JP4233995B2

JP4233995B2 - レーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置

Info

Publication number: JP4233995B2
Application number: JP2003424862A
Authority: JP
Inventors: 勇治新井
Original assignee: 株式会社バルダン
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: JP2005177268A

Description

本発明は、複数の縫製ヘッドと、縫製対象物を保持して水平面内で移動させる縫製枠と、縫製対象物の上方に配置され、各縫製ヘッドに対応した所定の加工位置に移動して、縫製対象物にレーザ光を照射し加工するレーザ加工装置とを備えたミシンにおいて、レーザ加工装置の加工基準位置と縫製枠の基準位置との間の位置ずれを補正する基準位置補正装置に関する。

従来、ミシンの一例として、特開平８−１９１９７３号公報に開示されたものが知られている。このミシンは、所定間隔を隔てて配設される２つの支柱と、各支柱間に水平に掛け渡されたクロスビームと、クロスビームの下方位置に水平に配置され、両端部が各支柱によってそれぞれ支持された支持ビームとからなる支持フレームと、クロスビームにその長手方向に沿って所定間隔で配設され、布などの縫製対象物を縫製する複数のミシンヘッドと、ミシンヘッドの下方に配置され、下面が支持ビームによって支持されるテーブルと、縫製対象物を保持する矩形の枠体であって、クロスビームの長手方向及びこれと水平面内で直交する方向の直交２軸方向に移動自在にテーブル上に配設された縫製枠と、各ミシンヘッドに対応して設けられ、レーザ光を縫製枠内の縫製対象物に照射して当該縫製対象物を加工する複数のレーザ加工装置などから構成される。

尚、前記各レーザ加工装置は、クロスビームに支持されて、レーザ光を照射するレーザ発振器と、ミシンヘッドの側面に付設されて、レーザ発振器から照射されたレーザ光を縫製対象物上に案内するレーザヘッドとを備える。

斯くして、このように構成されたミシンでは、縫製対象物を直交２軸方向に移動させながら各ミシンヘッドを動作させることにより当該縫製対象物に対して所定の縫製が施され、この後、縫製対象物を再度直交２軸方向に移動させながら各レーザ加工装置からレーザ光を照射することにより、縫製対象物に対して所定の加工が行われる。

しかしながら、このミシンでは、各ミシンヘッドに対応して複数のレーザ加工装置が設けられていることから、その製造コストが高くなるという問題があり、また、ミシンヘッドに加えて複数のレーザ加工装置を備えているため、クロスビームに相当の重量が作用して当該クロスビームが撓み易く、この結果、縫製対象物を精度良く縫製したり、レーザ加工することができないという問題があった。

そこで、これらの問題を解消すべく、近年、１つのレーザ加工装置を備え、当該レーザ加工装置がクロスビームの長手方向と平行な方向に少なくとも移動自在に構成されたミシンが提案されている。

このミシンでは、前記レーザ加工装置は、ミシンを挟むようにその各支柱の外側にそれぞれ配設された２つの支柱と、ミシンのクロスビームより高い位置でこれと平行に各支柱間に掛け渡されたクロスビームとからなる、ミシンとは別体に設けられた支持フレームの当該クロスビームによりその長手方向に移動自在に支持され、テーブルの上方に配置される。

或いは、前記レーザ加工装置は、ミシンヘッド用のクロスビームよりも上方位置でこれと平行に各支柱間に掛け渡されたレーザ加工装置用のクロスビームによりその長手方向に移動自在に支持され、テーブルの上方に配置される。

そして、これらの場合、レーザ加工装置は、レーザ光を照射するレーザ発振器と、レーザ発振器から照射されたレーザ光を縫製対象物上に導くとともに、縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査する走査機構とを備える。

斯くして、このミシンでは、上記と同様にして縫製対象物に対し縫製を施した後、レーザ加工装置をクロスビームの長手方向に沿って移動させて、前記ミシンヘッドに対応して予め設定された複数の加工位置に順次位置決めし、各加工位置において、レーザ発振器からレーザ光を照射するとともに、照射されたレーザ光を、走査機構により、縫製対象物上に導き、且つ縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査することにより、縫製対象物に対して所定の加工を行う。

特開平８−１９１９７３号公報

ところで、レーザ加工装置を各加工位置に移動させてレーザ加工を行うように構成した場合、上記のような問題は解消されるものの、その一方で、各クロスビームが長手方向に長いことや、その撓みなどの影響から、レーザ加工装置の各加工位置において設定されたレーザ加工の基準位置と、縫製枠について設定された基準位置とが位置ずれし易いという問題がある。このため、縫製対象物を精度良く加工するには、前記レーザ加工の基準位置と縫製枠の基準位置とが一致するように、これらの少なくとも一方を各加工位置毎に補正する必要がある。

