JP5940820B2 - 熱切断加工装置，熱切断加工方法，及び複合加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱切断加工装置，熱切断加工方法，及び複合加工方法に係り、特に、パンチ加工されたワークに対して熱切断加工を行う熱切断加工装置，熱切断加工方法，及び複合加工方法に関する。

複数個取りとして複数の製品がレイアウトされたワークに対し複数種類の加工装置で順次加工を施し、個々の製品を得る所謂複合加工が知られている。例えば、板状のワークにパンチ等による孔明け加工を施し、さらにレーザ等による熱切断加工を行って製品を得る。
このような複合加工をより高精度に行うためには、各加工において、加工の基準となる原点が精度よく一致している必要がある。その一致を得る方法として、前段のパンチ加工で設けた孔を基準にして後段のレーザ加工の原点を決定する方法がある。その一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された方法は、概略、ワークに対してパンチ加工により孔を設け、その孔を基準孔としてカメラで撮像し、撮像した基準孔の位置に基づきパンチ加工とレーザ加工とで原点が一致するようレーザ加工データを補正し、補正したレーザ加工データによってワークに対しレーザ加工を施す方法である。

特開昭６２−２９６９８６号公報

ところで、熱切断加工においては、ワークに付与される熱により加工に伴ってワークが熱膨張し、クランパに突き当て保持された辺（基準辺）を基準に、ワーク上の加工位置が本来の目標位置から熱膨張した分だけずれるという問題がある。
この位置ずれの量（以下、位置ずれ量と称する）は、ワーク上の位置に応じて異なって生じ、また、加工時間によって変化する。さらに、レーザ加工の場合、位置ずれ量の異なり具合は、ワークに照射されるレーザの照射経路によって違ってくる。
詳しくは、ワーク上の加工部位が、原点となる基準孔及び基準辺から遠い程、位置ずれ量は増加し、また、加工時間が経過する程、熱の蓄積により膨張が進行して位置ずれ量は増加する。すなわち、ワークにおいて基準孔及び基準辺から遠い位置にレイアウトされた製品程、また、同一ワークにおいて後からレーザ加工される製品程、位置ずれ量が多くなる傾向がある。
また、図１６に示されるように、レーザの概略照射経路がワークＷの一対の対向辺ＷＨ１，ＷＨ２側で繰り返して折り返す照射経路Ｋの場合、折り返しのある対向辺ＷＨ１，ＷＨ２近傍の領域ＡＲ１での温度上昇が中間の領域ＡＲ２の温度上昇よりも顕著になる。このため、端部側の領域ＡＲ１における位置ずれ量が中間の領域ＡＲ２での位置ずれ量よりも大きくなる。

このようなレーザ加工に伴うワークの熱膨張で生じるワークの位置ずれ量は、ワークの形状や材質に基づく定性情報及び照射するレーザのパワー等の定量情報から、又は、センサを用いることで逐次得られるワークの加工部位近傍における温度の実測値情報から、ある程度の推定は可能である。
従って、推定された位置ずれ量を相殺する加工プログラムを作成し、その加工プログラムによって位置ずれを低減した加工を行う方法が検討されている。
しかしながら、この方法は、熱膨張に基づく位置ずれ量の推定に必要なパラメータが極めて多いため、推定精度を高めるには限界がある。また、プログラム作成にも非常に多くの工数を要する。そのため、生産数量が少ない製品それぞれについてプログラムを作成することは生産効率の観点で好ましいとは言い難く、適用できる製品が限定されてしまう。
このように、熱切断加工において、熱膨張によって生じる加工の位置ずれを抑え高精度の複合加工を行うことは、容易ではない。

