JPH0910969A - レーザー加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のレーザー発振器によって同時に行われ
るレーザー加工の仕上がりを一定にするレーザー加工機
を安価で提供する。 【構成】 共通の出力パワーでレーザー加工を行うため
のレーザー発振器４２ａ，４２ｂ，…ごとの制御電圧の
値が各レーザーユニットボックス１４ａ，１４ｂ，…に
記憶されている。そして、ミシン制御装置２００を通じ
てコントローラボックス１００からレーザー加工の実行
を指令する加工実行指令を受けると、レーザーユニット
ボックス１４ａ，１４ｂ，…内に記憶されているそれぞ
れの制御電圧の値に従って対応する制御電圧をそれぞれ
のレーザー発振器４２ａ，４２ｂ，…ごとに出力する。
こうして、同時に行われるレーザー加工の仕上がりを一
定にできる。したがって、従来用いられているフィード
バック制御を実現するための装置が不要になるので、レ
ーザー加工機を安価で提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のレーザー発振器を
備えているレーザー加工機に関し、特に枠駆動用のデー
タを用いて被加工物を移動制御しつつ、複数のレーザー
発振器から被加工物にレーザー光を同時に照射し、その
被加工物に彫刻を施したり裁断するレーザー加工を行う
レーザー加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザー加工機に関する技術の一
例が、特公平６−３３５５０号公報に開示されている。
この公報に開示されている技術では、複数個のミシンヘ
ッドを備えた刺繍ミシンにおいて、各ミシンヘッドに対
して原反枠に保持されている被加工物（皮や布等）の表
面へレーザー光を照射できるレーザーヘッドが個々に装
着されている。そこで、各ミシンヘッドによって被加工
物に刺繍を施した後あるいは刺繍を施す前に、原反枠を
Ｘ軸，Ｙ軸両方向へ移動制御しつつ各レーザーヘッドか
らレーザー光を照射することにより、被加工物の複数箇
所においてレーザー加工（彫刻や裁断等）を行うことが
できる。

【０００３】こうしたレーザー加工機に用いられるレー
ザー発振器は、そのレーザー管ごとに出力特性が異なる
ことが知られている。すなわち、レーザー発振器を制御
するレーザー制御装置から送られる駆動信号に対して、
実際に出力されるパワーが異なる。例えば、レーザー制
御装置からレーザー発振器に５ワットの強さのレーザー
光を出力するように駆動信号を送ったとしても、実際に
は５．５ワットの強さのレーザー光が出力されてしまう
場合がある。このため、レーザー発振器を１本だけ装着
させたレーザー加工機において、被加工物をレーザー加
工により一定の仕上がりにするには、そのレーザー管の
出力特性に沿って駆動信号の値を調整すればよい。

【０００４】ところが、レーザー発振器を複数本装着さ
せたレーザー加工機においては、レーザー制御装置から
レーザー発振器に同様に駆動信号を送って制御しても、
各レーザー管の出力特性が異なるために、同時にレーザ
ー加工した被加工物の仕上がりが均一にならない。従来
は、この問題に対して、各レーザー管から出力されるパ
ワーを調整する手段としてフィードバック制御を用いて
解決していた。すなわち、レーザー制御装置から送られ
る駆動信号に対応して、レーザー発振器ではフィードバ
ック制御によって、そのレーザー管から出力されるパワ
ーを一定にしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フィードバッ
ク制御を実現するための装置は高価なものであるため、
レーザー加工機全体のコストも高価にならざるを得なか
った。本発明はこのような点に鑑みてなされたものであ
り、その課題は、複数のレーザー発振器によって同時に
行われるレーザー加工の仕上がりを一定にするレーザー
加工機を安価で提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】請求項１に記載の
発明は、複数のレーザー発振器を備え、この複数のレー
ザー発振器によって同時にレーザー加工を行うレーザー
加工機において、各レーザー発振器ごとに、共通の出力
パワーを発生させる制御電圧の値を記憶しておき、レー
ザー加工の実行を指令する加工実行指令を受けて、記憶
されているそれぞれの制御電圧の値に対応する制御電圧
を、対応するそれぞれの前記レーザー発振器に出力し
て、前記共通の出力パワーで同時にレーザー加工を行う
ようにする。

