WO2018139312A1

WO2018139312A1 - レーザ加工機

Info

Publication number: WO2018139312A1
Application number: PCT/JP2018/001209
Authority: WO
Inventors: 宏則冨永; 渡辺　篤志
Original assignee: 株式会社アマダホールディングス
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2018-08-02
Also published as: JP6431937B2; JP2018118279A

Abstract

レーザ加工機のレーザ加工ヘッドは、上方から撮像するカメラ（撮像ユニット）を一体的にその側部に備えている。レーザ加工機のノズルラックの先端には、レーザ加工ヘッドの先端部から入射される光を直角に反射する第１反射ミラーが一体的に設けられている。また、ノズルラックの先端には、第１反射ミラーによって反射された光をカメラ（撮像ユニット）に向けて直角に反射する第２反射ミラーが一体的に設けられている。

Description

レーザ加工機

　本発明は、ワーク[workpiece]に向けて上方からレーザ光を照射することでワークをレーザ加工（レーザ切断加工）するレーザ加工機[laser processing machine]に関する。

　一般に、レーザ加工機は、ワークを支持する加工テーブルと、加工テーブルの上方に設けられると共にレーザ発振器に光学的に接続された中空筒状のレーザ加工ヘッドと、を具備している。レーザ加工ヘッドは、上方からアシストガスを噴射しつつレーザ光を照射するノズルを、その先端部（下端部）に着脱可能に有している。

　近年、パンチ加工済みのワークにレーザ加工する際にレーザ加工の基準となる原点位置をパンチ加工の基準となる原点位置に合わせる機能を有するレーザ加工機が開発されている。そのレーザ加工機は、パンチ加工済みのワークに形成された基準穴を上方から撮像する撮像ユニットをレーザ加工ヘッドの側部に備えている（下記特許文献１）。

　また、指定のノズル径と異なるノズル径のノズルがレーザ加工ヘッドの先端部に装着されている場合、ノズルのノズル孔の周縁に損傷がある場合、又はノズルの先端面にドロスやスパッタ等の異物が付着した場合等には、ワークの切断不良を招くことになる。そのため、加工テーブル上の加工領域外に設けられたノズル検査装置のカメラでノズル先端を撮像して、ノズルの不良を検出する技術がある（下記特許文献２）。

日本国特開２０１５－２２６９３３号公報日本国特開２００５－３３４９２２号公報

　しかし、特許文献２に開示された技術では、加工テーブル上の加工領域外にノズル検査装置が固定的に設けられる。検査時にはレーザ加工ヘッドを加工領域外に移動させる必要がある。また、ノズル検査用のカメラやリングライト、ノズル検査装置の昇降機構等を専用に設ける必要がある。更に、ノズル検査装置では、レーザ加工ヘッドの先端部を下方から撮像するためにノズルの下方にカメラが上向きに設置される。このため、ドロスやスパッタ等の異物のカメラ内への侵入を防止するための専用カバーも必要となる。また、専用カバーを開いたとき、ノズル検査装置を昇降させるとき、又は、カメラで撮像するときには、ノズルの下方にカメラが存在するので、ノズルに付着した異物がカメラのレンズ上に落下すると、カメラのレンズが損傷したり、カバー機構や昇降機構の故障を誘発したりすることがある。このような場合は、ノズルの形状を正しく検査できない。

　そのため、専用のノズル検査装置を用いることなく、カメラ等の損傷や故障を防止しつつ、ノズルの点検処理（指定のノズル径と異なるノズル径のノズルの装着や、ノズル孔の周縁の損傷や、スパッタ等の異物の付着など）を効率よく行うことが望まれている。

　本発明の特徴は、レーザ加工機であって、先端部にノズルを着脱可能に有したレーザ加工ヘッドと、前記レーザ加工ヘッドの側部に設けられ、その撮像光軸が前記レーザ加工ヘッドの照射光軸に対して水平方向にオフセットされた、上方から撮像する撮像ユニットと、前記レーザ加工ヘッドの先端部の画像を前記撮像ユニットに向けて反射する反射ミラーと、を備えているレーザ加工機を提供する。

