特許 6305195 レーザ加工機及び加工原点補正方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6305195

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】レーザ加工機及び加工原点補正方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/02 20140101AFI20180326BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/02 A

   B23K26/00 M

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-97533(P2014-97533)

(22)【出願日】2014年5月9日

(65)【公開番号】特開2015-213939(P2015-213939A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 広一

【審査官】 岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２７５２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０５０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１５３８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／０２

Ｂ２３Ｋ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状のワークに対してパンチ加工を行った後に、加工プログラムに基づいてワークの製品部分の輪郭に沿ってレーザ加工を行うレーザ加工機において、
レーザ光を照射するノズルを着脱可能に備えたレーザ照射ユニットと、
前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行うノズル交換ユニットと、
前記レーザ照射ユニットの照射位置に対する撮像位置が相対的に設定され、前記ノズルの交換の度に、ワークの製品部分に対応した箇所に予め形成した基準パンチ穴の周辺の画像を撮像する撮像ユニットと、
ワークを前記レーザ照射ユニットの照射位置及び前記撮像ユニットの撮像位置に対して相対的に水平方向へ移動させるワーク移動ユニットと、
前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行った後に、前記レーザ照射ユニットを制御して前記ノズルから低出力のレーザ光を照射させつつ、前記ワーク移動ユニットを制御して前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置を動作中心としたワークの特定の動作を前記レーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に行うことにより、ワークに前記基準パンチ穴を囲む所定の軌跡を形成する軌跡形成部と、
前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置に基づいて、前記ワーク移動ユニットを制御してワークを前記撮像ユニットの撮像位置に対して相対的に水平方向へ移動位置決めし、前記撮像ユニットを制御して前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の画像を撮像した後に、前記撮像ユニットから前記画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得した前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置と前記基準パンチ穴の中心の位置とのずれ量を演算するずれ量演算部と、
前記ずれ量演算部によって演算された前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置を補正する原点補正部と、を具備し、
前記ノズルの交換後に、前記ノズルのノズル径の相違やアシストガスの流れの変化によって実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することを特徴とするレーザ加工機。

【請求項2】

前記加工プログラムに基づいてワークに対してパンチ加工を行うためのパンチ加工ユニットを具備した複合タイプの装置であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。

【請求項3】

板状のワークに対してパンチ加工を行った後に、レーザ光を照射するノズルを着脱可能に備えたレーザ照射ユニットを用い、加工プログラムに基づいてワークの製品部分の輪郭に沿ってレーザ加工を行う場合に使用される方法であって、ワークの製品部分の前記加工プログラム上の加工原点位置を補正する加工原点補正方法において、
前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行った後に、前記ノズルから低出力のレーザ光を照射させつつ、ワークの製品部分に対応した箇所に予め形成した基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置を中心としたワークの特定の動作を前記レーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に行うことにより、ワークに前記基準パンチ穴を囲む所定の軌跡を形成する軌跡形成ステップと、
前記軌跡形成ステップの終了後に、前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置に基づいて、前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップの終了後に、撮像された前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置と前記基準パンチ穴の中心の位置とのずれ量を演算するずれ量演算ステップと、
前記ずれ量演算ステップの終了後に、演算された前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置を補正する補正ステップと、を具備し、
前記ノズルの交換後に、前記ノズルのノズル径の相違やアシストガスの流れの変化によって実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することを特徴とする加工原点補正方法。

【請求項4】

パンチ加工及びレーザ加工は、前記レーザ照射ユニットの他に、前記加工プログラムに基づいてワークに対してパンチ加工を行うためのパンチ加工ユニットを具備した複合タイプのレーザ加工機によって行われることを特徴とする請求項３に記載の加工原点補正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状のワークに対してパンチ加工を行った後に、加工プログラムに基づいてワークの製品部分（製品に相当する部分）の輪郭に沿ってレーザ加工を行うレーザ加工機等に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、板状のワークに対してパンチ加工とレーザ加工の複合加工を行う複合加工機（複合タイプのレーザ加工機）が広く使用されている。そして、一般的な複合加工機は、ワークに対してパンチ加工を行うためのパンチ加工ユニットと、レーザ光を照射するノズルを着脱可能に備えたレーザ照射ユニットと、レーザ照射ユニットに対してノズルの交換（自動交換）を行うノズル交換ユニットとを具備している。また、一般的な複合加工機は、ワークをパンチ加工ユニットのパンチ加工位置（加工プログラム上の加工位置）及びレーザ照射ユニットの照射位置（加工プログラム上の照射位置）に対して相対的に水平方向へ移動させるワーク移動ユニットを具備している。更に、一般的な複合加工機は、加工プログラムに基づいてパンチ加工ユニット、レーザ照射ユニット、ノズル交換ユニット、及びワーク移動ユニットを制御する制御ユニットを具備している。

