(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク加工用のレーザー光を生成するレーザー生成器と、
外部からの緊急停止信号に基づいて上記レーザー光のワークへの出射を禁止する緊急停止状態へ移行した後、当該緊急停止状態を解除するための緊急停止解除信号に基づいて上記緊急停止状態を解除する緊急停止制御手段と、
ユーザが上記緊急停止状態を解除するための解除操作を行う解除スイッチと、
一の上記解除スイッチに対する一の解除操作を複数の電気接点により検出し、当該電気接点ごとの検出タイミングに応じて複数の解除操作検出信号を出力する解除操作検出手段と、
上記解除操作検出手段から出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差に基づいて、上記緊急停止解除信号を生成する停止解除手段とを備えたことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
上記解除操作検出手段から出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差を第１閾値と比較する第１比較手段を備え、
上記停止解除手段は、上記時間差が第１閾値以下である場合に、上記緊急停止解除信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
上記解除操作検出手段は、一の上記解除操作によってそれぞれ開閉される２つの上記電気接点を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
複数の上記解除操作検出信号は、一方が正論理の信号であり、他方が負論理の信号であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項５】
上記解除操作検出信号の継続時間を第２閾値と比較する第２比較手段を備え、
上記停止解除手段は、上記時間差が第１閾値以下であり、かつ、上記継続時間がともに第２閾値以上である場合に、上記緊急停止解除信号を生成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項６】
上記緊急停止制御手段は、上記レーザー生成器に対する電力供給を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工装置に係り、さらに詳しくは、レーザー光を照射して加工対象物の加工を行うレーザー加工装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーマーキング装置は、レーザー光を照射することにより加工対象物（ワーク）を加工するレーザー加工装置であり、レーザー光の照射位置を走査させることにより、ワーク上に文字、記号、図形などを印字することができる。この様なレーザーマーキング装置では、安全性を確保するために、緊急停止信号に基づいて、レーザー光の出力を強制的に停止させる緊急停止機能を有する。例えば、緊急停止信号は、例えば、緊急停止ボタンが押された場合や、監視エリア内への人体の侵入を検知した場合に、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの制御装置から入力される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来のレーザーマーキング装置では、緊急停止信号が入力されると、レーザー光の出力を強制的に停止させる緊急停止状態となり、この緊急停止状態は、人為的操作によって主電源がオフされるまで保持される。つまり、緊急停止状態を解除するには、一旦、主電源をオフし、再度、主電源をオンし直さなければならず、装置が再起動するまでに長い時間を要してしまうという問題があった。特に、レーザーマーキング装置の場合、レーザー温度制御の安定化などに時間を要するという問題があった。
【０００４】
そこで、緊急停止状態を解除するための解除スイッチを設け、解除スイッチを操作すれば、主電源をオフすることなく、緊急停止状態が解除されるように構成することが考えられる。しかしながら、解除スイッチがノイズなどの影響を受けて誤動作し、解除操作が行われていないにもかかわらず、緊急停止状態が解除されることは、回避しなければならないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、緊急停止状態を解除するための解除手順を簡素化しつつ、緊急停止状態が誤って解除されるのを抑制することができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。特に、解除スイッチからの出力信号にノイズが混入しても、緊急停止状態が誤って解除されるのを防止することができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。また、緊急停止状態の解除操作の操作性を向上させたレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明によるレーザー加工装置は、ワーク加工用のレーザー光を生成するレーザー生成器と、外部からの緊急停止信号に基づいて上記レーザー光のワークへの出射を禁止する緊急停止状態へ移行した後、当該緊急停止状態を解除するための緊急停止解除信号に基づいて上記緊急停止状態を解除する緊急停止制御手段と、ユーザが上記緊急停止状態を解除するための解除操作を行う解除スイッチと、一の上記解除スイッチに対する一の解除操作を複数の電気接点により検出し、当該複数の電気接点による検出タイミングに応じて複数の解除操作検出信号を出力する解除操作検出手段と、上記解除操作検出手段から出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差に基づいて、上記緊急停止解除信号を生成する停止解除手段とを備えて構成される。