　上記特徴によれば、反射ミラーによってレーザ加工ヘッドの先端部の画像を撮像ユニットに向けて反射させて、撮像ユニットによってレーザ加工ヘッドの先端部の画像を撮像できる。従って、撮像ユニット等の損傷や故障を防止しつつ、ノズルの点検処理を効率よく行うことができる。

図１は、実施形態に係る複合加工機（レーザ加工機）の平面図（図２中のＩ－Ｉ線に沿った断面図）である。図２は、上記複合加工機の正面図である。図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った拡大正面図である。図４は、ノズルの交換時の拡大正面図である。図５は、上記複合加工機の要部を示す正面図である。図６は、上記複合加工機のブロック図である。図７（ａ）～図７（ｃ）はレーザ加工ヘッドの撮像画像であり、図７（ａ）はノズルが正常な状態を示しており、図７（ｂ）はノズル孔の周縁に損傷がある状態を示しており、図７（ｃ）はノズル先端面に異物が付着した状態を示している。図８は、ノズル径の登録処理を示すフローチャートである。図９は、ノズルの点検処理を示すフローチャートである。

　実施形態に係るレーザ加工機について図１～図９を参照しつつ説明する。

　なお、「Ｘ軸方向」とは、水平方向の１つであり、本実施形態では左右方向である。「Ｙ軸方向」とは、Ｘ軸方向に直交する水平方向であり、実施形態では前後方向である。また、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。

　図１及び図２に示されるように、実施形態に係る複合加工機１は、板状のワーク（板金）Ｗをレーザ加工（レーザ切断加工）すると共に、及びパンチ加工（打ち抜き加工及び成形加工を含む）する。複合加工機１は、加工機本体（加工機ベース）３を具備している。加工機本体３は、上下に対向された上部フレーム５と下部フレーム７を有するブリッジ型のベースフレーム９と、下部フレーム７の前後方向の両側にそれぞれ設けられた支持フレーム（サイドフレーム）１１とを有している。

　図１、図３及び図４に示されるように、加工機本体３は、その適宜位置に、ワークＷを支持する加工テーブル１３を備えている。加工テーブル１３の上面にはブラシＢが取り付けられている。加工テーブル１３の一部であるセンタ固定テーブル１５は、ワークＷから分離された製品（図示省略）又は残材（図示省略）を外部に排出するためのシュータテーブル２１をその左部に有している。シュータテーブル２１は、その基端（左端）の揺動中心２１ｓ回りに上下に揺動可能であり、その揺動によって水平姿勢（図３）と水平に対する傾斜姿勢（図４）とに切換可能に構成されている。また、下部フレーム７は、シュータテーブル２１を上下に揺動させる揺動シリンダ（揺動アクチュエータ）２３をその左側に備えている。更に、シュータテーブル２１には、レーザ光及びアシストガスを通過させるためのレーザ開口部２５が形成されており、レーザ開口部２５はＹ軸方向に延びている。

　図１及び図２に示されるように、複合加工機１は、キャレッジベース２７と、キャレッジ２９と、複数のクランパ３１と、複数のパンチ金型[punch tools]３３と、上部タレット[upper turret]３５と、複数のダイ金型[die tools]３７と、下部タレット[lower turret]３９と、ラム４１と、ストライカ４３とを具備している。なお、キャレッジベース２７及びキャレッジ２９等の構成は、上記特許文献１等に示されるように既に公知であり、それらの詳細な説明は省略する。

　ワークＷの端部を複数のクランパ３１によってクランプした状態で、キャレッジ２９をＸ軸方向に移動させ、かつ、キャレッジベース２７をＹ軸方向に移動させることで、ワークＷをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動できる。ワークＷをパンチ加工位置ＰＡに移動して、位置決めする。パンチ加工位置ＰＡに割り出されたパンチ金型３３をストライカ４３によって打圧することで、ワークＷをパンチ加工できる。