【0003】

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１５４３８３号公報

【特許文献2】特開２０１３−１４６７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、レーザ加工を行う前に、ワークの加工条件、材質、厚み等の変更に伴い、ノズル径の異なるノズルに交換することがある。この場合には、ノズル交換ユニットを制御してノズル照射ユニットに対してノズルの交換を行った後に、ノズルのノズル径の相違やアシストガスの流れの変化等によってビーム形状やビームの中心位置が変化して、ノズルの実際の照射位置がレーザ照射ユニットの照射位置（加工プログラム上の照射位置、基準の照射位置）に対してずれが生じることがある。このような場合に、パンチ加工とレーザ加工の複合精度（パンチ基準の複合精度）が低下して、製品の加工精度を十分に向上させることが困難になるという問題がある。

【0006】

なお、前述の問題は、パンチ加工とレーザ加工の複合加工を行う複合加工機だけでなく、別の加工機であるパンチプレスによってワークの製品部分にパンチ加工を行った後に、ワークの製品部分の輪郭に沿ってレーザ加工を行うレーザ加工機においても、同様に生じるものである。

【0007】

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のレーザ加工機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の特徴は、板状のワークに対してパンチ加工（打ち抜き加工、成形加工を含む）を行った後に、加工プログラムに基づいてワークの製品部分（製品に相当する部分）の輪郭に沿ってレーザ加工を行うレーザ加工機において、レーザ光を照射するノズルを着脱可能に備えたレーザ照射ユニット（レーザ照射手段）と、前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換（自動交換）を行うノズル交換ユニット（ノズル交換手段）と、前記レーザ照射ユニットの照射位置（加工プログラム上の照射位置、基準の照射位置）に対する撮像位置（撮像中心の位置、加工プログラム上の撮像位置）が相対的に設定され、前記ノズルの交換の度に、ワークの製品部分に対応した箇所に予め形成した基準パンチ穴の周辺の画像（基準パンチ穴を含む周辺の画像）を撮像する撮像ユニット（撮像手段）と、ワークを前記レーザ照射ユニットの照射位置及び前記撮像ユニットの撮像位置に対して相対的に水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ移動させるワーク移動ユニット（ワーク移動手段）と、前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行った後に、前記レーザ照射ユニットを制御して前記ノズルから低出力のレーザ光を照射させつつ、前記ワーク移動ユニットを制御して前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置（制御位置）を動作中心としたワークの特定の動作（円形状の旋回動作、正多角形状の旋回動作等を含む）を前記レーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に行うことにより、ワークに前記基準パンチ穴を囲む所定の軌跡（けがき線）を形成する軌跡形成部（けがき線形成部）と、前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置に基づいて、前記ワーク移動ユニットを制御してワークを前記撮像ユニットの撮像位置に対して相対的に水平方向へ移動位置決めし、前記撮像ユニットを制御して前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の画像を撮像した後に、前記撮像ユニットから前記画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部によって取得した前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置（画像位置）と前記基準パンチ穴の中心の位置（画像位置）とのずれ量を演算するずれ量演算部と、前記ずれ量演算部によって演算された前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置（加工原点位置）を補正（変更）する原点補正部と、を具備し、前記ノズルの交換後に、前記ノズルのノズル径の相違やアシストガスの流れの変化によって実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することを要旨とする。