【０００７】

【第１の手段による作用】請求項１に記載の発明によれ
ば、レーザー発振器に出力される制御電圧の値は、レー
ザー発振器ごとに対応して記憶されており、共通の出力
パワーでレーザー加工を行うべく調整されている。加工
実行指令を受けると、それぞれのレーザー発振器ごとに
対応する制御電圧が出力されるので、共通の出力パワー
でレーザー加工が行われる。このため、そのレーザー加
工の仕上がりを一定にすることが可能になる。したがっ
て、従来のようにフィードバック制御を実現するための
装置を必要とせず、かつ、既存の装置のみを用いて本発
明を実現することが可能であるので、レーザー加工機を
安価で提供することが可能になる。

【０００８】

【課題を解決するための第２の手段】請求項２に記載の
発明のレーザー加工機は、請求項１に記載のレーザー加
工機において、前記共通の出力パワーのレベルごとに、
各レーザー発振器に加えるそれぞれの制御電圧の値を記
憶しておき、加工実行時には、その共通の出力パワーの
レベルが指定可能にする。

【０００９】

【第２の手段による作用】請求項２に記載の発明によれ
ば、レーザー発振器に出力される制御電圧は、共通の出
力パワーのレベルごとに、レーザー発振器ごとに対応し
て異なっている。これらの制御電圧は、加工実行時には
共通の出力パワーのレベルが指定可能であり、それぞれ
のレベルで共通の出力パワーでレーザー加工を行うべく
調整されている。このため、被加工物に応じて共通の出
力パワーを切り換えてレーザー加工が同時に行える。し
たがって、被加工物が変わっても、その仕上がりを一定
にすることが可能になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、以下の実施例は多針タイプのミシンヘッ
ドを複数個（四個）備え、かつ各ミシンヘッドに対応さ
せてレーザーヘッドを一つずつ備えた刺繍ミシンに本発
明を適用したものである。ここで、図１は上記の刺繍ミ
シンの正面図であり、図２は図１の平面図である。これ
らの図面で示すように、ミシンテーブル２０の上方に位
置しているミシンフレーム１８の前面には、四個のミシ
ンヘッド２２が等間隔で設けられている。また、同じく
ミシンフレーム１８の前面には、各ミシンヘッド２２と
対応させて一個ずつ計四個のレーザーヘッド２６が配置
されている。

【００１１】まず、刺繍を行うミシンの構成について説
明する。図１と図２で示すように、ミシンテーブル２０
の上面には、後述する被加工物１６ａ（皮や布などのシ
ート状素材）を保持可能な保持枠としての原反枠１６が
設けられている。この原反枠１６は、所定の移動データ
（刺繍データ）に基づいて、図２のＸ軸，Ｙ軸両方向へ
移動制御可能になっている。また、図１で示すように、
ミシンテーブル２０の下面側におけるテーブル脚３０の
横フレーム上には、各ミシンヘッド２２と対応する位置
において釜土台２４がそれぞれ支持されている。同じく
このテーブル脚３０の横フレーム前面には、各レーザー
ヘッド２６と対応する位置においてレーザー光を受け止
めるための鋼製のブロック板２８がそれぞれ固定されて
いる。

【００１２】さらに、図２に示すように、ミシンヘッド
２２はミシンフレーム１８に固定されたミシンアーム２
２の前面部に対し、針棒ケースがミシンの左右方向へス
ライド可能に支持されている。この針棒ケースには、個
々の下端部に縫い針を備えた複数本（例えば、六本）の
針棒がそれぞれ上下動自在に支持されている。そして、
各ミシンヘッド２２の針棒ケースは連結ロッド１０によ
って互いに結合されており、所定の駆動源によって各針
棒ケースが一斉に同方向へスライド操作される。これに
よって針棒のうちの一本が選択され、その選択された針
棒のみがその縫い針と共に上下に駆動されるのは周知の
とおりである。