【０００８】
この様な構成により、解除スイッチに対する解除操作が、解除操作検出手段によって検出され、解除操作検出手段から検出タイミングに応じて出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差に基づいて、緊急停止状態が解除される。このため、ノイズなどの影響を受けて、解除操作検出手段から誤って解除操作検出信号が出力されたとしても、緊急停止状態が解除されることを抑制することができる。また、解除操作検出手段から誤って複数の解除操作検出信号が出力されたとしても、これらの解除操作検出信号の出力タイミングの時間差が十分に大きければ、緊急停止状態が解除されることはない。従って、解除操作が行われていないにもかかわらず、ノイズなどの影響によって、誤って緊急停止状態が解除されるのを防止することができる。
【０００９】
なお、解除操作は、解除スイッチに対する回転操作、スライド操作、押圧操作などを指し、解除操作検出手段は、同一の解除スイッチに対する同一の解除操作を検出して複数の解除操作検出信号を出力するものであってもよいし、同一の解除スイッチに対する異なる解除操作を検出するものであってもよいし、異なる解除スイッチに対する解除操作を検出するものであってもよい。
【００１０】
第２の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、上記解除操作検出手段から出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差を第１閾値と比較する第１比較手段を備え、上記停止解除手段が、上記時間差が第１閾値以下である場合に、上記緊急停止解除信号を生成するように構成される。
【００１１】
第３の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、上記解除操作検出手段が、一の上記解除操作によってそれぞれ開閉される２つの上記電気接点を有する。
【００１２】
この様な構成により、同一の解除スイッチに対する同一の解除操作によって、２つの電気接点回路から解除操作検出信号がそれぞれ出力される。このため、２つの解除操作検出信号の出力タイミングには僅かな時間差しか生じないことから、第１閾値を比較的短い時間にすることができる。従って、解除操作が行われていないにもかかわらず、ノイズなどの影響によって、誤って緊急停止状態が解除されるのをより確実に防止することができる。
【００１３】
なお、同一の解除操作とは、解除スイッチに対し、ユーザが指を離すことなく行う一連の操作が同一であることを指す。また、緊急停止状態を解除するために、１又は２以上のスイッチに対し、複数の操作を順次に行う必要がある場合には、これらの操作が完結する最後の操作が、ここでいう解除操作に該当する。
【００１４】
第４の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、複数の上記解除操作検出信号の一方が正論理の信号であり、他方が負論理の信号であるように構成される。
【００１５】
この様な構成により、複数の解除操作検出信号が、ともにノイズの影響を受けた場合であっても、それぞれに混入するノイズ成分が同一であれば、誤って緊急停止状態が解除されることはない。
【００１６】
第５の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、上記解除操作検出信号の継続時間を第２閾値と比較する第２比較手段を備え、上記停止解除手段が、上記時間差が第１閾値以下であり、かつ、上記継続時間がともに第２閾値以上である場合に、上記緊急停止解除信号を生成するように構成される。
【００１７】
この様な構成により、複数の解除操作検出信号に対し、パルス状のノイズがそれぞれ混入し、その時間差が第１閾値以下となる場合であっても、その継続時間がともに第２閾値以上でなければ、緊急停止状態が解除されることはない。このため、複数の解除操作検出信号に対し、ほぼ同時にパルス状のノイズが混入した場合であっても、誤って緊急停止状態が解除されることはない。
【００１８】
第６の本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加えて、上記緊急停止制御手段が、上記レーザー生成器に対する電力供給を制御するように構成される。この様な構成により、レーザー光の出力を確実に停止させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるレーザー加工装置では、解除スイッチに対する解除操作が、解除操作検出手段によって検出され、解除操作検出手段から検出タイミングに応じて出力される複数の解除操作検出信号の出力タイミングの時間差に基づいて、緊急停止状態が解除される。このため、ノイズなどの影響を受けて、解除操作検出手段から誤って解除操作検出信号が出力されたとしても、緊急停止状態が解除されることを抑制することができる。また、解除操作検出手段から誤って複数の解除操作検出信号が出力されたとしても、これらの解除操作検出信号の出力タイミングの時間差が十分に大きければ、緊急停止状態が解除されることはない。従って、解除操作が行われていないにもかかわらず、ノイズなどの影響によって、誤って緊急停止状態が解除されるのを防止することができる。
【００２０】