【0009】

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「レーザ加工機」とは、板状のワークに対してレーザ加工のみを行うレーザ加工機の他に、板状のワークに対してパンチ加工とレーザ加工を行う複合加工機も含む意であって、「パンチ加工」とは、打ち抜き加工、成形加工を含む意である。また、「基準パンチ穴」とは、レーザ加工の加工基準となる加工原点位置の補正を行うためのパンチ穴（貫通穴）のことであって、レーザ加工におけるピアスのために開けた穴や製品内、外に開けたパンチ穴でもよい。更に、「低出力のレーザ光」とは、ワークを切断しない程度の出力のレーザ光のことをいう。

【0010】

本発明の第１の特徴によると、レーザ加工の途中に、ワークの加工条件等の変更に伴い、前記ノズル交換ユニットを制御して前記ノズル照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行う。

【0011】

前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行った後に、前記軌跡形成部は、前記レーザ照射ユニットを制御して前記ノズルから低出力のレーザ光を照射させつつ、前記ワーク移動ユニットを制御して前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置を中心としたワークの特定の動作を前記レーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に行う。これにより、ワークに前記所定の軌跡を形成することができる。

【0012】

ワークに前記所定の軌跡を形成した後に、前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置に基づいて、前記ワーク移動ユニットを制御してワークを前記撮像ユニットの撮像位置に対して相対的に水平方向へ移動位置決めする。そして、前記撮像ユニットを制御して前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の前記画像を撮像し、前記画像取得部が前記撮像ユニットから前記画像を取得する。

【0013】

前記画像を取得した後に、前記ずれ量演算部は、撮像された前記画像（取得した前記画像）に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置（画像位置）と前記基準パンチ穴の中心の位置（画像位置）とのずれ量を演算する。そして、前記原点補正部は、演算された前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置（制御位置）を補正（変更）する。これにより、ワークの製品部分の前記加工プログラム上の加工原点位置を補正することができる。

【0014】

要するに、前記ノズルの交換を行った後に、ワークに前記所定の軌跡を形成し、前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の前記画像を撮像した上で、撮像された前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置と前記基準パンチ穴の中心の位置との前記ずれ量を演算し、レーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置を補正しているため、前記ノズルの実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置（加工プログラム上の照射位置、基準の照射位置）に対してずれが生じても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することができる。

【0015】

本発明の第２の特徴は、板状のワークに対してパンチ加工を行った後に、レーザ光を照射するノズルを着脱可能に備えたレーザ照射ユニットを用い、加工プログラムに基づいてワークの製品部分（製品に相当する部分）の輪郭に沿ってレーザ加工を行う場合に使用される方法であって、ワークの製品部分の前記加工プログラム上の加工原点位置を補正する加工原点補正方法において、前記レーザ照射ユニットに対して前記ノズルの交換を行った後に、前記ノズルから低出力のレーザ光を照射させつつ、ワークの製品部分に対応した箇所に予め形成した基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置（制御位置）を中心としたワークの特定の動作を前記レーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に行うことにより、ワークに前記基準パンチ穴を囲む所定の軌跡（けがき線）を形成する軌跡形成ステップと、前記軌跡形成ステップの終了後に、前記基準パンチ穴の中心の前記加工プログラム上の位置に基づいて、前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の画像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップの終了後に、撮像された前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置（画像位置）と前記基準パンチ穴の中心の位置（画像位置）とのずれ量を演算するずれ量演算ステップと、前記ずれ量演算ステップの終了後に、演算された前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置（制御位置）を補正（変更）する補正ステップと、を具備し、前記ノズルの交換後に、前記ノズルのノズル径の相違やアシストガスの流れの変化によって実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することを要旨とする。

【0016】

第２の特徴によると、前記ノズルの交換を行った後に、ワークに前記所定の軌跡を形成し、前記所定の軌跡を含む前記基準パンチ穴の周辺の前記画像を撮像した上で、撮像された前記画像に基づいて、前記画像中における前記所定の軌跡の中心の位置と前記基準パンチ穴の中心の位置との前記ずれ量を演算し、レーザ加工の基準となる前記加工プログラム上の位置を補正しているため、前記ノズルの実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置（加工プログラム上の照射位置、基準の照射位置）に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、前記ノズルの交換後の実際の照射位置が前記レーザ照射ユニットの照射位置に対してずれてあっても、そのずれを前記加工プログラム上で修正できるため、前記ノズルの交換後においても、パンチ加工とレーザ加工の複合精度（パンチ基準の複合精度）を高精度に維持して、製品の加工精度を十分に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る複合加工機の制御ブロック図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る複合加工機の一連の動作を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る加工原点補正処理の具体的な内容を示すフローチャートである。