【００１３】次に、レーザー加工を行うレーザー加工機
について説明する。図２に示すように、レーザーヘッド
２６の上方には、ブラケットの前面に装着された光案内
体１２が配置されている。また、ミシンフレーム１８の
後方位置には、各レーザーヘッド２６と対応する個々の
レーザー発振器４２がミシンの前後方向に向けて配置さ
れている。これらのレーザー発振器４２は、レーザー光
を連続的に照射できるガスレーザーの一つである炭酸ガ
スレーザーである。また各レーザー発振器４２の前方に
は、個々の照射ノズルから照射されるレーザー光を光案
内体１２の案内管に導く導管４８がそれぞれ配置されて
いる。

【００１４】各光案内体１２に入ったレーザー光は、ミ
ラーに当たって下方へ反射され、レーザーヘッド２６に
おけるレンズラックの各孔に導かれて、その中のレンズ
による合焦位置で被加工物１６ａがレーザー加工（具体
的には、彫刻や裁断など）されることとなる。なお、レ
ーザー発振器４２と導管４８との間には、レーザー光の
照射を遮る遮蔽板が取り付け可能になっている。通常、
レーザー加工を行う以外にはこの遮蔽板によってレーザ
ー光の照射を個別に（あるいは全体で一括して）遮るこ
とにより、何らかの原因によってレーザー発振器４２か
らレーザー光が照射された場合の安全対策が施されてい
る。

【００１５】ここで、レーザー発振器４２は、ミシンフ
レーム１８に固定された支持フレーム４６と、ミシンテ
ーブル２０の後端部に固定された支持フレーム４０とに
よって水平に支持された支持板４４の上面に載せて固定
されている。また、この支持板４４の下面には、レーザ
ー発振器４２のコントローラが装着されている。さらに
ミシンテーブル２０の下方には、図１で示すように、レ
ーザー発振器４２を冷却する冷却装置としてのチラーボ
ックス３２と、刺繍ミシンを構成する各構成部品の動作
を集中的に管理する集中管理ボックス３４とが配置され
ている。

【００１６】次に、図１と図２に示すように、ミシンフ
レーム１８の前面には、各レーザーヘッド２６の右方位
置においてそれぞれのレーザーユニットボックス１４が
設けられている。このレーザーユニットボックス１４に
は、出力パワーを調整する際にレーザー光の照射を指令
するテストスイッチ、出力パワーを調整するアップ・ダ
ウンスイッチ、出力パワーを表示する表示部、レーザー
ヘッド２６の保護筒を昇降させるためにエアシリンダの
駆動を指令する昇降スイッチ、その他トグルスイッチ等
が設けられている。

【００１７】さて、上述した構成の刺繍ミシンのメイン
スイッチをオンにすると、各レーザー発振器４２及びチ
ラーボックス３２の電源が入り、これらのレーザー発振
器４２の予熱が開始されるとともに、チラーボックス３
２から各レーザー発振器４２への冷却水の循環供給が開
始される。この冷却水の循環供給により、各レーザー発
振器４２はほぼ一定の温度に維持されることになり、各
レーザー発振器４２のそれぞれに固有の出力特性もまた
維持される。

【００１８】次に、上述した構成の刺繍ミシンにおける
電気系統の接続関係について、図３乃至図６を参照しつ
つ説明する。ここで、図３は電気系統全体を模式的に示
すブロック図であり、図４はコントローラボックス１０
０の構成を示すブロック図であり、図５はミシン制御装
置２００の構成を示すブロック図であり、図６はレーザ
ーユニットボックス１４の構成を示すブロック図であっ
て、いずれも本発明を実施するために必要な最小限の構
成を示す。

【００１９】図３において、図１と図２にも示すコント
ローラボックス１００は、ミシンテーブル２０の右端側
付近のミシンフレーム１８に設けられており、刺繍デー
タの設定等のように、刺繍ミシンの動作に関する指令を
入力するボックスである。また、ミシン制御装置２００
は、図１に示す集中管理ボックス３４に内蔵されてお
り、主軸モータ５２の駆動制御や、原反枠１６を移動さ
せるパルスモータ５４，５６の駆動制御、あるいはレー
ザー加工を行う際の個々のレーザー発振器４２の出力制
御等のように、刺繍ミシンを構成する各構成部品を集中
的に管理する装置である。

