JPS6356380A - レ−ザ加工機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は画像処理装置を備えたレーザ加工機械に関す
る。

［従来の技術］ レーザ加工機械は、ワークとレーザビームを出力する加
工ノズルとの間の相対的位置をＮＣ装置で制御すること
により、前記ワークを前記レーザビームで熱溶断し、所
定形状の製品を得るものである。

ところで、レーザ加工機械は、単体で使用される場合の
仙、パンチプレス等信の機械と複合されて使用されるこ
とがある。例えば、パンチプレスで穴明は加工を行い、
その後この穴より大きい径の円を溶断するが如くである
。

そこで、従来、次のような問題点が生じていた。

■　複合がライン上で行われ、かつ、レーザ加工機械が
後工程で使用される場合、ワークつかみ換えの誤差によ
り、レーザ加工にずれが生ずることがある。

■　同じく、ライン上で複合が行われ、かつ、レーザ加
工機械が後工程となる場合、前工程でワ−りに歪が生成
され、後のレーザ加■に影響することがある。例えば、
ワークに多数の製品をネスティングし、各製品に穴を明
け、次いで各製品をレーザ加工機械で切断する場合、穴
明１−１加工によってワークに歪が生ずるので、前に明
（プた穴位置は後の穴明は加工でずれており、各製品の
穴位置に対しレーザ加工位置がずれることがある。

■　同一機械上で複合される場合にも、前加工と後のレ
ーザ加工との間で■と同様の現象が生じ得る。

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題点に鑑みて、複合加
工の後工程で、高精度のレーナ加工を行うことができる
レーザ加工機械を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために、この発明では、レーザ加工
機械を、ワークを所定位置に制御するワーク位置制御手
段と、加工ビーム調整用の可視光レーザを照射して前記
ワークの基準マークを撮像する反射型搬像手段と、撮像
信号を取り込んで前記基準マークに対するレーザ加工位
置を決定する加工位置決定手段と、を備えて構成し、基
準マークを撮像して、後のレーザ加工を行うようにした
。

［実施例］ 第１図に示すように、この発明の一実施例に係るレーザ
加工機械１は、基台３上にＸ及びＹ方向にそれぞれ移動
可能のＸテーブルＴＸ及びＹテーブルＴＹを備え、Ｘテ
ーブルＴＸの上部には剣山を介してワークＷを載置する
ワークテーブルＴＷを備えている。

基台３の側面には、前記ワークテーブルＴＷの上に股が
る門型フレーム５が固定されている。

前記門型フレーム５の上部の一側面には、前記ワークＷ
に向は加工用のレーザビーム（例えば炭酸ガスレーザ）
を照射する加工ヘッド（図示せず）と、カメラ７とが取
付けられている。

カメラ７は、加工用のレーザビームの光軸やワーク面で
のスポットを調整する等の目的で使用される可視光レー
ザｌｂを光軸に対し４５度傾斜させたガラス板９の反射
面から入力するようになっている。

第２図に示すように、カメラ７は、ケース１１内に、横
方向から入力した可視光レーザｆＬｂを所定径の平行ビ
ームとするレンズ系１３と、生成された平行ビームを下
方に反射させると共に、下方からの入射光を上方に透過
させるガラス板１５と、該ガラス板１５を透過してきた
光をその上方に位置するセンサ１７に集光するレンズ系
１９とを備えて構成されている。

カメラ７は、カメラ７の下方に位置するワークＷの上面
に可視光レーザａｂを照射し、エリアセンサ１７上でワ
ークＷの基準マーク（例えば穴）２１の形状を第３図に
示す如く捉えることが可能である。

第３図には、基準マーク２１０弗像形状を参照符号２１
Ｆで示しである。

カメラ７は、加工用レーザビームの調整用の可視光レー
ザを使用するので、カメラ７の内部構造は簡単である。

再度第１図を参照するに、前記カメラ７は、画像処理装
置２３と接続され、該装置２３は前記テーブルＴＸ、Ｔ
Ｙを制御するＮＣ装置２５と接続されている。

画像処理装置２３は、第２図に示したエリアセンサ１７
の撮像信号を取り込んで、たとえば第３図に示した形状
２１Ｅの中心位置Ｐ　（ＸＹ）を算出するものである。

ＮＣ装置２５は、画像処理装置２３で算出された基準マ
ークの位置に基いて、後述する所定の補正を行って、・
前記基準マークに対して所定のレーザ加工を行うべく前
記ワークテーブルＴＷを制御する。

基準マーク１１の具体例を第４図〜第６図に示した。

第４図に示す基準マーク２１Ａは、ワーク原点を規定す
るためのマーク例を示すものであり、該マークは、１個
の穴２７で構成されている。

前記カメラ７は基準マーク２１Ａを搬像し、前記画像処
理装置２３はその中心位置を割り出して、ＮＣ装置は、
この位置×１又は、この位置Ｘから所定距離だけ離れた
位置をワーク原点Ｘｏ　　（図示せず）であると認識し
、以後、この原点位置Ｘ。

を基準としてレーザ加工を行う。

このように、基準マーク２１Ａは、ワークＷのＸ座標原
点を規定すφものであるがため、基準マーク２１Ａは、
カメラ７の撮像によりＮＣ装置２５でＸ位置が理解でき
るマークであれば十分である。従って、基準マーク２１
Ａの形状は円でなくとも角であって良く、又、Ｙ方向に
延びる直線であっても良いものである。

