JP7375634B2 - Laser processing system and laser processing method - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ加工システム、及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing system and a laser processing method.

従来、レーザ加工機は、ワークの切断や溶接等に利用される。かかるレーザ加工機においては、ワークの加工品質を向上させる観点で、加工中のワークを撮像して得られた撮像画像から、加工状態を把握する(モニタリングする)技術が知られている。特許文献1では、複数のレーザ素子をアレイ状に配置し、複数のレーザ素子の出力によって発せられた照明用レーザにより照明するワークを撮像する技術が開示されている。 Conventionally, laser processing machines are used for cutting, welding, etc. of workpieces. In such a laser processing machine, from the viewpoint of improving the processing quality of the workpiece, a technique is known in which the processing state is grasped (monitored) from a captured image obtained by capturing an image of the workpiece being processed. Patent Document 1 discloses a technique for arranging a plurality of laser elements in an array and imaging a work illuminated by illumination lasers emitted by the outputs of the plurality of laser elements.

特開2017-192983号公報JP 2017-192983 Publication

レーザ加工機によりワークから切り出されたパーツは、その後、ローダ装置によってピッキングされる場合がある。ここで、ローダ装置は、ワークから正常に切り出せていないパーツをピッキングできずに、動作を停止する場合がある。また、ワークから正常に切り出せていないパーツをローダ装置がピッキングできたとしても、後工程で使用できるパーツではないため、後工程のいずれかにおいて流れを止めてしまう可能性が高い。 Parts cut out from a work by a laser processing machine may then be picked by a loader device. Here, the loader device may stop operating because it cannot pick parts that have not been properly cut out from the workpiece. Furthermore, even if the loader device is able to pick a part that has not been properly cut out from the workpiece, it is not a part that can be used in the subsequent process, so there is a high possibility that the flow will be stopped in one of the subsequent processes.

本発明は、ワークの切断加工における切断不良に起因する後工程への影響を抑制することが可能なレーザ加工システム、及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a laser machining system and a laser machining method that can suppress the influence on post-processes caused by cutting defects in cutting a workpiece.

本発明の態様に係るレーザ加工システムは、板状のワークをレーザ加工してパーツを切り出すレーザ加工機を有するレーザ加工システムであって、ワークに対して加工用レーザを照射するレーザヘッドと、加工用レーザが照射されたワークの切断部分を撮像する撮像部と、撮像部の撮像により取得された画像に基づいて切断不良を検出する検出部と、切断不良となったパーツの切断線を囲むワーク上の所定経路に沿って、加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させる制御部と、を備える。 A laser processing system according to an aspect of the present invention is a laser processing system that includes a laser processing machine that laser-processes a plate-shaped workpiece to cut out parts, and includes a laser head that irradiates the workpiece with a processing laser; an imaging unit that images the cut part of the workpiece irradiated with the laser; a detection unit that detects a cutting defect based on the image obtained by the imaging unit; and a workpiece that surrounds the cutting line of the defective part. and a control unit that moves the laser head along the above predetermined path while irradiating the processing laser.

また、検出部は、画像におけるワーク上のカーフ幅と、画像におけるワークの表面からの反射光に関する情報との一方又は双方に基づいて切断不良を検出してもよい。また、所定経路は、平面視において長方形であってもよい。また、長方形の所定経路における四辺のそれぞれは、平面視において、切断不良となったパーツの切断線の一部が重なるように、又は切断線の一部が近傍となるように設定されてもよい。また、長方形である所定経路の一辺は、ワークの外縁と平行であってもよい。また、所定経路は、ワークにおいて隣り合うパーツの切断線と重ならないように設定されてもよい。また、制御部は、検出部が切断不良を検出した場合に、切断不良のパーツの切り出しを停止して、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させてもよい。また、パーツを切り出す実加工用の第1プログラムと、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させる第2プログラムとが予め作成されており、制御部は、第1プログラムの実行中に検出部が切断不良を検出した場合に、第1プログラムの実行を中止して、第2プログラムを実行してもよい。また、制御部は、パーツの切り出しよりも遅い速度で、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させてもよい。また、上記の所定経路が示す切断線は、パーツの切断線に重なる箇所を有してもよい。また、切り出されたパーツと所定経路が示す切断線で切り出された不良パーツとをピッキングするローダ装置を有してもよい。 Further, the detection unit may detect a cutting defect based on one or both of the kerf width on the workpiece in the image and information regarding reflected light from the surface of the workpiece in the image. Further, the predetermined route may be rectangular in plan view. Further, each of the four sides of the predetermined path of the rectangle may be set so that, in plan view, a part of the cutting line of the defective part overlaps or a part of the cutting line is in the vicinity. . Further, one side of the rectangular predetermined path may be parallel to the outer edge of the workpiece. Further, the predetermined path may be set so as not to overlap the cutting lines of adjacent parts in the workpiece. Furthermore, when the detection section detects a cutting defect, the control section may stop cutting out the defective part and move the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path. In addition, a first program for actual machining to cut out parts and a second program for moving the laser head while irradiating the machining laser along a predetermined path are created in advance, and the control unit is configured to control the processing of the first program. If the detection unit detects a cutting defect during execution, execution of the first program may be stopped and the second program may be executed. Further, the control unit may move the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path at a speed slower than the speed at which the parts are cut out. Further, the cutting line indicated by the above-mentioned predetermined route may have a portion that overlaps with the cutting line of the part. Further, it may include a loader device that picks the cut out parts and the defective parts cut out along the cutting line indicated by the predetermined path.

本発明の態様に係るレーザ加工方法は、板状のワークをレーザ加工してパーツを切り出すレーザ加工機を有するレーザ加工システムにおけるレーザ加工方法であって、レーザヘッドに、ワークに対して加工用レーザを照射させることと、加工用レーザが照射されたワークの切断部分を撮像することと、撮像により取得された画像に基づいて切断不良を検出することと、切断不良となったパーツの切断線を囲むワーク上の所定経路に沿って、加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させることと、を含む。 A laser processing method according to an aspect of the present invention is a laser processing method in a laser processing system having a laser processing machine for cutting out parts by laser processing a plate-shaped workpiece, in which a laser head is connected to a processing laser beam on the workpiece. irradiate the workpiece with the processing laser, take an image of the cut part of the workpiece that has been irradiated with the processing laser, detect a cutting defect based on the image obtained by imaging, and trace the cutting line of the defective part. This includes moving the laser head along a predetermined path on the surrounding work while irradiating the processing laser.

本発明の態様に係るレーザ加工システム及びレーザ加工方法によれば、ワークの切断加工における切断不良に起因する後工程への影響を抑制することができる。 According to the laser processing system and the laser processing method according to aspects of the present invention, it is possible to suppress the influence on post-processes caused by cutting defects during cutting of a workpiece.

検出部が、画像におけるワーク上のカーフ幅と、画像におけるワークの表面からの反射光に関する情報との一方又は双方に基づいて切断不良を検出する構成では、高精度に切断不良を検出することができる。また、所定経路が、平面視において長方形である構成では、切断加工におけるレーザ加工機にかかる負荷を抑制し、迅速に切断加工を行うことができる。また、長方形の所定経路における四辺のそれぞれが、平面視において、切断不良となったパーツの切断線の一部が重なるように、又は切断線の一部が近傍となるように設定される構成では、所定経路の内側の面積を小さくすることにより、より迅速に切断加工を行うことができる。また、長方形である所定経路の一辺が、ワークの外縁と平行である構成では、所定経路を容易に設定することができる。また、所定経路が、ワークにおいて隣り合うパーツの切断線と重ならないように設定される構成では、所定経路に沿ってワークを切断した場合に、隣のパーツが切断されることを回避できる。また、制御部が、検出部が切断不良を検出した場合に、切断不良のパーツの切り出しを停止して、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させる構成では、レーザ加工機にかかる負荷を抑制し、迅速に切断加工を行うことができる。また、パーツを切り出す実加工用の第1プログラムと、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させる第2プログラムとが予め作成されており、制御部が、第1プログラムの実行中に検出部が切断不良を検出した場合に、第1プログラムの実行を中止して、第2プログラムを実行する構成では、ワークの切断加工における切断不良に起因する後工程への影響を抑制することができる。また、制御部が、パーツの切り出しよりも遅い速度で、所定経路に沿って加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させる構成では、所定経路による切断加工をより確実に完了させることができる。また、上記の所定経路が示す切断線が、パーツの切断線に重なる箇所を有する構成では、より多くのパーツを切り出すことを維持できる。また、切り出されたパーツと所定経路が示す切断線で切り出された不良パーツとをピッキングするローダ装置を有する構成では、ワークの切断加工における切断不良に起因する後工程への影響を抑制できる。 In a configuration in which the detection unit detects a cutting defect based on one or both of the kerf width on the workpiece in the image and the information regarding the reflected light from the surface of the workpiece in the image, it is possible to detect the cutting defect with high accuracy. can. Further, in a configuration in which the predetermined path is rectangular in plan view, the load on the laser processing machine during cutting can be suppressed, and cutting can be performed quickly. Furthermore, in a configuration in which each of the four sides of a predetermined path of a rectangle is set so that, in plan view, a part of the cutting line of the defective part overlaps or a part of the cutting line is in the vicinity. By reducing the area inside the predetermined path, cutting can be performed more quickly. Further, in a configuration in which one side of the rectangular predetermined path is parallel to the outer edge of the workpiece, the predetermined path can be easily set. Furthermore, in a configuration in which the predetermined path is set so as not to overlap the cutting line of adjacent parts of the workpiece, it is possible to avoid cutting adjacent parts when the workpiece is cut along the predetermined path. In addition, in a configuration in which the control unit stops cutting out the defective part when the detection unit detects a cutting defect and moves the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path, the laser processing The load on the machine can be suppressed and cutting can be performed quickly. In addition, a first program for actual machining to cut out parts and a second program for moving the laser head while irradiating the machining laser along a predetermined path are created in advance, and the control unit controls the processing of the first program. In a configuration in which when the detection unit detects a cutting defect during execution, execution of the first program is stopped and the second program is executed, the influence on subsequent processes caused by cutting defects during cutting of the workpiece is suppressed. can do. Further, in a configuration in which the control unit moves the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path at a speed slower than the speed at which the parts are cut out, the cutting process along the predetermined path can be more reliably completed. Further, in a configuration in which the cutting line indicated by the above-mentioned predetermined route has a portion where it overlaps with the cutting line of the parts, it is possible to maintain cutting out of a larger number of parts. Further, in a configuration including a loader device that picks the cut out parts and the defective parts cut out along the cutting line indicated by the predetermined path, it is possible to suppress the influence on the subsequent process due to cutting defects in the cutting process of the workpiece.