ところが、従来、上記補正を行うための補正量の算出や設定作業は、縫製によって縫製対象物上に形成された縫製跡と、レーザ加工によって縫製対象物上に形成された照射跡とを目視により比較したり、所定のスケールを用いてこれらの位置ずれ量を測定するといった作業者の目視や手作業により行われていたため、当該作業に長時間を要し、また、精度の良い補正量を設定することができないという問題があった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、効率的且つ高精度に補正量を設定して前記位置ずれを補正することができる基準位置補正装置の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、縫製対象物を縫製する縫製機構を具備し、水平な第１軸方向に沿って所定間隔で配設された複数のヘッドと、前記縫製機構を駆動する第１駆動機構と、前記ヘッドの下方位置に水平に配設されたテーブルと、前記縫製対象物を保持する枠体であって、前記第１軸方向及びこれと水平面内で直交する第２軸方向の直交２軸方向に移動自在に前記テーブル上に配設された縫製枠と、前記縫製枠を前記直交２軸方向に移動させる第２駆動機構と、少なくとも前記第１軸方向に移動自在に前記テーブルの上方に配設され、レーザ光を前記縫製対象物に照射してこれを加工するレーザ加工装置であって、レーザ光を照射するレーザ発振器、及び該レーザ発振器から照射されたレーザ光を前記縫製対象物上に導くとともに、該縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査する走査機構からなるレーザ加工装置と、前記各ヘッドに対応して予め設定された加工位置に、前記レーザ加工装置を移動させる第３駆動機構と、予め設定された加工プラグラムに従って前記第１駆動機構，第２駆動機構，第３駆動機構及びレーザ加工装置を駆動，制御して、前記縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を実行する制御装置とを備えたミシンに設けられ、
前記レーザ加工装置の各加工位置において設定されたレーザ加工基準位置と前記縫製枠について設定された基準位置との間の位置ずれを補正する装置であって、
光軸が前記第１軸及び第２軸の双方と直交する光を照射する投光手段と、前記第１軸及び第２軸と平行な二次元平面上に配設された複数の受光素子を有し、前記投光手段から照射された光を該受光素子によって受光し、受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段とを備え、且つ、該投光手段及び光検出手段は、その一方の手段が前記レーザ加工装置に付設され、他方の手段が、前記各加工位置における前記一方の手段の下方の前記テーブルにそれぞれ配設されてなるとともに、
前記各加工位置において前記光検出手段によって受光される受光素子の位置を基に、前記各加工位置における前記位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に、前記各加工位置における前記レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置を補正する補正手段とを備えてなることを特徴とするレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置に係る。

この発明によれば、以下のようにして、前記各加工位置におけるレーザ加工の基準位置と、縫製枠の基準位置との間の位置ずれが補正される。

即ち、まず、レーザ加工装置が第３駆動機構により駆動されて各加工位置に順次移動せしめられ、各加工位置において、投光手段から光が照射されるとともに、照射された光が光検出手段の受光素子により受光されて、受光された光に応じた電気信号が当該光検出手段によって生成される。

そして、補正手段により、前記生成された電気信号を基に、当該光の受光位置、即ち、光検出手段によって受光される受光素子の位置が算出された後、当該受光位置と予め認識されている基準受光位置（前記各基準位置が一致しているときに、投光手段からの照射光が光検出手段によって受光される受光位置）とが比較されてこれらの間の位置ずれ量、即ち、レーザ加工基準位置と縫製枠の基準位置との間の位置ずれ量が算出され、算出された位置ずれ量を基に、レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置が補正される。

これにより、当該各基準位置が一致し、制御装置による制御の下、縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を行う際には、縫製後の縫製対象物に対してレーザ加工が高精度に実施される。

尚、前記基準受光位置の設定に当たっては、各基準位置が一致しているときに、照射光の受光位置を各加工位置毎に予め検出して、当該各受光位置を各加工位置における基準受光位置としてそれぞれ設定すると良い。

前記基準位置補正装置は、前記投光手段と、単一の受光素子を有し、前記投光手段から照射された光を該受光素子により受光し、受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段とを備え、且つ、該投光手段及び光検出手段は、その一方の手段が前記レーザ加工装置に付設され、他方の手段が、前記各加工位置において前記縫製枠の基準位置に対応した位置の前記テーブルにそれぞれ配設されてなるとともに、前記各加工位置において、前記投光手段から照射された光を前記光検出手段が受光可能な位置に前記レーザ加工装置を移動させたときの位置データを前記制御装置から得て、得られた位置データと前記レーザ加工基準位置に係るデータとを比較して、その位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に、前記各加工位置における前記レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置を補正する補正手段とを備えて構成されていても良い。

この場合、以下のようにして、前記レーザ加工基準位置と縫製枠の基準位置との間の位置ずれが補正される。尚、投光手段及び光検出手段は、前記各基準位置が一致しているときに、レーザ加工装置が加工位置に位置決めされると、投光手段からの照射光が光検出手段によって受光されるような位置関係に設けられる。

即ち、まず、レーザ加工装置が第３駆動機構により駆動されて各加工位置に順次移動せしめられ、各加工位置では、投光手段から光が照射されつつ、照射された光が光検出手段の受光素子により受光されるようにレーザ加工装置が第３駆動機構により更に駆動されてその移動位置が調整される。