　複合加工機１は、Ｙ軸スライダ４５と、中空筒状のレーザ加工ヘッド４７と、ファイバレーザ発振器４９とを具備している。レーザ加工ヘッド４７は、上方からアシストガスを噴射しながらレーザ光を照射するノズル５１をその先端部(下端部）に有している。なお、Ｙ軸スライダ４５及びレーザ加工ヘッド４７等の構成は、上記特許文献１等に示されるように既に公知であり、それらの詳細な説明は省略する。

　パンチ加工後のワークＷの端部を複数のクランパ３１によってクランプした状態で、キャレッジ２９をＸ軸方向に移動させ、かつ、レーザ加工ヘッド４７をＹ軸方向に移動させることで、レーザ加工ヘッド４７の照射光軸[irradiation optical axis]（照射位置）４７ａにワークＷを相対的に移動して、位置決めする。レーザ加工ヘッド４７からアシストガスを噴射しつつレーザ光を照射し、ワークＷを移動させてワークＷをレーザ加工（レーザ切断加工）できる。

　レーザ加工ヘッド４７は、パンチ加工後のワークＷに形成された基準穴（図示省略）等を上方から撮像する撮像ユニット[imaging unit]（撮像部[imager]）５３をその側部に一体的に備えている。撮像ユニット５３の具体的な構成について以下に説明する。

　図２及び図５に示されるように、レーザ加工ヘッド４７は、筒状の撮像ケース５５をその側部に一体的に備えている。撮像ケース５５の下部は、開放されている。また、撮像ケース５５は、上方から下方の撮像対象を撮像するカメラ５７をその内部に備えている。カメラ５７は、撮像素子（ＣＣＤ[Charge-Coupled Device]又はＣＭＯＳ[Complementary Metal-Oxide Semiconductor]）を有している。カメラ５７（撮像ユニット５３）の撮像光軸[imaging optical axis]（撮像位置）５７ａは、レーザ加工ヘッド４７の照射光軸（照射位置）４７ａに対してＹ軸方向にのみオフセットされている。更に、撮像ケース５５は、上方から照明光を（基準穴を含む周辺に）照射するリングライト（照明源[illumination source]）５９をその下部に備えている。なお、撮像光軸５７ａは、Ｘ軸方向にのみオフセットされてもよく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向にオフセットされてもよい。

　ベースフレーム９は、ノズル５１の交換を行うためのノズル交換機構６１をその後部に備えている。ノズル交換機構６１の具体的な構成について以下に説明する。

　図３及び図４に示されるように、ベースフレーム９は、Ｙ軸方向に延びる昇降可能[movable upward and downward]（上下方向に移動可能）な昇降台[elevator base]６３をその後部に備えている。ベースフレーム９は、昇降台６３を昇降させる一対の昇降シリンダ（昇降アクチュエータ）[a pair of elevator cylinders (an elevator actuator)]６５を昇降台６３の下方に備えている。一対の昇降シリンダ６５は、Ｙ軸方向に離隔されている。また、昇降台６３は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸方向に移動可能なスライドプレート６７をその上面に備えている。昇降台６３は、スライドプレート６７をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸シリンダ（図示省略）をその適宜位置に備えている。なお、昇降台６３は、一対の昇降シリンダ６５を介してベースフレーム９の後部に間接的に設けられたが、ベースフレーム９の後部に直接設けられてもよい。