【図4】図４は、所定の軌跡を含む所定の基準パンチ穴の周辺の画像を示す図である。

【図5】図５は、図６における矢視部Vの拡大図である。

【図6】図６は、パンチ加工済みのワークを示す図である。

【図7】図７は、本発明の実施形態に係る複合加工機の側面図である。

【図8】図８は、図７におけるVIII-VIII線に沿った平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、図面中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向をそれぞれ指している。

【0020】

図７及び図８に示すように、本発明に実施形態に係る複合加工機１は、加工プログラムに基づいて板状のワークＷに対してパンチ加工（打ち抜き加工、成形加工を含む）を行うものである。また、複合加工機１は、ワークＷに対してパンチ加工を行った後に、加工プログラムに基づいてワークＷの複数の製品部分（製品に相当する部分）Ｍの輪郭に沿ってレーザ加工を行うものである。

【0021】

複合加工機１は、ブリッジ型の加工機本体（本体ベース）３を具備しており、この加工機本体３は、上下に対向した上部フレーム５と下部フレーム７を備えている。また、下部フレーム７には、ワークＷをＸ軸方向（水平方向の１つである左右方向）及びＹ軸方向（水平方向の１つである前後方向）へ移動自在に支持する固定テーブル９が設けられている。更に、下部フレーム７における固定テーブル９の左右両側には、ワークＷをＸ軸方向へ移動自在に支持する可動テーブル１１，１３がＹ軸方向へ移動可能に設けられている。

【0022】

加工機本体３の適宜位置には、加工プログラムに基づいてワークＷの複数の製品部分Ｍにパンチ加工を行うためのパンチ加工ユニット１５が設けられている。具体的には、上部フレーム５には、複数の上部金型１７を保持する円形状の上部タレット１９がその鉛直な軸心周りに回転可能に設けられている。また、下部フレーム７における上部タレット１９に上下に対向する位置には、複数の下部金型２１を保持する円形状の下部タレット２３がその鉛直な軸心周りに回転可能に設けられている。ここで、上部タレット１９及び下部タレット２３を回転モータ（図示省略）の駆動により同期して回転させることによって、所定の上部金型１７及び所定の下部金型２１をパンチ加工ユニット１５のパンチ加工位置（加工プログラム上のパンチ加工位置）Ｐ１に割り出し可能になっている。そして、上部フレーム５における上部タレット１９の上方位置には、ラム２５が昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられており、このラム２５は、昇降シリンダ（図示省略）の駆動により昇降するものである。更に、ラム２５には、パンチ加工位置Ｐ１に割り出した所定の上部金型１７を上方向から打圧するストライカー２７が設けられている。

【0023】

パンチ加工ユニット１５に離隔した位置には、ワークＷに向かってアシストガスを噴射しつつレーザ光を照射するためのレーザ照射ユニット２９が設けられている。具体的には、上部フレーム５には、Ｙ軸スライダ３１がＹ軸方向へ移動可能に設けられている。また、Ｙ軸スライダ３１には、レーザ照射ヘッド３３が設けられており、レーザ照射ヘッド３３は、先端側に、アシストガスを噴射しつつレーザ光を照射するノズル３５を着脱可能に備えている。また、加工機本体３の近傍には、レーザ光を発振するレーザ発振器３７が配設されており、このレーザ発振器３７は、レーザ照射ヘッド３３に光学的に接続されている。更に、加工機本体３の近傍には、アシストガスを供給するためのアシストガス供給源（図示省略）が配設されており、このアシストガス供給源は、レーザ照射ヘッド３３に接続されている。そして、固定テーブル９におけるレーザ照射ヘッド３３のＹ軸方向の移動領域に上下に対向する箇所には、Ｙ軸方向へ延びた長穴３９が貫通形成されており、この長穴３９は、スクラップ等を回収する回収ユニット（図示省略）に接続されている。