そして、投光手段から照射された光が光検出手段によって受光され、電気信号が生成されると、このときに制御装置から得られたレーザ加工装置の位置データと、レーザ加工基準位置に係るデータとが、補正手段により比較されてその位置ずれ量、即ち、レーザ加工基準位置と縫製枠の基準位置との間の位置ずれ量が算出され、算出された位置ずれ量を基に、レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置が補正される。

これにより、上記と同様、当該各基準位置が一致し、制御装置による制御の下、縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を行う際には、縫製後の縫製対象物に対してレーザ加工が高精度に実施される。

また、前記投光手段及び光検出手段の前記他方の手段は、前記テーブルに形成された収容穴に収容され、該収容穴の上部開口部が前記投光手段から照射された光を透過可能な閉塞部材によって閉塞されていても良く、この場合、当該収容穴は、レーザ加工装置から照射されるレーザ光の照射範囲外に形成されていることが好ましい。

また、前記投光手段及び光検出手段の前記他方の手段が、前記テーブルに形成された収容穴に収容され、該収容穴の上部開口部が前記投光手段から照射された光を透過しない閉塞部材によって閉塞されるとともに、該閉塞部材が前記開口部を開閉可能に構成され、前記基準位置補正装置は、更に、該閉塞部材を駆動して前記開口部を開閉させる閉塞部材駆動手段を備えて構成されていても良い。

斯くして、本発明に係るレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置によれば、投光手段から照射された光を光検出手段により受光させることで、その受光位置や、受光したときのレーザ加工装置の移動位置を基に、補正手段により、レーザ加工基準位置と縫製枠の基準位置とを一致させるための補正量が算出されて当該レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置が補正されるので、効率的且つ高精度に補正量を設定して前記位置ずれを補正することができる。

また、投光手段又は光検出手段の他方の手段をテーブルに設けるに当たり、これを、テーブルに形成され、閉塞部材によって閉塞された収容穴内に収容するようにすれば、縫製加工及びレーザ加工の邪魔にならないようにテーブルに配設することができる。

また、更に、閉塞部材駆動手段を設けて、当該閉塞部材駆動手段により、前記基準位置の補正作業を実施するときには閉塞部材を駆動して開口部を開くようにし、当該作業が終了した後には（縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を実施するときには）閉塞部材を駆動して開口部を閉じるようにすれば、レーザ加工装置から照射されたレーザ光によって収容穴内の光検出手段が損傷するのを防止することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る基準位置補正装置などの概略構成を示したブロック図である。また、図２は、本実施形態に係る基準位置補正装置が設けられるミシンの概略構成を示した正面図であり、図３は、図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図であり、図４は、図２における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。また、図５は、ミシンに設けられたレーザ加工装置の概略構成を一部断面図で示した正面図であり、図６は、図５における矢示Ｃ方向の底面図であり、図７は、レーザ加工装置の走査機構などの概略構成を示した説明図である。また、図８及び図９は、図４における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。

図１乃至図８に示すように、本例の基準位置補正装置１は、ミシン１０のレーザ加工装置２０に付設され、レーザ光を照射するレーザ発振器５と、ミシン１０のテーブル１７上面に形成された各収容穴１７ａ内に収容され、レーザ発振器５から照射されたレーザ光を受光する受光面６ａを備えて受光量に応じた電圧信号を生成する複数のＣＣＤカメラ６と、収容穴１７ａの上部開口部を閉塞する複数の閉塞部材５０と、閉塞部材５０を駆動して当該上部開口部を開閉させる開閉機構５３（閉塞部材駆動手段）と、ミシン１０の制御装置４０内に設けられた補正量設定部７，補正量記憶部８及び補正実行部９とを備える。尚、前記補正量設定部７，補正量記憶部８及び補正実行部９が、特許請求の範囲に言うところの補正手段として機能する。

まず、本例のミシン１０について説明する。

前記ミシン１０は、支持フレーム１１と、支持フレーム１１に支持された複数のヘッド１６と、支持フレーム１１に支持されてヘッド１６の下方に設けられる前記テーブル１７と、テーブル１７上に配設され、布などの縫製対象物を保持する矩形の縫製枠１８と、支持フレーム１１に支持されてテーブル１７の上方に設けられ、縫製枠１８によって保持される縫製対象物にレーザ光を照射して当該縫製対象物を加工する前記レーザ加工装置２０と、前記補正量設定部７，補正量記憶部８及び補正実行部９の他、プログラム記憶部４１，基準位置記憶部４２及び制御部４３を備えた前記制御装置４０などからなる。

前記支持フレーム１１は、所定間隔を隔てて配設される２つの支柱１２と、支柱１２の上端部間に水平に掛け渡された第１クロスビーム１３と、第１クロスビーム１３の下方で当該第１クロスビーム１３と平行に支柱１２間に掛け渡された第２クロスビーム１４と、第２クロスビーム１４の下方位置に水平に配置され、両端部が各支柱１２によってそれぞれ支持された支持ビーム１５などから構成されており、第１クロスビーム１３によってその長手方向に移動自在にレーザ加工装置２０を支持し、第２クロスビーム１４によって各ヘッド１６を支持し、支持ビーム１５によってテーブル１７下面を支持している。尚、前記第１クロスビーム１３の前面には、その長手方向に沿ってガイドレール１３ａが配設される。

