JP7639944B2 - Laser processing machine and workpiece processing method - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ加工機、及びワークの加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing machine and a method for processing a workpiece.
レーザ加工機には、レーザヘッドによりレーザ加工されたワークを搬送装置により搬送し、搬送装置により搬送されたワークに対して二次加工を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。このタイプのレーザ加工機は、板状のワークに成形、タップ加工などの二次加工を行うための下穴として、穴部を形成する穴あけ加工を行うことがある。穴あけ加工は、複数の突起部を有するテーブルにより板状のワークが支持された状態において、ワークに形成する穴部の輪郭に沿ってレーザヘッドによりレーザ光を照射する加工である。Some laser processing machines use a conveying device to transport a workpiece that has been laser-processed by a laser head, and perform secondary processing on the workpiece transported by the conveying device (see, for example, Patent Document 1). This type of laser processing machine may perform drilling to form holes in a plate-shaped workpiece as pilot holes for secondary processing such as shaping and tapping. Drilling is a process in which a laser head irradiates laser light along the contour of a hole to be formed in the workpiece while the plate-shaped workpiece is supported by a table having multiple protrusions.
ワークに形成された穴部に相当するスラグは、通常、ワークから落下し、除去される。しかし、突起部の上にスラグが位置している場合、スラグは、突起部によって落下が阻害され、穴部に嵌まり込んで落下しないことがある。また、切断不良が生じた場合、スラグは、ワークに溶着して落下しないことがある。ワークからスラグが落下していない場合には、二次加工において、加工不良、金型の破損、タップの破損などの要因となり得る。 The slag that corresponds to the hole formed in the workpiece normally falls from the workpiece and is removed. However, if the slug is located on a protrusion, the slug may be prevented from falling by the protrusion and become stuck in the hole, preventing it from falling. Also, if a cutting failure occurs, the slug may become welded to the workpiece and not fall. If the slug does not fall from the workpiece, it can cause poor processing, damage to the mold, or damage to the tap in secondary processing.
そこで、穴あけ加工により穴部を形成する場合には、穴部に対して二次加工を行う前に、穴部にスラグが残っているかを検出することが望ましい。Therefore, when forming a hole by drilling, it is desirable to detect whether slag remains in the hole before performing secondary processing on the hole.
本発明の第1の態様は、板状のワークをレーザ加工するレーザ加工機である。レーザ加工機は、複数の突起部を有し、突起部の上端においてワークを支持するテーブルを備える。レーザ加工機は、テーブルに支持されたワークに、所定の閉経路に沿ってレーザ光を照射して穴部を形成する穴あけ加工を行うレーザヘッドを備える。レーザ加工機は、レーザヘッドによりレーザ加工されたワークを搬送する搬送装置を備える。レーザ加工機は、穴部に対して二次加工を行う二次加工工具を備える。レーザ加工機は、搬送装置により搬送されるワークの板面を撮像する撮像部を備える。レーザ加工機は、撮像部により撮像された画像を画像処理する画像処理部を備える。搬送装置は、穴あけ加工が行われたワークを、二次加工を行うための位置へ搬送可能である。撮像部は、搬送装置によるワークの搬送経路におけるワークの板面を撮像可能な位置に設けられ、搬送装置がワークを搬送しているときにワークの板面を撮像する。画像処理部は、撮像部により撮像された画像を画像処理して、穴部にスラグが残っているかを判定する。 A first aspect of the present invention is a laser processing machine for laser processing a plate-shaped workpiece. The laser processing machine includes a table having a plurality of protrusions and supporting the workpiece at the upper end of the protrusions. The laser processing machine includes a laser head for performing a drilling process to form a hole by irradiating a laser beam along a predetermined closed path on the workpiece supported on the table. The laser processing machine includes a conveying device for conveying the workpiece laser-processed by the laser head. The laser processing machine includes a secondary processing tool for performing secondary processing on the hole. The laser processing machine includes an imaging unit for imaging a plate surface of the workpiece conveyed by the conveying device. The laser processing machine includes an image processing unit for image processing the image captured by the imaging unit. The conveying device is capable of conveying the workpiece that has been subjected to the drilling process to a position for performing secondary processing. The imaging unit is provided at a position where it can image the plate surface of the workpiece in the conveying path of the workpiece by the conveying device, and images the plate surface of the workpiece while the conveying device is conveying the workpiece. The image processing unit processes the image captured by the imaging unit to determine whether slag remains in the hole.
本発明の第2の態様は、板状のワークをレーザ加工するワークの加工方法である。ワークの加工方法は、複数の突起部を有するテーブルにより、突起部の上端においてワークを支持することを含む。ワークの加工方法は、テーブルに支持されたワークに、レーザヘッドにより所定の閉経路に沿ってレーザ光を照射して穴部を形成する穴あけ加工を行うことを含む。ワークの加工方法は、レーザヘッドによりレーザ加工されたワークを、搬送装置により搬送することを含む。ワークの加工方法は、穴部に対して、二次加工工具により二次加工を行うことを含む。ワークの加工方法は、搬送装置により搬送されるワークの板面を、撮像部により撮像することを含む。ワークの加工方法は、撮像部により撮像された画像を、画像処理部により画像処理することを含む。搬送装置は、穴あけ加工が行われたワークを、二次加工を行うための位置へ搬送可能である。撮像部は、搬送装置によるワークの搬送経路におけるワークの板面を撮像可能な位置に設けられ、搬送装置がワークを搬送しているときにワークの板面を撮像する。画像処理部は、撮像部により撮像された画像を画像処理して、穴部にスラグが残っているかを判定する。 A second aspect of the present invention is a method for processing a workpiece by laser processing a plate-shaped workpiece. The method for processing a workpiece includes supporting the workpiece at the upper end of a protrusion by a table having a plurality of protrusions. The method for processing a workpiece includes performing a drilling process in which a laser head irradiates a laser beam along a predetermined closed path on the workpiece supported on the table to form a hole. The method for processing a workpiece includes transporting the workpiece that has been laser processed by the laser head by a transport device. The method for processing a workpiece includes performing secondary processing on the hole by a secondary processing tool. The method for processing a workpiece includes capturing an image of a plate surface of the workpiece transported by the transport device by an imaging unit. The method for processing a workpiece includes processing an image of the image captured by the imaging unit by an image processing unit. The transport device is capable of transporting the workpiece that has been subjected to the drilling process to a position for performing secondary processing. The imaging unit is provided at a position where it can capture an image of the plate surface of the workpiece on a transport path of the workpiece by the transport device, and captures an image of the plate surface of the workpiece while the transport device is transporting the workpiece. The image processing unit processes the image captured by the imaging unit and determines whether or not slag remains in the hole.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。Note that the above summary of the invention does not list all of the necessary features of the present invention. Also, subcombinations of these features may also be inventions.