また、複合加工製品には、熱切断加工において、上述のようにワーク上の加工位置や加工順等を考慮すべき程の高精度の加工が要求される製品（以下、高精度製品と称する）と、高精度の加工が必要でない製品（以下、通常精度製品と称する）と、があり、これらを混流させて加工する場合も多い。
この混流加工は、ワーク単位で行う場合のみならず、同一ワークに、高精度製品と通常精度製品とを混在させて行えることが無駄のない生産を行う観点から大変望まれる。
特許文献１に示された従来の複合加工は、同一ワーク内で高精度製品と通常精度製品との混在が可能ではなく、その具現化が望まれている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、高精度製品と通常精度製品とを混在させた複数個取りのワークに対して複合加工を可能とする熱切断加工装置，切断加工方法，及び複合加工方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成及び手順を有する。
１） ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した基準孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記基準孔を含む画像を前記撮像部で撮像して得ると共に、得た前記画像において前記基準孔近傍での所定のマークの有無を判定し、有と判定した場合には、前記画像における前記基準孔の中心位置を利用した前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御することを特徴とする熱切断加工装置である。
２） ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、
前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を含む画像を前記撮像部で撮像して得ると共に、得た前記画像において前記孔に対応した所定のマークの有無を判定し、有と判定した場合には、前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御し、
さらに、前記制御部は、前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置である。
３） 前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする）に２記載の熱切断加工装置である。
４） 複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した基準
孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記基準孔を含む画像を撮像部により得る撮像ステップと、
得た前記画像において前記基準孔近傍での所定のマークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記撮像ステップで得た前記画像における前記基準孔の中心位置を利用した前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法である。
５）複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を含む画像を撮像部により得る撮像ステップと、
得た前記画像において前記孔に対応した所定のマークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含み、
前記原点取得ステップは、
加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法である。
６） 前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする５）に記載の熱切断加工方法である。
７） 一のワークから複数の製品を得る複数個取りで、前記ワークに対しパンチ加工装置によるパンチ加工の後、熱切断加工装置による熱切断加工を行う複合加工方法であって、
前記パンチ加工において、前記複数の製品それぞれに対応した基準孔を形成する基準孔形成ステップと、
前記複数の製品の内の高精度の熱切断加工をすべき製品に対応した基準孔の近傍位置に所定のマークを付与するマーク付与ステップと、
前記熱切断加工において、前記複数の製品の内の一製品を加工する前に、前記基準孔及び前記近傍位置を含む範囲の画像を得る画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで得た画像から前記マークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記画像取得ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
前記熱切断加工原点を基準として前記マーク有と判定した前記一製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含むことを特徴とする複合加工方法である。

本発明によれば、高精度製品と通常精度製品とを混在させた複数個取りのワークに対して複合加工が可能になる、という効果が得られる。

本発明の複合加工方法の実施例におけるワークの流れを説明するための図である。 本発明の熱切断加工装置の実施例を説明するための全体図である。 本発明の熱切断加工装置の実施例を説明するためのブロック図である。 本発明の熱切断加工装置の実施例におけるヘッド部を説明するための側面図である。 本発明の熱切断加工装置の実施例で加工するワークを説明するための平面図である。 本発明の熱切断加工装置の実施例で加工するワークにおける製品レイアウトを説明するための平面図である。 本発明の複合加工方法の実施例におけるマークを説明するための平面図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例１の手順を説明するためのＸＹの平面図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例で加工する製品対を示す平面図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における高精度製品の判定手順を説明するためのフロー図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例１での原点位置出しを説明するための平面図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例１の手順を説明するためのフロー図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例２の手順を説明するための平面図である。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例２を説明するための二軸グラフである。 本発明の熱切断加工方法の実施例における原点位置出しの工程例２の手順を説明するためのフロー図である。 ワークに照射するレーザの照射経路を説明するための平面図である。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図１６を用いて説明する。
各図において、上下方向（Ｚ軸方向），左右方向（Ｘ軸方向），及び前後方向（Ｙ軸方向）は、特に注記がない限り図２に示された方向で規定する。

＜実施例＞
本発明の複合加工方法の実施例は、図１に示されるように、ワークＷに対し、パンチ加工装置ＰＳによりパンチ加工を施してワークＷ１を得た後、そのワークＷ１に対して熱切断装置であるレーザ加工装置ＫＳにより熱切断加工を施してワークＷ２を得る複合加工方法である。ワークＷは複数個取りのワークとして、プログラム上で予め複数の製品Ｓがレイアウトされている（図６参照）。
パンチ加工装置ＰＳは、金型であるパンチ１１を着脱自在に保持するパンチホルダ１２と、金型であるダイ１３を着脱自在に保持するダイホルダ１４と、ワークＷの所定の位置にマーキングを付与するマーク付与部１５と、を備えている。
マーク付与部１５は、例えばインクジェット印字装置である。
パンチ加工装置ＰＳは、タレットパンチプレスであってもよく、また、レーザ加工装置ＫＳと一体化された複合加工機であってもよい。