前記各ヘッド１６は、第２クロスビーム１４の前面にその長手方向に沿って所定間隔で一列に配設されている。このヘッド１６は、下端部に縫い針が装着された複数の針棒と、各針棒に対応して設けられた複数の天秤と、これら複数組の針棒及び天秤の内、その一組を縫製位置に割り出す割出機構などから構成される縫製機構１６ａを備えており、割出機構によって縫製位置に割り出された針棒及び天秤が、制御装置４０による制御の下、第１駆動機構４５により駆動される。

前記縫製枠１８は、第２クロスビーム１４の長手方向と平行な方向であるＸ軸方向及びこれと水平面内で直交する方向であるＹ軸方向の直交２軸方向に移動自在にテーブル１７上に設けられ、制御装置４０による制御の下、第２駆動機構４６により駆動されて前記直交２軸方向に移動せしめられる。

斯くして、縫製対象物を保持した縫製枠１８が第２駆動機構４６によって直交２軸方向に移動せしめられるとともに、縫製機構１６ａが第１駆動機構４５によって駆動されることで、当該縫製対象物に対し所定の縫製が施される。

前記レーザ加工装置２０は、前記ガイドレール１３ａと係合し、これに沿ってＸ軸方向に移動自在となった案内部材２１と、この案内部材２１に固設され、レーザ光を照射する加工装置本体２２などからなる。

前記加工装置本体２２は、案内部材２１に固設された筐体状の第１収納部材２３と、第１収納部材２３の下部側面に連結された同じく筐体状の第２収納部材２４と、第２収納部材２４の下面に固設され、上下に開口した中空状の下部部材２５と、第１収納部材２３内に配設され、レーザ光を下方に向けて照射するレーザ発振器２６と、第１収納部材２３内でレーザ発振器２６の下方に配設され、レーザ発振器２６から照射されたレーザ光を第２収納部材２４側に反射する反射体２７と、第２収納部材２４の下面且つ下部部材２５内に配設され、レーザ光を図７に示す縫製対象物Ｈ上に収束させるレンズ２８と、第２収納部材２４内に収納され、反射体２７によって反射されたレーザ光を受光して、レンズ２８を介し下部部材２５の下面開口部からその下方の縫製対象物上に導くとともに、当該縫製対象物上の照射位置を走査する図７に示した走査機構３５などからなる。

前記案内部材２１は、制御装置４０による制御の下、第３駆動機構４７により駆動され、ガイドレール１３ａに沿ってＸ軸方向に移動するように構成されており、当該案内部材２１が移動せしめられることで、加工装置本体２２がＸ軸方向に移動する。加工装置本体２２は、各ヘッド１６に対応して予め設定された複数の加工位置に位置決めされるようになっており、かかる加工位置において、レーザ発振器２６からレーザ光を照射して縫製対象物を加工する。

尚、前記レーザ加工としては、例えば、縫製対象物Ｈを所定形状に裁断したり、縫製対象物Ｈを脱色させたり、縫製対象物Ｈに文字や模様を形成したり、複数枚の縫製対象物Ｈを相互に溶着させたりする加工を挙げることができる。

前記レーザ発振器２６と反射体２７との間、及び反射体２７と走査機構３５との間には、内部が中空となった円筒状の接続部材２９，３０がそれぞれ設けられており、レーザ発振器２６から照射されたレーザ光は、接続部材２９内を通って反射体２７に入射し、当該反射体２７内の適宜反射鏡により反射された後、接続部材３０内を通って走査機構３５に入射するようになっている。

前記走査機構３５は、反射体２７によって反射されたレーザ光を反射する第１反射鏡３６と、第１反射鏡３６によって反射されたレーザ光を下方に向けて反射する第２反射鏡３７と、これら第１反射鏡３６及び第２反射鏡３７を支持してその反射方向をそれぞれ制御する第１駆動モータ３８及び第２駆動モータ３９とを備える。

第１反射鏡３６は鉛直軸に平行な反射面３６ａを備えており、第１駆動モータ３８の回転軸３８ａに支持されて、前記鉛直軸回りに回転自在となっている。一方、第２反射鏡３７は水平軸に平行な反射面３７ａを備えており、第２駆動モータ３９の回転軸３９ａに支持されて、前記水平軸回りに回転自在となっている。斯くして、第１反射鏡３６及び第２反射鏡３７を駆動モータ３８，３９によってそれぞれ回転させることで、縫製対象物Ｈ上のレーザ照射位置がＸ軸−Ｙ軸平面内で走査される。