【００２０】まず、コントローラボックス１００の構成
について説明する。図４において、コントローラボック
ス１００は、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１１
２、操作盤１０４、通信制御回路１０６、表示制御回路
１１４、表示装置１１６によって構成されている。

【００２１】ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１０２に格納され
たコントローラプログラムに従ってコントローラボック
ス１００の全体を制御する。ＲＯＭ１０２にはＥＥＰＲ
ＯＭが使用されているが、これに限らずＰＲＯＭ、ＥＰ
ＲＯＭあるいはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを
使用してもよい。ＲＡＭ１１２にはＤＲＡＭが使用され
ており、表示処理における表示データ等が格納される。
なお、ＲＡＭ１１２にはＤＲＡＭに限らず、ＳＲＡＭや
フラッシュメモリ等のメモリを使用してもよい。操作盤
１０４はオペレータが各種のデータを入力したり、刺繍
ミシンに対して動作を指令したりする制御盤である。

【００２２】表示制御回路１１４は、ＣＰＵ１１０から
バス１１８を介して送られた表示制御データに従って、
表示装置１１６の表示制御を行う回路である。この表示
装置１１６には、筐体の大きさをコンパクトにし、消費
電力を低く抑えるため、モノクロの液晶表示装置を使用
するのが最適である。なお、この表示装置１１６にはモ
ノクロの液晶表示装置に限らず、カラーの液晶表示装置
やＣＲＴ、プラズマ表示装置およびＬＥＤ表示装置（Ｌ
ＥＤを矩形領域に格子状に配置した表示装置）等のよう
に、他の種類の表示装置を使用してもよい。通信制御回
路１０６は、後述するミシン制御装置２００との間にお
いて、相互にデータ伝送を行うための制御回路である。
具体的には、刺繍の実行を指令する刺繍指令やレーザー
加工を実行する加工指令をミシン制御装置２００に送
り、このミシン制御装置２００からは糸切れ信号や非常
停止信号等を受ける。なお、刺繍指令や加工指令には、
針棒やレーザー発振器の動作タイミングや、原反枠１６
の移動を指令するステッチデータ、その他の指令情報等
を含んでいる。なお、上記各構成要素は、いずれもバス
１１８に互いに結合されている。

【００２３】次に、ミシン制御装置２００の構成につい
て説明する。図５において、ミシン制御装置２００は、
ＣＰＵ２１０、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、通信制御
回路２０２，２１６、入力処理回路２１２およびモータ
駆動回路２１４，２１８によって構成されている。ＣＰ
Ｕ２１０は、ＲＯＭ２０４に格納されたミシン制御プロ
グラムに従って刺繍ミシンの全体を制御する。ＲＯＭ２
０４には上記ＲＯＭ１０２と同様にＥＥＰＲＯＭが使用
されているが、他の種類の不揮発性メモリであってもよ
い。ＲＡＭ２０６はＲＡＭ１１２と同様にＤＲＡＭが使
用されているが、他の種類のメモリであってもよい。

【００２４】通信制御回路２０２は、上述したコントロ
ーラボックス１００との間において、相互にデータ伝送
を行うための制御回路である。これらの相互間で伝送さ
れるデータ等は上述したとおりである。また、通信制御
回路２１６は、後述するレーザーユニットボックス１４
との間において、相互にデータ伝送を行うための制御回
路である。具体的には、レーザー加工を行う共通の出力
パワーのレベルをレーザーユニットボックス１４に送
り、このレーザーユニットボックス１４からは出力パワ
ーのデータ等を受ける。

【００２５】モータ駆動回路２１４は、ＣＰＵ２１０か
らバス２０８を介して送られた主軸駆動制御データに従
って、図３に示す主軸モータ５２を回転駆動する。この
主軸モータ５２に備えられ、主軸モータ５２の回転を検
出するロータリエンコーダ５０からのパルス信号を入力
処理回路２１２で受け、ミシン制御装置２００で処理可
能な形式に変換してＣＰＵ２１０やＲＡＭ２０６に送
る。また、モータ駆動回路２１８は、ＣＰＵ２１０から
バス２０８を介して送られた枠駆動制御データに従っ
て、図３に示すＸ軸パルスモータ５６とＹ軸のパルスモ
ータ５４を個別に回転駆動する。なお、上記各構成要素
は、いずれもバス２０８に互いに結合されている。

