収束レンズの前段側に配置され、前記レーザ光源からのレーザ光の光路上に配される遮断位置と、前記レーザ光の光路から退避する退避位置とで変位可能な変位部材を備えたシャッタ手段を有し、
    前記異常検出手段は、
    前記変位部材が前記遮断位置にある遮断状態及び前記退避位置にある退避状態のうち、少なくともいずれか一方の状態を検出し、前記変位部材の位置に対応した位置信号を出力するシャッタ位置検出手段を有し、前記シャッタ位置検出手段からの前記位置信号が、正規位置から外れた異常位置に対応しているか否かに基づいて、前記異常信号を出力するように構成されており、
    前記異常状態発生手段は、擬似的にシャッタ手段の異常を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置。
11. 前記異常状態発生手段は、擬似的に前記シャッタ手段が異常状態の際に生成される異常信号を生成し、前記異常検出手段に入力させることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工装置。

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