また、本発明によるレーザー加工装置では、複数の解除操作検出信号の一方を正論理の信号とし、他方を負論理の信号とすることにより、複数の解除操作検出信号に対し、同じノイズ成分が混入しても、誤って緊急停止状態が解除されることはない。従って、解除操作が行われていないにもかかわらず、ノイズなどの影響によって、誤って緊急停止状態が解除されるのを防止することができる。
【００２１】
また、本発明によるレーザー加工装置では、解除操作検出信号の継続時間が第２閾値以上である場合に、緊急停止状態が解除される。このため、複数の解除操作検出信号に対し、ほぼ同時にパルス状のノイズが混入した場合であっても、誤って緊急停止状態が解除されることはない。従って、解除操作が行われていないにもかかわらず、ノイズなどの影響によって、誤って緊急停止状態が解除されるのを防止することができる。
【００２２】
さらに本発明によるレーザー加工装置では、解除スイッチを操作することにより、レーザー出力の緊急停止状態を解除することができるため、解除手順を簡素化し、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態によるレーザーマーカ２０を含むレーザーマーキングシステム１の概略構成の一例を示したシステム図である。
【図２】図１のレーザーマーカ２０の詳細構成を示したブロック図である。
【図３】図２のマーカコントローラ２２の構成例を示したブロック図である。
【図４】図３のマーカコントローラ２２内のレーザー出力制御部２２４の構成例を示した図である。
【図５】図４のレーザー出力制御部２２４内のＳＳＲ制御部１３の構成例を示したブロック図である。
【図６】図３のマーカコントローラ２２のレーザー出力用電源ＳＷ３２の構成例を模式的に示した説明図であり、接点１１１，１２１が遮断状態である場合が示されている。
【図７】図６のレーザー出力用電源ＳＷ３２を回動させることにより、接点１１１，１２１が導通状態に移行した場合を示した図である。
【図８】図３のマーカコントローラ２２のレーザー出力用電源ＳＷ３２の操作時の動作の一例を示した図であり、電気接点回路１１，１２の出力が示されている。
【図９】図４のレーザー出力制御部２２４の動作の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜レーザーマーキングシステム１＞
図１は、本発明の実施の形態によるレーザー加工装置を含むレーザーマーキングシステム１の概略構成の一例を示したシステム図であり、レーザー加工装置の一例としてレーザーマーカ２０が示されている。このレーザーマーキングシステム１は、レーザー光Ｌを照射してワークＷを加工するレーザーマーカ２０と、その加工条件を編集するための端末装置１０とにより構成される。また、レーザーマーカ２０は、レーザー光Ｌの生成及び走査を行うマーカヘッド２１と、マーカヘッド２１の動作制御を行うマーカコントローラ２２とからなる。
【００２５】
端末装置１０は、レーザーマーカ２０を制御するための装置であり、例えば、レーザーマーカ用のアプリケーションプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータを用いることができる。ユーザは、端末装置１０を用いることにより、レーザーマーカ２０の加工条件を規定する加工設定データを作成し、編集することができる。
【００２６】
マーカコントローラ２２は、端末装置１０から受信した加工設定データに基づいて、マーカヘッド２１の動作制御を行っている。また、レーザー発振用の励起光は、マーカコントローラ２２において生成され、光ファイバー２３を介してマーカヘッド２１へ伝送される。
【００２７】
マーカヘッド２１は、マーカコントローラ２２からの励起光に基づいて、レーザー光Ｌを生成し、ワークＷへ照射する。このとき、マーカコントローラ２２からの制御信号に基づいてレーザー光Ｌの出射軸を走査することにより、ワークＷ上に文字、記号、図形などのシンボルを印字することができる。また、マーカヘッド２１内には、図示しない照明光源及びカメラが内蔵され、当該カメラにより撮影されたワークＷの撮影画像が、マーカコントローラ２２を介して端末装置１０に転送され、ディスプレイ上に表示される。ユーザは、この撮影画像を閲覧することにより、ワークＷ上の加工位置の確認、調整などを行うことができる。
【００２８】
マーカコントローラ２２には、ＰＬＣや緊急停止ボタンなどの外部機器を接続するための複数の入出力端子からなる端子台３１と、レーザー出力用電源ＳＷ（スイッチ）３２が設けられている。ユーザが緊急停止ボタンを操作し、或いは、ＰＬＣが異常を検知すれば、レーザー光ＬのワークＷへの出射を禁止するための緊急停止信号が端子台３１を介して入力される。
【００２９】
マーカコントローラ２２は、緊急停止信号が入力されれば、レーザー光ＬがワークＷに向けて出射されるのを禁止する緊急停止状態となる。この緊急停止状態は、ユーザが所定の解除操作を行わない限りレーザー光ＬのワークＷへの出射を再開させることができないインターロック状態である。
【００３０】
レーザー出力用電源ＳＷ３２は、レーザー光Ｌの生成部に対して電力供給を行うオン状態と、レーザー出力を停止させるオフ状態を切り替えるスイッチである。緊急停止状態は、レーザー出力用電源ＳＷ３２のオン状態時に、緊急停止信号が入力された場合に発生する。この緊急停止状態を解除するには、レーザー出力用電源ＳＷ３２を一旦オフ状態に切り替え、再度、オン状態に切り替えれば良い。
【００３１】
＜レーザーマーカ２０＞
図２は、図１のレーザーマーカ２０の詳細構成を示したブロック図であり、マーカヘッド２１及びマーカコントローラ２２の内部構成の一例が示されている。
【００３２】