次に、図２及び図３を主に参照して、本発明の熱切断加工装置の実施例であるレーザ加工装置ＫＳの概略を説明する。図２には、レーザ加工装置ＫＳの本体部５１と、本体部５１に接続された周辺機器であるコントローラ５２及びコントローラ５２に接続された入力装置５３と、が示されている。図３は、図２に対応したブロック図である。
コントローラ５２と、本体部５１及び入力装置５３と、の間は、無線又は有線により相互に信号の授受が可能なように接続されている。

本体部５１は、ワークＷに対してレーザにより熱切断加工を施す装置である。本体部５１とコントローラ５２とを少なくとも含んでレーザ加工装置ＫＳが構成されている。
本体部５１は、ワークＷを支持すると共にクランパ１でワークＷの一辺（基準辺）を突き当て保持しつつリニアガイド４に沿って左右方向に移動可能としたテーブル２と、テーブル２の上方側において前後方向に延在するビーム３と、ビーム３において前後方向に移動可能に支持され、テーブル２に向かってレーザを照射するレーザヘッド６を有するヘッド部５と、を備えて構成されている。

コントローラ５２は、本体部５１の動作を制御する制御部ＳＧと、その動作の制御のために必要な制御情報及び加工プログラム等の加工情報が記憶される記憶部ＭＲと、を備えている。
また、制御部ＳＧは、後述するカメラ７により画像を取得する画像取得部ＳＧ１と、カメラ７により得られた画像を解析して所望部位の座標を求める画像解析部ＳＧ２と、その画像の中から特定の色の領域の有無及び有の場合の範囲を判定する色領域検出部ＳＧ３と、を備えている。
記憶部ＭＲの制御情報及び加工情報は、予め固定記憶されているものに限らず、図示しないインターフェースを介して外部から供給されて追加記憶した情報若しくは書き換え記憶した情報、又は、記憶媒体を介して追加記憶若しくは書き換え記憶された情報等である。
入力装置５３は、情報を表示する表示部５３ａと、作業者がデータや指示を入力するための入力部５３ｂと、を有している。
図３には、本体部５１の稼働部材を動かす駆動部が、駆動系ＫＤとして一纏めに示されている。

図４は、ヘッド部５を右方側から見た側面図である。
ヘッド部５は、レーザＬＳを下方（テーブル２側）に向け照射するレーザヘッド６とテーブル２側の所定範囲を撮像する撮像部であるカメラ７とを有している。
レーザヘッド６から照射されるレーザＬＳの光軸ＣＬ６と、カメラ７の光軸ＣＬ７とは、前後方向に一定の距離Ｌｍだけ離れて平行に設定されている。

レーザ加工装置ＫＳは、前段（前工程）のパンチ加工装置ＰＳで所定の孔明け加工等が施されたワークＷ１（便宜的にワークＷと称する場合もある）に対して熱切断加工を施す用途で用いることができる。
図５は、この用途において、本体部５１で加工するワークＷ１を説明するための図であり、ワークＷ１がクランパ１により把持された状態が示されている。
また、図６は、ワークＷ１に対してレーザにより熱切断加工を施した状態のワークＷ２（便宜的にワークＷと称する場合もある）について説明する図である。

図６から理解されるように、ワークＷに対しては、熱切断加工に際し、レーザによる切断ラインＬＮが、製品Ｓ（例えば略Ｌ字形状）を材料の無駄を少なくしてより多く得られるよう予め複数個取りとしてレイアウトされている。切断ラインＬＮは、主として製品Ｓの外形及び孔の形状に対応する。
切断ラインＬＮは、例えば図６に示されるように、一枚のワークＷにおいて、Ｌ字形状の二つの製品Ｓを、互いに１８０°ずれた（回転させた）姿勢で近接配置して製品対ＳＴにすると共に、その製品対ＳＴを４行４列なるマトリックスとして合計３２個の製品Ｓが得られるようレイアウトされている。
ここでは、ｋ行，ｊ列にある製品対を符号ＳＴｋｊとして表記する。また、製品対ＳＴｋｊを構成する一対の製品Ｓを、製品Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂとも表記する。