実施形態に係るレーザ加工機の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a laser processing machine according to an embodiment. 図1に示すレーザ加工機において一部を断面とした一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example in which a part of the laser processing machine shown in FIG. 1 is shown in cross section. レーザ加工機に備える処理装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a processing device provided in a laser processing machine. 加工プログラムの例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a machining program. 実施形態に係るレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a laser processing method according to an embodiment. レーザ加工処理の流れの例を示す図である。It is a figure showing an example of a flow of laser processing processing. 図6に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。7 is a diagram showing an example of the flow of laser processing processing following FIG. 6. FIG. 図7に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。8 is a diagram illustrating an example of the flow of laser processing processing following FIG. 7. FIG. 図8に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。9 is a diagram showing an example of the flow of laser processing processing following FIG. 8. FIG. 図9に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。10 is a diagram showing an example of the flow of laser processing processing following FIG. 9. FIG. 図10に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。11 is a diagram showing an example of the flow of laser processing processing following FIG. 10. FIG. 図11に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。12 is a diagram showing an example of the flow of laser processing processing following FIG. 11. FIG. 図12に続いてレーザ加工処理の流れの例を示す図である。13 is a diagram illustrating an example of the flow of laser processing processing following FIG. 12. FIG.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下に説明する形態に限定されない。また、図面では、実施形態を説明するために、一部分を拡大、縮小、及び強調して記載する等、縮尺を適宜変更して表現する場合がある。各図においては、XYZ直交座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。XYZ直交座標系においては、鉛直方向をZ方向とし、水平方向をX方向、Y方向とする。また、各方向(例、X方向)においては、矢印の向きを+側(例、+X側)と称し、矢印の向きとは反対側を-側(例、-X側)と称する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the form described below. Further, in the drawings, in order to explain the embodiments, the scale may be changed as appropriate, such as enlarging, reducing, or emphasizing a portion. In each figure, directions in the figure may be explained using an XYZ orthogonal coordinate system. In the XYZ orthogonal coordinate system, the vertical direction is the Z direction, and the horizontal directions are the X and Y directions. Further, in each direction (eg, the X direction), the direction of the arrow is referred to as the + side (eg, the +X side), and the side opposite to the direction of the arrow is referred to as the − side (eg, the −X side).

図1は、実施形態に係るレーザ加工機の一例を示す図、図2は、図1に示すレーザ加工機において一部を断面とした一例を示す図である。レーザ加工機100は、レーザ光L1を照射して、加工対象である板状のワークWを切断可能である。レーザ加工機100は、レーザ加工システム1に含まれる。レーザ加工機100は、加工領域に搬入されたワークWに対してレーザ加工(切断加工)を行い、パーツを切り出す。レーザ加工機100に対する未加工のワークWの搬入及び加工済みのパーツの搬出は、レーザ加工システム1に含まれるローダ装置80(図13参照)等により行われてもよいし、加工パレット50により行われてもよい。なお、レーザ加工機100は、例えば、パンチプレス等の他の加工装置が隣接して配置された複合機であってもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a laser processing machine according to an embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing an example in which a part of the laser processing machine shown in FIG. 1 is shown in cross section. The laser processing machine 100 can cut a plate-shaped workpiece W to be processed by irradiating a laser beam L1. Laser processing machine 100 is included in laser processing system 1 . The laser processing machine 100 performs laser processing (cutting processing) on the work W carried into the processing area to cut out parts. Loading of the unprocessed workpiece W into the laser processing machine 100 and removal of processed parts may be performed by a loader device 80 (see FIG. 13) included in the laser processing system 1, or may be performed by the processing pallet 50. It's okay to be hurt. Note that the laser processing machine 100 may be, for example, a multifunction machine in which another processing device such as a punch press is arranged adjacently.

図1及び図2に示すように、レーザ加工機100は、レーザヘッド10と、ヘッド駆動部20と、レンズ駆動部21と、撮像部30と、処理装置40と、加工パレット50とを備える。レーザヘッド10は、例えば、ヘッド本体11と、ノズル12とを有し、ワークWに対して加工用レーザを照射する。具体的には、レーザヘッド10は、ワークWに対して上面Wa側から加工用レーザであるレーザ光L1を照射してワークWを切断加工し、ワークWからパーツPを切り出す。ワークWからパーツPを切り出す際、パーツPから外側に離れた箇所にレーザ光L1を照射して貫通穴(ピアス穴)Hを形成させ、この貫通穴Hからレーザ光L1をパーツPの切断線まで移動させる。次いで、レーザ光L1をパーツPの切断線に沿って移動させることによりワークWからパーツPを切り出す。レーザヘッド10は、レーザ発振器60等のレーザ光源に接続される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing machine 100 includes a laser head 10, a head drive section 20, a lens drive section 21, an imaging section 30, a processing device 40, and a processing pallet 50. The laser head 10 includes, for example, a head main body 11 and a nozzle 12, and irradiates the workpiece W with a processing laser. Specifically, the laser head 10 cuts the workpiece W by irradiating the workpiece W with a laser beam L1, which is a processing laser, from the upper surface Wa side, and cuts out the part P from the workpiece W. When cutting a part P from a workpiece W, a laser beam L1 is irradiated outward from the part P to form a through hole (piercing hole) H, and the laser beam L1 is directed from the through hole H to the cutting line of the part P. move it to. Next, the part P is cut out from the workpiece W by moving the laser beam L1 along the cutting line of the part P. The laser head 10 is connected to a laser light source such as a laser oscillator 60.

レーザ発振器60は、加工用レーザ(レーザ光L1)として、例えば赤外レーザ光を発生させる。なお、レーザ光源としては、例えば、炭酸ガスレーザ光源又は個体レーザ光源等でもよい。レーザヘッド10は、照射光学系61を有する。照射光学系61は、レーザ発振器60で発生したレーザ光L1を収束する。照射光学系61は、例えば、光ファイバ62と、コリメータ63と、ビームスプリッタ64と、集光レンズ65とを有する。光ファイバ62は、一端(光の入射側の端部)がレーザ発振器60に接続され、他端(光の出射側の端部)がレーザヘッド10に接続される。レーザ発振器60からのレーザ光L1は、光ファイバ62を介してレーザヘッド10に導入される。 The laser oscillator 60 generates, for example, an infrared laser beam as a processing laser (laser beam L1). Note that the laser light source may be, for example, a carbon dioxide laser light source or a solid state laser light source. The laser head 10 has an irradiation optical system 61. The irradiation optical system 61 converges the laser beam L1 generated by the laser oscillator 60. The irradiation optical system 61 includes, for example, an optical fiber 62, a collimator 63, a beam splitter 64, and a condenser lens 65. The optical fiber 62 has one end (the end on the light input side) connected to the laser oscillator 60 and the other end (the end on the light output side) connected to the laser head 10 . Laser light L1 from laser oscillator 60 is introduced into laser head 10 via optical fiber 62.

コリメータ63は、レーザ発振器60からのレーザ光L1を平行光に変換する、又は平行光に近づける。コリメータ63は、例えば、光の入射側の焦点が光ファイバ62の光の出射側の端部の位置と一致するように配置される。ビームスプリッタ64は、コリメータ63を通ったレーザ光L1が入射する位置に配置される。ビームスプリッタ64は、レーザ光L1が反射し、かつ後述する照明用レーザL2が透過する特性を有する波長選択ミラー(例、ダイクロイックミラー)である。ビームスプリッタ64は、コリメータ63の光軸63aに対して、約45度の角度で傾斜して配置される。ビームスプリッタ64は、+Z側に向かうにつれて、+X側に向かうように傾いている。 The collimator 63 converts the laser beam L1 from the laser oscillator 60 into parallel light or makes it close to parallel light. The collimator 63 is arranged, for example, so that the focal point on the light input side coincides with the position of the end of the optical fiber 62 on the light output side. The beam splitter 64 is arranged at a position where the laser beam L1 that has passed through the collimator 63 is incident. The beam splitter 64 is a wavelength selection mirror (for example, a dichroic mirror) having a characteristic that the laser beam L1 is reflected and the illumination laser L2 described later is transmitted. The beam splitter 64 is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis 63a of the collimator 63. The beam splitter 64 is tilted toward the +X side as it goes toward the +Z side.

集光レンズ65は、ビームスプリッタ64からのレーザ光L1が入射する位置に配置される。コリメータ63を通ったレーザ光L1は、ビームスプリッタ64で反射して光路がX方向からZ方向(-Z側)へ約90度折れ曲がり、集光レンズ65に入射する。集光レンズ65は、コリメータ63からのレーザ光L1を集光する。集光レンズ65は、集光レンズ65の光軸65aに沿って移動可能である。 The condensing lens 65 is arranged at a position where the laser beam L1 from the beam splitter 64 is incident. The laser beam L1 that has passed through the collimator 63 is reflected by the beam splitter 64, its optical path is bent by about 90 degrees from the X direction to the Z direction (-Z side), and enters the condenser lens 65. The condensing lens 65 condenses the laser beam L1 from the collimator 63. The condensing lens 65 is movable along the optical axis 65a of the condensing lens 65.

ノズル12は、照射光学系61で収束されたレーザ光L1を照射する。レーザヘッド10は、照射光学系61で収束されたレーザ光L1がノズル12から照射されることで、ワークW上に所定径のスポットLSを形成するようにレーザ光L1を照射する。スポットLSの径は、例えば、照射光学系61の光学素子の一部(例えば、集光レンズ65)を移動させることにより調整可能である。スポットLSの径は、照射光学系61の焦点がワークWの表面から離れるほど(デフォーカス量が大きいほど)、大きくなる。レーザ加工機100は、ワークWの表面におけるレーザ光L1のスポットLSの径を変化させることで、レーザ光L1によって形成されるワークW上の切断溝の幅(カーフ幅、切断幅)を変化させる。 The nozzle 12 irradiates the laser beam L1 focused by the irradiation optical system 61. The laser head 10 irradiates the work W with the laser light L1 so as to form a spot LS of a predetermined diameter on the workpiece W by irradiating the laser light L1 converged by the irradiation optical system 61 from the nozzle 12 . The diameter of the spot LS can be adjusted, for example, by moving some of the optical elements (for example, the condensing lens 65) of the irradiation optical system 61. The diameter of the spot LS increases as the focal point of the irradiation optical system 61 moves away from the surface of the workpiece W (as the amount of defocus increases). The laser processing machine 100 changes the width of the cutting groove (kerf width, cutting width) on the workpiece W formed by the laser beam L1 by changing the diameter of the spot LS of the laser beam L1 on the surface of the workpiece W. .

ノズル12は、ヘッド本体11の下方(-Z側)に取り付けられる。ノズル12は、-Z方向(下方向)に向けられており、ヘッド本体11からのレーザ光L1を-Z方向(下方向)に向けて照射する。ノズル12は、ガス供給管等を介して不図示のアシストガス供給部に接続され、レーザ光L1を照射する領域(加工領域)に向けて、アシストガス供給部からのアシストガスをワークWに供給する。アシストガスの供給源としては、例えば、ガスボンベや工場等の供給ライン等が用いられる。アシストガスとしては、例えば、窒素ガス、空気、窒素と酸素とを混合したガス等が用いられる。 The nozzle 12 is attached below the head body 11 (-Z side). The nozzle 12 is oriented in the -Z direction (downward) and irradiates the laser beam L1 from the head body 11 in the -Z direction (downward). The nozzle 12 is connected to an assist gas supply unit (not shown) via a gas supply pipe or the like, and supplies assist gas from the assist gas supply unit to the workpiece W toward an area (processing area) to which the laser beam L1 is irradiated. do. As a supply source of the assist gas, for example, a gas cylinder, a supply line of a factory, etc. are used. As the assist gas, for example, nitrogen gas, air, a mixed gas of nitrogen and oxygen, etc. are used.