このレーザーマーカ２０は、テレセントリックレンズ４８を介してレーザー光Ｌを照射することにより、高精度のレーザー加工を行うことができる。また、ワークＷを撮影するための照明光源５３及びカメラ５６を備え、照明光源５３の光軸及びカメラ５６の撮影軸が、レーザー光Ｌの出射軸と同軸になるように配置されている。このため、テレセントリックレンズ４８を介して、歪みの少ない撮影画像を得ることができる。
【００３３】
また、照明光源５３は、レーザー光Ｌと略同一の波長を含む照明光を生成し、カメラ５６は、レーザー光と略同一の波長からなる戻り光を撮影している。このため、レーザー光Ｌと略同一の波長の光を用いてワークＷを撮影することができるので、鮮明な撮影画像が得られる。さらに、カメラ５６の撮影軸上にカメラ用シャッタ５５を備えることにより、ワークＷで反射したレーザー光Ｌが、戻り光としてカメラ５６に入射し、カメラ５６が破損するのを防止している。
【００３４】
＜マーカコントローラ２２＞
マーカコントローラ２２は、商用電源を利用してマーカヘッド２１へ電力を供給し、レーザー発振のための励起光を生成する。この励起光は、光ファイバー２３を介してマーカヘッド２１に伝送される。また、マーカコントローラ２２は、端末装置１０から転送された加工設定データに基づいてマーカヘッド２１を制御し、レーザー光Ｌの出力制御及び走査制御を行う。
【００３５】
＜マーカヘッド２１＞
マーカヘッド２１は、レーザー発振器４１、ビームサンプラー４２、発振器用シャッタ４３、ミキシングミラー４４、Ｚスキャナ４５、偏光ビームスプリッタ４６、ＸＹスキャナ４７、テレセントリックレンズ４８、パワーモニタ５１、ガイド光源５２、照明光源５３、ハーフミラー５４、カメラ用シャッタ５５及びカメラ５６により構成される。
【００３６】
レーザー発振器４１は、励起光を吸収してレーザービームからなるレーザー光Ｌを生成するレーザー生成器であり、レーザー媒質、共振器、Ｑスイッチなどによって構成される。ここでは、レーザー発振器４１が、パルス発振する固体レーザー発振器、例えば、ＳＨＧ型レーザー発振器であるものとする。ＳＨＧ型レーザー発振器は、レーザー媒質として、Ｎｄ（ネオジム）がドープされたＹＶＯ４（イットリウム・バナデート）結晶を用い、第２高調波を利用して波長５３２ｎｍの緑色光を出力する。上記レーザー媒質を励起するための励起光には、波長８０８ｎｍのレーザー光が用いられる。レーザー発振器４１によって生成されたレーザー光Ｌは、ビームサンプラー４２、ミキシングミラー４４、Ｚスキャナ４５、偏光ビームスプリッタ４６、ＸＹスキャナ４７及びテレセントリックレンズ４８を順に経由してワークＷに照射される。
【００３７】
ビームサンプラー４２は、レーザー発振器４１から出力されるレーザー光Ｌのうち、一定割合をサンプリングビームとして分岐させる光学スプリッタである。例えば、透明基板の表面反射などを利用することにより、入射したレーザー光Ｌの全光量の約３％が分光され、サンプリングビームとしてパワーモニタ５１へ入射される。パワーモニタ５１は、レーザー発振器４１の出力パワーを検出するための光強度検出手段であり、例えば、サーモパイルなどの感熱素子からなり、その検出結果はレーザー発振器４１の出力制御に用いられる。
【００３８】
発振器用シャッタ４３は、レーザー光Ｌの出射経路を開閉可能に遮断し、レーザー光Ｌの漏出を防止する漏出防止用遮断手段であり、偏光ビームスプリッタ４６よりも上流側に配置される。ここでは、ビームサンプラー４２及びミキシングミラー４４間に発振器用シャッタ４３が設けられ、レーザー光Ｌの出力制御信号に基づいて、レーザー光Ｌの照射時を除き、レーザー光Ｌの出射経路を遮断している。このため、カメラ５６によるワークＷの撮影時には、レーザー光Ｌの出射経路が、発振用シャッタ４３により遮断されている。
【００３９】
ミキシングミラー４４は、ガイド光の出射軸をレーザー光Ｌの出射軸と略一致させる光混合用光学スプリッタであり、レーザー発振器４１からのレーザー光Ｌを透過させ、ガイド光源５２からのガイド光を反射させることにより、ともにＺスキャナ４５へ送り出している。ガイド光源５２は、加工位置をワークＷ上に表示するガイド光を生成する光源装置であり、ＬＤ（レーザーダイオード）などの発光素子からなる。ガイド光の点灯制御と、ガイド光の出射軸の高速スキャンとによって、印字しようとするシンボルパターンを照射スポットの残像として視認させることができる。
【００４０】
Ｚスキャナ４５は、レーザー光Ｌのビーム径を調整するビーム径制御手段であり、レーザー光Ｌの光軸上に配置された２枚のレンズからなり、これらのレンズの相対距離を変化させることにより、例えば、レーザー光Ｌのビーム径２ｍｍφを最大８ｍｍφまで拡大させることができる。レーザー光のスポット径を拡大させることにより、スポット内におけるエネルギー密度を低下させるデフォーカス制御を行うことができる。
【００４１】
偏光ビームスプリッタ４６は、レーザー光Ｌの出射経路上であって、ＸＹスキャナ４７よりも上流側に配置され、Ｚスキャナ４５からのレーザー光Ｌを透過させる一方、カメラ５６の受光軸をレーザー光Ｌの出射軸と略一致させるカメラ用光学スプリッタである。すなわち、ワークＷによる反射光のうち、テレセントリックレンズ４８に入射してレーザー光Ｌの出射経路を遡る戻り光は、偏光ビームスプリッタ４６で反射されることにより、レーザー光Ｌの出射軸から分離され、カメラ５６に入射する。また、偏光ビームスプリッタ４６は、ハーフミラー５４を介して入射される照明光をＸＹスキャナ４７に向けて反射し、照明光の出射軸をレーザー光Ｌの出射軸と略一致させている。例えば、レーザー発振器４１により、Ｐ偏光のレーザー光Ｌが生成される場合、Ｐ偏光成分を選択的に透過させ、Ｓ偏光成分を反射させる偏光ビームスプリッタ４６を用いることにより、レーザー光Ｌを通過させる一方、Ｓ偏光成分を含む戻り光及び照射光をそれぞれ反射させることができる。