　スライドプレート６７の上面には、複数のノズル５１を収納するノズルラック６９が設けられている。ノズルラック６９の上面には、ノズル５１を保持する複数の保持孔（保持部）７１が設けられている。複数の保持孔７１は、Ｙ軸方向に並べられている。ノズルラック６９は、センタ固定テーブル１５の後方の段取り領域[setup area]ＳＡと傾斜姿勢のシュータテーブル２１の後部の上方のノズル交換領域ＣＡとの間で、スライドプレート６７と一体的にＹ軸方向に移動する。換言すれば、ノズルラック６９は、任意の保持孔７１をノズル交換領域ＣＡに位置するレーザ加工ヘッド４７の先端部に上下に対向させるように、キャレッジベース２７の下方を通ってＹ軸方向に移動可能である。段取り領域ＳＡとは、作業者がノズル５１をノズルラック６９の保持孔７１にセットする作業を行うための領域である。ノズル交換領域ＣＡとは、レーザ加工ヘッド４７の先端部に対して自動的にノズル５１の交換するための領域である。

　上述した構成によって、シュータテーブル２１を水平姿勢から傾斜姿勢に切り替えた後に、Ｙ軸シリンダを駆動してノズルラック６９を段取り領域ＳＡからノズル交換領域ＣＡに移動させる。ノズルラック６９の空の保持孔７１をノズル交換領域ＣＡに位置されたレーザ加工ヘッド４７の先端部に上下に対向させる。次に、一対の昇降シリンダ６５を駆動してノズルラック６９を昇降台６３と一体的に上昇させ、ノズルラック６９の空の保持孔７１がノズル５１を保持（収容）する。そして、一対の昇降シリンダ６５を駆動してノズルラック６９を昇降台６３と一体的に下降させ、レーザ加工ヘッド４７の先端部からノズル５１が離脱される。離脱されたノズル５１は、ノズルラック６９の保持孔７１に収納される。

　レーザ加工ヘッド４７をＹ軸方向に移動させて、ノズルラック６９の所定の保持孔７１をレーザ加工ヘッド４７の先端部に上下に対向させる。次に、一対の昇降シリンダ６５を駆動してノズルラック６９を昇降台６３と一体的に上昇させ、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１のプラグを挿入（接続）する。そして、一対の昇降シリンダ６５を駆動してノズルラック６９を昇降台６３と一体的に下降させ、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１を装着する。装着されたノズル５１は、ノズルラック６９の保持孔７１から分離される。

　図５に示されるように、ノズルラック６９は、Ｙ軸方向に延びる支持アーム７３をその先端（前端）に一体的に備えている。支持アーム７３は、レーザ加工ヘッド４７の先端の下方位置に相対的に位置決め可能である。また、支持アーム７３の基端部（後端部）には、レーザ加工ヘッド４７の先端から出射された光（又は、リングライト５９からの照明光の反射光）を直角に反射する第１反射ミラー７５が設けられている。更に、支持アーム７３の先端部（前端部）には、第１反射ミラー７５からの反射光をカメラ５７（撮像ユニット５３）に向けて直角に反射する第２反射ミラー７７が設けられている。換言すれば、ノズルラック６９の先端には、Ｙ軸方向に離隔された第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７が、支持アーム７３を介して設けられている。

　第２反射ミラー７７の設置位置が第１反射ミラー７５の設置位置に対してＹ軸方向にのみオフセットされているので、第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａは第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａに対してＹ軸方向にのみオフセットされている。第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａに対する第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａのオフセット量δは、レーザ加工ヘッド４７の照射光軸４７ａに対するカメラ５７の撮像光軸５７ａのオフセット量λと同じである。また、第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７は、Ｙ軸方向（水平方向）に対向し、かつ、水平方向に対して互いに反対側に４５度傾斜している。従って、第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７は、レーザ加工ヘッド４７の先端部の画像をカメラ５７に向けて反射することができる。なお、第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａに対する第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａは、Ｘ軸方向にオフセットされてもよく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向にオフセットされてもよい（当然、照射光軸４７ａに対する撮像光軸５７ａのオフセットに一致される）。