また、ワークＷ１には、前段のパンチ加工工程において、互いに隣接する製品対ＳＴの間の「さん」となる位置に、又は製品対ＳＴとワークＷ１の外形との間の位置に、孔Ｈが形成されている。この孔Ｈは、製品Ｓそれぞれに対応して形成されている。
具体例としては、図６のワークＷ２に示されるように、製品Ｓ１１ａに対応して孔Ｈ１１ａが、また製品Ｓ１２ｂに対応して孔Ｈ１２ｂが形成されている。
ワークＷに面付けされる複数の製品Ｓは、高精度の加工が要求される高精度製品ＳＳと、高精度製品ＳＳほどの精度は不要な通常製品Ｓｔｊとのいずれかに分類される。すなわち、ワークＷは、高精度製品ＳＳと通常製品Ｓｔｊとが混在した複数個取りとされている。
高精度製品ＳＳに対応する基準孔Ｈｓｓの近傍には、パンチ加工装置ＰＳのマーク付与部１５によって所定形状のマーク１６が付与されている〔図７（ａ）〜（ｃ）〕（図７参照）。
所定形状としては、図７（ａ）に示されるような基準孔Ｈｓｓを囲むリング状、図７（ｂ）に示されるような基準孔Ｈｓｓの近傍に一箇所設けられた円形状、図７（ｃ）に示されるような基準孔Ｈｓｓの周囲に設けられた複数の円形点状、などであり、限定されない。
マーク１６は、ワークＷ１の地色とは異なる色で付与される。例えば、赤色、青色、等である。マーク１６の色は、カメラ７で撮像された画像上で、ワークＷ１の地色と区別できる色であればよい。また、肉眼で区別できなくても画像処理において区別できる色であればよい。
以下の説明において、ワークＷにおいては、製品Ｓ１１ａを高精度製品ＳＳとし、製品Ｓ１１ｂを通常製品Ｓｔｊする加工プログラムが組まれているものとする。

次に、レーザ加工装置ＫＳの動作について図８〜図１５を参照して説明する。この動作は、初期設定工程と製品加工工程とに大別される。

〔初期設定工程〕
初期設定工程は、本体部５１におけるカメラ７の光軸ＣＬ７とレーザヘッド６の光軸ＣＬ６とについてのキャリブレーション工程である。
初期設定動作の実行タイミングは、レーザ加工装置ＫＳの電源投入後，長期停止後，又は動作中の所定期間毎など、である。

まず、材料の端材Ｗｚなどを用い、その端材Ｗｚに対しレーザヘッド６からレーザＬＳを照射して孔Ｈｋを開ける（図８参照）。
そして、レーザＬＳの光軸ＣＬ６が孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６に位置するようにレーザヘッド６を移動し、その状態で、孔Ｈｋを含む所定の範囲をカメラ７で撮像して画像ＧＺを得る。
ここで、本体部５１は、レーザＬＳの光軸ＣＬ６とカメラ７の光軸ＣＬ７とが平行でかつ距離Ｌｍだけ離れた正規の状態において、得られた画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と画像ＧＺ上の孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６とが一致するように設定されている。
しかしながら、実際の装置では、部品の組み立て誤差や部材の温度に応じた寸法変化に起因して、画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６とは一致せず、ずれが生じる。

そこで、制御部ＳＧは、画像取得部ＳＧ１の指示によりカメラ７で撮像された画像ＧＺから、画像解析部ＳＧ２によって、光軸ＣＴＲ６と光軸ＣＴＲ７との座標のずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を求め、このずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を基本座標補正量ＨＳ１として記憶部ＭＲに記憶させる。
記憶部ＭＲに以前の基本座標補正量ＨＳ１が記憶されている場合、制御部ＳＧは、それを消去して最新のもののみを記憶させる。もちろん、履歴としてすべて記憶してもよい。履歴を残す場合、例えば、記憶している過去の値と比較して特異な値の基本座標補正量ＨＳ１が出現したら、重大な故障が発生したと判断してアラームを発するようにしてもよい。
記憶部ＭＲに記憶した基本座標補正量ＨＳ１は、製品加工工程で利用する。

〔製品加工工程〕
製品加工工程は、孔明け加工が施されたワークＷ１に対し、予め設定されたレーザの照射経路（例えば、図１６に示された照射経路Ｋ）に沿ってレーザＬＳによって熱切断を行う工程である。
ワークＷ１に照射経路Ｋを適用する場合は、製品対ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１３，ＳＴ１４，ＳＴ２４，ＳＴ２３，・・・の順に加工する（図６及び図１６参照）。この加工は、各製品Ｓを完全に分離しないよう所謂ミクロジョイントを有する加工であってよい。