【００４２】
ＸＹスキャナ４７は、レーザー光Ｌの出射軸を２次元走査させるための走査装置であり、レーザー光Ｌを反射させる走査用ミラーなどの光学系と、走査用ミラーを回動させる駆動部からなる。走査用ミラーは、ガルバノミラーと呼ばれ、レーザー光Ｌの出射経路上に配置される。このＸＹスキャナ４７は、マーカコントローラ２２からの位置制御信号に基づいて、上記走査用ミラーを回動させる。
【００４３】
テレセントリックレンズ４８は、レーザー光ＬをワークＷに向けて出射させる出射光学系であり、レーザー光Ｌの出射経路においてＸＹスキャナ４７よりも下流側、すなわち、ワークＷ側に配置される。このテレセントリックレンズ４８は、複数の光学レンズやカバーガラスによって構成され、ワークＷ側の画角が略０°となるオブジェクト側テレセントリック光学系からなる。つまり、テレセントリックレンズ４８は、レーザー光Ｌの入射角度に関わらず、レーザー光の主光線がレンズ光軸と略平行となるように、ワークＷに向けてレーザー光Ｌを出射させる。
【００４４】
照明光源５３は、ワークＷを照明するための照明光を生成する光源装置であり、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子からなる。この照明光源５３は、少なくともレーザー光Ｌと略同一の波長を含む照明光を生成し、ハーフミラー５４へ出射する。
【００４５】
ハーフミラー５４は、カメラ５６の受光経路上に配置され、偏光ビームスプリッタ４６からの戻り光を透過させる一方、照明光の出射軸をカメラ５６の受光軸と略一致させる照明用光学スプリッタである。すなわち、偏光ビームスプリッタ４６からの戻り光を透過させ、カメラ５６に入射する一方、照明光源５３からの照明光を偏光ビームスプリッタに向けて反射する。
【００４６】
カメラ用シャッタ５５は、カメラ５６の受光経路を開閉可能に遮断し、レーザー光Ｌの照射時に戻り光がカメラ５６に入射するのを防止するためのカメラ保護用遮断手段であり、偏光ビームスプリッタ４６よりも上流側に配置される。ここでは、ハーフミラー５４及びカメラ５６間にカメラ用シャッタ５５が設けられ、レーザー光Ｌの出力制御信号に基づいて開閉され、少なくともレーザー光Ｌの照射期間中は、カメラ５６の受光経路を遮断している。このため、レーザー照射のタイミングと、カメラ撮影のタイミングを異ならせれば、レーザー光Ｌの戻り光によってカメラ５６が損傷を受けるのを防止することができる。
【００４７】
カメラ５６は、ワークＷを撮影し、撮影画像を生成するための撮像ユニットであり、マーカコントローラ２２からの撮像制御信号に基づいて撮影を行い、得られた撮影画像をマーカコントローラ２２へ出力する。ここでは、カメラ５６が、レーザー光と略同一の波長を受光し、撮影画像を生成しているものとする。
【００４８】
＜マーカコントローラ２２＞
図３は、図２のマーカコントローラ２２の構成例を示したブロック図である。このマーカコントローラ２２は、端子台３１、レーザー出力用電源ＳＷ３２、電源ＳＷ３３、主電源２２０、ＳＳＲ２２１、励起光生成部２２２、主制御部２２３及びレーザー出力制御部２２４により構成される。
【００４９】
主電源２２０は、商用電源を利用して、マーカヘッド２１、励起光生成部２２２、主制御部２２３及びレーザー出力制御部２２４へ電力供給を行う電源装置であり、所定の電源ＳＷ３３を操作することにより、動作状態がオン状態及びオフ状態間で切り替えられる。主電源２２０のオフ状態では、マーカヘッド２１、励起光生成部２２２、主制御部２２３及びレーザー出力制御部２２４への電力供給が遮断され、電源ＳＷ３３を操作しない限り、オン状態に移行できない。
【００５０】
ＳＳＲ（Solid State Relay）２２１は、レーザー出力制御部２２４からのリレー制御信号に基づいて、励起光生成部２２２に対する電力供給を遮断し、或いは、遮断状態を解除して電力供給を再開させるためのリレー回路であり、半導体素子からなる。
【００５１】
励起光生成部２２２は、レーザー発振のための励起光を生成する励起光源装置であり、ＳＳＲ２２１を介して主電源２２０から電力が供給される。主制御部２２３は、端末装置１０から転送された加工設定データに基づいて励起光生成部２２２及びマーカヘッド２１を制御し、レーザー光Ｌの出力制御、走査制御を行う。
【００５２】
レーザー出力制御部２２４は、レーザー出力用電源ＳＷ３２に対する操作を検出し、ＳＳＲ２２１をオン状態又はオフ状態に切り替えるためのリレー制御信号を生成する。このレーザー出力制御部２２４は、レーザー出力用電源ＳＷ３２がオン状態である場合に、端子台３１を介して、ＰＬＣや緊急停止ボタンから所定の緊急停止信号が入力されれば、励起光生成部２２２に対する電力供給を遮断するためのリレー制御信号を生成し、緊急停止状態へ移行する。これにより、レーザー光ＬのワークＷへの出射が禁止される。緊急停止状態では、レーザー発振を停止させ、或いは、Ｑスイッチを制御し、或いは、発振器用シャッタ４３を閉じることによって、レーザー光ＬのワークＷへの出射が禁止される。
【００５３】
一方、緊急停止信号に基づく緊急停止状態時に、レーザー出力用電源ＳＷ３２がオン状態からオフ状態に切り替えられた後（手動切替でも良いし、自動切替であっても良い）、オフ状態からオン状態に切り替えられた場合には、緊急停止状態を解除してレーザー光Ｌの出力を再開させるためのリレー制御信号が生成される。
【００５４】
＜レーザー出力制御部２２４＞
図４は、図３のマーカコントローラ２２内のレーザー出力制御部２２４の構成例を示した図である。このレーザー出力制御部２２４は、レーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することによってほぼ同時にオン状態へ移行する２つの電気接点回路１１，１２と、２つのＳＳＲ制御部１３と、１つの論理回路１４により構成される。