ヘッド本体11は、レーザ加工機100内の加工領域に配置されたワークWの上方(+Z側)に配置される。ヘッド本体11は、ヘッド駆動部20の制御により、X方向、Y方向、及びZ方向に移動可能である。ヘッド本体11は、例えば、ヘッド駆動部20の制御により移動することで、ワークWに対して相対的に移動する。なお、ワークWの切断加工においては、ヘッド本体11の移動により実現することに限定されない。ワークWの切断加工においては、例えば、ヘッド本体11に対してワークW(加工パレット50)が移動する構成であってもよいし、ヘッド本体11及びワークWの双方が移動する構成であってもよい。 The head main body 11 is arranged above the workpiece W (on the +Z side) arranged in the processing area within the laser processing machine 100. The head main body 11 is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction under the control of the head drive section 20. The head main body 11 is moved relative to the work W by, for example, being moved under the control of the head drive section 20. Note that the cutting of the workpiece W is not limited to being realized by moving the head main body 11. In cutting the workpiece W, for example, the workpiece W (processing pallet 50) may be moved relative to the head body 11, or both the head body 11 and the workpiece W may be moved. good.

ヘッド駆動部20は、処理装置40の制御によりレーザヘッド10をX方向、Y方向、及びZ方向に移動させる。ヘッド駆動部20は、例えば、X方向に移動可能なガントリと、ガントリに対してY方向に移動可能なスライダと、スライダに対してZ方向に移動可能な昇降部とを有する。ヘッド駆動部20は、ガントリ、スライダ、及び昇降部のそれぞれの駆動源を駆動することにより、レーザヘッド10をX方向、Y方向、及びZ方向の所定位置に移動させる。なお、ヘッド駆動部20は、上記の構成に限定されず、ロボットアーム等の他の構成により実現されてもよい。レンズ駆動部21は、処理装置40の制御によりノズル12から照射される光の焦点を調整する。レンズ駆動部21は、集光レンズ65の光軸65aに沿って、集光レンズ65を移動させることで、照射光学系61のワークW側の焦点を調整可能である。すなわち、ワークWの表面におけるレーザ光L1のスポットLSの径は、レンズ駆動部21の制御による集光レンズ65の移動により変化する。 The head drive section 20 moves the laser head 10 in the X direction, Y direction, and Z direction under the control of the processing device 40. The head driving section 20 includes, for example, a gantry that is movable in the X direction, a slider that is movable in the Y direction with respect to the gantry, and an elevating section that is movable in the Z direction with respect to the slider. The head driving section 20 moves the laser head 10 to predetermined positions in the X direction, Y direction, and Z direction by driving respective drive sources of the gantry, slider, and elevating section. Note that the head drive unit 20 is not limited to the above configuration, and may be realized by other configurations such as a robot arm. The lens drive unit 21 adjusts the focus of the light emitted from the nozzle 12 under the control of the processing device 40 . The lens drive unit 21 can adjust the focal point of the irradiation optical system 61 on the workpiece W side by moving the condenser lens 65 along the optical axis 65a of the condenser lens 65. That is, the diameter of the spot LS of the laser beam L1 on the surface of the workpiece W changes as the condensing lens 65 is moved under the control of the lens driving section 21.

レーザ加工機100は、照明用レーザL2でワークWを照明しながらワークWを撮像する。レーザアレイ70は、照明用レーザL2としてアレイ状に配置(配列)された複数のレーザ素子等を備え、複数のレーザ素子の出力により、加工用レーザ(レーザ光L1)とは異なる波長の光を発する。複数のレーザ素子は、例えば、それぞれ垂直共振器面発光型レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)である。また、レーザアレイ70は、照明光学系71の一部(例えば、コリメータ72等)とともに、照明ユニット73として構成される(照明ユニット73の筐体内に格納される)。照明ユニット73は、レーザヘッド10に着脱自在に接続されてもよい。 The laser processing machine 100 images the work W while illuminating the work W with the illumination laser L2. The laser array 70 includes a plurality of laser elements arranged in an array as an illumination laser L2, and uses the outputs of the plurality of laser elements to emit light of a different wavelength from that of the processing laser (laser light L1). emanate. Each of the plurality of laser elements is, for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). Further, the laser array 70 is configured as an illumination unit 73 (stored in a housing of the illumination unit 73) together with a part of the illumination optical system 71 (for example, the collimator 72, etc.). The illumination unit 73 may be detachably connected to the laser head 10.

照明光学系71は、レーザアレイ70で発生した照明用レーザL2でワークWを照明する。照明光学系71は、例えば、コリメータ72と、ハーフミラー74と、ビームスプリッタ64と、集光レンズ65とを備える。照明光学系71は、ビームスプリッタ64及び集光レンズ65が照射光学系61と共用であり、集光レンズ65を介して落射照明する。照明光学系71の光の出射側の光軸72aと、照射光学系61の光の出射側の光軸63aとが同軸であり、照明用レーザL2は、レーザ光L1と同じ光路を通ってワークWに照射される。また、照明光学系71は、照明側の焦点と、照明側の焦点から発した光が照明光学系71を介して集光するワークW側の焦点とを有し、これらの焦点は光学的に共役な位置関係にある。よって、例えば、ワークW側の焦点をワークWの表面に定めて、対応する照明側の焦点の位置に光源を配置することにより、照明光学系71を介してワークWの表面に集光できる。 The illumination optical system 71 illuminates the work W with the illumination laser L2 generated by the laser array 70. The illumination optical system 71 includes, for example, a collimator 72, a half mirror 74, a beam splitter 64, and a condenser lens 65. The illumination optical system 71 shares a beam splitter 64 and a condensing lens 65 with the irradiation optical system 61, and performs epi-illumination via the condensing lens 65. The optical axis 72a on the light output side of the illumination optical system 71 and the optical axis 63a on the light output side of the irradiation optical system 61 are coaxial, and the illumination laser L2 passes through the same optical path as the laser beam L1 to illuminate the workpiece. W is irradiated. Further, the illumination optical system 71 has a focal point on the illumination side and a focal point on the workpiece W side where light emitted from the focal point on the illumination side is focused via the illumination optical system 71, and these focal points are optically They are in a conjugate positional relationship. Therefore, for example, by setting the focus on the workpiece W side on the surface of the workpiece W and arranging the light source at the position of the corresponding focus on the illumination side, light can be focused on the surface of the workpiece W via the illumination optical system 71.

コリメータ72は、レーザアレイ70から照明用レーザL2が入射する位置に配置される。コリメータ72は、レーザアレイ70からの照明用レーザL2を平行光に変換する、又は平行光に近づける。コリメータ72は、照明光学系71のワークW側の焦点をワークWの対象位置に合わせる場合、例えば、照明側の焦点がレーザアレイ70の位置と一致するように配置される。 The collimator 72 is arranged at a position where the illumination laser L2 from the laser array 70 is incident. The collimator 72 converts the illumination laser L2 from the laser array 70 into parallel light or makes it close to parallel light. When adjusting the focus of the illumination optical system 71 on the workpiece W side to the target position of the workpiece W, the collimator 72 is arranged such that the focus on the illumination side coincides with the position of the laser array 70, for example.

ハーフミラー74は、コリメータ72を通った照明用レーザL2が入射する位置に配置される。ハーフミラー74は、照明用レーザL2の一部が反射し、一部が透過する特性を有する反射透過部材である。ハーフミラー74は、例えば、照明用レーザL2のうち透過光の比率が約50パーセントとなり、反射光の比率が約50パーセントとなるように設定される。ハーフミラー74は、コリメータ72の光軸72aに対して、約45度の角度で傾斜して配置される。ハーフミラー74は、+Z側に向かうにつれて、-X側に向かうように傾いている。 The half mirror 74 is arranged at a position where the illumination laser L2 that has passed through the collimator 72 is incident. The half mirror 74 is a reflective/transmissive member having a characteristic of partially reflecting the illumination laser L2 and partially transmitting the illumination laser L2. The half mirror 74 is set, for example, so that the ratio of transmitted light of the illumination laser L2 is about 50%, and the ratio of reflected light is about 50%. The half mirror 74 is arranged to be inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis 72a of the collimator 72. The half mirror 74 is tilted toward the −X side as it goes toward the +Z side.

コリメータ72を通った照明用レーザL2の一部は、ハーフミラー74で反射して光路がX方向からZ方向(-Z側)へ約90度折れ曲がり、ビームスプリッタ64に入射する。上述したように、ハーフミラー74は、集光レンズ65の光軸65aに対して一方向(例、+Z側に向かうにつれて-X側に向かう方向)に傾いている。ビームスプリッタ64は、集光レンズ65の光軸65aに対してハーフミラー74が傾斜する方向と反対の方向(例、+Z側に向かうにつれて+X側に向かう方向)に傾いている。ビームスプリッタ64及びハーフミラー74を透過する光は、ビームスプリッタ64での屈折により光路がシフトし、ハーフミラー74での屈折により光路がシフトする。 A part of the illumination laser L2 that has passed through the collimator 72 is reflected by the half mirror 74, the optical path is bent by about 90 degrees from the X direction to the Z direction (-Z side), and enters the beam splitter 64. As described above, the half mirror 74 is tilted in one direction (eg, in the direction toward the -X side as it goes toward the +Z side) with respect to the optical axis 65a of the condenser lens 65. The beam splitter 64 is tilted in a direction opposite to the direction in which the half mirror 74 is tilted with respect to the optical axis 65a of the condenser lens 65 (for example, in a direction toward the +X side as it goes toward the +Z side). The optical path of the light transmitted through the beam splitter 64 and the half mirror 74 is shifted due to refraction at the beam splitter 64, and the optical path is shifted due to refraction at the half mirror 74.

集光レンズ65は、ビームスプリッタ64から照明用レーザL2が入射する位置に配置される。また、集光レンズ65は、ビームスプリッタ64からのレーザ光L1を集光する。ワークW上において照明用レーザL2が照射される照明領域は、ワークW上においてレーザ光L1が照射される照射領域(加工領域)を含むように設定される。また、レーザアレイ70及び照明光学系71は、レーザアレイ70のサイズ及び照明光学系71の光学倍率に基づいて定まるレーザアレイ70による投影領域がノズル12の出射口の全域を内包するように構成される。 The condensing lens 65 is arranged at a position where the illumination laser L2 enters from the beam splitter 64. Further, the condensing lens 65 condenses the laser beam L1 from the beam splitter 64. The illumination area on the workpiece W that is irradiated with the illumination laser L2 is set to include the irradiation area (processing area) on the workpiece W that is irradiated with the laser beam L1. Further, the laser array 70 and the illumination optical system 71 are configured such that the projection area of the laser array 70, which is determined based on the size of the laser array 70 and the optical magnification of the illumination optical system 71, includes the entire area of the emission aperture of the nozzle 12. Ru.