【0024】

加工機本体３の適宜位置には、レーザ照射ヘッド３３に対してノズル３５の交換（自動交換）を行うノズル交換ユニット４１が配設されている。また、ノズル交換ユニット４１は、例えば、特許第４１７７３４３号公報に示す公知の構成からなるものであって、複数のノズル３５を収納するノズルストッカ（図示省略）を備えている。

【0025】

レーザ照射ヘッド３３の側部には、撮像ユニットとしてのＣＣＤカメラ４３が設けられており、このＣＣＤカメラ４３は、ノズル３５の交換の度に、ワークＷの製品部分Ｍに対応した箇所にパンチ加工ユニット１５によって予め形成した基準パンチ穴Ｗｈの周辺の画像Ｇ（図４参照）を撮像するものである。また、レーザ照射ヘッド３３の照射位置（加工プログラム上の照射位置）Ｐ２とＣＣＤカメラ４３の撮像位置（カメラ中心の位置、加工プログラム上の撮像位置）Ｐ３との距離は、例えば特許文献１及び特許文献２に示す公知の手法によってキャリブレーションされており、換言すれば、レーザ照射ヘッド３３の照射位置（レーザ照射ユニット２９の照射位置）Ｐ２に対するＣＣＤカメラ４３の撮像位置Ｐ３は、相対的に設定されている。

【0026】

固定テーブル９及び上部フレーム５等に亘って、ワーク移動ユニット４５が設けられており、このワーク移動ユニット４５は、ワークＷをパンチ加工ユニット１５のパンチ加工位置Ｐ１、レーザ照射ヘッド３３の照射位置Ｐ２、及びＣＣＤカメラ４３の撮像位置Ｐ３に対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるものである。具体的には、一方の可動テーブル１１の前部と他方の可動テーブル１３の前部の間には、Ｘ軸方向へ伸びたキャレッジベース４７が連結するように設けられており、上部フレーム５の適宜位置には、キャレッジベース４７を一対の可動テーブル１１，１３と一体的にＹ軸方向へ移動させるための第１Ｙ軸モータ４９が設けられている。また、キャレッジベース４７には、キャレッジ５１がＸ軸方向へ移動可能に設けられており、キャレッジベース４７の適宜位置には、キャレッジ５１をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸モータ５３が設けられている。更に、キャレッジ５１には、ワークＷの端部を把持する複数のクランパ５５が設けられている。そして、上部フレーム５の適宜位置には、Ｙ軸スライダ３１をＹ軸方向へ移動させるための第２Ｙ軸モータ５７が設けられている。

【0027】

図１に示すように、複合加工機１は、パンチ加工ユニット１５及びレーザ照射ユニット２９等の他に、制御ユニット（ＮＣ制御ユニット）５９を具備しており、この制御ユニット５９は、加工プログラムに基づいてパンチ加工ユニット１５、レーザ照射ユニット２９、ノズル交換ユニット４１、ＣＣＤカメラ４３、及びワーク移動ユニット４５を制御するものである。また、制御ユニット５９は、加工プログラム、金型情報等を記憶するメモリと、加工プログラムを解釈して実行するＣＰＵとを備えている。そして、制御ユニット５９のＣＰＵは、軌跡形成部（けがき線形成部）６１としての機能、画像取得部６３としての機能、ずれ量演算部６５としての機能、原点補正部６７としての機能を有している。

【0028】

ここで、図１、図４、及び図５に示すように、軌跡形成部６１は、レーザ照射ヘッド３３に対してノズル３５の交換を行った後に、レーザ発振器３７を制御してノズル３５から低出力のレーザ光を照射させつつ、第１Ｙ軸モータ４９及びＸ軸モータ５３等を制御して基準パンチ穴Ｗｈの中心Ｗｈｃの加工プログラム上の位置（制御位置）を動作中心としたワークＷの円形状の旋回動作をレーザ照射ヘッド３３の照射位置Ｐ２に対して相対的に行うことにより、ワークＷに所定の基準パンチ穴Ｗｈを囲む所定の軌跡（けがき線）Ｓを形成するものである。ここで、所定の基準パンチ穴Ｗｈとは、ノズル３５の交換後（交換直後）にレーザ加工の対象となる所定の製品部分Ｍに対応する箇所に形成された基準パンチ穴Ｗｈのことをいう。なお、ワークＷの円形状の旋回動作の代わりに、ワークＷの正多角形状の旋回動作等、ワークＷの別の特定動作を行うようにしても構わない。