【００５５】
電気接点回路１１は、レーザー出力用電源ＳＷ３２に対する解除操作を検出し、所定の解除操作検出信号をＳＳＲ制御部１３へ出力する解除操作検出回路であり、電気接点１１１、抵抗素子Ｒ１１、ＬＰＦ１１２及びシュミットトリガ１１３からなる。
【００５６】
電気接点１１１は、例えば、２つの端子電極からなるメカニカル接点であり、レーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することによってこれらの端子電極が互いに接触すれば、端子電極間が導通し、オン状態となる。この電気接点回路１１は、オフ状態時に電圧レベルがハイレベルとなる負論理の状態信号として解除操作検出信号を生成する。
【００５７】
抵抗素子Ｒ１１は、電気接点１１１をプルアップするための素子であり、電気接点１１１の一方の端子電極は接地され、他方の端子電極には抵抗素子Ｒ１１を介して直流電源が供給されている。ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１２は、高周波成分を除去するための回路素子であり、抵抗素子Ｒ１２及び容量素子Ｃ１からなる。
【００５８】
シュミットトリガ１１３は、信号の揺らぎを除去するための回路素子であり、その出力状態が入力の変化に対してヒステリシスを持って変化する。シュミットトリガ１１３には、ＬＰＦ１１２を介して、電気接点１１１の出力が入力される。
【００５９】
電気接点回路１２は、オフ状態時に電圧レベルがローレベルとなる正論理の状態信号として解除操作検出信号を生成する接点回路であり、電気接点回路１１と同様に構成される。具体的には、電気接点１２１と、電気接点１２１をプルダウンするための抵抗素子Ｒ２１と、ＬＰＦ１２２及びシュミットトリガ１２３により構成される。
【００６０】
電気接点１２１の一方の端子電極は抵抗素子Ｒ２１を介して接地され、他方の端子電極には直流電源が供給されている。電気接点１２１の出力は、抵抗素子Ｒ２２及び容量素子Ｃ２からなるＬＰＦ１２２を介して、シュミットトリガ１２３に入力される。
【００６１】
電気接点回路１１及び１２は、同一のレーザー出力用電源ＳＷ３２に連結され、同一の解除操作によってそれぞれ開閉される。つまり、電気接点１１１及び１２１は、レーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することによってほぼ同時にオン状態へ移行する。
【００６２】
ＳＳＲ制御部１３は、ＳＳＲ制御部１３の外部から入力される緊急停止信号に基づいて、レーザー光Ｌの出力を停止させるリレー制御信号を生成し、緊急停止状態へ移行する。一方、緊急停止信号に基づく緊急停止状態では、電気接点回路１１及び１２からの解除操作検出信号に基づいて、各電気接点回路１１，１２がほぼ同時にオン状態に移行したことを検知し、レーザー光Ｌの出力を再開させるリレー制御信号を生成し、緊急停止状態を解除する。
【００６３】
この例では、ＳＳＲ制御部１３に不具合が生じた場合に、緊急停止状態が誤って解除されるのを抑制するために、同様の構成からなる２つのＳＳＲ制御部１３が設けられている。各ＳＳＲ制御部１３の出力は、論理回路１４に入力される。論理回路１４は、２つの入力の論理積を出力する回路素子であり、２つのＳＳＲ制御部１３から概ね同じ電圧レベルのリレー制御信号が入力された場合にだけ、ＳＳＲ２２１をオンさせて、レーザー出力の停止状態を解除する。
【００６４】
＜ＳＳＲ制御部１３＞
図５は、図４のレーザー出力制御部２２４内のＳＳＲ制御部１３の構成例を示したブロック図である。このＳＳＲ制御部１３は、緊急停止制御部１３１、時間差比較部１３２、継続時間比較部１３３及び停止解除部１３４からなる。
【００６５】
緊急停止制御部１３１は、緊急停止信号に基づいて、レーザー光Ｌの出力を強制的に停止させる緊急停止状態へ移行し、励起光生成部２２２に対する電力供給を遮断するためのリレー制御信号を生成する。一方、停止解除部１３４からの緊急停止解除信号に基づいて、緊急停止状態を解除し、レーザー光Ｌの出力を再開させるためのリレー制御信号を生成する。この緊急停止制御部１３１は、所定のラッチ回路からなる。
【００６６】
時間差比較部１３２は、シュミットトリガ１１３及び１２３から解除操作検出信号を受信した場合に、２つの解除操作検出信号の出力開始タイミングの時間差を所定の判定閾値Ｔｈ１と比較し、その比較結果を停止解除部１３４へ出力する。
【００６７】
継続時間比較部１３３は、シュミットトリガ１１３及び１２３から解除操作検出信号を受信した場合に、各解除操作検出信号について、解除操作検出信号の継続時間を所定の判定閾値Ｔｈ２と比較し、その比較結果を停止解除部１３４へ出力する。
【００６８】
停止解除部１３４は、時間差比較部１３２の比較結果と、継続時間比較部１３３の比較結果とに基づいて、所定の緊急停止解除信号を生成し、緊急停止制御部１３１へ出力する。具体的には、２つの解除操作検出信号の出力開始タイミングの時間差が判定閾値Ｔｈ１以下であり、かつ、各解除操作検出信号の継続時間がともに判定閾値Ｔｈ２以上である場合に、緊急停止解除信号が生成される。つまり、緊急停止状態は、２つの電気接点回路１１及び１２がほぼ同時にオン状態に移行し、そのまま判定閾値Ｔｈ２以上オン状態が持続した場合にのみ、解除される。
【００６９】
＜レーザー出力用電源ＳＷ３２＞