　図１及び図６に示されるように、複合加工機１は、シュータテーブル２１（揺動シリンダ２３）、キャレッジベース２７、キャレッジ２９、上部タレット３５、下部タレット３９、ラム４１、Ｙ軸スライダ４５、レーザ加工ヘッド４７、撮像ユニット５３、及び、ノズル交換機構６１等の動作を加工プログラムに基づいて制御する制御装置[controller]７９を具備している。また、制御装置７９は、１つ又は複数のコンピュータによって構成されており、加工プログラム・ワーク情報・金型情報等を記憶するメモリ、及び、加工プログラムを解釈して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。ワーク情報には各ワークＷの寸法・材質等が含まれており、金型情報には各金型（パンチ金型３３及びダイ金型３７）の形状・寸法等が含まれている。

　制御装置７９のＣＰＵは、ノズル径取得部[nozzle diameter retriever]８３、ノズル径登録部[nozzle diameter register]８５、及び、正常判定部[normality determiner]８７として機能する。また、正常判定部８７は、装着判定部[installation determiner]８９、真円判定部[precise circularity determiner]９１、ノズル径判定部[nozzle diameter determiner]９３、及び、付着判定部[deposition determiner]９５で構成されている。上述したノズル径取得部８３等の具体的な構成について以下に説明する。

　ノズル径取得部８３は、ノズルラック６９の保持孔７１に保持されたノズル５１をレーザ加工ヘッド４７の先端部に装着した後に、所定条件下で、カメラ５７の撮像画像（画像データ）に基づいて、ノズル５１のノズル径（図７（ａ）に示されるノズル孔５１ｈの直径）を演算によって取得するように構成されている。具体的には、ノズル径取得部８３は、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル５１のノズル径を角度・位置を変えて複数回検出し、検出結果（検出値）の平均値をノズル５１のノズル径として演算する。上述した所定条件とは、第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａをレーザ加工ヘッド４７の照射光軸４７ａに一致させ、かつ、第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａをカメラ５７の撮像光軸５７ａに一致させた状態で、カメラ５７でレーザ加工ヘッド４７の先端部を上方から撮像したことである。

　ノズル径登録部８５は、取得されたノズル５１のノズル径をノズルラック６９の保持孔７１に対応させて登録するように構成されている。具体的には、ノズル径登録部８５は、取得されたノズル５１のノズル径をノズルラック６９の保持孔７１の保持情報（位置情報）に対応させて制御装置７９のメモリに登録する。

　正常判定部８７は、上述した所定条件下で、カメラ５７の撮像画像に基づいて、レーザ加工ヘッド４７の先端部に指定されたノズル径の正常なノズル５１が装着されているか否かについて判定するように構成されている。また、正常判定部８７の判定処理は、装着判定部８９、真円判定部９１、ノズル径判定部９３、及び、付着判定部９５の判定処理に基づいて実行される。

　装着判定部８９は、上述した所定条件下で、カメラ５７の撮像画像に基づいて、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着されているか否か判定するように構成されている。具体的には、装着判定部８９は、カメラ５７からの撮像画像にノズル孔５１ｈに相当する部位又はノズル５１の外輪郭に相当する部位が存在しているか否か判定する。

　真円判定部９１は、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着されていると判定された場合に、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル孔５１ｈが真円であるか否か判定するように構成されている。具体的には、真円判定部９１は、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル孔５１ｈの重心位置を演算し、その重心位置からノズル５１のノズル孔５１ｈの周縁までの距離を異なる角度・位置において複数回検出し、複数の検出結果（検出値）が同じであるか否かを判定する（複数の検出値が同じである場合、ノズル孔５１ｈは真円であると判定される）。

　ノズル径判定部９３は、ノズル孔５１ｈが真円であると判定された場合に、ノズル５１のノズル径が指定されたノズル径である否か判定するように構成されている。なお、ノズル径判定部９３は、制御装置７９のメモリに記憶された正常ノズルの参照画像（図示省略）を用いて、撮像画像中のノズル５１のノズル径が正常ノズルのノズル径（指定ノズル径）と一致しているか否かをパターンマッチングによって判定してもよい（ノズル径が一致する場合、指定されたノズル径であると判定される）。この場合には真円判定部９１の判定処理は不要であり、真円判定部９１を省略してもよい。