【００２６】次に、レーザーユニットボックス１４の構
成について説明する。図６において、レーザーユニット
ボックス１４は、ＣＰＵ１５０、ＲＯＭ１５２、ＲＡＭ
１５４、通信制御回路１４２および出力処理回路１４４
によって構成されている。ＣＰＵ１５０は、ＲＯＭ１５
２に格納されたレーザー制御プログラムに従ってレーザ
ーユニットボックス１４の全体を制御する。ＲＯＭ１５
２は上記レーザー制御プログラムの他に、共通の出力パ
ワーのレベルごとに、各レーザー発振器４２に加えるそ
れぞれの制御電圧の値が記憶されている。また、このＲ
ＯＭ１５２には上記ＲＯＭ１０２と同様にＥＥＰＲＯＭ
が使用されているが、他の種類の不揮発性メモリであっ
てもよい。ＲＡＭ１５４はＲＡＭ１１２と同様にＤＲＡ
Ｍが使用されているが、他の種類のメモリであってもよ
い。

【００２７】通信制御回路１４２は、上述したミシン制
御装置２００との間において、相互にデータ伝送を行う
ための制御回路である。これらの相互間で伝送されるデ
ータ等は上述したとおりである。出力処理回路１４４
は、ＣＰＵ１５０からバス１５８を介して送られた出力
データ（選択データ）に従って、レーザー発振器４２に
出力する電圧を変換する回路である。レーザー発振器４
２を制御するために出力する電流または電圧は、被加工
物に応じて変えれるようにするためにパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）やパルス周波数変調（ＰＦＭ）が用いられる。こ
こで、パルス幅変調は一定周波数で出力されるパルス波
のデューティー比を変える制御を行うものであり、パル
ス周波数変調は一定デューティー比で出力されるパルス
波の周波数を変える制御を行うものである。出力処理回
路１４４は上記のパルス幅変調に限らず、電流ヒステリ
シス制御や、リレーや抵抗回路網等によって複数の制御
電流または複数の制御電圧を切り替えて出力できるよう
な構成であってもよい。なお、上記各構成要素は、いず
れもバス１５８に互いに結合されている。

【００２８】次に、本発明を実行するための処理手順に
ついて、図７乃至図９を参照しつつ説明する。図７と図
９は本発明を実施するための処理手順を示すフローチャ
ートであって、図７にはレベル選択処理を示し、図９に
はレベル出力処理とレーザー発振器制御処理を示す。ま
た、図８は各レベルに対する出力パワーと制御電圧の関
係を示す特性図である。

【００２９】図７に示す処理は、刺繍またはレーザー加
工を行う前に実行される処理であって、コントローラボ
ックス１００で刺繍データの読み込み（あるいは入力）
の後においてブロックごと（あるいはステッチごと）に
行われる。この際に読み込まれた刺繍データは、ＲＡＭ
１１２に記憶される。まず、ステップＳ１０において刺
繍データによって選択されたヘッドが「ミシンヘッド」
の場合には縫い糸の色、すなわち針棒を選択する（ステ
ップＳ１４）。なお、この針棒の選択や、種類の異なる
ヘッドを切り替えて刺繍や加工を行う技術は従来より周
知であるので、その詳細な説明は省略する。

【００３０】一方、上記ステップＳ１０において刺繍デ
ータによって選択されたヘッドが「レーザーヘッド」の
場合にはレベルの選択を行う（ステップＳ１２）。この
「レベル」は、レーザー発振器４２から出力される出力
パワーを示す段階であって、１０段階（０から１０ま
で）がある。なお、レベルは１０段階に限らず、１００
段階（０から１００まで）等のように任意の複数の段階
に設定することも可能である。また、ステップＳ１２に
おいて選択されたレベルは、その位置のブロックととも
に上記ＲＡＭ１１２に記憶される。