撮像部30は、加工用レーザ(レーザ光L1)が照射されたワークWの切断部分を撮像する。撮像部30は、例えば、撮像光学系31と撮像素子32とを備え、ワークWからの光(戻り光)を、撮像光学系31を介して撮像素子32によって検出する。撮像素子32は、例えば、CCD又はCMOSのイメージセンサが用いられ、撮像光学系31が形成した像を撮像する。撮像素子32には、二次元的に配列された複数の画素が設けられる。また、各画素には、フォトダイオード等の受光素子が設けられる。撮像素子32は、受光素子に光(戻り光)が入射することにより各画素に発生する電荷(信号)を順に読み出し、読み出した信号を増幅、A/D変換して画像形式に配列することで、撮像画像のデジタルデータを生成する。 The imaging unit 30 images the cut portion of the workpiece W irradiated with the processing laser (laser light L1). The imaging unit 30 includes, for example, an imaging optical system 31 and an imaging element 32, and the imaging element 32 detects light (return light) from the workpiece W via the imaging optical system 31. The image sensor 32 is, for example, a CCD or CMOS image sensor, and captures the image formed by the imaging optical system 31. The image sensor 32 is provided with a plurality of pixels arranged two-dimensionally. Furthermore, each pixel is provided with a light receiving element such as a photodiode. The image sensor 32 sequentially reads charges (signals) generated in each pixel when light (return light) enters the light receiving element, amplifies the read signals, A/D converts them, and arranges them in an image format. , generate digital data of the captured image.

撮像光学系31は、集光レンズ65と、ビームスプリッタ64と、ハーフミラー74と、波長選択フィルタ33と、結像レンズ34とを有する。撮像光学系31は、集光レンズ65、ビームスプリッタ64、及びハーフミラー74が照明光学系71と共用である。撮像部30は、照明光学系71と同軸でワークWを撮像可能である。 The imaging optical system 31 includes a condensing lens 65, a beam splitter 64, a half mirror 74, a wavelength selection filter 33, and an imaging lens 34. The imaging optical system 31 and the illumination optical system 71 share a condensing lens 65, a beam splitter 64, and a half mirror 74. The imaging unit 30 is capable of imaging the workpiece W coaxially with the illumination optical system 71.

撮像素子32は、例えば、アライメント装置35に保持され、アライメント装置35によって撮像光学系31に対する位置を調整可能である。例えば、結像レンズ34の光軸34aと平行な方向(X方向)において撮像光学系31の焦点(像面の位置)が撮像素子32からずれた場合、アライメント装置35は、撮像素子32を移動させ、撮像素子32の位置を撮像光学系31の焦点に合わせることができる。 The image sensor 32 is held by, for example, an alignment device 35, and its position with respect to the imaging optical system 31 can be adjusted by the alignment device 35. For example, if the focal point (image plane position) of the imaging optical system 31 deviates from the image sensor 32 in a direction parallel to the optical axis 34a of the imaging lens 34 (X direction), the alignment device 35 moves the image sensor 32. By doing so, the position of the image sensor 32 can be aligned with the focus of the imaging optical system 31.

ワークWからの戻り光は、集光レンズ65を通ってビームスプリッタ64に入射する。戻り光は、例えば、照明用レーザL2のうちワークWで反射散乱した光、及びレーザ光L1のうちワークWで反射した光を含む。ビームスプリッタ64に入射した戻り光のうち照明用レーザL2に由来する光は、ビームスプリッタ64を通って、ハーフミラー74に入射する。また、ビームスプリッタ64に入射した戻り光のうちレーザ光L1に由来する光は、ビームスプリッタ64で反射し、ビームスプリッタ64からハーフミラー74に向かう光路から除かれる。 The return light from the workpiece W passes through the condenser lens 65 and enters the beam splitter 64 . The returned light includes, for example, the light of the illumination laser L2 that is reflected and scattered by the workpiece W, and the light of the laser beam L1 that is reflected by the workpiece W. Of the returned light that has entered the beam splitter 64, the light that originates from the illumination laser L2 passes through the beam splitter 64 and enters the half mirror 74. Furthermore, among the returned light that has entered the beam splitter 64, the light that originates from the laser beam L1 is reflected by the beam splitter 64 and removed from the optical path from the beam splitter 64 toward the half mirror 74.

レーザ光L1の照射によってワークWが溶融した溶融金属がワークWの表面等に存在する場合、戻り光は、溶融金属から放射される赤色から近赤外の波長帯の光を含む。また、レーザ光L1の照射によるワークWの溶融・蒸発に伴いプラズマが発生した場合、戻り光は、青色から紫外の波長帯の光を含む。溶融金属又はプラズマに起因する光のうち、レーザ光L1と異なる波長の光は、ビームスプリッタ64を通って、ハーフミラー74に入射する。 When molten metal, which is obtained by melting the workpiece W by irradiation with the laser beam L1, is present on the surface of the workpiece W, the returned light includes light emitted from the molten metal in a wavelength range from red to near-infrared. Further, when plasma is generated due to melting and evaporation of the workpiece W by irradiation with the laser beam L1, the returned light includes light in a wavelength range from blue to ultraviolet. Among the light caused by molten metal or plasma, light having a wavelength different from that of the laser light L1 passes through the beam splitter 64 and enters the half mirror 74.

ハーフミラー74に入射した戻り光は、ハーフミラー74を通って波長選択フィルタ33に入射する光と、ハーフミラー74で反射する光とに分かれる。波長選択フィルタ33は、照明用レーザL2の照明によりワークWで反射される波長帯の光を反射する特性を有する。また、波長選択フィルタ33は、レーザ光L1の照射によりワークWから放射される波長帯の光を透過する特性を有する。波長選択フィルタ33は、例えば、ダイクロイックミラー又はノッチフィルターである。すなわち、戻り光のうち照明用レーザL2に由来する光は、波長選択フィルタ33で反射し、結像レンズ34に入射する。これにより、戻り光に含まれる外乱光を遮断できるので、画像のS/N比が向上する。結像レンズ34は、波長選択フィルタ33で反射した光を撮像素子32に集光する。結像レンズ34及び集光レンズ65は、ワークW(ワークWの切断部分)の像を撮像素子32に投影する。撮像部30では、主に照明用レーザL2の照明によりワークWで反射される波長帯の光(戻り光)に応じた撮像画像のデジタルデータを生成する。 The returned light that has entered the half mirror 74 is divided into light that passes through the half mirror 74 and enters the wavelength selection filter 33, and light that is reflected by the half mirror 74. The wavelength selection filter 33 has a characteristic of reflecting light in a wavelength band that is reflected by the workpiece W by illumination by the illumination laser L2. Further, the wavelength selection filter 33 has a characteristic of transmitting light in a wavelength band emitted from the workpiece W by irradiation with the laser beam L1. The wavelength selection filter 33 is, for example, a dichroic mirror or a notch filter. That is, among the returned light, the light originating from the illumination laser L2 is reflected by the wavelength selection filter 33 and enters the imaging lens 34. As a result, disturbance light included in the returned light can be blocked, thereby improving the S/N ratio of the image. The imaging lens 34 focuses the light reflected by the wavelength selection filter 33 onto the image sensor 32 . The imaging lens 34 and the condensing lens 65 project an image of the workpiece W (the cut portion of the workpiece W) onto the imaging element 32 . The imaging unit 30 mainly generates digital data of a captured image according to light (return light) in a wavelength band reflected by the workpiece W by illumination by the illumination laser L2.

処理装置40は、レーザ加工機100を統括制御し、レーザヘッド10、ヘッド駆動部20、レンズ駆動部21、及び撮像部30等の動作を制御する。処理装置40は、例えば、検出部41と制御部42とを有する。検出部41は、撮像部30の撮像により取得された撮像画像に基づいて切断不良を検出する。制御部42は、切断不良となったパーツの切断線を囲む(包含する)ワークW上の所定経路に沿って、加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる。なお、処理装置40における処理の詳細は後述する。 The processing device 40 centrally controls the laser processing machine 100 and controls the operations of the laser head 10, head drive section 20, lens drive section 21, imaging section 30, and the like. The processing device 40 includes, for example, a detection section 41 and a control section 42. The detection unit 41 detects cutting defects based on the captured image obtained by the imaging unit 30 . The control unit 42 moves the laser head 10 along a predetermined path on the workpiece W that surrounds (includes) the cutting line of the defective part while irradiating the processing laser (laser light L1). Note that details of the processing in the processing device 40 will be described later.

加工パレット50は、ワークWを載置してワークWをレーザ加工機100内の加工領域に配置する。加工パレット50は、例えば、不図示の駆動装置により、ワークWを載置した状態でX方向等に移動可能であってもよい。加工パレット50は、ベースプレート51と支持プレート52とを有する。支持プレート52は、ベースプレート51の上面(+Z側の面)に複数並んだ状態で設けられ、ワークWの下面(-Z側の面)Wbを支持する。各支持プレート52は、鋸歯状に形成された複数の上端部52aを有し、各上端部52aの高さが同一となるように形成されている。 The processing pallet 50 places the work W on it and arranges the work W in the processing area within the laser processing machine 100. The processing pallet 50 may be movable in the X direction or the like with the workpiece W placed thereon, for example, by a drive device (not shown). The processing pallet 50 has a base plate 51 and a support plate 52. A plurality of support plates 52 are arranged in a row on the upper surface (+Z side surface) of the base plate 51, and support the lower surface (−Z side surface) Wb of the workpiece W. Each support plate 52 has a plurality of upper end portions 52a formed in a sawtooth shape, and the upper end portions 52a are formed to have the same height.

複数の上端部52aには、ワークWが載置される。上端部52aとワークWとの間の接触面積は、上端部52aが鋸歯状に形成されているため小さくなる。なお、上端部52aは、鋸歯状とすることに限定されず、例えば、剣山状や波形状としてもよい。また、加工パレット50は、例えば、複数のピンがベースプレート51上に配置されたパレットでもよい。なお、加工パレット50を用いるか否かは任意である。例えば、加工パレット50に代えて、レーザ加工機100内の加工領域に剣山状等のワーク載置部が設けられてもよい。また、レーザ加工機100がタレットパンチプレスを隣接させた複合機である場合、複合機は、固定のレーザヘッド(図1に示すレーザヘッド10と同様に、ワークWを切断するレーザ光L1を出射する)と、成形加工等のための固定のパンチヘッドとを備える。 Workpieces W are placed on the plurality of upper end portions 52a. The contact area between the upper end portion 52a and the workpiece W is small because the upper end portion 52a is formed in a sawtooth shape. Note that the upper end portion 52a is not limited to a sawtooth shape, and may be, for example, a serpentine shape or a wavy shape. Further, the processing pallet 50 may be, for example, a pallet in which a plurality of pins are arranged on the base plate 51. Note that it is optional whether or not to use the processing pallet 50. For example, instead of the processing pallet 50, a workpiece mounting portion such as a crest shape may be provided in the processing area within the laser processing machine 100. In addition, when the laser processing machine 100 is a multifunction machine with a turret punch press adjacent to it, the multifunction machine has a fixed laser head (similar to the laser head 10 shown in FIG. ) and a fixed punch head for forming, etc.