前記プログラム記憶部４１には、第１駆動機構４５，第２駆動機構４６，第３駆動機構４７，レーザ発振器２６及び走査機構３５の作動を制御して、縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を行うための加工プログラムが格納される。また、前記基準位置記憶部４２には、レーザ加工装置２０（加工装置本体２２）の各加工位置において設定されたレーザ加工の基準位置（本例では、走査機構３５によって走査されるレーザ光の照射基準位置（走査機構３５の基準位置））と、縫製枠１８について設定された基準位置とが格納される。

前記制御部４３は、プログラム記憶部４１に格納された加工プログラムを基に、第１駆動機構４５，レーザ発振器２６及び走査機構３５の作動を制御するとともに、プログラム記憶部４１に格納された加工プログラム、及び基準位置記憶部４２に格納された基準位置を基に第２駆動機構４６及び第３駆動機構４７の作動を制御し、当該第３駆動機構４７を駆動して加工装置本体２２を前記各加工位置に移動させると、当該加工位置に対応したヘッド１６に係るデータを前記補正量設定部７及び補正実行部９に送信する。

次に、本例の基準位置補正装置１について説明する。上述のように、前記基準位置補正装置１は、レーザ発振器５，各ＣＣＤカメラ６，各閉塞部材５０，開閉機構５３，補正量設定部７，補正量記憶部８及び補正実行部９を備える。

前記レーザ発振器５は、加工装置本体２２の第２収納部材２４の下面且つ下部部材２５内に配設され、光軸がＸ軸及びＹ軸の双方と直交するレーザ光を照射する。

前記閉塞部材５０は、各加工位置における加工装置本体２２の略直下位置となる部分であり、且つ第２収納部材２４の下面に配設されたレーザ発振器５の下方位置となる部分に形成されたテーブル１７の前記収容穴１７ａを閉塞しており、レーザ発振器５から照射されたレーザ光を透過可能な第１部材５１と、加工装置本体２２のレーザ発振器２６及びレーザ発振器５から照射されたレーザ光を透過せず、収容穴１７ａの開口部を開閉可能に第１部材５１の上側に配設された第２部材５２とからなる。

前記第２部材５２は、複数のプレートがＸ軸方向に連結されて一体的に構成されるとともに、収容穴１７ａの側面に適宜形成された案内面（図示せず）により案内されてＸ軸方向にスライド可能に構成されており、軸中心に回転自在にＹ軸方向に沿って配置された回転軸（開閉機構）５３に巻き掛けられてこれと係合している。

前記開閉機構は、回転軸５３と、回転軸５３を軸中心に回転させる駆動モータ（図示せず）などからなり、駆動モータ（図示せず）によって回転軸５３を回転させることで、第２部材５２をＸ軸方向にスライド移動させて、収容穴１７ａの開口部を、図８に示すように閉じた状態又は図９に示すように開いた状態とする。

前記ＣＣＤカメラ６は、受光面６ａがＸ軸及びＹ軸と平行となるように収容穴１７ａ内に配設されており、レーザ発振器５から照射され、第１部材５１を透過したレーザ光を受光面６ａによって受光する。

また、ＣＣＤカメラ６は、多行多列の２次元に配置された複数の光電変換素子（受光素子）を備え、当該各光電変換素子から受光量に応じた電圧信号が出力されるように構成されており、当該電圧信号は補正量設定部７に送信される。

前記補正量設定部７は、ＣＣＤカメラ６から送信された電圧信号を基に、レーザ発振器５から照射されたレーザ光の受光位置を算出した後、算出した受光位置と予め設定された基準受光位置（走査機構３５の基準位置と縫製枠１８の基準位置とが一致しているときに、レーザ発振器５から照射されたレーザ光がＣＣＤカメラ６によって受光される受光位置）とを比較してこれらの間のＸ軸方向及びＹ軸方向における位置ずれ量、即ち、各基準位置の位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に、走査機構３５の基準位置を補正するための補正量を設定する。そして、設定した補正量を、制御部４３から受信したヘッド１６に係るデータと関連付けて前記補正量記憶部８に格納する。

尚、前記基準受光位置の設定に当たっては、各基準位置が一致しているときに、レーザ発振器５から照射されたレーザ光の受光位置を各加工位置毎に予め検出して、当該各受光位置を各加工位置における基準受光位置としてそれぞれ設定すると良い。

前記補正実行部９は、制御部４３から送信されたヘッド１６に係るデータを受信して、受信したデータを基に、補正量記憶部８に格納された補正量を検索して、当該ヘッド１６に対応した補正量を読み出し、読み出した補正量を制御部４３に送信する。

そして、制御部４３では、走査機構３５（各駆動モータ３８，３９）を駆動制御するに当たり、補正実行部９から送信された補正量を基に、走査機構３５の基準位置が補正され、これにより、当該走査機構３５の基準位置と縫製枠１８の基準位置とが一致することになる。

以上のように構成された本例の基準位置補正装置１によれば、以下のようにして、各加工位置における走査機構３５の基準位置を補正するための補正量が設定され、設定された補正量を基に当該基準位置が補正される。