本発明の一態様にかかるレーザ加工機、及びワークの各方法は、穴あけ加工により穴部を形成する場合に、穴部に対して二次加工を行う前に、穴部にスラグが残っているかを検出することができる。 In one embodiment of the present invention, the laser processing machine and each workpiece method can detect whether slag remains in a hole portion when a hole is formed by drilling before performing secondary processing on the hole portion.
レーザ加工機は、複数の撮像部を備えてよい。複数の撮像部は、搬送装置による搬送方向に対して交差する交差方向に並んで設けられ、交差方向において互いに異なる領域を撮像してよい。画像処理部は、複数の撮像部によりそれぞれ撮像された複数の画像を用いて、穴部にスラグが残っているかを判定してよい。この態様によれば、レーザ加工機は、搬送装置による搬送を止めることなく、穴部にスラグが残っているかを検出することができる。The laser processing machine may include a plurality of imaging units. The plurality of imaging units may be arranged side by side in a cross direction that crosses the conveying direction of the conveying device, and may image different areas in the cross direction. The image processing unit may determine whether slag remains in the hole using a plurality of images respectively captured by the plurality of imaging units. According to this aspect, the laser processing machine can detect whether slag remains in the hole without stopping conveying by the conveying device.
複数の撮像部のうちの少なくとも一の撮像部は、交差方向に移動可能に設けられてよい。交差方向に移動可能に設けられた撮像部は、交差方向に移動可能な範囲に対応する領域を撮像してよい。この態様によれば、レーザ加工機は、穴部にスラグが残っているかを検出する精度を下げることなく、検出を行うためのコストを下げることができる。At least one of the multiple imaging units may be provided so as to be movable in the intersecting direction. The imaging unit provided so as to be movable in the intersecting direction may image an area corresponding to the range in which it can move in the intersecting direction. According to this aspect, the laser processing machine can reduce the cost of detection without reducing the accuracy of detecting whether slag remains in the hole.
レーザ加工機は、スラグの排出空間を下方に有する位置に設けられ、穴部に残っているスラグを突き落とす棒状体を備えてよい。棒状体は、画像処理部によりスラグが残っていると判定されたときに、対象となる穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行ってよい。この態様によれば、レーザ加工機は、穴部にスラグが残っているときに、そのスラグを適切に除去することができる。The laser processing machine may be provided with a rod-shaped body that is provided at a position having a slag discharge space below and pushes down any slag remaining in the hole. When the image processing unit determines that slag remains, the rod-shaped body may perform an operation to push the slag down into the target hole. According to this aspect, the laser processing machine can properly remove slag when it remains in the hole.
画像処理部は、穴部にスラグが残っていると判定したときに、穴部の位置について、ワークの板面における所定の点に対する相対位置座標を特定してよい。棒状体は、画像処理部により特定された相対位置座標に位置する穴部を対象として、穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行ってよい。この態様によれば、レーザ加工機は、複数の穴部が形成されるときに、スラグが残っている穴部のみを対象として、穴部に残っているスラグを突き落とすことができる。 When it is determined that slag remains in the hole, the image processing unit may identify the relative position coordinates of the position of the hole with respect to a predetermined point on the plate surface of the workpiece. The rod-shaped body may perform an operation to push the slag into the hole, targeting the hole located at the relative position coordinates identified by the image processing unit. According to this aspect, when multiple holes are formed, the laser processing machine can target only the holes in which slag remains and push the slag remaining in the holes down.
画像処理部は、穴部にスラグが残っていると判定したときに、穴部の位置について、ワークの板面における複数の領域のうちのいずれの領域に位置するかを特定してよい。棒状体は、画像処理部により特定された領域に位置する1又は複数の穴部を対象として、1又は複数の穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行う。この態様によれば、レーザ加工機は、相対位置座標の誤差を考慮することなく、スラグが残っている穴部の位置を特定することができる。When it is determined that slag remains in a hole, the image processing unit may identify in which of a plurality of regions on the workpiece surface the position of the hole is located. The rod-shaped body performs an operation to push the slag into one or more holes located in the region identified by the image processing unit. According to this aspect, the laser processing machine can identify the position of the hole in which slag remains without taking into account errors in the relative position coordinates.
レーザ加工機は、撮像部により撮像されるワークの板面の裏側にあたる板面に対向する位置に設けられ、裏側にあたる板面を光で照らす照明部を備えてよい。撮像部は、裏側にあたる板面が照明部により光で照らされているときに撮像してよい。この態様によれば、レーザ加工機は、穴部にスラグが残っているかを判定する精度を上げることができる。The laser processing machine may include an illumination unit that is provided at a position facing the back surface of the workpiece plate surface imaged by the imaging unit and illuminates the back surface with light. The imaging unit may capture an image when the back surface is illuminated with light by the illumination unit. According to this aspect, the laser processing machine can increase the accuracy of determining whether slag remains in the hole.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 The present invention will be described below through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Furthermore, not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.