図3は、実施形態に係る処理装置の構成例を示すブロック図である。処理装置40は、検出部41と、制御部42と、取得部43と、記憶部44と、通信部45とを有する。検出部41は、上述したように、撮像部30の撮像により取得された撮像画像に基づいて切断不良を検出する。具体的には、検出部41は、撮像部30から撮像画像を取得し、取得した撮像画像におけるワークW上のカーフ幅と、撮像画像におけるワークWの表面からの反射光(戻り光)に関する情報との一方又は双方に基づいて、切り出している最中のパーツの切断不良を検出する。上述したように、撮像部30から取得される撮像画像には、レーザ光L1が照射されたワークWの切断部分が含まれる。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a processing device according to an embodiment. The processing device 40 includes a detection section 41 , a control section 42 , an acquisition section 43 , a storage section 44 , and a communication section 45 . As described above, the detection unit 41 detects cutting defects based on the captured image obtained by the imaging unit 30. Specifically, the detection unit 41 acquires a captured image from the imaging unit 30, and obtains information regarding the kerf width on the workpiece W in the acquired captured image and the reflected light (return light) from the surface of the workpiece W in the captured image. A cutting defect in the part being cut out is detected based on one or both of the following. As described above, the captured image acquired from the imaging unit 30 includes the cut portion of the workpiece W irradiated with the laser beam L1.

例えば、検出部41は、撮像画像を用いて、レーザ光L1によるワークWの切断加工におけるカーフ幅を測定する。撮像画像を用いたカーフ幅の測定において、検出部41は、レーザ加工による切断溝のエッジに相当するエッジの位置を検出した後、撮像画像上のエッジ間の距離(例、ピクセル単位)を実スケールの距離(例、mm単位)に変換する。そして、検出部41は、測定したカーフ幅について、該当するパーツの切り出しに対応するカーフ幅の正常値と比較する。このとき、検出部41は、測定したカーフ幅が正常値を含む所定閾値の範囲から外れている場合に、切り出している最中のパーツに切断不良が発生していることを検出する。 For example, the detection unit 41 uses the captured image to measure the kerf width in the cutting process of the workpiece W by the laser beam L1. In measuring the kerf width using the captured image, the detection unit 41 detects the position of the edge corresponding to the edge of the cut groove by laser processing, and then measures the distance (e.g., in pixel units) between the edges on the captured image. Convert to scale distance (e.g., in mm). Then, the detection unit 41 compares the measured kerf width with a normal value of the kerf width corresponding to the cutout of the corresponding part. At this time, the detection unit 41 detects that a cutting defect has occurred in the part being cut out if the measured kerf width is outside a predetermined threshold range that includes a normal value.

例えば、検出部41は、撮像画像を用いて、ワークWの表面からの戻り光に関する情報である強度情報(例、輝度値、画素値、画素強度、階調値等)を算出する。そして、検出部41は、戻り光の強度情報を算出した後、該当するパーツの切り出しに対応する強度情報の正常値を比較する。このとき、検出部41は、算出した戻り光の強度情報が正常値を含む所定閾値の範囲から外れている場合に、切り出している最中のパーツに切断不良が発生していることを検出する。すなわち、戻り光の強度情報が正常値を含む所定閾値の範囲から外れることは、レーザ光L1の照射によってワークWの表面に異常な量の溶融金属が付着していること、又はワークWの切断加工がなされていないこと等を含む。上述したように、検出部41は、カーフ幅に応じた切断不良の検出と、戻り光の強度情報に応じた切断不良の検出との一方又は双方に基づいて、切り出している最中のパーツの切断不良を検出すればよい。 For example, the detection unit 41 uses the captured image to calculate intensity information (eg, brightness value, pixel value, pixel intensity, gradation value, etc.) that is information regarding the return light from the surface of the workpiece W. Then, after calculating the intensity information of the returned light, the detection unit 41 compares the normal value of the intensity information corresponding to the cutout of the corresponding part. At this time, the detection unit 41 detects that a cutting defect has occurred in the part that is being cut out if the calculated intensity information of the returned light is outside a predetermined threshold range that includes a normal value. . That is, the fact that the intensity information of the returned light deviates from the predetermined threshold range including the normal value indicates that an abnormal amount of molten metal has adhered to the surface of the workpiece W due to the irradiation with the laser beam L1, or that the workpiece W has been cut. This includes the fact that it has not been processed. As described above, the detection unit 41 detects the part being cut out based on one or both of the detection of cutting defects according to the kerf width and the detection of cutting defects according to the intensity information of the returned light. It is sufficient to detect cutting defects.

制御部42は、レーザ加工機100を統括制御し、レーザヘッド10、ヘッド駆動部20、レンズ駆動部21、及び撮像部30等の動作を制御する。また、制御部42は、上述したように、切断不良となったパーツの切断線を囲むワークW上の所定経路に沿って、加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる。例えば、レーザ加工機100は、ワークWからパーツを切り出す際に、切断線に沿ってレーザ光L1を照射させつつレーザヘッド10を移動させる。本実施形態において、切断線は、ワークWからパーツを切り出す切断線と、所定経路が示す切断線とを含む。所定経路が示す切断線で切断加工することは、後工程で使用できないパーツが搬送されること(後工程において流れを止めてしまうこと)を防止するために実施される。また、所定経路が示す切断線で切断加工する場合は、少なくとも、切り出されたパーツ(不良パーツ)がローダ装置80(図13参照)でピッキングされ、所定の場所(例、製品パレット90)まで搬送可能であることとする。 The control unit 42 centrally controls the laser processing machine 100 and controls the operations of the laser head 10, head drive unit 20, lens drive unit 21, imaging unit 30, and the like. Further, as described above, the control unit 42 moves the laser head 10 while irradiating the processing laser (laser light L1) along a predetermined path on the workpiece W surrounding the cutting line of the part that has failed to be cut. let For example, when cutting out parts from the workpiece W, the laser processing machine 100 moves the laser head 10 while irradiating the laser beam L1 along the cutting line. In this embodiment, the cutting line includes a cutting line for cutting out parts from the workpiece W and a cutting line indicated by a predetermined path. Cutting along the cutting line indicated by the predetermined path is performed in order to prevent parts that cannot be used in the subsequent process from being transported (stopping the flow in the subsequent process). In addition, when cutting along a cutting line indicated by a predetermined path, at least the cut parts (defective parts) are picked by the loader device 80 (see FIG. 13) and transported to a predetermined location (e.g., product pallet 90). It is assumed that it is possible.

所定経路が示す切断線の形状は、例えば、平面視において長方形(正方形を含む)である。所定経路が示す切断線の形状を長方形とすることで、複雑な経路で切断加工するよりも、切断加工におけるレーザ加工機100にかかる負荷を抑制し、迅速に切断加工を行うことができる。また、例えば、長方形の所定経路における四辺のそれぞれは、例えば、平面視において、切断不良となったパーツの切断線の一部が重なるように、又は切断線の一部が近傍となるように設定される。その結果、長方形である所定経路の内側の面積を小さく(最小に)することができる。所定経路の内側の面積を小さくすることで、パーツ(不良パーツ)を迅速に切り出すことができる。また、長方形である所定経路の一辺は、例えば、矩形状であるワークWの外縁と平行であってもよい。所定経路の一辺をワークWの外縁と平行にすることで、所定経路を容易に設定することができる。また、ワークWから複数のパーツを切り出す場合は、より多くのパーツを切り出すことが好ましい。すなわち、各パーツの間隔は、より狭く設定される可能性がある。よって、所定経路が示す切断線は、ワークWからパーツを切り出す切断線に重なる箇所を有してもよい。所定経路が示す切断線とワークWからパーツを切り出す切断線とが重なる箇所を有することで、より多くのパーツを切り出すことを維持することができる。また、例えば、所定経路は、ワークWにおいて隣り合うパーツの切断線と重ならないように設定される。この設定により、所定経路に沿ってワークを切断した場合に、隣のパーツが切断されることを回避でき、隣のパーツを適正なパーツとして用いることができる。 The shape of the cutting line indicated by the predetermined route is, for example, a rectangle (including a square) in plan view. By making the shape of the cutting line indicated by the predetermined path into a rectangle, the load applied to the laser processing machine 100 during cutting can be suppressed and the cutting can be performed more quickly than when cutting along a complicated path. Also, for example, each of the four sides of the predetermined path of the rectangle is set so that, in plan view, a part of the cutting line of the defective part overlaps or a part of the cutting line is nearby. be done. As a result, the area inside the rectangular predetermined path can be reduced (minimized). By reducing the area inside the predetermined path, parts (defective parts) can be quickly cut out. Furthermore, one side of the rectangular predetermined path may be parallel to the outer edge of the rectangular workpiece W, for example. By making one side of the predetermined path parallel to the outer edge of the workpiece W, the predetermined path can be easily set. Moreover, when cutting out a plurality of parts from the workpiece W, it is preferable to cut out more parts. That is, the intervals between each part may be set narrower. Therefore, the cutting line indicated by the predetermined path may overlap the cutting line for cutting out parts from the workpiece W. By having a portion where the cutting line indicated by the predetermined path and the cutting line for cutting out parts from the workpiece W overlap, it is possible to maintain cutting out of more parts. Further, for example, the predetermined path is set so as not to overlap the cutting lines of adjacent parts in the workpiece W. With this setting, when a workpiece is cut along a predetermined path, it is possible to avoid cutting an adjacent part, and it is possible to use an adjacent part as a proper part.

例えば、制御部42は、切り出している最中のパーツにおいて検出部41が切断不良を検出した場合に、切断不良のパーツの切り出しを停止して、上記の所定経路に沿って加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる制御を行う。すなわち、制御部42は、検出部41が切断不良を検出した時点で、切断不良のパーツの切り出しを停止して、所定経路に沿った切断加工を行うように制御する。本実施形態では、パーツの切り出しが切断不良であれば、パーツの切断線を囲む所定経路により切断加工を行うことで、後工程への影響を抑制した搬送を行えるようにしている。例えば、切断不良のままパーツの切り出しを完了しても、ローダ装置80等によるピッキングが適切に行われない可能性があり好ましくない。制御部42は、上記のように、切断不良が検出された時点でパーツの切り出しを停止して、所定経路による切断加工に移行させることで、後工程(パーツの搬送)への影響を抑制している。 For example, when the detection unit 41 detects a cutting defect in a part that is being cut out, the control unit 42 stops cutting out the defective part and uses a processing laser (laser) along the above-mentioned predetermined path. Control is performed to move the laser head 10 while irradiating the light L1). That is, when the detection unit 41 detects a cutting defect, the control unit 42 controls the part to stop cutting out the defective part and perform cutting along a predetermined path. In this embodiment, if a part is cut out poorly, the part is cut along a predetermined path surrounding the cutting line of the part, so that the part can be transported while suppressing the influence on subsequent processes. For example, even if the cutting of parts is completed with poor cutting, picking by the loader device 80 or the like may not be performed appropriately, which is not preferable. As described above, the control unit 42 stops cutting out the parts when a cutting defect is detected and shifts to cutting along a predetermined path, thereby suppressing the influence on the subsequent process (transportation of the parts). ing.