第５図に示す基準マーク２１Ｂは、ワーク原点０及びワ
ーク傾き（姿勢）を規定するためのマーク例を示すもの
であり、該マークは、２個の穴２９．３１で構成されて
いる。

前記カメラ７は、これら穴２９．３１を同時又は順次撮
像し、前記画像処理装置２３は、〜方の穴、例えば穴２
９の中心位Ｉｆｆ　（ＸＹ）及び両穴２９．３１を結ぶ
直線を割出して、前記ＮＣ装置２５は、ワーク原点及び
ワーク姿勢を確認して、以後、この原点及び姿勢を基準
として所定のレーザ加工を行う。

このように、基準マーク２１Ｂは、ワーク原点及びワー
ク姿勢を規定するものであるがため、基準マーク２１Ｂ
としてはワーク原点及びワーク姿勢を規定できるもので
あれば十分であり、例えば１つの穴と所定傾斜の直線で
あっても良いものである。

第６図に示す基準マーク２ＩＣは、製品ごとの加工基準
を規定するためのマーク例を示すものであり、該マーク
２１Ｃは、レーザ溶断されて形成される製品３３内の２
個の穴３５．３７で構成されている。

前記カメラ７は、これら穴３５．３７を同時又は順次撮
像し、前記画像処理袋＠２３は、両穴３５．３７の位置
を割出して、前記ＮＣ装置２５は、２個の穴３５．３７
を基準として所定の製品３３を溶断する。

次に、第６図に示した基準マーク２ＩＣの使用例を第７
図及び第８図でより詳細に説明する。

第７図に示すように、今、ワークＷに、６個の製品３３
Ａ〜３３Ｆを板取すすべく、各製品３３Ａ〜３３Ｆ各製
品３３Ａ〜３３Ｆに対応して複数の前加工穴３９が明け
られているとする。この時点で、各製品３３Ａ〜３３Ｆ
の穴３９は、前加工としての例えばパンチプレスによる
穴加工に基いてワーク歪が生じているがため、ＮＣ装置
２５が現在認識している位置ないし姿勢に対してずれて
いる。

そこで、第８図に示すように、ステップ８０１で穴３９
の内１個又は２個を同時又は順次撮像し、ステップ８０
３で製品３３の加工形状を補正ないし形成し、ステップ
８０５で製品３３のレーザ加■を実行する。

これにより、レーザ加工機械１は、第７図に示した全製
品３３Ａ〜３３Ｆを穴３９に対し高精度に加工すること
ができるようになる。

第９図及び第１０図に伯の実施例を示した。

本例のレーザ加工機械４１では、第１０図、にその詳細
を示すように、カメラ４５を加工ヘッド４３の下端に一
体的に組み込んである。第９図及び第１０図中、第１図
に示した参照符号と同一の参照番号を付した部材は第１
図に示したものと同一の機能を果す部材である。

第１０図において、ノズル４７内には図示しない加工用
レーザを調整するための可視光レーザ文すの平行光線が
通されるようになっており、該ノズル４７の回りには、
円環状のレンズ４９とエリアセンサ５１とが該センサ５
１の方を上位置として配設されている。

レンズ４９は、前記可視光レーザｌの基準マーク２１か
らの反射光を受けて、第１１図に示すように、基準マー
ク２１の形状２１Ｅをエリアセンサ５１の面上に移し出
すものである。

従って、これにより、円環状のエリアセンサ５１の面上
には基準マーク２１の形状２１Ｅが映し出され、画像処
理装置２３（第１図参照）で基準マーク２１の中心点Ｐ
　（Ｘ、Ｙ）が算出されることになる。

本例に示したカメラ４５では、第２図に示したカメラ７
と比べ、装置をよりコンパクトとすることができる利点
がある。又、基準マーク２１の撮像をヘッド４３の中心
位置で行うので、撮像に際してのワーク移動を最小限に
することができるという利点がある。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様でも実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上の通り、この発明に係るレーザ加ＩＩＩ械によれば
、可視光レーザによる反射型撮像手段でワークの基準マ
ークを撮像できるので、複合加工の後工程で高精度のレ
ーザ加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
レーデ加工機械の斜視図、第２図はカメラの拡大断面説
明図、第３図は撮像状態の説明図、第４図及び第５図並
びに第６図はいずれも基準マークの例を示す平面説明図
、第７図は実際ワークの平面説明図、第８図は加工処理
の７０−ヂヤートである。第９図〜第１１図は伯の実施
例を示し、第９図はレーデ加工機械の斜視図、第１０図
はカメラの拡大断面説明図、第１１図は撮像状態の説明
図である。 １・・・レーデ加工機械 ７．４５・・・カメラ ２１・・・基準マーク 斐ｂ・・・可視光レーザ 代理人　弁理士　三　好　保　男 ｌｌ 第２図 第４図 箪８図 −Ａｌｉら− 第１１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークを所定位置に制御するワーク位置制御手段
   と、加工ビーム調整用の可視光レーザを照射して前記ワ
   ークの基準マークを撮像する反射型撮像手段と、撮像信
   号を取り込んで前記基準マークに対するレーザ加工位置
   を決定する加工位置決定手段と、を備えて構成されるレ
   ーザ加工機械。
2. （２）前記基準マークは、ワークの原点位置を規定する
   マークである特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工機
   械。
3. （３）前記基準マークは、ワークの位置及び姿勢を規定
   するマークである特許請求の範囲第１項記載のレーザ加
   工機械。
4. （４）前記基準マークは、前工程の被加工部である特許
   請求の範囲第１項記載のレーザ加工機械。