以下、図中の方向は、XYZ座標系を用いて説明する。このXYZ座標系は、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、X方向、Y方向及びZ方向は、適宜、矢印によって指し示す側を+側と称し、その反対側を-側と称する。 The directions in the figures below are explained using the XYZ coordinate system. In this XYZ coordinate system, the vertical direction is the Z direction, and the horizontal directions are the X and Y directions. In addition, for the X, Y, and Z directions, the side indicated by the arrows will be referred to as the + side, and the opposite side as the - side.
図1は、本発明の一つの実施形態にかかるレーザ加工機1の構成例を示す図である。レーザ加工機1は、板状のワークWに対するレーザ加工、二次加工、及びスラグの突き落としを行う装置である。レーザ加工機1は、レーザ加工装置100、搬送装置200、二次加工装置300、制御部400及び画像処理部500を備える。
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
レーザ加工装置100は、レーザのエネルギーを利用して切断、穴あけ、又は焼入れする工作機械である。レーザ加工装置100は、フレーム110A、フレーム110B、下部フレーム110C、テーブル120、レーザヘッド130及びヘッド駆動部140を備える。The
レーザ加工装置100は、レーザ加工領域R1においてワークWに対するレーザ加工を行う。レーザ加工領域R1は、フレーム110Aとフレーム110Bとに囲まれた領域である。フレーム110A及びフレーム110Bは、Z方向に起立し、X方向に延びる板状のメインフレームである。フレーム110A及びフレーム110Bは、下部フレーム110Cにより互いに連結され、ヘッド駆動部140を支持する。下部フレーム110Cは、レーザ加工領域R1の下方に設けられ、テーブル120を支持する。フレーム110Aは、搬送装置200により搬送されるワークWが通過可能な開口部110AOを備える。The
テーブル120は、レーザ加工領域R1においてワークWを支持する部材である。テーブル120は、矩形状のベースプレート121、及び複数の支持プレート122を備える。複数の支持プレート122は、ベースプレート121の上面に立った状態でX方向に並んで設けられる。支持プレート122の上端部には、複数の突起部122Aが形成される。テーブル120は、突起部122Aの上端でワークWの下面を支持する。突起部122Aは、例えば鋸歯状である。ベースプレート121の上面から突起部122Aの頂点部までの高さは、複数の突起部122Aにおいて同一の高さである。The table 120 is a member that supports the workpiece W in the laser processing region R1. The table 120 includes a
レーザヘッド130は、テーブル120に支持されたワークWにレーザ光を照射してレーザ加工を行う装置である。例えば、レーザヘッド130は、テーブル120に支持されたワークWに、所定の閉経路に沿ってレーザ光を照射して穴部を形成する穴あけ加工を行うことができる。The
図2は、レーザヘッド130の一例を示す図である。レーザヘッド130は、ノズル131、光ファイバ132、コリメータ133、ビームスプリッタ134及び集光レンズ135を備える。
Figure 2 is a diagram showing an example of the
レーザヘッド130は、ノズル131の出射口131Aから加工用レーザ光L1及び照明用レーザ光L2をワークWに向けて照射する。レーザヘッド130は、ワークWに対して、X方向、Y方向、Z方向に相対的に移動可能に設けられる。レーザヘッド130は、ワークWに対して相対的に移動しながら、ワークWに形成する切断ラインに沿って加工用レーザ光L1を照射することにより切断加工を行う。The
光ファイバ132は、レーザ発振器150に接続され、レーザ発振器150から出力される加工用レーザ光L1をレーザヘッド130に導入する。
The
コリメータ133は、加工用レーザ光L1の入射側の焦点と光ファイバ132の端部の位置とが一致する位置に設けられ、レーザ発振器150から出力される加工用レーザ光L1を平行光に変換する。The
ビームスプリッタ134は、コリメータ133を通過した加工用レーザ光L1が入射する位置に設けられ、加工用レーザ光L1を反射させる。集光レンズ135は、ビームスプリッタ134において反射した加工用レーザ光L1が入射する位置に設けられ、入射する加工用レーザ光L1を集光する。The
レーザヘッド130には、光学系駆動部190が設けられる。光学系駆動部190は、集光レンズ135を光軸に沿って移動させてワークW側の焦点を調整する。The
レーザヘッド130には、照明ユニット160が着脱自在に接続される。照明ユニット160は、レーザアレイ161及びコリメータ162を備える。レーザアレイ161は、加工用レーザ光L1と異なる波長の照明用レーザ光L2を発する。コリメータ162は、レーザアレイ161から照明用レーザ光L2が入射する位置に設けられ、レーザアレイ161から入射する照明用レーザ光L2を平行光に変換する。
The
レーザヘッド130は、ハーフミラー136を備える。ハーフミラー136は、コリメータ162を通過した照明用レーザ光L2が入射する位置に設けられ、照明用レーザ光L2の一部を反射し、一部を通過させる。The
ハーフミラー136において反射した照明用レーザ光L2は、ビームスプリッタ134を通過する。集光レンズ135は、ビームスプリッタ134を通過した照明用レーザ光L2を集光する。ワークWにおいて照明用レーザ光L2が照射される領域は、ワークWに対して加工用レーザ光L1が照射される領域を含む。The illumination laser light L2 reflected by the
レーザヘッド130には、撮像部170が設けられる。撮像部170は、加工用レーザ光L1が照射される領域を撮像する装置である。撮像部170は、撮像素子171を備える。撮像素子171は、照明用レーザ光L2の照明がワークWにおいて反射錯乱した戻り光を検出し、画像データを生成するイメージセンサである。The
ワークWからの戻り光は、集光レンズ135を通過してビームスプリッタ134に入射する。戻り光は、照明用レーザ光L2がワークWにおいて反射錯乱した光と、加工用レーザ光L1がワークWにおいて反射した光とを含む。照明用レーザ光L2に由来する光は、ビームスプリッタ134を通過してハーフミラー136に入射する。一方、加工用レーザ光L1に由来する光は、ビームスプリッタ134において反射する。The returning light from the workpiece W passes through the focusing