所定経路に沿ったレーザヘッド10の移動に関して、制御部42は、切断不良が検出されたパーツの切り出しよりも遅い速度で、上記の所定経路に沿って加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる制御を行うことが好ましい。一態様として、ワークWの切断不良は、ワークWの材質や厚さに対する切り出しの速度が要因である。すなわち、ワークWの切断不良は、パーツを切り出す速度が速い(適切でない)と、ワークWに対するレーザ光L1の照射量が不足してしまうことによる。よって、制御部42は、所定経路による切断加工を行うように制御する場合、切断不良が検出されたときよりも遅い速度で実施させるので、所定経路による切断加工をより確実に完了させることができる。 Regarding the movement of the laser head 10 along the predetermined path, the control unit 42 causes the processing laser (laser light L1) to irradiate the processing laser (laser light L1) along the predetermined path at a speed slower than the cutting speed of the part in which the cutting defect has been detected. It is preferable to perform control to move the laser head 10 at the same time. As one aspect, the cutting failure of the workpiece W is caused by the cutting speed relative to the material and thickness of the workpiece W. That is, the defective cutting of the workpiece W is caused by the fact that the amount of irradiation of the laser beam L1 to the workpiece W becomes insufficient if the speed of cutting out the parts is fast (inappropriate). Therefore, when the control unit 42 controls the cutting process to be performed along the predetermined path, the control unit 42 performs the cutting process at a slower speed than when the cutting defect is detected, so that the cutting process using the predetermined path can be more reliably completed. .

上述してきた切断加工の制御は、加工プログラムの実行により実現する。すなわち、本実施形態では、パーツを切り出す実加工用の第1プログラムと、所定経路に沿って加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる第2プログラムとが、予め作成されている。第1プログラム及び第2プログラムは、例えば、CAM又はCAD/CAMが実装された装置により予め作成される。 The control of the cutting process described above is realized by executing a process program. That is, in this embodiment, a first program for actual processing to cut out parts and a second program for moving the laser head 10 while irradiating the processing laser (laser light L1) along a predetermined path are created in advance. has been done. The first program and the second program are created in advance by, for example, a device equipped with CAM or CAD/CAM.

図4は、実施形態に係る加工プログラムの例を説明する図である。CAM等によって作成される加工プログラムは、ワークWから切り出すパーツのそれぞれに対して、第1プログラム及び第2プログラムが準備される。また、加工プログラムは、ワークWから切り出すパーツが同一形状である場合、ワークWから切り出すパーツの数だけループ処理する第1プログラム及び第2プログラムとして準備されてもよい。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a machining program according to the embodiment. As machining programs created by CAM or the like, a first program and a second program are prepared for each part cut out from the workpiece W. Moreover, when the parts cut out from the workpiece W have the same shape, the machining program may be prepared as a first program and a second program that perform loop processing as many times as the parts cut out from the workpiece W.

例えば、制御部42は、第1プログラムの実行中に検出部41が切断不良を検出した場合に、第1プログラムの実行を中止して、第2プログラムを実行する。ワークWから切り出すパーツのそれぞれに対して第1プログラム及び第2プログラムが準備されている場合、制御部42は、パーツに対応する第1プログラムを順次実行し、切断不良である場合にパーツに対応する第2プログラムを実行する。また、ワークWから切り出すパーツが同一形状である場合、制御部42は、第1プログラムを繰り返し実行し、切断不良である場合に第2プログラムを実行したうえで、再度、第1プログラムを繰り返し実行する。制御部42は、第1プログラムの実行中に検出部41が切断不良を検出した場合に、第1プログラムの実行を中止して第2プログラムを実行するので、切断不良に起因する後工程への影響を抑制することができる。 For example, when the detection unit 41 detects a cutting failure while executing the first program, the control unit 42 stops execution of the first program and executes the second program. If a first program and a second program are prepared for each part to be cut out from the workpiece W, the control unit 42 sequentially executes the first program corresponding to the part, and if the part is defective in cutting, the control unit 42 executes the first program corresponding to the part. Execute the second program to do the following. Further, when the parts to be cut out from the workpiece W have the same shape, the control unit 42 repeatedly executes the first program, executes the second program when the cutting is defective, and then repeatedly executes the first program again. do. When the detection unit 41 detects a cutting defect during execution of the first program, the control unit 42 stops the execution of the first program and executes the second program, so that the control unit 42 stops the execution of the first program and executes the second program. The impact can be suppressed.

取得部43は、加工プログラムを取得し、取得した加工プログラムを記憶部44に格納する。具体的には、取得部43は、ワークWからパーツを切り出す処理が実行される前の任意のタイミングで、CAM等が実装された装置から、通信部45を介して、加工プログラムを取得する。また、加工プログラムの取得に関して、取得部43は、ワークWからパーツを切り出す処理が実行される前の任意のタイミングで、加工プログラムが記憶された外部の記憶装置から、通信部45を介して、加工プログラムを取得してもよい。制御部42は、第1プログラム及び第2プログラムを記憶部44から取得して実行する。なお、通信部45による通信(ネットワーク)は、有線及び無線のいずれでもよい。 The acquisition unit 43 acquires a machining program and stores the acquired machining program in the storage unit 44 . Specifically, the acquisition unit 43 acquires a machining program from a device equipped with a CAM or the like via the communication unit 45 at an arbitrary timing before the process of cutting out parts from the workpiece W is executed. Regarding acquisition of the machining program, the acquisition unit 43 acquires the machining program from an external storage device storing the machining program via the communication unit 45 at an arbitrary timing before the process of cutting out parts from the workpiece W is executed. A machining program may also be obtained. The control unit 42 acquires the first program and the second program from the storage unit 44 and executes them. Note that the communication (network) by the communication unit 45 may be either wired or wireless.

図5は、実施形態に係るレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。以下のフローチャートの説明では、適宜、図6から図13に示す内容を参照する。図6から図13は、実施形態に係るレーザ加工処理の流れの例を示す図である。図6から図13では、ワークWから切り出す対象のパーツを、パーツPa、Pb、Pcとし、各パーツに対応する所定経路を、所定経路Ra、Rb、Rcとする。図6から図12では、パーツの切断線を破線で示し、所定経路が示す切断線を一点鎖線で示す。また、図6から図12では、切断加工する方向を実線矢印で示し、切断加工された状態を実線で示す。なお、加工プログラムは、任意のタイミングで取得部43が取得して記憶部44に格納されている。 FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the laser processing method according to the embodiment. In the following description of the flowchart, the contents shown in FIGS. 6 to 13 will be referred to as appropriate. 6 to 13 are diagrams illustrating an example of the flow of laser processing according to the embodiment. In FIGS. 6 to 13, parts to be cut out from the work W are parts Pa, Pb, and Pc, and predetermined routes corresponding to the respective parts are predetermined routes Ra, Rb, and Rc. In FIGS. 6 to 12, the cutting lines of the parts are shown by broken lines, and the cutting lines indicated by the predetermined routes are shown by dashed lines. In addition, in FIGS. 6 to 12, the direction of cutting is shown by a solid line arrow, and the state of the cutting process is shown by a solid line. Note that the machining program is acquired by the acquisition unit 43 at an arbitrary timing and stored in the storage unit 44.

制御部42は、パーツを切り出す加工用レーザ(レーザ光L1)を照射させつつレーザヘッド10を移動させる(ステップS101)。すなわち、制御部42は、第1プログラムを実行する。具体的には、制御部42は、ワークWに対応する加工プログラムを記憶部44から取得する。そして、制御部42は、取得した加工プログラムのうち、パーツPa(図6参照)に対応する第1プログラムを実行する。その結果、図6に示すように、レーザヘッド10は、パーツPaの切り出しを開始する位置Saに移動し、パーツPaの切断線に沿ってレーザ光L1を照射しつつ移動する。制御部42は、パーツPaを切り出す際、先ず、パーツPaの切断線から外側に離れた箇所にレーザ光L1を照射して貫通穴HPaを形成させ、この貫通穴HPaからレーザ光L1をパーツPaの切断線まで移動させる。次いで、制御部42は、レーザ光L1をパーツPaの切断線に沿って移動させる。パーツPaの切り出しの開始に伴い、撮像部30は、加工用レーザ(レーザ光L1)が照射されたパーツPaを撮像する(ステップS102)。具体的には、撮像部30は、パーツPaを切り出す第1プログラムを実行する制御部42の制御により、パーツPaの切断部分を撮像する。 The control unit 42 moves the laser head 10 while irradiating the processing laser (laser light L1) for cutting out parts (step S101). That is, the control unit 42 executes the first program. Specifically, the control unit 42 acquires a machining program corresponding to the workpiece W from the storage unit 44. Then, the control unit 42 executes the first program corresponding to the part Pa (see FIG. 6) among the acquired machining programs. As a result, as shown in FIG. 6, the laser head 10 moves to a position Sa where it starts cutting out the part Pa, and moves while irradiating the laser beam L1 along the cutting line of the part Pa. When cutting out the part Pa, the control unit 42 first irradiates the laser beam L1 to a location away from the cutting line of the part Pa to form a through hole HPa, and directs the laser beam L1 from the through hole HPa to the part Pa. Move it to the cutting line. Next, the control unit 42 moves the laser beam L1 along the cutting line of the part Pa. With the start of cutting out the part Pa, the imaging unit 30 images the part Pa irradiated with the processing laser (laser light L1) (step S102). Specifically, the imaging unit 30 images the cut portion of the part Pa under the control of the control unit 42 that executes a first program for cutting out the part Pa.

検出部41は、切断不良の検出を開始する(ステップS103)。具体的には、検出部41は、撮像部30の撮像により取得された撮像画像に基づいて切断不良の検出を実施する。ここで、パーツPaに関しては、検出部41により切断不良が検出されずに切断加工が完了したこととして説明する。パーツPaに対応する所定経路Raが示す切断線は、切断加工されない。すなわち、パーツPaを切り出す第1プログラムの実行が終了するまでに検出部41により切断不良が検出されない場合に(ステップS103:NO)、制御部42は、切り出すパーツが他に存在するかを判定する(ステップS105)。具体的には、制御部42は、パーツPaを切り出す第1プログラムの実行終了後、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在するかを判定する。ここでは、他のパーツ(例えば、パーツPb)を切り出す第1プログラムが存在することとして説明する。 The detection unit 41 starts detecting defective cutting (step S103). Specifically, the detection unit 41 detects a cutting defect based on a captured image obtained by imaging by the imaging unit 30. Here, the explanation will be given assuming that the cutting process for the part Pa has been completed without any cutting defect being detected by the detection unit 41. The cutting line indicated by the predetermined path Ra corresponding to the part Pa is not cut. That is, if the detection unit 41 does not detect a cutting defect by the time the first program for cutting out the part Pa ends (step S103: NO), the control unit 42 determines whether there are any other parts to cut out. (Step S105). Specifically, after the execution of the first program for cutting out part Pa ends, the control unit 42 determines whether there is a first program for cutting out other parts. Here, the description will be made assuming that there is a first program that cuts out another part (for example, part Pb).