即ち、まず、回転軸５３が駆動モータ（図示せず）により軸中心に回転せしめられて、第２部材５２がスライド移動せしめられ、すべての収容穴１７ａの開口部が開いた状態とされた後、制御部４３により第３駆動機構４７が駆動されて、加工装置本体２２が各加工位置の一つに移動せしめられるとともに、当該加工位置に対応したヘッド１６に係るデータが補正量設定部７に送信される。

ついで、レーザ発振器５からレーザ光が照射され、照射されたレーザ光は第１部材５１を透過した後、ＣＣＤカメラ６の受光面６ａにより受光され、当該ＣＣＤカメラ６によって受光量に応じた電圧信号が生成され、生成された電圧信号が補正量設定部７に送信される。

そして、補正量設定部７では、ＣＣＤカメラ６から送信された電圧信号を基に、レーザ光の受光位置と、所定の基準受光位置との間の位置ずれ量が算出されて、算出された位置ずれ量を基に前記補正量が設定され、設定された補正量及び制御部４３から送信されたヘッド１６に係るデータを基に、当該補正量がヘッド１６と関連付けられて補正量記憶部８に格納される。

この後、制御部４３により第３駆動機構４７が駆動されて、加工装置本体２２が他の加工位置に順次移動せしめられつつ、当該各加工位置では、レーザ光の照射及び受光処理、並びに補正量設定部７による補正量の設定，格納処理が順次実行される。

そして、すべての加工位置について、前記補正量が設定，格納されると、回転軸５３が駆動モータ（図示せず）により軸中心に回転せしめられて、第２部材５２がスライド移動せしめられ、すべての収容穴１７ａの開口部が閉じた状態とされる。

そして、前記ミシン１０では、縫製対象物に対して所定の縫製及びレーザ加工が行われるが、このレーザ加工の際には、制御部４３により第３駆動機構４７が駆動されて加工装置本体２２が加工位置に移動せしめられるとともに、当該加工位置に対応したヘッド１６に係るデータが補正実行部９に送信されると、補正実行部９により、制御部４３から送信されたヘッド１６に係るデータを基に、補正量記憶部８に格納された補正量が検索されて、当該ヘッド１６に対応した補正量が読み出され、読み出された補正量が制御部４３に送信される。

そして、補正量を受信した制御部４３において、補正実行部９から送信された補正量を基に、走査機構３５の基準位置が補正される。これにより、当該走査機構３５の基準位置と縫製枠１８の基準位置とが一致して、レーザ加工が高精度に実施される。

斯くして、本例の基準位置補正装置１によれば、レーザ発振器５から照射されたレーザ光をＣＣＤカメラ６によって受光させることで、当該ＣＣＤカメラ６によって生成される電圧信号を基に、補正量設定部７により、走査機構３５の基準位置を補正するための補正量が設定され、設定された補正量を基に、補正実行部９により、当該基準位置が補正されるので、効率的且つ高精度に補正量を設定して前記基準位置を補正することができる。

また、ＣＣＤカメラ６を、テーブル１７に形成され、閉塞部材５０によって閉塞された収容穴１７ａ内に収容するようにしているので、縫製加工及びレーザ加工の邪魔にならないようにテーブル１７に配設することができる。

また、更に、開閉機構５３を設けて、当該開閉機構５３により、前記基準位置の補正量設定作業を実施するときには閉塞部材５０の第２部材５２を駆動して収容穴１７ａの開口部を開くようにし、当該作業が終了した後には（縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を実施するときには）第２部材５２を駆動して当該開口部を閉じるようにしているので、加工装置本体２２から照射されたレーザ光によって収容穴１７ａ内のＣＣＤカメラ６が損傷するのを防止することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

例えば、図１０に示すように、レーザ発振器５は、加工装置本体２２の下部部材２５の外周面に取付部材５４を介して装着され、閉塞部材５０は、レーザ発振器５から照射されたレーザ光を透過可能な部材５５のみから構成されていても良い。

この場合、閉塞部材５５は、各加工位置における加工装置本体２２の下方位置であって直下位置から外れた部分（即ち、加工装置本体２２から照射されるレーザ光の照射範囲外となる部分）であり、且つ下部部材２５の外周面に装着されたレーザ発振器５の下方位置となる部分に形成されたテーブル１７の収容穴１７ａを閉塞する。そして、上記と同様に、この収容穴１７ａ内にＣＣＤカメラ６が収容される。

また、上例では、レーザ発振器５を加工装置本体２２に付設し、ＣＣＤカメラ６をテーブル１７の収容穴１７ａ内に収容したが、これに限られるものではなく、ＣＣＤカメラ６を加工装置本体２２に付設し、レーザ発振器５をテーブル１７の収容穴１７ａ内に収容するように構成することもできる。

また、更に、加工装置本体２２に付設されるレーザ発振器５やＣＣＤカメラ６は、着脱可能に構成しても良く、また、上記のような収容穴１７ａをテーブル１７に形成せずに、補正量設定作業を実施するときにのみ、レーザ発振器５やＣＣＤカメラ６をテーブル１７に配設するようにしても良い。