ワークWが溶融した溶融金属がワークWの切断面等に溶着している場合、戻り光は、溶融金属から放射される赤外から近赤外の波長帯の光を含む。溶融金属に起因する光は、ビームスプリッタ134を通過してハーフミラー136に入射する。When the molten metal from the workpiece W is welded to the cut surface of the workpiece W, the return light includes light in the infrared to near-infrared wavelength range emitted from the molten metal. The light caused by the molten metal passes through the
レーザヘッド130は、波長選択フィルタ137及び結像レンズ138を備える。波長選択フィルタ137は、例えば、ダイクロイックミラー、ノッチフィルター等である。ハーフミラー136に入射した戻り光は、ハーフミラー136を通過して波長選択フィルタ137に入射する。照明用レーザ光L2に由来する光は、波長選択フィルタ137において反射して結像レンズ138に入射する。一方、加工用レーザ光L1に由来する光は、波長選択フィルタ137を透過する。結像レンズ138は、波長選択フィルタ137において反射した光を撮像素子171に集光する。The
画像処理部500は、画像処理を行う装置である。画像処理部500は、撮像部170及び制御部400と通信可能に接続される。撮像部170は、撮像素子171により生成された画像データを画像処理部500に送信する。画像処理部500は、撮像部170から画像データを受信すると、画像データに対する画像処理を実行し、加工状態に関するデータを生成する。画像処理部500は、加工状態に関するデータとして、例えば、カーフ幅を示すデータを生成する。カーフ幅は、例えば、レーザ加工によるカーフの両端のエッジを検出し、画像におけるエッジ間の距離を実スケールの距離に変換することにより算出可能である。画像処理部500は、加工状態に関するデータを生成すると、そのデータを制御部400に送信する。The
また、レーザヘッド130には、アシストガス供給部180が接続される。アシストガス供給部180は、ノズル131内にアシストガスを供給する装置である。アシストガスは、レーザ加工において、溶融した材料を除去するために用いられる。
In addition, an assist
図1の説明に戻り、レーザヘッド130は、ヘッド駆動部140に設けられ、ヘッド駆動部140により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能である。ヘッド駆動部140は、ガントリ140A、スライダ140B及び昇降部140Cを備える。Returning to the explanation of Figure 1, the
ガントリ140Aは、フレーム110A及びフレーム110Bの上部に、Y方向に沿って設けられる。ヘッド駆動部140は、ガントリ140AをX方向に移動させるボールねじ機構等の駆動機構を備える。ガントリ140Aは、この駆動機構によりX方向に移動可能である。ガントリ140Aの上面には、スライダ140Bを案内するガイド140AGがY方向に沿って設けられる。
スライダ140Bは、ガントリ140Aの上面から-X側の面にわたって設けられる。ヘッド駆動部140は、スライダ140BをY方向に移動させるボールねじ機構等の駆動機構を備える。スライダ140Bは、この駆動機構によりY方向に移動可能である。スライダ140Bの-X側の面には、昇降部140Cを案内するガイド140BGがZ方向に沿って設けられる。
The
昇降部140Cは、スライダ140Bの-X側の面に設けられる。ヘッド駆動部140は、昇降部140CをZ方向に移動させるボールねじ機構等の駆動機構を備える。昇降部140Cは、この駆動機構によりZ方向に移動可能である。The lifting/lowering
レーザヘッド130は、昇降部140Cの下部に設けられる。レーザヘッド130は、ガントリ140AがX方向に移動することより、レーザ加工領域R1の上方においてX方向に移動可能である。また、レーザヘッド130は、スライダ140BがY方向に移動することにより、レーザ加工領域R1の上方においてY方向に移動可能である。また、レーザヘッド130は、昇降部140CがZ方向に移動することにより、レーザ加工領域R1の上方においてZ方向に移動可能である。The
搬送装置200は、レーザ加工装置100によりレーザ加工されたワークWを搬送する装置である。搬送装置200は、穴あけ加工が行われたワークWを、二次加工を行うための位置へ搬送可能である。搬送装置200は、キャリッジ210、プレート220、及び複数のワークホルダ230を備える。The conveying
キャリッジ210は、Y方向に移動可能に設けられる。プレート220は、キャリッジ210の+Y側の側面に設けられる。複数のワークホルダ230は、プレート220の+Y側の面から突出した状態で、X方向に間隔を置いて設けられる。ワークホルダ230は、ワークWの端部を挟み込んで把持可能である。The
二次加工装置300は、二次加工領域R2において、ワークWに対する二次加工、及びスラグの突き落としを行う装置である。二次加工領域R2は、平面視において、テーブル120の外側であって下方にスラグの排出空間ESを有する領域である。The
二次加工装置300は、フレーム310、二次加工部320、突き落とし部330、複数の撮像部340、及び照明部350を備える。The
フレーム310は、縦フレーム310A及び横フレーム310Bを備える。縦フレーム310Aは、Z方向に起立し、X方向に延びる板状の部材である。縦フレーム310Aは、一枚の金属部材から形成され、ワークWに対する二次加工、及びスラグの突き落としを行うときに生じる衝撃に耐え得る十分な強度を備える。縦フレーム310Aは、二次加工装置300の各部を支持する。縦フレーム310Aには、搬送装置200により搬送されるワークWが通過可能な開口部310AOが形成される。横フレーム310Bは、縦フレーム310Aの-Y側に設けられ、X方向に延びる板状の部材である。横フレーム310Bは、二次加工部320及び突き落とし部330を吊り下げた状態で支持する。
The
二次加工部320は、ワークWに対する二次加工を行う装置である。二次加工部320は、横フレーム310Bの下面にX方向に沿って設けられたガイドに吊り下げられており、ガイドに沿ってX方向に移動可能である。二次加工部320は、ワークWに対する二次加工を行うための二次加工工具321を備える。二次加工工具321は、例えば、穴あけ加工によりワークWに形成された穴部の切断面に、ねじが入る筋を切るタップ加工を行うための工具である。ワークWの穴部に対してタップ加工を行う場合、二次加工部320は、ワークWの穴部の切断面に二次加工工具321を接触させて回転させる。また、二次加工部320には、突き落とし部330によりスラグが突き落とされた穴部に対してタップ加工を行うための工具が設けられてもよい。The