制御部42は、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在する場合に(ステップS105:YES)、ステップS101における処理を実行する。具体的には、制御部42は、パーツPbに対応する第1プログラムを実行する。その結果、図7に示すように、レーザヘッド10は、パーツPbの切り出しを開始する位置Saに移動し、パーツPbの切断線に沿ってレーザ光L1を照射しつつ移動する。制御部42は、パーツPbを切り出す際、先ず、パーツPbの切断線から外側に離れた箇所にレーザ光L1を照射して貫通穴HPbを形成させ、この貫通穴HPbからレーザ光L1をパーツPbの切断線まで移動させる。次いで、制御部42は、レーザ光L1をパーツPbの切断線に沿って移動させる。パーツPbの切り出しの開始に伴い、撮像部30は、レーザ光L1が照射されたパーツPbの切断部分を撮像する(ステップS102)。検出部41は、切断不良の検出を開始する(ステップS103)。 If the first program for cutting out other parts exists (step S105: YES), the control unit 42 executes the process in step S101. Specifically, the control unit 42 executes a first program corresponding to part Pb. As a result, as shown in FIG. 7, the laser head 10 moves to the position Sa where it starts cutting out the part Pb, and moves while irradiating the laser beam L1 along the cutting line of the part Pb. When cutting out the part Pb, the control unit 42 first irradiates the laser beam L1 to a location away from the cutting line of the part Pb to form a through hole HPb, and directs the laser beam L1 from the through hole HPb to the part Pb. Move it to the cutting line. Next, the control unit 42 moves the laser beam L1 along the cutting line of the part Pb. With the start of cutting out the part Pb, the imaging unit 30 images the cut portion of the part Pb irradiated with the laser beam L1 (step S102). The detection unit 41 starts detecting defective cutting (step S103).

ここで、パーツPbに関しては、検出部41により切断不良が検出されたこととして説明する。例えば、図8に示すように、検出部41は、レーザヘッド10が位置SPに移動したタイミングで切断不良を検出する。図8では、切断不良が実際に発生している状態を太線で表している。なお、太線の長さは、切断不良が発生してから検出部41が切断不良を検出するまでの経過時間を表すことになるが、説明のために強調して長く図示しただけであり、切断不良の検出に時間がかかることを意図するわけではない。パーツPbを切り出す第1プログラムの実行が終了していない状況で検出部41により切断不良が検出された場合に(ステップS103:YES)、制御部42は、切断不良のパーツPbの切り出しを停止して、所定経路Rbに沿ってレーザ光L1を照射させつつレーザヘッド10を移動させる(ステップS104)。すなわち、制御部42は、パーツPbに対応する第1プログラムの実行を中止し、パーツPbに対応する第2プログラムを実行する。 Here, regarding the part Pb, it will be explained that the detection unit 41 has detected a cutting defect. For example, as shown in FIG. 8, the detection unit 41 detects a cutting defect at the timing when the laser head 10 moves to the position SP. In FIG. 8, a thick line indicates a state in which a cutting defect actually occurs. Note that the length of the thick line represents the elapsed time from the occurrence of a cutting defect until the detection unit 41 detects the cutting defect, but it is only emphasized and illustrated long for the purpose of explanation. It is not intended that it takes time to detect defects. If the detection unit 41 detects a cutting defect in a situation where the execution of the first program for cutting out the part Pb has not finished (step S103: YES), the control unit 42 stops cutting out the defective part Pb. Then, the laser head 10 is moved while irradiating the laser beam L1 along the predetermined path Rb (step S104). That is, the control unit 42 stops executing the first program corresponding to part Pb, and executes the second program corresponding to part Pb.

その結果、図9に示すように、レーザヘッド10は、パーツPbに対応する所定経路Rbに対応する切り出しを開始する位置Sbに移動し、所定経路Rbが示す切断線に沿ってレーザ光L1を照射しつつ移動する。制御部42は、先ず、位置Sbにおいてレーザ光L1を照射して貫通穴HRbを形成させ、この貫通穴HRbからレーザ光L1を所定経路Rbに沿って移動させる。そして、図10に示すように、レーザ加工機100は、所定経路Rbに対応する切り出しを完了することで、パーツPbを囲む領域をワークWから切り出している。所定経路Rbにより切り出された部分は、例えば、不良パーツPb1として取り扱われる。不良パーツPb1は、パーツPbとして切り出し予定であった部分を含んでいる。なお、図6から図12において、貫通穴HRaは、レーザ光L1を所定経路Raに沿って移動させる際に形成されることを示しており、貫通穴HRcは、レーザ光L1を所定経路Rcに沿って移動させる際に形成されることを示している。 As a result, as shown in FIG. 9, the laser head 10 moves to a position Sb to start cutting out the part Pb corresponding to the predetermined path Rb, and emits the laser beam L1 along the cutting line indicated by the predetermined path Rb. Move while irradiating. The control unit 42 first irradiates the laser beam L1 at the position Sb to form a through hole HRb, and moves the laser beam L1 from the through hole HRb along a predetermined path Rb. Then, as shown in FIG. 10, the laser processing machine 100 cuts out a region surrounding the part Pb from the workpiece W by completing the cutting corresponding to the predetermined path Rb. The portion cut out along the predetermined path Rb is handled as, for example, a defective part Pb1. The defective part Pb1 includes a portion that was scheduled to be cut out as the part Pb. Note that in FIGS. 6 to 12, the through hole HRa is shown to be formed when the laser beam L1 is moved along the predetermined path Ra, and the through hole HRc is formed when the laser beam L1 is moved along the predetermined path Rc. It shows that it is formed when moving along.

続いて、制御部42は、切り出すパーツが他に存在するかを判定する(ステップS105)。具体的には、制御部42は、所定経路Rbが示す切断線に沿って切り出す第2プログラムの実行終了後、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在するかを判定する。ここで、他のパーツ(例えば、パーツPc)を切り出す第1プログラムが存在することとして説明する。 Subsequently, the control unit 42 determines whether there are any other parts to be cut out (step S105). Specifically, after the second program for cutting out parts along the cutting line indicated by the predetermined route Rb has been executed, the control unit 42 determines whether there is a first program for cutting out other parts. Here, the description will be made assuming that there is a first program that cuts out another part (for example, part Pc).

制御部42は、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在する場合に(ステップS105:YES)、ステップS101における処理を実行する。具体的には、制御部42は、パーツPcに対応する第1プログラムを実行する。その結果、図11に示すように、レーザヘッド10は、パーツPcの切り出しを開始する位置Saに移動し、パーツPcの切断線に沿ってレーザ光L1を照射しつつ移動する。制御部42は、パーツPcを切り出す際、先ず、パーツPcの切断線から外側に離れた箇所にレーザ光L1を照射して貫通穴HPcを形成させ、この貫通穴HPcからレーザ光L1をパーツPcの切断線まで移動させる。次いで、制御部42は、レーザ光L1をパーツPcの切断線に沿って移動させる。パーツPcの切り出しの開始に伴い、撮像部30は、レーザ光L1が照射されたパーツPcの切断部分を撮像する(ステップS102)。具体的には、撮像部30は、パーツPcを切り出す第1プログラムを実行する制御部42の制御により、パーツPcの切断部分を撮像する。 If the first program for cutting out other parts exists (step S105: YES), the control unit 42 executes the process in step S101. Specifically, the control unit 42 executes the first program corresponding to the part Pc. As a result, as shown in FIG. 11, the laser head 10 moves to the position Sa where it starts cutting out the part Pc, and moves while irradiating the laser beam L1 along the cutting line of the part Pc. When cutting out the part Pc, the control unit 42 first irradiates a portion of the part Pc outward from the cutting line with a laser beam L1 to form a through hole HPc, and directs the laser beam L1 from the through hole HPc to the part Pc. Move it to the cutting line. Next, the control unit 42 moves the laser beam L1 along the cutting line of the part Pc. With the start of cutting out the part Pc, the imaging unit 30 images the cut portion of the part Pc irradiated with the laser beam L1 (step S102). Specifically, the imaging unit 30 images the cut portion of the part Pc under the control of the control unit 42 that executes a first program for cutting out the part Pc.

検出部41は、切断不良の検出を開始する(ステップS103)。ここで、パーツPcに関しては、検出部41により切断不良が検出されずに切断加工が完了したこととして説明する。すなわち、パーツPcを切り出す第1プログラムの実行が終了するまでに検出部41により切断不良が検出されない場合に(ステップS103:NO)、制御部42は、切り出すパーツが他に存在するかを判定する(ステップS105)。ここでは、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在しないこととして説明する。すなわち、図12に示すように、レーザ加工機100は、パーツPcに対応する切り出しを完了する。パーツPcに対応する所定経路Rcが示す切断線は、切断加工されない。 The detection unit 41 starts detecting defective cutting (step S103). Here, the explanation will be given assuming that the cutting process for the part Pc has been completed without any cutting defect being detected by the detection unit 41. That is, if the detection unit 41 does not detect a cutting defect by the time the first program for cutting out the part Pc ends (step S103: NO), the control unit 42 determines whether there are any other parts to cut out. (Step S105). Here, the description will be made assuming that there is no first program for cutting out other parts. That is, as shown in FIG. 12, the laser processing machine 100 completes the cutting corresponding to the part Pc. The cutting line indicated by the predetermined path Rc corresponding to the part Pc is not cut.

制御部42は、他のパーツを切り出す第1プログラムが存在しない場合に(ステップS105:NO)、ローダ装置80に対するパーツPa、Pb、Pc、及び不良パーツPb1(以下、パーツPa等と称する。)のピッキングを制御する(ステップS106)。具体的には、制御部42は、図13に示すように、加工プログラムの実行が終了したワークWについて、パーツPa等をピッキングさせるために、ローダ駆動部83を制御する。ローダ装置80は、吸着パッド82を備えるローダヘッド81を有し、ローダ駆動部83により、ローダヘッド81をX方向、Y方向、及びZ方向に移動可能である。吸着パッド82は、ローダヘッド81に設けられ、例えば、真空又は減圧によってパーツPa等を吸着可能である。 If the first program for cutting out other parts does not exist (step S105: NO), the control unit 42 selects parts Pa, Pb, Pc, and defective parts Pb1 (hereinafter referred to as parts Pa, etc.) for the loader device 80. (Step S106). Specifically, as shown in FIG. 13, the control unit 42 controls the loader drive unit 83 in order to pick parts Pa and the like for the workpiece W for which execution of the machining program has been completed. The loader device 80 has a loader head 81 including a suction pad 82, and a loader drive unit 83 allows the loader head 81 to be moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction. The suction pad 82 is provided on the loader head 81 and is capable of suctioning parts Pa and the like by, for example, vacuum or reduced pressure.