図６は、図３のマーカコントローラ２２のレーザー出力用電源ＳＷ３２の構成例を模式的に示した説明図であり、電気接点１１１，１２１が共に遮断状態である場合が示されている。このレーザー出力用電源ＳＷ３２は、ロータリー式スイッチであり、キー部６１と、キー部４１が挿抜可能に挿入されるシリンダー部６２とからなる。キー部６１をシリンダー部６２に差し込んだ状態でキー部６１を回すことにより、シリンダー部６２を回動させることができる。
【００７０】
シリンダー部６２は、電気接点１１１及び１２１に共通の可動部であり、これらの電気接点に対応づけて突出部６２ａ及び６２ｂが設けられている。突出部６２ａ，６２ｂは、いずれも平板状の絶縁部材からなり、シリンダー部６２の回転軸方向の異なる位置に設けられている。
【００７１】
電気接点１１１は、突出部６２ａが当該電気接点１１１の端子電極間に挿入されることにより、オフ状態となる。電気接点１２１は、突出部６２ｂが当該電気接点１２１の端子電極間に挿入されることにより、オフ状態となる。つまり、シリンダー部６２を所定の位置まで回動させることにより、電気接点１１１及び１２１をほぼ同時にオフ状態に移行させることができる。
【００７２】
図７は、図６のレーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することにより、電気接点１１１，１２１が共に導通状態に移行した場合を示した図である。電気接点１１１は、突出部６２ａが端子電極間から抜き出されれば、端子電極間が導通してオン状態となる。電気接点１２１は、突出部６２ｂが端子電極間から抜き出されれば、端子電極間が導通してオン状態となる。
【００７３】
つまり、電気接点１１１，１２１がオフ状態となる位置からシリンダー部６２を所定量だけ回動させることにより、電気接点１１１及び１２１をほぼ同時にオン状態に移行させることができる。
【００７４】
＜電気接点回路の出力＞
図８は、図３のマーカコントローラ２２のレーザー出力用電源ＳＷ３２の操作時の動作の一例を示した図であり、電気接点回路１１，１２の出力が示されている。電気接点回路１１は、オフ状態時に出力レベルがハイレベルとなる負論理の解除操作検出信号を生成する接点回路であり、レーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することによって、出力レベルがローレベルのオン状態へ移行する。この例では、電気接点回路「接点１」がレーザー出力用電源ＳＷ３２の操作によって、時刻ｔ１にオン状態に移行している。
【００７５】
一方、電気接点回路１２は、オフ状態時に出力レベルがローレベルとなる正論理の解除操作検出信号を生成する接点回路であり、レーザー出力用電源ＳＷ３２を操作することによって、出力レベルがハイレベルのオン状態へ移行する。この例では、電気接点回路「接点２」がレーザー出力用電源ＳＷ３２の操作によって、時刻ｔ２にオン状態に移行している。
【００７６】
ＳＳＲ制御部１３の時間差比較部１３２は、２つの電気接点回路がオン状態に移行した場合、時間差Ｔ１＝ｔ２−ｔ１を判定閾値Ｔｈ１と比較し、時間差Ｔ１が判定閾値Ｔｈ１以下であれば、これらの電気接点回路がほぼ同時にオン状態に移行したと判断される。例えば、一方の電気接点回路がオンしてから他方の電気接点回路がオンするまでの時間差Ｔ１が１００ｍｓ程度以下であれば、同時にオン状態に移行したものとみなされる。
【００７７】
継続時間比較部１３３は、電気接点回路がオン状態に移行した場合に、オン状態の継続時間Ｔ２を判定閾値Ｔｈ２と比較する。停止解除部１３４は、２つの電気接点回路がほぼ同時にオン状態に移行し、かつ、継続時間Ｔ２が判定閾値Ｔｈ２以上となった場合にだけ、緊急停止状態を解除する。具体的には、継続時間Ｔ２＝ｔ３−ｔ２が判定閾値Ｔｈ２よりも長ければ、レーザー出力の停止状態が解除される。例えば、２つの電気接点回路が同時にオンしてから継続時間Ｔ２＝１ｓ程度オン状態が持続すれば、レーザー出力の停止状態が解除される。
【００７８】
図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、図４のレーザー出力制御部２２４の動作の一例を示したフローチャートである。ＳＳＲ制御部１３は、外部から緊急停止信号が入力されれば、ＳＳＲ２２１をオフ状態へ切り替えるためのリレー制御信号を生成する。これにより、レーザーマーカ２０は、緊急停止状態へ移行する（ステップＳ１０１）。次に、電気接点回路１１，１２は、ユーザの解除操作があれば、検出タイミングに応じて解除操作検出信号を出力する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【００７９】
このとき、ＳＳＲ制御部１３は、電気接点回路１１，１２からそれぞれ出力される解除操作検出信号の出力タイミングの時間差を時間差判定用の閾値Ｔｈ１と比較するとともに、各解除操作検出信号の継続時間を継続時間判定用の閾値Ｔｈ２と比較する（ステップＳ１０４）。
【００８０】
そして、ＳＳＲ制御部１３は、これらの比較結果に基づいて、時間差が判定閾値Ｔｈ１以下であり、かつ、継続時間がともに判定閾値Ｔｈ２以上であれば、緊急停止状態を解除するための緊急停止解除信号を生成する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。一方、時間差が判定閾値Ｔｈ１を越えているか、又は、継続時間が判定閾値Ｔｈ２未満である場合には、緊急停止状態を解除せず、緊急停止解除信号は生成されない（ステップＳ１０５，Ｓ１０９）。
【００８１】
次に、レーザー出力制御部２２４は、各ＳＳＲ制御部１３において生成される緊急停止解除信号に基づいて、緊急停止状態を解除すべきか否かを判別する（ステップＳ１０７）。緊急停止状態を解除する場合、ＳＳＲ２２１をオン状態へ切り替えるためのリレー制御信号が生成され、緊急停止状態は解除される（ステップＳ１０８）。一方、緊急停止状態を解除しない場合には、ＳＳＲ２２１のオフ状態が維持される（ステップＳ１０９）。