ここで、ワークWに形成された穴部に相当するスラグは、通常、ワークWから落下し、除去される。しかし、突起部122Aの上にスラグが位置している場合、スラグは、突起部122Aによって落下が阻害され、穴部に嵌まり込んで落下しないことがある。また、切断不良が生じた場合、スラグは、ワークWに溶着して落下しないことがある。Here, the slag corresponding to the hole formed in the workpiece W usually falls from the workpiece W and is removed. However, if the slag is located on top of the
突き落とし部330は、穴あけ加工によりワークWに形成された穴部に残っているスラグを突き落とす装置である。The knock-down
図3は、突き落とし部330の外観斜視図の一例を示す図である。突き落とし部330は、ストライカー支持体331、ストライカー332、工具支持体333、複数の棒状体334、環状部材支持体335、及び複数の環状部材336を備える。3 is a diagram showing an example of an external perspective view of the knock-off
ストライカー支持体331は、フレーム331A及び昇降駆動部331Bを備える。フレーム331Aは、昇降駆動部331Bを支持する。フレーム331Aは、横フレーム310Bの下面にX方向に沿って設けられたガイドに吊り下げており、ガイドに沿ってX方向に移動可能である。昇降駆動部331Bは、電動モータ等の駆動装置の駆動力によりストライカー332を昇降させる。The
ストライカー332は、下降することにより棒状体334を駆動する。ストライカー332は、円筒状に形成され、昇降駆動部331Bにより駆動されて昇降する。ストライカー332の下端部の形状は、棒状体334の上端部の形状に対応する。スラグの突き落としは、ストライカー332が下降して棒状体334を下降させることにより行われる。
工具支持体333は、環状部材支持体335に対してワークWを挟む位置に設けられ、X方向に沿って複数の棒状体334を支持する。複数の棒状体334は、穴部に残っているスラグを突き落とすための工具である。複数の棒状体334は、それぞれ棒状に形成され、互いに径が異なる。The
工具支持体333は、駆動部333A、及び複数の弾性部材333Bを備える。工具支持体333は、縦フレーム310Aの壁面に設けられたガイド310Cに支持され、駆動部333Aに駆動されてガイド310Cに沿ってX方向に移動可能である。棒状体334は、ストライカー332によって下降するときに、下端部が下方に突出する。複数の弾性部材333Bは、複数の棒状体334にそれぞれ対応して設けられ、棒状体334を弾性的に支持する。弾性部材333Bは、ストライカー332が下降するときに圧縮され、ストライカー332が上昇するときの弾性力により棒状体334を下降前の元の位置まで上昇させる。
The
環状部材支持体335は、工具支持体333に対してワークWを挟む位置に設けられ、X方向に沿って設けられた複数の環状部材336を支持する。複数の環状部材336は、ストライカー332に駆動されて下降する棒状体334を挿入可能な部材である。複数の環状部材336は、それぞれ中空の円筒状に形成され、互いに径が異なる。The
環状部材支持体335は、駆動部335Aを備える。環状部材支持体335は、縦フレーム310Aの壁面に設けられたガイド310Dに支持され、駆動部335Aに駆動されてガイド310Dに沿ってX方向に移動可能である。環状部材支持体335は、環状部材336を支持する。棒状体334によって突き落とされるスラグは、環状部材支持体335の下方に落下する。The
図1の説明に戻り、撮像部340は、光に反応する半導体素子を用いて外界からの光を、レンズを通じて受光し、デジタルデータに変換して記憶媒体に記録する装置である。撮像部340は、搬送装置200によるワークWの搬送経路におけるワークWの上面を撮像可能な位置に設けられる。この実施形態における撮像部340は、撮像面を下方に向けた状態で、横フレーム310Bの下面に設けられる。Returning to the explanation of FIG. 1, the
図4は、撮像部340による撮像領域の一例を示す図である。この実施形態は、ワークWの搬送方向TDに対して交差する交差方向CDにおける、ワークWの一端から他端までを撮像可能とするために、撮像部340A~撮像部340Hの8台の撮像部340を備える。
Figure 4 is a diagram showing an example of an imaging area captured by the
撮像部340A~撮像部340Hは、搬送装置200によるワークWの搬送方向TDに対して交差する交差方向CDに並んで設けられる。そして、撮像部340A~撮像部340Hは、ワークWの上面の交差方向CDにおける、それぞれ異なる領域AA~領域AHを撮像する。例えば、撮像部340Aは、ワークWの上面の交差方向CDにおける領域AAを撮像する。また、例えば、撮像部340Bは、ワークWの上面の交差方向CDにおける領域ABを撮像する。また、例えば、撮像部340Hは、ワークWの上面の交差方向CDにおける領域AHを撮像する。
The
ここで、撮像部340は、搬送装置200によりワークWを搬送する過程においてワークWの上面を撮像する。撮像部340A~撮像部340Hが同じタイミングで撮像することにより、画像処理部500は、領域AA~領域AHからなる、ワークWの上面の交差方向CDの一端から他端にわたる所定の領域の画像を得られる。したがって、この実施形態では、搬送装置200によりワークWを搬送する過程において、ワークWの搬送を止めることなく、ワークWの上面の交差方向CDにおける所定の領域の画像を得ることができる。撮像部340A~撮像部340Hが所定の撮像タイミングで繰り返し撮像することにより、画像処理部500は、搬送装置200によりワークWを搬送する過程において、ワークWの上面の全領域の画像を得られる。Here, the
図1の説明に戻り、照明部350は、ワークWの下面を光で照らす装置である。照明部350は、ワークWの下面に対向する位置に設けられる。撮像部340は、照明部350によりワークWの下面が光で照らされているときに撮像する。Returning to the explanation of Figure 1, the
図5は、スラグの有無による撮像部340から見た穴部Hの見え方の一例を示す図である。図中におけるハッチングがなされている領域は、撮像部340から見たときに、照明部350により照らされている光が穴部Hを抜けて明るく見えている領域を示す。
Figure 5 is a diagram showing an example of how hole H appears from the
図5(A)は、穴部HにスラグSが残っていないときの撮像部340から見た穴部Hの見え方の一例を示す図である。穴部HにスラグSが残っていない場合、穴部Hに相当する領域は、照明部350により照らされている光が妨げられることなく、略全ての領域が明るく見えている。
Figure 5 (A) is a diagram showing an example of how hole H appears from the