【００３１】例えば、四つのレーザー発振器４２を備え
ている刺繍ミシンの場合において、各レベル（０から１
０までの１段階ごと）に対する出力パワーと制御電圧の
関係は図８に示す特性図のようになる。なお、これらの
レーザー発振器４２は、いずれも定格の制御電圧（この
例では４ボルト）に対して、出力パワーは１０ワット得
られるものである。図中、「１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈ」
はそれぞれ図１に示す第１のレーザー発振器４２ａ（細
実線），第２のレーザー発振器４２ｂ（破線），第３の
レーザー発振器４２ｃ（一点鎖線），第４のレーザー発
振器４２ｄ（二点鎖線）の特性を示し、「理想」は理想
的な出力パワーの場合の特性（太実線）を示す。この特
性図から得られる各レベルにおける出力パワーＬと制御
電圧Ｐとの関係は、次に示す表１のようになる。なお、
この表１には、原反枠１６の移動速度を2.5〜3.5 (m/se
c) とし、綿製の布地を裁断するエネルギー密度の場合
における出力パワーＬと制御電圧Ｐとを示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】ここで、レベルが「６」のときに、出力パ
ワーＬが６ワットになるように設定するとすれば、各レ
ーザー発振器４２に出力する制御電圧Ｐは第１のレーザ
ー発振器から順にそれぞれ 1.5, 1.8, 1.7, 2.0 ボルト
を設定すればよい。すなわち、特性図において６ワット
のラインと特性線とが交差する位置における制御電圧の
値を記憶しておけばよい。同様に、レベルが「７」のと
きに、出力パワーＬが７ワットになるように設定すると
すれば、各レーザー発振器４２に出力する制御電圧Ｐは
第１のレーザー発振器から順にそれぞれ 1.9, 2.2, 2.
1, 2.7 ボルトを設定すればよい。一方、１００段階
（０から１００まで）等のように任意の複数の段階に設
定する場合には、上記の１０段階の設定値を補間する演
算を行うことによって各段階の制御電圧の値を求めるこ
とができる。例えば、段階「６５」の場合には、上記表
１における段階「６」と段階「７」との中間点を演算す
ることによって容易に求めることができる。

【００３４】このように、共通の出力パワーを発生させ
るように各レーザー発振器４２に加えるそれぞれの制御
電圧の値は、その複数のレベルごとに共通の出力パワー
のそれぞれについて、図３に示す各レーザーユニットボ
ックス１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎのＲＯＭ１５２に記
憶しておく。すなわち、レーザー発振器４２ａに対して
はレーザーユニットボックス１４ａに、レーザー発振器
４２ｂに対してはレーザーユニットボックス１４ｂに、
…、レーザー発振器４２ｎに対してはレーザーユニット
ボックス１４ｎにそれぞれ共通の出力パワーを発生させ
る制御電圧の値が記憶される。ここで、図１と図２に示
す刺繍ミシンの場合では、各レーザーユニットボックス
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのＲＯＭ１５２に対し
て、順番にレーザー発振器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４
２ｄのそれぞれの共通の出力パワーを発生させる制御電
圧の値が記憶される。なお、レベルと出力パワーの関係
は一意に定まるものではなく、レーザー光が照射される
位置におけるエネルギー密度や原反枠１６の移動速度と
の関係によって変動するものである。そのため、上記エ
ネルギー密度や移動速度に適したレベルに対する出力パ
ワーを設定する必要がある。

【００３５】次に、図９に示す処理はレーザー加工を行
うごとに実行される処理であって、レベル出力処理はコ
ントローラボックス１００において行われ、レーザー発
振器制御処理はレーザーユニットボックス１４において
行われるものである。まず、コントローラボックス１０
０では、刺繍データのブロックごと（あるいはステッチ
ごと）に指令されるのが「レーザー」か「ミシン」かを
判断し（ステップＳ２０）、「レーザー」ならば上記ス
テップＳ１２において選択され、ＲＡＭ１１２に記憶さ
れているレベル（加工実行指令に対応する）をレーザー
ユニットボックス１４に送信する（ステップＳ２２）。