より具体的に、例えば製品Ｓ１１ａを代表として説明する。
予め加工プログラムで、図９に示されるように、製品Ｓ１１ａに対し、パンチ加工で基準孔としての孔Ｈ１１ａと、製品形状としての孔Ｓｈ１，Ｓｈ２と、レーザＬＳを最初に投射等するための孔Ｈ１１ｃとを形成し、レーザ加工において製品Ｓ１１ａの外形及び開口部Ｓａの開口縁部を切断するよう設定しておく。
孔Ｈ１１ａは、レーザ加工における原点位置の補正のための基準孔として、また、製品Ｓ１１ａの外形を切断する際のレーザＬＳの照射開始及び照射終了時に位置させる孔として設ける。
孔Ｈ１１ａは、製品Ｓ１１ａに対応して形成される。具体的には、製品Ｓ１１ａの外形の内側、又は外形から外側の直近位置に形成される。
ここでは、製品Ｓ１１ａが高精度製品ＳＳなので、パンチ加工装置ＰＳのマーク付与部１５によって、製品Ｓ１１ａに対応した基準の孔Ｈ１１ａを囲むようにマーク１６が、例えば、赤色であって図７（ａ）に示されるようなリング状に付与されている。
また、製品Ｓ１１ｂは通常製品Ｓｔｊなので、孔Ｈ１１ｂに対応したマークは付与されていない。
孔Ｈ１１ｃも、開口部Ｓａを切断する際の、レーザＬＳの照射開始及び照射終了時に位置させる孔として設ける。

熱切断加工に際して、制御部ＳＧは、これから加工する製品Ｓ（Ｓ１１ａ）が高精度製品ＳＳか否かを判定する。
具体的には、図１０のフロー図に示されるように、制御部ＳＧは、加工プログラム又は外部からの指示に基づいて、次に加工する製品Ｓを製品Ｓ１１ａと設定したら（ＳｔｅｐＳ１）、画像取得部ＳＧ１の指示によりカメラ７で基準孔Ｈ（Ｈ１１ａ）を含む範囲を撮像し（ＳｔｅｐＳ２）、得られた画像ＧＺについて、色領域検出部ＳＧ３により、基準孔Ｈ（Ｈ１１ａ）の近傍の所定の位置に所定の色（ここでは赤色）の領域が検出されるか否かでマーク１６の付与の有無を判定する（ＳｔｅｐＳ３）。
尚、ＳｔｅｐＳ２においてカメラ７が撮像する所定の範囲は、予め設定されたマーク１６が付与される場合の付与位置を含む範囲である。この範囲例は、図７（ａ）〜（ｃ）に画像ＧＺ１６として示される。
所定色の領域が検出されたら、マーク付与有りとして製品Ｓ１１ａを高精度製品と判定する（ＳｔｅｐＳ４）。
所定色の領域が検出されなかったら、マーク付与無しとして製品Ｓ１１ａを通常製品Ｓｔｊと判定する（ＳｔｅｐＳ５）。

製品Ｓ１１ａについてはマーク１６が付与されているとして高精度製品ＳＳと判定され、以下の高精度の熱切断加工工程へ移行する。
高精度の熱切断加工に際しては、レーザ加工装置ＫＳは、まず原点位置の補正を行う。この原点位置の補正工程については、各高精度製品ＳＳに対応した基準孔Ｈｓｓの中心位置に基づく原点位置の補正を行う工程例１と、基準孔Ｈｓｓの中心位置と、その中心位置に基づいて形成したレーザによるけがき線の中心位置との差分に基づく原点位置の補正を行う工程例２と、を説明する。

＜原点位置の補正工程例１＞
まず、工程例１について、ワークＷ１の製品Ｓ１１ａの加工を代表とし図９，図１１，及び図１２を参照して説明する。
図９は、製品Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂの切断ラインＬＮ等を説明する図であり、図１１は、孔Ｈ１１ａを用いた原点合わせを説明するための平面図であり、図１２は、工程例１における原点合わせ動作のフローチャートである。