図5(A)は、穴部HにスラグSが残っているときの撮像部340から見た穴部Hの見え方の一例を示す図である。穴部HにスラグSが残っている場合、穴部Hに相当する領域は、照明部350により照らされている光が妨げられ、一部の領域のみが明るく見えている。
Figure 5 (A) is a diagram showing an example of how hole H appears from the
このように、穴部HにスラグSが残っているかによって、撮像部340から見た穴部Hの見え方が異なる。そこで、この実施形態では、穴部HにスラグSが残っているかを判定するためのパラメータとして、撮像部340から見た穴部Hの見え方を利用する。In this way, the appearance of the hole H as viewed from the
図1の説明に戻り、制御部400は、レーザ加工機1における各種の装置を制御する装置である。例えば、制御部400は、レーザ加工装置100によるワークWのレーザ加工にかかる動作を制御する。また、例えば、制御部400は、搬送装置200によるワークWの搬送にかかる動作を制御する。また、例えば、制御部400は、二次加工装置300によるワークWの二次加工にかかる動作を制御する。Returning to the explanation of FIG. 1, the
前述のとおり、画像処理部500は、画像処理を行う装置である。画像処理部500は、撮像部340と通信可能に接続される。画像処理部500は、撮像部340から画像データを受信すると、画像データに対する画像処理を実行し、穴部HにスラグSが残っているかを判定する。画像処理部500は、穴部HにスラグSが残っているかを判定すると、その判定結果を示すデータを、制御部400に送信する。As described above, the
図6は、穴あけ加工を制御する手順の流れの一例を概略的に示す図である。図7及び図8は、穴あけ加工の手順の流れの一例を概略的に示す図である。 Figure 6 is a diagram showing an example of a procedure flow for controlling a hole drilling process. Figures 7 and 8 are diagrams showing an example of a procedure flow for a hole drilling process.
制御部400は、レーザ加工装置100を制御して、閉経路C1に沿ってレーザ光を照射する切断加工を行わせる(ステップS101)。ステップS101において、制御部400は、図7(A)に示すように、ワークWに形成する穴部の輪郭WCの中心位置Q1にレーザヘッド130のノズル131を対向させ、ノズル131からレーザ光を照射させる。ワークWの上面には、径D1を有するレーザ光のスポットLSが形成される。そして、制御部400は、レーザ光のスポットLSがワークWに形成する穴部の輪郭WCに接する位置Q2までレーザヘッド130を移動させる。The
制御部400は、図7(B)に示すように、スポットLSの中心が所定の閉経路C1に沿ってレーザヘッド130を移動させる。スポットLSの中心が閉経路C1に沿って移動することにより、スポットLSは、ワークWに形成する穴部の輪郭WCに接しながら移動する。ワークWは、レーザ光が照射された部分が溶融する。スラグSは、スポットLSが閉経路C1を一周したときにワークWから切り離される。そして、ワークWには、スポットLSの軌跡となった閉経路C1に沿った穴部が形成される。The
ここで、スラグSは、通常、ワークWから落下して除去される。しかし、前述のとおり、落下する筈のスラグSは、テーブル120の突起部122Aによって落下が阻害され、穴部に嵌まり込んで落下しないことがある。また、落下する筈のスラグSは、切断不良が生じた場合に、ワークWに溶着して落下しないことがある。Here, the slag S is usually removed by dropping from the workpiece W. However, as mentioned above, the slag S that should have fallen may be prevented from falling by the
そこで、制御部400は、図8に示すように、レーザ加工装置100を制御して、閉経路C1の内側の閉経路C2に沿ってレーザ光を照射する切断加工を行わせる(ステップS102)。Therefore, as shown in FIG. 8, the
ステップS102において、制御部400は、図8(A)に示すように、スポットLSの径を、径D1よりも小さい径D2に変化させる。そして、制御部400は、図8(B)に示すように、レーザ光のスポットLSの中心を閉経路C2に沿わせながらレーザヘッド130を移動させる。スポットLSの中心が閉経路C2に沿って移動することにより、レーザ光は、スラグSの周縁に沿って照射される。スラグSの周縁に沿ってレーザ光が照射されることにより、れーザ光は、スラグSが穴部に嵌まり込んでいたとしても、スラグSがワークWに接している箇所にも照射される。また、スラグSの周縁に沿ってレーザ光が照射されることにより、レーザ光は、スラグSがワークWに溶着していたとしても、スラグSがワークWに溶着している箇所にも照射される。その結果、スラグは、より確実にワークWから落下して除去される。In step S102, the
ここで、スラグSが落下していない状態のワークWは、穴部Hに対する成形、タップ加工を行うときに、加工不良、金型の破損、タップの破損の要因となり得る。そこで、スラグSが落下していない可能性もあることから、制御部400は、穴部Hに対する成形、タップ加工を行う前に、穴部HにスラグSが残っているかを検出する。Here, a workpiece W without the slug S falling thereon can cause poor machining, damage to the die, or damage to the tap when forming and tapping the hole H. Since there is a possibility that the slug S has not fallen, the
図9は、穴部Hにスラグが残っているかを検出する手順の流れの一例を概略的に示す図である。図10は、ワークWに形成された穴部Hの一例を概略的に示す図である。以下の説明においては、穴部HにスラグSが残っているかを検出する手順の流れについて説明する。 Figure 9 is a diagram that shows an example of a procedure for detecting whether slag remains in a hole H. Figure 10 is a diagram that shows an example of a hole H formed in a workpiece W. In the following explanation, the procedure for detecting whether slag S remains in a hole H will be described.