【００３６】レーザー発振器４２ごとに備えられている
レーザーユニットボックス１４は、コントローラボック
ス１００からミシン制御装置２００を経て送られたレベ
ルを受けて（ステップＳ３０）、そのレベルに対応する
制御電圧の値をＲＯＭ１５２から取得し（ステップＳ３
２）、指令されたレベルに対応する出力パワーが得られ
る制御電圧｛より具体的にはパルス幅変調電圧｝を出力
処理回路１４４からレーザー発振器４２に出力する（ス
テップＳ３４）。なお、上述したように、出力されるパ
ルス幅変調電圧は各レーザー発振器４２ごとに異なるも
のであるが、それぞれのレーザー発振器４２から出力さ
れるレーザー光のパワーは共通（すなわち、全く同一
か、あるいはほぼ同一）になる。これは、チラーボック
ス３２から供給される冷却水によってレーザー発振器４
２はほぼ一定の温度に維持されるため、その出力特性も
また維持することができるからである。

【００３７】こうして、複数のレーザー発振器４２が備
えられている刺繍ミシン（レーザー加工機）では、同一
のレベルにおいては同一の出力パワーとなるように調整
されることになる。その結果、複数のレーザー発振器４
２で同時にレーザー加工を行えば、その仕上がりを同一
にすることができる。また、本発明によれば、フィード
バック制御を実現するための装置を必要とせず、かつ、
既存の装置のみを用いて本発明を実現することができ
る。このため、刺繍ミシンのコストを低く抑えることが
できるので、その刺繍ミシンを安価で提供することが可
能である。

【００３８】なお、被加工物を例えば布地のように一種
類のものに限定してレーザー加工を行う場合には、レー
ザー発振器４２ごとの制御電圧の値をＲＯＭ１５２に記
憶させておけばよい。また、コントローラボックス１０
０からミシン制御装置２００を経て送られたレベルを受
けて、記憶してある制御電圧の値を出力処理回路１４４
からそれぞれのレーザー発振器４２に出力するだけでよ
い。この場合には、ＲＯＭ１５２の記憶容量を少なくす
ることができるとともに、上述したステップＳ３２の手
順が不要になるので制御処理プログラムの作成が容易に
なる。

【００３９】以上ではレーザー加工機の一実施例につい
て説明したが、このレーザー加工機におけるその他の部
分の構造、形状、大きさ、材質、個数、配置および動作
条件等についても、本実施例に限定されるものでない。
例えば、複数のレーザー発振器４２は炭酸ガスレーザー
を用いたが、他のガスレーザー（具体的には、He−Neレ
ーザーやAr⁺ レーザー）、固体レーザー（具体的には、
ＹＡＧレーザーやルビーレーザー，ガラスレーザー）、
半導体レーザー、ＨＦ／ＤＦ化学レーザー、希ガスハラ
イドエキシマレーザー等のように、他の種類のレーザー
発振器を複数個備えて同時にレーザー加工を行うレーザ
ー加工機についても同様に本発明を適用することができ
る。

【００４０】また、各レーザー発振器４２に加えるそれ
ぞれの制御電圧の値は、その共通の出力パワーについて
の複数のレベルごとに、レーザーユニットボックス１４
のＲＯＭ１５２にあらかじめ記憶しておいたが、その記
憶場所や記憶方法に限らない。すなわち、各レーザーユ
ニットボックス１４ごとに出力パワーを調整するアップ
・ダウンスイッチ等を用いてオペレータがレーザーユニ
ットボックス１４のＲＡＭ１５４に制御電圧の値を記憶
しておいてもよい。なお、レーザー発振器が電流によっ
て制御される仕様になっている場合には、上記制御電圧
に代えて共通の出力パワーを発生させる制御電流の値を
記憶しておき、この制御電流の値に基づいてレーザー発
振器の制御を行えばよい。こうすれば、電流によって制
御されるレーザー発振器を使用する場合でも、上記実施
例と同様の効果を得ることができる。

【００４１】さらに、共通の出力パワーのレベルごと
に、各レーザー発振器４２に加えるそれぞれの制御電圧
の値は、離散的な共通の出力パワーのレベルごとに、出
力するレーザー発振器４２ごとに記憶させたが、複数の
出力パワーに対応する制御電圧の値に基づいてスプライ
ン補間された曲線の方程式や、最小二乗法に基づいて近
似された直線の方程式等を記憶させるように、連続的な
変化状態を示す他のデータ形式によって記憶させてもよ
い。