　付着判定部９５は、ノズル５１のノズル径が指定ノズル径であると判定された場合に、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル孔５１ｈの周辺にスパッタ等の図７（ｃ）に示されるように異物Ｆが付着しているか否か判定するように構成されている。具体的には、付着判定部９５は、撮像画像中のノズル５１の先端面に相当する部位とノズル孔５１ｈに相当する部位とのコントラスト差の値が正常値よりも低下しているか否か判定する（低下している場合、異物Ｆが付着していると判定される）。なお、付着判定部９５は、撮像画像中のノズル５１の先端面に相当する部位と上述した正常ノズルの参照画像中のノズル５１の先端面に相当する部分との間にコントラスト差があるか否かを判定してもよい（コントラスト差がある場合、異物Ｆが付着していると判定される）。

　続いて、実施形態の第１動作として、第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７に関する動作について説明する。

　図５に示されるように、第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａをレーザ加工ヘッド４７の照射光軸４７ａに一致させ、かつ、第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａをカメラ５７の撮像光軸５７ａに一致させる。すると、レーザ加工ヘッド４７から出射される光は、第１反射ミラー７５によって直角に反射される。そして、第１反射ミラー７５によって反射された光は、第２反射ミラー７７によってカメラ５７に向けて直角に反射される。換言すれば、第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７によってレーザ加工ヘッド４７の先端部の画像が、カメラ５７へと反射される。この結果、図７（ａ）～図７（ｃ）に示されるように、カメラ５７（撮像ユニット５３）によってレーザ加工ヘッド４７の先端部の画像を確実に撮像することができる。

　なお、図７（ａ）は、ノズル５１が正常な状態を示している。図７（ｂ）は、ノズル５１のノズル孔５１ｈの周縁に損傷がある状態を示している。図７（ｃ）は、ノズル５１の先端面に異物Ｆが付着した状態を示している。

　続いて、実施形態の第２動作として、ノズル５１のノズル径の登録処理について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。

　ノズル交換機構６１等によってレーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着され、ノズルラック６９の所定の保持孔７１から装着されたノズル５１が分離される（ステップＳ１０１）。そして、第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａをレーザ加工ヘッド４７の照射光軸４７ａに一致させ、かつ、第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａをカメラ５７の撮像光軸５７ａに一致させた状態で、カメラ５７によってレーザ加工ヘッド４７の先端部を（第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７を介して）上方から撮像する（ステップＳ１０２）。

　ステップＳ１０２の処理の後、ノズル径取得部８３は、カメラ５７の撮像画像（画像データ）に基づいて、ノズル５１のノズル径（ノズル孔５１ｈの直径）を演算して取得する（ステップＳ１０３）。ノズル径登録部８５は、取得されたノズル径をノズルラック６９の所定の保持孔７１に対応させて登録する（ステップＳ１０４）。次いで、ノズル交換機構６１等によってノズル５１がレーザ加工ヘッド４７の先端部から離脱され、離脱されたノズル５１はノズルラック６９の空の所定の保持孔７１に戻される（ステップＳ１０５）。

　ステップＳ１０５の処理の後、制御装置７９のＣＰＵは、ノズルラック６９に収納された全ノズル５１のノズル径を登録したか否か判断する（ステップＳ１０６）。そして、ノズルラック６９に収納された全ノズル５１のノズル径が登録されていない場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、ステップＳ１０１に戻って、ノズル５１のノズル径の登録処理が続行される。一方、ノズルラック６９に収納された全ノズル５１のノズル径を登録されている場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、ノズル５１のノズル径の登録処理は終了される。