ここで、図10において、領域AA1~領域AH4は、複数の撮像部340による撮像領域を示す。例えば、領域AA1、領域AA2、領域AA3及び領域AA4は、撮像部340Aによる撮像領域である。また、例えば、領域AB1、領域AB2、領域AB3及び領域AB4は、撮像部340Bによる撮像領域である。また、例えば、領域AH1、領域AH2、領域AH3及び領域AH4は、撮像部340Hによる撮像領域である。図10は、領域AA1、領域AB2、領域AD2、領域AE3と領域AF3とにまたがる領域、及び領域AG4に、穴部Hが形成されている例を示す。
Here, in Figure 10, areas AA1 to AH4 indicate the imaging areas captured by
レーザ加工装置100による穴あけ加工が終わると、制御部400は、搬送装置200にワークWを搬送させながら、撮像部340にワークWの上面を撮像させる(ステップS201)。ステップS201において、制御部400は、搬送装置200にワークWを搬送させながら、撮像部340A~撮像部340Hに間欠的に撮像させて、ワークWの上面における全領域を撮像させる。例えば、まず、制御部400は、領域AA1~領域AH1からなる領域が撮像部340A~撮像部340Hによる撮像領域となるタイミングで撮像させる。次に、制御部400は、領域AA2~領域AH2からなる領域が撮像部340A~撮像部340Hによる撮像領域となるタイミングで撮像させる。次に、制御部400は、領域AA3~領域AH3からなる領域が撮像部340A~撮像部340Hによる撮像領域となるタイミングで撮像させる。最後に、制御部400は、領域AA4~領域AH4からなる領域が撮像部340A~撮像部340Hによる撮像領域となるタイミングで撮像させる。撮像部340は、撮像する度に、又は全領域を撮像し終えたタイミングで、画像データを画像処理部500へ送信する。When the hole drilling process by the
画像処理部500は、撮像部340から複数の画像データを受信すると、その複数の画像データを合成処理する(ステップS202)。ステップS202において、画像処理部500は、撮像部340A~撮像部340Hから受信した画像データを、交差方向CDに並べて合成処理する。また、画像処理部500は、同じ撮像部340から受信した画像データを、搬送方向TDに並べて合成処理する。画像処理部500は、撮像部340から受信した全ての画像データを合成処理することにより、ワークWの上面における全領域の画像データを生成する。When the
次に、画像処理部500は、ステップS202において合成処理して得られたワークWの上面における全領域の画像データに基づいて、穴部HにスラグSが残っているかを判定する(ステップS203)。ステップS203において、画像処理部500は、例えば、ネスティングデータを参照して、画像データにおける穴部Hに対応する領域を特定する。そして、画像処理部500は、例えば、穴部Hに対応する領域の見え方に基づいて、その穴部HにスラグSが残っているかを判定する。例えば、穴部Hが円形であるとき、画像処理部500は、穴部Hに対応する領域のうち、周囲の領域の明るさよりも明るく見えている領域の形状が円形であるかを判定する。そして、画像処理部500は、周囲の領域の明るさよりも明るく見えている領域の形状が円形であれば、穴部HにスラグSが残っていないと判定する。一方、画像処理部500は、周囲の領域の明るさよりも明るく見えている領域の形状が円形でなければ、穴部HにスラグSが残っていると判定する。Next, the
ステップS203において穴部HにスラグSが残っていないと判定した場合(ステップS203;NO)、図9に示す手順は、終了する。If it is determined in step S203 that no slag S remains in the hole H (step S203; NO), the procedure shown in Figure 9 is terminated.