【0029】

画像取得部６３は、基準パンチ穴Ｗｈの中心の加工プログラム上の位置に基づいて、第１Ｙ軸モータ４９及びＸ軸モータ５３等を制御してワークＷをＣＣＤカメラ４３の撮像位置Ｐ３に対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動位置決めし、ＣＣＤカメラ４３を制御して所定の軌跡Ｓを含む所定の基準パンチ穴Ｗｈの周辺の画像を撮像した後に、ＣＣＤカメラ４３から画像Ｇを取得するものである。また、ずれ量演算部６５は、画像取得部６３によって取得した画像Ｇに基づいて、画像Ｇ中における所定の軌跡Ｓの中心Ｓｃの位置（画像位置）と所定の基準パンチ穴Ｗｈの中心Ｗｈｃの位置（画像位置）とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を演算するものである。また、原点補正部６７は、ずれ量演算部６５によって演算されたずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて、ずれ量がゼロになるようにレーザ加工の基準となる加工プログラム上の位置（制御位置）を補正（変更）するものである。

【0030】

続いて、複合加工機１の一連の動作について図２等を参照して説明する。

【0031】

加工プログラムに基づいて第１Ｙ軸モータ４９及びＸ軸モータ５３等を制御してワークＷをパンチ加工ユニット１５のパンチ加工位置Ｐ１に対してＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動位置決めしつつ、パンチ加工ユニット１５を制御してワークＷに対してパンチ加工を行う（図２におけるステップ１０１）。これにより、図５及び図６に示すように、ワークＷの各製品部分Ｍに対応する箇所に基準パンチ穴Ｗｈを形成すると共に、ワークＷの各製品部分Ｍに製品穴Ｍｈ等を形成することができる。

【0032】

ワークＷに対してパンチ加工を行った後でかつレーザ加工を行う前に、ワークＷの加工条件に伴い、ノズル交換ユニット４１を制御してレーザ照射ヘッド３３に対してノズル３５の交換（自動交換）を行った場合には（図２におけるステップ１０２）、加工原点補正処理を実行する（図２におけるステップ１０３）。なお、加工原点補正処理の具体的な内容については、後述する。

【0033】

ワークＷに対してパンチ加工を行った後（ノズル３５の交換を行った場合には、加工原点補正処理を実行した後）に、ワークＷに対してレーザ加工を行う（図２におけるステップ１０４）。具体的には、加工プログラムに基づいてＸ軸モータ５３及び第２Ｙ軸モータ５７等を制御してワークＷをレーザ照射ヘッド３３の照射位置Ｐ２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動位置決めしつつ、レーザ照射ユニット２９を制御することにより、ワークＷの複数の製品部分Ｍの輪郭に沿ってレーザ加工を行う。

【0034】

そして、ワークＷの複合加工（レーザ加工）を終了した後に（図２におけるステップ１０５）、目標枚数のワークＷの複合加工が終了するまで、ステップ１０１からステップ１０５までの処理を繰り返して実行する（図２におけるステップ１０６）。

【0035】

続いて、複合加工機１の一連の動作のうちの加工原点補正処理の具体的な内容、換言すれば、本発明の実施形態に係る加工原点補正方法について図３等を参照して説明する。ここで、本発明の実施形態に係る加工原点補正方法は、加工プログラムに基づいてワークＷに対してパンチ加工を行った後に、加工プログラムに基づいてワークＷの複数の製品部分Ｍの輪郭に沿ってレーザ加工を行う場合に使用される方法であって、ワークＷの製品部分Ｍの加工プログラム上の加工原点位置を補正する方法である。