制御部ＳＧは、高精度製品ＳＳである製品Ｓ１１ａの加工に際し、記憶部ＭＲに記憶された製品Ｓの加工プログラムに従い、クランパ１でクランプしたワークＷ１とヘッド部５とを、カメラ７で撮像した画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と画像ＧＺ中の孔Ｈ１１ａの中心ＣＴＲ１１ａとが一致するように相対移動させる（ＳｔｅｐＡ１）。
制御部ＳＧは、初期設定工程で得ている基本座標補正量ＨＳ１を記憶部ＭＲから呼び出して取得し（ＳｔｅｐＡ２）、画像解析部ＳＧ２により、画像ＧＺの中心ＣＴＲ７の座標（Ｘ７，Ｙ７）から、呼び出した基本座標補正量ＨＳ１の成分（ΔＸ，ΔＹ）を減じて座標（Ｘ７−ΔＸ，Ｙ７−ΔＹ）を得る（ＳｔｅｐＡ３）。
そして、得た座標を、製品Ｓ１１ａのレーザ加工の原点となる補正原点ＨＧＡの座標として加工プログラム上に設定すると共に（ＳｔｅｐＡ４）、記憶部ＭＲに記憶させる。製品Ｓ１１ａの加工は、この設定された補正原点ＨＧＡを基準に行われる。

＜原点位置の補正工程例２＞
次に、工程例２について、図１３〜図１５を参照して説明する。工程例２による加工手順の具体例は、工程例１と同様に、製品Ｓ１１ａとそれに対応した孔Ｈ１１ａとを代表として説明する。

＜１＞ 製品Ｓ１１ｂのレーザ加工に際し、図１３に示されるように、加工プログラム上の孔Ｈ１１ａの中心ＣＴＲ１１の座標（Ｘ１１、Ｙ１１）がレーザＬＳの光軸ＣＬ６の座標位置となるようヘッド部５を移動し、レーザＬＳにより所定の形状をけがき線ＬＣ１１を加工する。けがき線ＬＣ１１は、ワークＷ１の表面に対し、カメラ７で得られる画像上で判別可能な溝として形成する（ＳｔｅｐＢ１）。
けがき線ＬＣ１１の所定形状の例は、孔Ｈ１１ａを囲む円弧であり、半径は、例えば孔Ｈ１１ａの半径の二倍である（孔Ｈ１１ａの半径例：２．５ｍｍ，けがき線ＬＣ１１の半径：５ｍｍ）。

＜２＞ 初期設定工程によってキャリブレーション実行済のヘッド部５のカメラ７により、孔Ｈ１１ａを含む画像ＧＺ１１を撮像する（ＳｔｅｐＢ２）。

＜３＞ 制御部ＳＧは、画像解析部ＳＧ２により、画像ＧＺ１１に示された円弧であるけがき線ＬＣ１１の中心ＣＴＲ１１Ｌの座標を座標（Ｘ１１Ｌ，Ｙ１１Ｌ）と設定する。
そして、制御部ＳＧは、画像解析部ＳＧ２により、孔Ｈ１１ａの中心ＣＴＲ１１とけがき線ＬＣ１１の中心ＣＴＲ１１ＬとのＸ軸方向，Ｙ軸方向のずれ量（ΔＸＬ，ΔＹＬ）を（Ｘ１１Ｌ−Ｘ１１，Ｙ１１Ｌ−Ｙ１１）として求める（ＳｔｅｐＢ３）。更に制御部ＳＧは、このずれ量を、製品Ｓ１１ａの加工における座標補正量ＨＳ１１とし（ＳｔｅｐＢ４）、記憶部ＭＲに記憶させる。

＜４＞ 図１４に示されるように、ここまでの状態では、加工プログラム上で原点（０，０）を指定した場合、レーザＬＳはワークＷ２における座標（ΔＸＬ，ΔＹＬ）の位置に照射されてしまう。
そこで、レーザＬＳの照射位置を図１４における中心ＣＴＲ１１の位置に移動してレーザ加工の原点をパンチ加工の原点に矢印ＤＲ１１のように合致させるため、制御部ＳＧは、加工プログラム上のレーザ加工の当初の原点（０，０）から座標補正量ＨＳ１１を減じた座標（０−ΔＸＬ，０−ΔＹＬ）を、原点位置の補正後のレーザ加工の原点となる補正原点ＨＧＢとして設定する（ＳｔｅｐＢ５）。
以上の動作手順で工程例２の原点位置の補正が実行される。