また、上例では、補正量設定部７を、これが、ＣＣＤカメラ６から送信された電圧信号を基に、走査機構３５の基準位置を補正するための補正量を設定，格納するように構成したが、これに代えて、第２駆動機構４６によって移動せしめられる縫製枠１８の移動位置を補正するための補正量を設定，格納するように構成しても良い。

この場合、レーザ加工の際に、補正実行部９から送信された補正量を受信した制御部４３は、当該補正量を基に第２駆動機構４６を駆動して縫製枠１８をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させてその移動位置を補正し、これにより、縫製枠１８の基準位置が間接的に補正されて、当該基準位置とレーザ加工基準位置（例えば、走査機構３５の基準位置）とが一致することになる。

また、更に、補正量設定部７を、これが、ＣＣＤカメラ６から送信された電圧信号を基に、第３駆動機構４７によって移動せしめられる加工装置本体２２の移動位置を補正するための補正量を設定，格納するように構成しても良い。

この場合、レーザ加工の際に、補正実行部９から送信された補正量を受信した制御部４３は、当該補正量に応じた分だけ第３駆動機構４７を更に駆動して加工装置本体２２をＸ軸方向に移動させてその移動位置を補正し、これにより、加工装置本体２２の基準位置が間接的に補正されて、当該基準位置と縫製枠１８の基準位置とが一致することになる。

また、前記レーザ発振器５から照射されたレーザ光を受光する光検出手段は、ＣＣＤカメラ６に代えて、図１１に示すように、単一の受光素子を備え、当該受光素子によって受光した光に応じた電気信号を生成する光検出器５６から構成されていても良い。

この場合、光検出器５６は、各加工位置において、テーブル１７の収容穴１７ａ内の、縫製枠１８の基準位置に対応した位置にそれぞれ配設されており、レーザ発振器５と対向したときにのみ、当該レーザ発振器５から照射されたレーザ光を受光可能となっている。また、レーザ発振器５及び光検出器５６は、走査機構３５の基準位置と縫製枠１８の基準位置とが一致しているときに、加工装置本体２２が加工位置に位置決めされると、相互に対向した位置関係となるように設けられている。

前記補正量設定部７は、光検出器５６から送信された電圧信号、制御部４３から随時受信される加工装置本体２２の位置データ、及び基準位置記憶部４２に格納された走査機構３５の基準位置に係るデータを基に前記補正量を設定するように構成される。

より具体的には、光検出器５６から電圧信号が送信されたときの、制御部４３から受信された加工装置本体２２の位置データと、基準位置記憶部４２に格納された走査機構３５の基準位置に係るデータとを比較してその位置ずれ量、即ち、走査機構３５の基準位置と縫製枠１８の基準位置との間の位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に前記補正量を設定する。そして、補正量を設定すると、その旨の信号を制御部４３に送信するとともに、設定した補正量を、制御部４３から受信したヘッド１６に係るデータと関連付けて前記補正量記憶部８に格納する。

前記制御部４３は、第３駆動機構４７を駆動して加工装置本体２２を加工位置に移動させた後、レーザ発振器５から照射されたレーザ光が光検出器５６によって受光されるように当該加工装置本体２２の移動位置を調整するとともに、加工装置本体２２の位置データを補正量設定部７に随時送信するように構成されている。また、補正量設定部７から補正量を設定した旨の信号を受信すると、第３駆動機構４７の駆動を停止するように構成される。

また、上例のミシン１０では、そのレーザ加工装置２０がＸ軸方向にのみ移動可能に構成されていたが、これに限られるものではなく、第３駆動機構４７により、Ｘ軸方向に加えて更にＹ軸方向にも移動可能に構成されていても良い。

本発明の一実施形態に係る基準位置補正装置などの概略構成を示したブロック図である。本実施形態に係る基準位置補正装置が設けられるミシンの概略構成を示した正面図である。図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。図２における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。レーザ加工装置の概略構成を一部断面図で示した正面図である。図５における矢示Ｃ方向の底面図である。走査機構などの概略構成を示した説明図である。レーザ発振器及びＣＣＤカメラの取付状態を示した、図４における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。レーザ発振器及びＣＣＤカメラの取付状態を示した、図４における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。レーザ発振器及びＣＣＤカメラの取付状態を示した断面図である。本発明の他の実施形態に係る光検出器などの概略構成を示した断面図である。

符号の説明

１（レーザ加工装置を備えたミシンの）基準位置補正装置
５レーザ発振器
６ＣＣＤカメラ
７補正量設定部
８補正量記憶部
９補正実行部
１０ミシン
１１支持フレーム
１６ヘッド
１７テーブル
１８縫製枠
２０レーザ加工装置
２２加工装置本体
２６レーザ発振器
３５走査機構
４０制御装置
４１プログラム記憶部
４２基準位置記憶部
４３制御部
４５第１駆動機構
４６第２駆動機構
４７第３駆動機構
５０閉塞部材
５１第１部材
５２第２部材
５３回転軸