　続いて、実施形態の第３動作として、ノズル５１の点検処理について図９のフローチャートを参照して説明する。

　第１反射ミラー７５の反射光軸７５ａをレーザ加工ヘッド４７の照射光軸４７ａに一致させ、かつ、第２反射ミラー７７の反射光軸７７ａをカメラ５７の撮像光軸５７ａに一致させた状態で、カメラ５７によってレーザ加工ヘッド４７の先端部を（第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７７を介して）上方から撮像する（ステップＳ２０１）。装着判定部８９は、カメラ５７の撮像画像に基づいて、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着されているか否か判定する（ステップＳ２０２）。レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着されていないと判定された場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、ノズル交換機構６１等によってレーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着される（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の後、ノズル５１の点検処理は終了される。

　一方、レーザ加工ヘッド４７の先端部にノズル５１が装着されていると判定された場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、真円判定部９１が、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル５１のノズル孔５１ｈが真円であるか否か判定する（ステップＳ２０４）。ノズル孔５１ｈの周縁の損傷等によりノズル孔５１ｈが真円でないと判定された場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、ノズル交換機構６１等によってレーザ加工ヘッド４７の先端部に対してノズル５１の交換が行なわれる（ステップ２０３）。ステップＳ２０３の後、ノズル５１の点検処理は終了される。

　一方、ノズル孔５１ｈが真円であると判定された場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、ノズル径判定部９３が、ノズル５１のノズル径が指定ノズル径である否か判定する（ステップＳ２０５）。ノズル５１のノズル径が指定ノズル径でないと判定された場合（ステップＳ２０５でＮｏ）、ノズル交換機構６１等によってレーザ加工ヘッド４７の先端部に対してノズル５１の交換が行なわれる（ステップ２０３）。ステップＳ２０３の後、ノズル５１の点検処理は終了される。

　一方、ノズル５１のノズル径が指定ノズル径であると判定された場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、付着判定部９５が、カメラ５７の撮像画像に基づいて、ノズル孔５１ｈの周辺に異物が付着しているか否か判定する（ステップＳ２０６）。ノズル孔５１ｈの周辺に異物が付着してないと判定された場合（ステップＳ２０６でＮｏ）には、ノズル５１の点検処理は終了される。一方、ノズル孔５１ｈの周辺に異物が付着していると判定された場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、制御装置７９のＣＰＵは、ノズル５１の清掃を行うためのアラームを発生する（ステップＳ２０７）。なお、アラームの発生の代わりに、ノズル交換機構６１等によってレーザ加工ヘッド４７の先端部に対してノズル５１の交換が行なわれてもよい。

　上記実施形態によれば、撮像ユニット５３を具備する複合加工機１において、レーザ加工ヘッド４７を加工テーブル１３上の加工領域外に移動させることなく、ノズル５１の交換を含むノズル５１の点検処理を効率良く行うことができる。

　カメラ５７は下向きに設置され、かつ、ノズル５１とはオフセットした位置に設けられているので、ノズル５１の先端面に付着したドロスやスパッタ等がカメラ５７に落下することはなく、カメラ５７の損傷や故障を防止できる。また、ノズル５１の先端面からドロスやスパッタ等が落下しても、支持アーム７３の中間部に直接落下するか、第１反射ミラー７５（又は、第２反射ミラー７７）の傾斜に沿って支持アーム７３の中間部に落下する。従って、カメラ５７の撮像は全く影響を受けず、レーザ加工ヘッド４７の先端部を正確に撮像できる。

　また、上記実施形態によれば、撮像ユニット５３を利用してノズル５１のノズル径の登録処理を自動的に行うことができるので、複合加工機１に関する人手による登録処理の手間を極力減らすことができる。

　日本国特許出願第２０１７－１１１０３号（２０１７年１月２５日出願）の全ての内容は、ここに参照されることで本明細書に援用される。本発明の実施形態を参照することで上述のように本発明が説明されたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲に照らして決定される。