ローダヘッド81は、ローダ駆動部83によりワークW上まで移動する。そして、ローダヘッド81は、下降してワークWに形成されているパーツPa等を、吸着パッド82により吸着することで保持する。続いて、ローダヘッド81は、パーツPa等を吸着したまま上昇し、製品パレット90の上方まで移動する。その後、ローダヘッド81は、下降してパーツPa等を解放することでパーツPa等を所望の位置に載置する。その結果、図13に示すように、製品パレット90には、パーツPa、Pb、Pcのそれぞれと、不良パーツPa1、Pb1、Pc1(不良パーツPa1は、所定経路Raが示す切断線で切断加工されたパーツであり、不良パーツPc1は、所定経路Rcが示す切断線で切断加工されたパーツである。)とが載置される。また、レーザ加工機100は、例えば、ローダ装置80とは別の搬送装置が、ローダ装置80によるパーツPa等の吸着後(又は吸着前)に、パーツPa等を除く残材(スケルトン)を搬送する残材搬送装置を備えてもよい。複数種類の不良パーツPa1、Pb1、Pc1を一箇所に載置することにより、不良パーツPa1等の後処理(例えば廃棄等)が容易となる。ただし、複数種類の不良パーツPa1、Pb1、Pc1を一箇所に載置することに限定されず、不良パーツPa1、Pb1、Pc1ごとに別の位置に載置させてもよい。 The loader head 81 is moved above the workpiece W by the loader drive section 83. Then, the loader head 81 descends and holds the parts Pa and the like formed on the workpiece W by suctioning them with the suction pads 82 . Subsequently, the loader head 81 rises while adsorbing the parts Pa and the like, and moves to above the product pallet 90. Thereafter, the loader head 81 descends to release the parts Pa and the like, thereby placing the parts Pa and the like at a desired position. As a result, as shown in FIG. 13, the product pallet 90 includes parts Pa, Pb, and Pc, as well as defective parts Pa1, Pb1, and Pc1 (defective part Pa1 is cut along the cutting line indicated by predetermined path Ra). The defective part Pc1 is a part that has been cut along the cutting line indicated by the predetermined path Rc). Further, in the laser processing machine 100, for example, a conveyance device different from the loader device 80 conveys the remaining material (skeleton) excluding the parts Pa etc. after (or before) the loader device 80 suctions the parts Pa etc. A residual material conveying device may be provided. By placing a plurality of types of defective parts Pa1, Pb1, and Pc1 in one place, post-processing (for example, disposal, etc.) of the defective parts Pa1 and the like becomes easy. However, the present invention is not limited to placing the plurality of types of defective parts Pa1, Pb1, and Pc1 in one place, and each defective part Pa1, Pb1, and Pc1 may be placed in a different position.

上述の実施形態において、処理装置40は、例えばコンピュータシステムを含む。処理装置40は、記憶部44に記憶されている制御プログラムを読み出し、この制御プログラムに従って各種の処理を実行する。この制御プログラムは、例えば、コンピュータに、レーザヘッドに、ワークに対して加工用レーザを照射させることと、加工用レーザが照射されたワークの切断部分を撮像することと、撮像により取得された画像に基づいて切断不良を検出することと、切断不良となったパーツの切断線を囲むワーク上の所定経路に沿って、加工用レーザを照射させつつレーザヘッドを移動させることと、を実行させる。この制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、処理装置40は、レーザ加工機100に備えられなくてもよい。かかる場合、処理装置40は、通信部45を介してレーザ加工機100と通信し、レーザ加工機100に対する各種制御を実行する。 In the embodiments described above, processing device 40 includes, for example, a computer system. The processing device 40 reads a control program stored in the storage unit 44 and executes various processes according to this control program. This control program, for example, causes a computer to cause a laser head to irradiate a processing laser onto a workpiece, to take an image of the cut part of the workpiece that has been irradiated with the processing laser, and to create an image obtained by the imaging. detecting a cutting defect based on the cutting defect; and moving a laser head while irradiating a processing laser along a predetermined path on the workpiece surrounding the cutting line of the defective part. This control program may be provided recorded on a computer-readable storage medium. Further, the processing device 40 does not need to be included in the laser processing machine 100. In such a case, the processing device 40 communicates with the laser processing machine 100 via the communication unit 45 and executes various controls on the laser processing machine 100.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上述した実施形態等で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述した実施形態等で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、本実施形態において示した各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現可能である。また、上述した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。また、法令で許容される限りにおいて、上述した実施形態等で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the embodiments described above. Furthermore, forms with such changes or improvements are also included within the technical scope of the present invention. One or more of the requirements described in the embodiments and the like described above may be omitted. Furthermore, the requirements described in the embodiments and the like described above can be combined as appropriate. Moreover, the execution order of each process shown in this embodiment can be implemented in any order as long as the output of the previous process is not used in the subsequent process. Further, even if the operations in the embodiments described above are described using "first," "next," "successively," etc. for convenience, it is not essential that they be performed in this order. In addition, to the extent permitted by law, the disclosures of all documents cited in the above-mentioned embodiments, etc. are incorporated into the description of the main text.

1・・・レーザ加工システム
10・・・レーザヘッド
30・・・撮像部
40・・・処理装置
41・・・検出部
42・・・制御部
80・・・ローダ装置
P,Pa,Pb,Pc・・・パーツ
Pb1・・・不良パーツ
Ra,Rb,Rc・・・所定経路
W・・・ワーク
1... Laser processing system 10... Laser head 30... Imaging section 40... Processing device 41... Detecting section 42... Control section 80... Loader device P, Pa, Pb, Pc ... Part Pb1 ... Defective parts Ra, Rb, Rc ... Predetermined route W ... Work

Claims (12)

板状のワークをレーザ加工してパーツを切り出すレーザ加工機を有するレーザ加工システムであって、
前記ワークに対して加工用レーザを照射するレーザヘッドと、
前記加工用レーザが照射された前記ワークの切断部分を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像により取得された画像に基づいて切断不良を検出する検出部と、
切断不良となった前記パーツの切断線を囲む前記ワーク上の所定経路に沿って、前記加工用レーザを照射させつつ前記レーザヘッドを移動させる制御部と、
を備える、レーザ加工システム。
A laser processing system that includes a laser processing machine that laser-processes a plate-shaped workpiece to cut out parts,
a laser head that irradiates the workpiece with a processing laser;
an imaging unit that images the cut portion of the workpiece irradiated with the processing laser;
a detection unit that detects a cutting defect based on an image acquired by the imaging unit;
a control unit that moves the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path on the workpiece surrounding a cutting line of the part that has failed to be cut;
A laser processing system equipped with
前記検出部は、前記画像における前記ワーク上のカーフ幅と、前記画像における前記ワークの表面からの反射光に関する情報との一方又は双方に基づいて切断不良を検出する、請求項1に記載のレーザ加工システム。 The laser according to claim 1, wherein the detection unit detects a cutting defect based on one or both of a kerf width on the workpiece in the image and information regarding light reflected from the surface of the workpiece in the image. processing system. 前記所定経路は、平面視において長方形である、請求項1又は請求項2に記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to claim 1 or 2, wherein the predetermined path is rectangular in plan view. 長方形の前記所定経路における四辺のそれぞれは、平面視において、切断不良となった前記パーツの前記切断線の一部が重なるように、又は前記切断線の一部が近傍となるように設定される、請求項3に記載のレーザ加工システム。 Each of the four sides of the rectangular predetermined path is set so that, in plan view, a portion of the cutting line of the defective part overlaps or a portion of the cutting line is nearby. , The laser processing system according to claim 3. 長方形である前記所定経路の一辺は、前記ワークの外縁と平行である、請求項3又は請求項4に記載のレーザ加工システム。 5. The laser processing system according to claim 3, wherein one side of the rectangular predetermined path is parallel to an outer edge of the workpiece. 前記所定経路は、前記ワークにおいて隣り合う前記パーツの前記切断線と重ならないように設定される、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined path is set so as not to overlap the cutting line of the adjacent parts in the workpiece. 前記制御部は、前記検出部が切断不良を検出した場合に、切断不良の前記パーツの切り出しを停止して、前記所定経路に沿って前記加工用レーザを照射させつつ前記レーザヘッドを移動させる、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。 When the detection unit detects a cutting defect, the control unit stops cutting out the defective part and moves the laser head while irradiating the processing laser along the predetermined path. A laser processing system according to any one of claims 1 to 6. 前記パーツを切り出す実加工用の第1プログラムと、前記所定経路に沿って前記加工用レーザを照射させつつ前記レーザヘッドを移動させる第2プログラムとが予め作成されており、
前記制御部は、前記第1プログラムの実行中に前記検出部が切断不良を検出した場合に、前記第1プログラムの実行を中止して、前記第2プログラムを実行する、請求項7に記載のレーザ加工システム。
A first program for actual processing to cut out the part and a second program for moving the laser head while irradiating the processing laser along the predetermined path are created in advance,
The control unit according to claim 7, wherein when the detection unit detects a cutting failure during execution of the first program, the control unit stops execution of the first program and executes the second program. Laser processing system.
前記制御部は、前記パーツの切り出しよりも遅い速度で、前記所定経路に沿って前記加工用レーザを照射させつつ前記レーザヘッドを移動させる、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。 The control unit moves the laser head while irradiating the processing laser along the predetermined path at a speed slower than cutting out the part. laser processing system. 前記所定経路が示す切断線は、前記パーツの切断線に重なる箇所を有する、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to any one of claims 1 to 9, wherein a cutting line indicated by the predetermined path has a portion overlapping a cutting line of the part. 切り出された前記パーツと前記所定経路が示す切断線で切り出された不良パーツとをピッキングするローダ装置を有する、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to any one of claims 1 to 10, further comprising a loader device that picks the cut out parts and the defective parts cut out along the cutting line indicated by the predetermined path. 板状のワークをレーザ加工してパーツを切り出すレーザ加工機を有するレーザ加工システムにおけるレーザ加工方法であって、
レーザヘッドに、前記ワークに対して加工用レーザを照射させることと、
前記加工用レーザが照射された前記ワークの切断部分を撮像することと、
撮像により取得された画像に基づいて切断不良を検出することと、
切断不良となった前記パーツの切断線を囲む前記ワーク上の所定経路に沿って、前記加工用レーザを照射させつつ前記レーザヘッドを移動させることと、
を含む、レーザ加工方法。
A laser processing method in a laser processing system having a laser processing machine that laser-processes a plate-shaped workpiece to cut out parts,
causing a laser head to irradiate the workpiece with a processing laser;
imaging a cut portion of the workpiece irradiated with the processing laser;
Detecting a cutting defect based on an image obtained by imaging;
moving the laser head while irradiating the processing laser along a predetermined path on the workpiece surrounding the cutting line of the part that has failed to be cut;
including laser processing methods.
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