Claims

縫製対象物を縫製する縫製機構を具備し、水平な第１軸方向に沿って所定間隔で配設された複数のヘッドと、前記縫製機構を駆動する第１駆動機構と、前記ヘッドの下方位置に水平に配設されたテーブルと、前記縫製対象物を保持する枠体であって、前記第１軸方向及びこれと水平面内で直交する第２軸方向の直交２軸方向に移動自在に前記テーブル上に配設された縫製枠と、前記縫製枠を前記直交２軸方向に移動させる第２駆動機構と、少なくとも前記第１軸方向に移動自在に前記テーブルの上方に配設され、レーザ光を前記縫製対象物に照射してこれを加工するレーザ加工装置であって、レーザ光を照射するレーザ発振器、及び該レーザ発振器から照射されたレーザ光を前記縫製対象物上に導くとともに、該縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査する走査機構からなるレーザ加工装置と、前記各ヘッドに対応して予め設定された加工位置に、前記レーザ加工装置を移動させる第３駆動機構と、予め設定された加工プラグラムに従って前記第１駆動機構，第２駆動機構，第３駆動機構及びレーザ加工装置を駆動，制御して、前記縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を実行する制御装置とを備えたミシンに設けられ、
前記レーザ加工装置の各加工位置において設定されたレーザ加工基準位置と前記縫製枠について設定された基準位置との間の位置ずれを補正する装置であって、
光軸が前記第１軸及び第２軸の双方と直交する光を照射する投光手段と、前記第１軸及び第２軸と平行な二次元平面上に配設された複数の受光素子を有し、前記投光手段から照射された光を該受光素子によって受光し、受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段とを備え、且つ、該投光手段及び光検出手段は、その一方の手段が前記レーザ加工装置に付設され、他方の手段が、前記各加工位置における前記一方の手段の下方の前記テーブルにそれぞれ配設されてなるとともに、
前記各加工位置において前記光検出手段によって受光される受光素子の位置を基に、前記各加工位置における前記位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に、前記各加工位置における前記レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置を補正する補正手段とを備えてなることを特徴とするレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置。
縫製対象物を縫製する縫製機構を具備し、水平な第１軸方向に沿って所定間隔で配設された複数のヘッドと、前記縫製機構を駆動する第１駆動機構と、前記ヘッドの下方位置に水平に配設されたテーブルと、前記縫製対象物を保持する枠体であって、前記第１軸方向及びこれと水平面内で直交する第２軸方向の直交２軸方向に移動自在に前記テーブル上に配設された縫製枠と、前記縫製枠を前記直交２軸方向に移動させる第２駆動機構と、少なくとも前記第１軸方向に移動自在に前記テーブルの上方に配設され、レーザ光を前記縫製対象物に照射してこれを加工するレーザ加工装置であって、レーザ光を照射するレーザ発振器、及び該レーザ発振器から照射されたレーザ光を前記縫製対象物上に導くとともに、該縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査する走査機構からなるレーザ加工装置と、前記各ヘッドに対応して予め設定された加工位置に、前記レーザ加工装置を移動させる第３駆動機構と、予め設定された加工プラグラムに従って前記第１駆動機構，第２駆動機構，第３駆動機構及びレーザ加工装置を駆動，制御して、前記縫製対象物に対して縫製加工及びレーザ加工を実行する制御装置とを備えたミシンに設けられ、
前記レーザ加工装置の各加工位置において設定されたレーザ加工基準位置と前記縫製枠について設定された基準位置との間の位置ずれを補正する装置であって、
光軸が前記第１軸及び第２軸の双方と直交する光を照射する投光手段と、単一の受光素子を有し、前記投光手段から照射された光を該受光素子により受光し、受光した光に応じた電気信号を生成する光検出手段とを備え、且つ、該投光手段及び光検出手段は、その一方の手段が前記レーザ加工装置に付設され、他方の手段が、前記各加工位置において前記縫製枠の基準位置に対応した位置の前記テーブルにそれぞれ配設されてなるとともに、
前記各加工位置において、前記投光手段から照射された光を前記光検出手段が受光可能な位置に前記レーザ加工装置を移動させたときの位置データを前記制御装置から得て、得られた位置データと前記レーザ加工基準位置に係るデータとを比較して、その位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量を基に、前記各加工位置における前記レーザ加工基準位置又は縫製枠の基準位置を補正する補正手段とを備えてなることを特徴とするレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置。
前記投光手段及び光検出手段の前記他方の手段が、前記テーブルに形成された収容穴に収容され、該収容穴の上部開口部が前記投光手段から照射された光を透過可能な閉塞部材によって閉塞されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置。
前記投光手段及び光検出手段の前記他方の手段が、前記テーブルに形成された収容穴に収容され、該収容穴の上部開口部が前記投光手段から照射された光を透過しない閉塞部材によって閉塞されるとともに、該閉塞部材が前記開口部を開閉可能に構成され、更に、該閉塞部材を駆動して前記開口部を開閉させる閉塞部材駆動手段を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工装置を備えたミシンの基準位置補正装置。