【0036】

レーザ照射ヘッド３３に対してノズル３５の交換を行った後に、レーザ発振器３７を制御してノズル３５から低出力のレーザ光を照射させつつ、第１Ｙ軸モータ４９及びＸ軸モータ５３等を制御して所定の基準パンチ穴Ｗｈの中心Ｗｈｃの加工プログラム上の位置（制御位置）を動作中心としたワークＷの円形状の旋回動作をレーザ照射ヘッド３３の照射位置Ｐ２に対して相対的に行う。これにより、ワークＷに所定の基準パンチ穴Ｗｈを囲む所定の軌跡（けがき線）Ｓを形成することができる（図３におけるステップ２０１（軌跡形成ステップ）、図４参照）。なお、所定の基準パンチ穴Ｗｈとは、レーザ加工の対象となる所定の製品部分Ｍに対応する箇所に形成された基準パンチ穴Ｗｈのことをいう。

【0037】

ワークＷに所定の軌跡Ｓを形成した後に、所定の基準パンチ穴Ｗｈの中心の加工プログラム上の位置に基づいて、第１Ｙ軸モータ４９及びＸ軸モータ５３等を制御してワークＷをＣＣＤカメラ４３の撮像位置Ｐ３に対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動位置決めする。そして、ＣＣＤカメラ４３を制御して所定の軌跡Ｓを含む所定の基準パンチ穴Ｗｈの周辺の画像Ｇを撮像し（図３におけるステップ２０２（撮像ステップ））、画像取得部６３がＣＣＤカメラ４３からその画像Ｇを取得する（図３におけるステップ２０３）。

【0038】

画像取得部６３が画像Ｇを取得した後に、ずれ量演算部６５は、撮像された画像（取得した画像）Ｇに基づいて、画像Ｇ中における所定の軌跡Ｓの中心Ｓｃの位置（画像位置）と所定の基準パンチ穴Ｗｈの中心Ｗｈｃの位置（画像位置）とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を演算する（図３におけるステップ２０４（ずれ量演算ステップ）、図４参照）。そして、原点補正部６７は、演算されたずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて、ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）がゼロになるようにレーザ加工の基準となる加工プログラム上の位置（制御位置）を補正（変更）する（図３におけるステップ２０５（補正ステップ））。これにより、ワークＷの所定の製品部分Ｍの加工プログラム上の加工位置を補正することができる。

【0039】

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

【0040】

ノズル３５の交換を行った後に、ワークＷに所定の軌跡Ｓを形成し、所定の軌跡Ｓを含む所定の基準パンチ穴Ｗｈの周辺の画像Ｇを撮像した上で、撮像された画像Ｇに基づいて、画像Ｇ中における所定の軌跡Ｓの中心Ｓｃの位置と所定の基準パンチ穴Ｗｈの中心Ｗｈｃの位置とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を演算し、レーザ加工の基準となる加工プログラム上の位置を補正しているため、ノズル３５の交換後に、ノズル３５の実際の照射位置がレーザ照射ヘッド３３の照射位置（加工プログラム上の照射位置、基準の照射位置）に対してずれてあっても、そのずれを加工プログラム上で修正することができる。

【0041】

従って、本発明の実施形態によれば、ノズル３５の交換後においても、パンチ加工とレーザ加工の複合精度（パンチ基準の複合精度）を高精度に維持して、製品の加工精度を十分に向上させることができる。

【0042】

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、複合加工機１だけでなく、別の加工機であるパンチプレス（図示省略）によってワークＷの製品部分Ｍにパンチ加工を行った後に、ワークＷの製品部分Ｍの輪郭に沿ってレーザ加工を行うレーザ加工機（図示省略）にも及ぶものある。

【符号の説明】

【0043】

Ｗ ワーク
Ｗｈ 基準パンチ穴
Ｍ 製品部分
Ｍｈ 製品穴
Ｐ１ パンチ加工位置
Ｐ２ 照射位置
Ｐ３ 撮像位置
Ｓ 軌跡
Ｇ 画像
１ 複合加工機
３ 加工機本体
１５ パンチ加工ユニット
２９ レーザ照射ユニット
３３ レーザ照射ヘッド
３５ ノズル
３７ レーザ発振器
４１ ノズル交換ユニット
４３ ＣＣＤカメラ
４５ ワーク移動ユニット
４９ 第１Ｙ軸モータ
５３ Ｘ軸モータ
５７ 第２Ｙ軸モータ
５９ 制御ユニット
６１ 軌跡形成部
６３ 画像取得部
６５ ずれ量演算部
６７ 原点補正部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】