このような工程例１又は工程例２で示される原点位置の補正を行った後、設定した補正原点ＨＧＢを基準として、製品Ｓ１１ａにレーザ加工を実行する。

製品Ｓ１１ａの加工が終わったら、制御部ＳＧは、孔Ｈ１１ｃ内においてレーザＬＳの照射を停止し、照射経路Ｋに沿って次の製品Ｓ１１ｂの加工を実行する。
製品Ｓ１１ｂの加工に際して、制御部ＳＧは、製品Ｓ１１ａの場合と同様に製品Ｓ１１ｂに対応して形成された孔Ｈ１１ｂの近傍にマーク１６が付与されているか否かを判定し、製品Ｓ１１ｂが高精度製品か否かの判定を実行する。
この例では製品Ｓ１１ｂに対応した孔Ｈ１１ｂ近傍にはマークが付与されていないので、図１０のフロー図におけるＳｔｅｐＳ３の判定で、制御部ＳＧは、領域を検出せず製品Ｓ１１ｂを通常製品Ｓｔｊと判定する（ＳｔｅｐＳ５）。
通常製品と判定された製品Ｓ１１ｂの加工においては、工程例１又は工程例２の原点位置の補正工程を行わず、直前に設定された基準原点を次加工の基準原点として、又は、加工プログラム通りの原点を基準原点として、製品Ｓ１１ｂの加工を実行する。
以下、すべての製品Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂについて同様に、高精度製品か否かの判定を経て加工を実行する。

上述したレーザ加工方法を例とする熱切断加工方法によれば、工程例１及び工程例２の原点合わせ共に、高精度の熱切断加工を実施する各製品毎に原点合わせが実行されるので、位置ずれ量は、ワーク全体に対して一つ決められた原点位置からの距離には依存せず、極めて少ないものになる。
また、工程例１及び工程例２では、熱切断加工を施す直前に原点合わせを実行するので、時間経過での位置ずれ量の増加をほとんど無視することができ、より高精度の熱切断加工ができる。
また、各製品Ｓの加工毎に高精度製品ＳＳか否かを判定し、工程例１又は工程例２の高精度製品ＳＳのみ原点位置の補正を実行するので、高精度製品ＳＳが極めて高い精度で加工できると共に、通常製品Ｓｔｊの加工では原点位置出しを実行しないので、その分の加工時間が短縮され、加工効率が向上する。
原点合わせを工程例１と工程例２とのいずれで行うかは適宜設定してよい。工程例２は、レーザによるけがき線加工を伴うので、工程例１よりも時間を要する反面、各高精度製品ＳＳ毎に実際のレーザの照射基準が校正されるので、より高い精度で製品を得ることができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

熱切断加工は、レーザ光によるものに限らず、例えばプラズマやガスなどによるものを含む。
複合加工における座標軸は、ワークＷのクランパ１に突き当てた辺を基準辺として各加工装置間で共用化される。従って、上述の原点位置の補正を行えば座標軸合わせを不要として高精度の加工が可能となっている。座標軸合わせは、クランパへの突き当てに限らず他の方法を採用してよい。
けがき線ＬＣ１１の形状は、円弧や円に限らない。例えば、楕円、長円、正方形を含む矩形、星型、等であってもよい。円弧の場合、基準位置はその中心とすることができるので、けがき線ＬＣ１１の所定形状は、その形状から基準位置となる点を一つ決定できるものであればよい。
マーク１６は、印刷によって付与するものに限らない。所定の色のシールを基準孔近傍に貼付するようにしてもよい。また、作業者やロボットなどにより所定の色のインキを油性ペンや刷毛等で基準孔近傍に塗布して付与してもよい。
高精度製品と通常製品との生産比率により、マーク１６をどちらの製品に付与するかを決めるとよい。具体的には、高精度製品の取り数が多い場合は、マーク無しを高精度製品とし、マーク有りを通常製品にするとよい。これにより、インキの消費量が抑制される。
マーク１６は、基準となる基準孔Ｈｓｓの近傍に付与されているので、撮像された同一画像ＧＺ上でマーク１６の有無判定と、有判定後の原点位置の補正工程が行える。これにより、高精度製品の判定と原点位置の補正をより速く行うことができる。