【００８２】
本実施の形態によれば、レーザー出力用電源ＳＷ３２に対する解除操作が、２つの電気接点回路１１，１２によって検出され、これらの電気接点回路１１，１２による検出開始の時間差が判定閾値Ｔｈ１以下である場合に、緊急停止状態が解除される。このため、ノイズなどの影響を受けて、電気接点回路１１，１２の一方から誤って解除操作検出信号が出力されたとしても、緊急停止状態が解除されることはない。また、電気接点回路１１，１２の両方から誤って解除操作検出信号が出力されたとしても、これらの解除操作検出信号の出力開始タイミングの時間差が判定閾値Ｔｈ１よりも大きければ、緊急停止状態が解除されることはない。
【００８３】
また、同一のレーザー出力用電源ＳＷ３２に対する同一の解除操作によって、２つの電気接点回路１１，１２から解除操作検出信号がそれぞれ出力される。このため、２つの解除操作検出信号の出力開始タイミングには僅かな時間差しか生じないことから、判定閾値Ｔｈ１を比較的短い時間にすることができる。
【００８４】
また、２つの解除操作検出信号の一方が正論理の信号であり、他方が負論理の信号であるので、２つの解除操作検出信号が、ともにノイズの影響を受けた場合であっても、それぞれに混入するノイズ成分が同一であれば、誤って緊急停止状態が解除されることはない。さらに、２つの解除操作検出信号に対し、パルス状のノイズがそれぞれ混入し、その時間差が判定閾値Ｔｈ１以下となる場合であっても、その継続時間Ｔ２がともに判定閾値Ｔｈ２以上でなければ、緊急停止状態が解除されることはない。このため、２つの解除操作検出信号に対し、ほぼ同時にパルス状のノイズが混入した場合であっても、誤って緊急停止状態が解除されることはない。
【００８５】
なお、本実施の形態では、２つの電気接点回路１１，１２が、いずれも１つのレーザー出力用電源ＳＷ３２に対する同一の解除操作を検出する場合の例について説明したが、本発明はこの様な構成に限定されるものではない。例えば、異なる２つの解除ＳＷに対する解除操作を各電気接点回路がそれぞれ検出するような構成であっても良い。
【００８６】
また、本実施の形態では、解除ＳＷに対する解除操作を検出する解除操作検出手段が電気接点回路からなる場合の例について説明したが、本発明は解除操作検出手段の構成が電気接点回路に限定されるものではない。例えば、フォトインタラプタを用いた無接点回路によって、解除ＳＷに対する解除操作を検出しても良い。
【００８７】
また、本実施の形態では、電気接点回路１１，１２の電気接点１１１，１２１が、２つの端子電極からなるメカニカル接点である場合の例について説明したが、電気接点の構成はこれに限定されるものではない。例えば、静電容量の変化を検出してオン又はオフする静電容量式の接点を用いるものにも本発明は適用することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、電気接点１１１，１２１の端子電極間が導通している状態を電気接点回路１１，１２のオン状態とする場合の例について説明したが、端子電極間が導通している状態を電気接点回路１１，１２のオフ状態とするような構成であっても良い。
【００８９】
また、本実施の形態では、緊急停止信号に基づく緊急停止時に、励起光生成部２２２に対する電力供給を遮断する場合の例について説明したが、レーザー光ＬのワークＷへの出射を禁止する構成はこれに限定されるものではない。例えば、レーザー発振器４１のＱスイッチ又は発振器用シャッタ４３を制御して、レーザー光ＬのワークＷへの出射を禁止するような構成であっても良い。
【００９０】
また、本実施の形態では、レーザーマーカ２０がＳＨＧ型レーザーマーキング装置である場合の例について説明したが、本発明によるレーザー加工装置はこれに限定されるものではない。例えば、ファイバーレーザー型のマーキング装置にも本発明は適用することができる。ファイバーレーザー型マーキング装置は、Ｙｂ（イッテルビウム）をドープしたファイバーを増幅器として用いるレーザーマーカである。
【符号の説明】
【００９１】
１  レーザーマーキングシステム
１０  ＰＣ
２０  レーザーマーカ
２１  マーカヘッド
２１１  レーザー発振器
２１２  パワーモニタ
２１３  ガイド光源
２１４  Ｚスキャナ
２１５  ＸＹスキャナ
２１６  テレセントリックレンズ
２１７  照明光源ユニット
２１８  カメラ用シャッタ
２１９  カメラ
２２  マーカコントローラ
２２０  主電源
２２１  端子台
２２２  解除ＳＷ
２２３  電源ＳＷ
２２４  ＳＳＲ
２２５  レーザー出力用電源
２２６  励起光生成部
２２７  制御部
２２８  インターロック及び解除回路
２３  光ファイバー
３１  ビームサンプラー
３２  ミキシングミラー
３３  ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
３４  照明用光学スプリッタ
３５  発振器用シャッタ
Ｌ  加工用のレーザー光
Ｗ  ワーク
【図１】
0005731833.tif 000002
【図２】
0005731833.tif 000003
【図３】
0005731833.tif 000004
【図４】
0005731833.tif 000005
【図５】
0005731833.tif 000006
【図６】
0005731833.tif 000007
【図７】
0005731833.tif 000008
【図８】
0005731833.tif 000009
【図９】
0005731833.tif 000010