　例えば、本発明は、複合加工機ではなく、パンチプレスの機能を有しないレーザ加工機に適用されてもよい。また、撮像ユニット５３の垂直方向に対する傾斜角を変更できるように、撮像ユニット５３が水平な揺動軸心回りに揺動可能に構成されてもよい。この場合、撮像ユニット５３の垂直方向に対する傾斜角を例えば３０度に変更して、第１反射ミラー７５の水平方向に対する傾斜角を例えば３０度にすることにより、第２反射ミラー７７を省略できる。

Claims

　レーザ加工機であって、
　先端部にノズルを着脱可能に有したレーザ加工ヘッドと、
　前記レーザ加工ヘッドの側部に設けられ、その撮像光軸が前記レーザ加工ヘッドの照射光軸に対して水平方向にオフセットされた、上方から撮像する撮像ユニットと、
　前記レーザ加工ヘッドの先端部の画像を前記撮像ユニットに向けて反射する反射ミラーと、を備えているレーザ加工機。
　請求項１に記載のレーザ加工機であって、
　前記反射ミラーが、前記レーザ加工ヘッドの先端部から出射される光を直角に反射する第１反射ミラーと、前記第１反射ミラーによって反射された光を前記撮像ユニットに向けて直角に反射する第２反射ミラーと、を備えている、レーザ加工機。
　請求項２に記載のレーザ加工機であって、
　前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーが、互いに対向し、かつ、水平方向に対して互いに反対方向に傾斜されており、
　前記第１反射ミラーの設置位置に対する前記第２反射ミラーの設置位置のオフセット量が、前記レーザ加工ヘッドの前記照射光軸に対する前記撮像ユニットの前記撮像光軸のオフセット量と同じである、レーザ加工機。
　請求項２又は請求項３に記載のレーザ加工機であって、
　前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーを備えた支持アームが、前記レーザ加工ヘッドの前記先端部の下方に相対的に位置決め可能に設けられている、レーザ加工機。
　請求項１に記載のレーザ加工機であって、
　前記撮像ユニットが、垂直方向に対する傾斜角を変更できるように、水平な揺動軸心回りに揺動可能に構成されている、レーザ加工機。
　請求項１～５の何れか一項に記載のレーザ加工機であって、
　複数のノズルをそれぞれ保持する複数の保持部を有するノズルラックをさらに備えており、
　前記ノズルラックが、支持アームをその先端に備え、かつ、前記複数の保持部のうちの任意の保持部を前記レーザ加工ヘッドの先端部と上下に対向させるように、前記レーザ加工ヘッドに対して相対的に水平移動可能に構成され、
　前記反射ミラーが、前記支持アームに設けられている、レーザ加工機。
　請求項１～６の何れか一項に記載のレーザ加工機であって、
　前記第１反射ミラーの反射光軸を前記レーザ加工ヘッドの前記照射光軸に一致させ、かつ、前記第２反射ミラーの反射光軸を前記撮像ユニットの前記撮像光軸に一致させた状態で、前記撮像ユニットによって前記レーザ加工ヘッドの前記先端部を上方から撮像したことを条件として、前記撮像ユニットの撮像画像に基づいて、前記レーザ加工ヘッドの前記先端部に指定ノズル径を有する正常なノズルが装着されているか否か判定する正常判定部をさらに備えている、レーザ加工機。
　請求項６に記載のレーザ加工機であって、
　前記ノズルが前記レーザ加工ヘッドの前記先端部に装着され、前記第１反射ミラーの前記反射光軸を前記レーザ加工ヘッドの前記照射光軸に一致させ、かつ、前記第２反射ミラーの出射光軸を前記撮像ユニットの撮像光軸にそれぞれ一致させた状態で、前記撮像ユニットによって前記レーザ加工ヘッドの前記先端部を上方から撮像したことを条件として、前記撮像ユニットの撮像画像に基づいて、前記ノズルのノズル径を取得するノズル径取得部と、
　取得された前記ノズル径を前記ノズルラックの前記保持部に対応させて登録するノズル径登録部と、をさらに備えている、レーザ加工機。