１ クランパ
２ テーブル
３ ビーム
４ リニアガイド
５ ヘッド部
６ レーザヘッド
７ カメラ
１１ パンチ
１２ パンチホルダ
１３ ダイ
１４ ダイホルダ
１５ マーク付与部
１６ マーク
５１ （レーザ加工装置の）本体部
５２ コントローラ
５３ 入力装置
５３ａ 表示部
５３ｂ 入力部
ＣＬ６，ＣＬ７ 光軸
ＣＴＲ２１，ＣＴＲ６，ＣＴＲ７，ＣＴＲ１１ａ，ＣＴＲｋ 中心
ＧＺ，ＧＺ１１，ＧＺ１６ 画像
ＨＧＡ，ＨＧＢ 補正原点
Ｈ，Ｈ１１ａ〜Ｈ１１ｃ，Ｈｋ，ＨＢ，ＨＢ１１〜ＨＢ３３、 Ｈｓｓ 基準孔
ＨＳ１ 基本座標補正量
ＨＳ２１ 座標補正量
Ｋ （レーザの）照射経路
ＫＤ 駆動系
ＫＳ レーザ加工装置
ＬＣ１１ けがき線
ＬＮ 切断ライン
ＬＳ レーザ
ＭＲ 記憶部
ＰＳ パンチ加工装置
Ｓ（Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂ），Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，ＳＢ 製品
ＳＧ 制御部、 ＳＧ１ 画像取得部、 ＳＧ２ 画像解析部、 ＳＧ３ 色領域検出部
Ｓｈ１，Ｓｈ２ 孔
ＳＳ 高精度製品、 Ｓｔｊ 通常製品
ＳＴ（ＳＴｋｊ） 製品対
Ｗ，Ｗ１，Ｗ１Ｂ，Ｗ２ ワーク
ＷＨ１，ＷＨ２ 対向辺
Ｗｚ 端材

Claims (7)

1. ワークを移動可能に保持するテーブルと、
   前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
   前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
   前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
   を備えた熱切断加工装置において、
   前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した基準孔が前工程で形成されており、
   前記制御部は、前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記基準孔を含む画像を前記撮像部で撮像して得ると共に、得た前記画像において前記基準孔近傍での所定のマークの有無を判定し、有と判定した場合には、前記画像における前記基準孔の中心位置を利用した前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御することを特徴とする熱切断加工装置。
2. ワークを移動可能に保持するテーブルと、
   前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
   前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
   前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
   を備えた熱切断加工装置において、
   前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
   前記制御部は、
   前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を含む画像を前記撮像部で撮像して得ると共に、得た前記画像において前記孔に対応した所定のマークの有無を判定し、有と判定した場合には、前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御し、
   さらに、前記制御部は、前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置。
3. 前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする請求項２記載の熱切断加工装置。
4. 複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した基準
   孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
   前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記基準孔を含む画像を撮像部により得る撮像ステップと、
   得た前記画像において前記基準孔近傍での所定のマークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
   前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記撮像ステップで得た前記画像における前記基準孔の中心位置を利用した前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
   前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
   を含むことを特徴とする熱切断加工方法。
5. 複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
   前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を含む画像を撮像部により得る撮像ステップと、
   得た前記画像において前記孔に対応した所定のマークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
   前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
   前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
   を含み、
   前記原点取得ステップは、
   加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
   前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
   前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
   を含むことを特徴とする熱切断加工方法。
6. 前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする請求項５記載の熱切断加工方法。
7. 一のワークから複数の製品を得る複数個取りで、前記ワークに対しパンチ加工装置によるパンチ加工の後、熱切断加工装置による熱切断加工を行う複合加工方法であって、
   前記パンチ加工において、前記複数の製品それぞれに対応した基準孔を形成する基準孔形成ステップと、
   前記複数の製品の内の高精度の熱切断加工をすべき製品に対応した基準孔の近傍位置に所定のマークを付与するマーク付与ステップと、
   前記熱切断加工において、前記複数の製品の内の一製品を加工する前に、前記基準孔及び前記近傍位置を含む範囲の画像を得る画像取得ステップと、
   前記画像取得ステップで得た画像から前記マークの有無を判定するマーク有無判定ステップと、
   前記マーク有無判定ステップでマーク有と判定した場合に、前記画像取得ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工の原点位置の補正を実行して前記一製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
   前記熱切断加工原点を基準として前記マーク有と判定した前記一製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
   を含むことを特徴とする複合加工方法。

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