【００４２】そして、本発明では、コントローラボック
ス１００から加工実行指令としてのレベルをバス形に接
続される各レーザーユニットボックス１４に送り、レー
ザー発振器４２を制御する構成とした。この構成に限ら
ず、共通の出力パワーのレベルについてそれぞれのレー
ザー発振器４２ごとの制御電圧の値をコントローラボッ
クス１００のＲＯＭやＲＡＭに記憶し、コントローラボ
ックス１００とスター形に接続される各レーザーユニッ
トボックス１４に制御電圧の値を送り、レーザー発振器
４２を制御する構成としてもよい。この構成は、ミシン
制御装置２００についても同様に適用可能である。

【００４３】以上のような他の方法によって本発明を実
施した場合であっても、結果的には、所望の共通の出力
パワーについて対応する制御電圧の値をそれぞれのレー
ザー発振器ごとに出力させ、その共通の出力パワーで同
時にレーザー加工を行うことができる。この場合であっ
ても、共通の出力パワーでレーザー加工が行われるの
で、その仕上がりを一定にすることができる。

【００４４】それから、上記実施例において多針タイプ
のミシンヘッドを複数個備え、かつ各ミシンヘッドに対
応させてレーザーヘッドを一つずつ備えた刺繍ミシンに
本発明を適用した。この例に限ることなく、例えば一の
ヘッドに複数のレーザー発振器を備えているレーザー加
工機等のように、おおよそ複数のレーザー発振器を備
え、この複数のレーザー発振器によって同時にレーザー
加工を行う様々なレーザー加工機についても本発明を適
用できる。この場合であっても、上記拡張例と同様に共
通の出力パワーでレーザー加工が行われるので、その仕
上がりを一定にすることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、レーザー加工の実行を指令する加工実行指令を受る
と、記憶されているそれぞれの制御電圧の値に対応する
制御電圧をそれぞれのレーザー発振器に出力し、共通の
出力パワーで同時にレーザー加工を行うようにした。こ
のため、共通の出力パワーでレーザー加工が行われるこ
とから、その仕上がりを一定にすることができる。した
がって、従来のようにフィードバック制御を実現するた
めの装置を必要としないので、レーザー加工機を安価で
提供することができる。

【００４６】また、請求項２の発明は、共通の出力パワ
ーのレベルごとに、レーザー発振器ごとに対応して制御
電圧の値が記憶されており、これらの制御電圧は共通の
出力パワーのレベルに応じて加工実行時に指定可能であ
るようにした。したがって、被加工物に応じて共通の出
力パワーを切り換えれるので、被加工物が変わってもそ
の仕上がりを一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多頭式ミシン装置の正面図である。

【図２】多頭式ミシン装置の平面図である。

【図３】電気系統全体を模式的に示すブロック図であ
る。

【図４】コントローラボックスの構成を示すブロック図
である。

【図５】ミシン制御装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】レーザーユニットボックスの構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】レベル選択処理を示すフローチャートである。

【図８】各レベルに対する出力パワーと制御電圧の関係
を示す特性図である。

【図９】レベル出力処理とレーザー発振器制御処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１４ レーザーユニットボックス １６ 原反枠 ２２ ミシンヘッド ２６ レーザーヘッド ４２ レーザー発振器 １００ コントローラボックス １５２ ＲＯＭ ２００ ミシン制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレーザー発振器を備え、この複数
   のレーザー発振器によって同時にレーザー加工を行うレ
   ーザー加工機において、 各レーザー発振器ごとに、共通の出力パワーを発生させ
   る制御電圧の値を記憶しておき、 レーザー加工の実行を指令する加工実行指令を受けて、
   記憶されているそれぞれの制御電圧の値に対応する制御
   電圧を、対応するそれぞれの前記レーザー発振器に出力
   して、前記共通の出力パワーで同時にレーザー加工を行
   うことを特徴とするレーザー加工機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザー加工機におい
   て、 前記共通の出力パワーのレベルごとに、各レーザー発振
   器に加えるそれぞれの制御電圧の値を記憶しておき、 加工実行時には、その共通の出力パワーのレベルが指定
   可能になっていることを特徴とするレーザー加工機。