一方、ステップS203において穴部HにスラグSが残っていると判定した場合(ステップS203;YES)、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置を特定する(ステップS204)。On the other hand, if it is determined in step S203 that slag S remains in the hole H (step S203; YES), the
例えば、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置について、ワークWの板面における所定の点に対する相対位置座標を特定する。ワークWの板面における所定の点は、ワークWの角部であってもよいし、ワークWの板面における任意の位置の点であってもよい。For example, the
また、例えば、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置について、ワークWの板面における複数の領域のうちのいずれの領域に位置するかを特定する。例えば、画像処理部500は、複数の撮像部340により撮像可能な複数の領域AA1~領域AH4のうちのいずれの領域に位置するかを特定する。例えば、穴部H1にスラグSが残っていると判定した場合、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置について、領域AA1に位置する穴部Hであると特定する。また、例えば、穴部H4にスラグSが残っていると判定した場合、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置について、領域AE3及び領域AF3に位置する穴部Hであると特定する。また、例えば、穴部H5にスラグSが残っていると判定した場合、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置について、領域AG4に位置する穴部Hであると特定する。ここで、領域AG4には、穴部H5の他に穴部H6が形成されている。ステップS204においてスラグSが残っている穴部Hの領域を特定する場合、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hと同じ領域にある他の穴部Hについて、ステップS203における処理を省略してよい。この例の場合、画像処理部500は、ステップS203において穴部H5にスラグが残っていると判定したときに、穴部H5と同じ領域に位置する穴部H6について、スラグSが残っているかの判定処理を省略してよい。
For example, the
そして、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置情報を、制御部400へ送信する(ステップS205)。そして、図9に示す手順は、終了する。ステップS205において、画像処理部500は、スラグSが残っている穴部Hの位置情報として、スラグSが残っている穴部Hの相対位置座標、又はスラグSが残っている穴部Hが位置する領域を示す情報を送信する。Then, the
制御部400は、スラグSが残っている穴部Hの位置情報を受信すると、その位置情報に基づいて、穴部Hに対する成形、タップ加工を行う前に、穴部Hに残っているスラグSを突き落とすための処理を実行する。When the
図11は、スラグSの突き落としを制御する手順の流れの一例を概略的に示す図である。図12及び図13は、スラグSの突き落としの手順の流れの一例を概略的に示す図である。図14は、スラグSの突き落としに適した棒状体334の径と環状部材336の径について説明するための参照図である。以下の説明においては、スラグSが残っていると判定された穴部Hに対してスラグSの突き落としを行う手順の流れについて説明する。
Figure 11 is a diagram that shows an example of a procedure flow for controlling the pushing down of slag S. Figures 12 and 13 are diagrams that show an example of a procedure flow for pushing down slag S. Figure 14 is a reference diagram for explaining the diameter of rod-shaped
制御部400は、スラグSが残っていると判定された穴部Hがあるかを判定する(ステップS301)。ステップS301において、制御部400は、スラグSが残っている穴部Hの位置情報を受信しているときに、スラグSが残っている穴部Hがあると判定する。The
スラグSが残っている穴部Hがないと判定した場合(ステップS301;NO)、制御部400は、図11に示す処理を終了する。If it is determined that there is no hole H in which slag S remains (step S301; NO), the
スラグSが残っている穴部Hがあると判定した場合(ステップS301;YES)、制御部400は、搬送装置200にワークWを搬送させて、スラグSを突き落とす処理位置に穴部Hを配置させる(ステップS302)。ステップS302において、スラグSが残っている複数の穴部Hがある場合、制御部400は、搬送装置200によりワークWを搬送させて、複数の穴部Hのうちのいずれかの穴部Hを処理位置に配置させる。ステップS302の処理が実行されることにより、図12(A)に示すように、スラグSが残っている穴部Hは、二次加工領域R2における所定の処理位置に配置される。When it is determined that there is a hole H in which slag S remains (step S301; YES), the
次に、制御部400は、工具支持体333を移動させて、スラグSの突き落としに用いる棒状体334を処理位置に位置決めさせる(ステップS303)。ステップS303において、制御部400は、スラグSの突き落としを行うときに干渉しない位置へ二次加工部320を移動させる。そして、制御部400は、互いに径が異なる複数の棒状体334のうち、スラグSが残っている穴部Hの径に応じて、スラグSの突き落としに用いる棒状体334を選択する。スラグSの突き落としに用いる棒状体334は、スラグSが残っている穴部Hの径よりも小さい径でなければならない。しかし、スラグSが残っている穴部Hの径に対して棒状体334の径が小さすぎる場合には、棒状体334がスラグSを突き落とすときの力が不十分となる可能性がある。スラグSを突き落とすときの力が不十分である場合、図14(A)に示すように、ワークWに溶着されたスラグSは、ワークWに溶着されたまま突き落とされない可能性がある。そこで、制御部400は、スラグSが残っている穴部Hの径よりも小さい径の棒状体334のうちの最も径が大きい棒状体334を、スラグSの突き落としに用いる棒状体334として選択する。そして、制御部400は、工具支持体333を移動させて、選択した棒状体334を処理位置に位置決めさせる。ステップS303の処理が実行されることにより、図12(B)に示すように、選択された棒状体334は、スラグSが残っている穴部Hの直上に配置される。Next, the
次に、制御部400は、環状部材支持体335を移動させて、スラグSの突き落としに用いる環状部材336を処理位置に位置決めさせる(ステップS304)。ステップS304において、制御部400は、互いに径が異なる複数の環状部材336のうち、スラグSが残っている穴部Hの径に応じて、スラグSの突き落としに用いる環状部材336を選択する。スラグの突き落としに用いる環状部材336は、スラグSが残っている穴部Hの径よりも大きい径でなければならない。しかし、スラグSが残っている穴部Hの径に対して環状部材336の径が大きすぎる場合には、穴部Hの周りのワークWを支持する力が不十分となる可能性がある。ワークWを支持する力が不十分である場合、図14(B)に示すように、ワークWは、棒状体334がスラグSを突き落とすときの力に耐えきれず変形してしまう可能性がある。そこで、制御部400は、スラグSが残っている穴部Hの径よりも大きい径の環状部材336のうちの最も径が小さい環状部材336を、スラグSの突き落としに用いる環状部材336として選択する。そして、制御部400は、環状部材支持体335を移動させて、選択した環状部材336を処理位置に位置決めさせる。ステップS304の処理が実行されることにより、図13(A)に示すように、選択された環状部材336は、スラグSが残っている穴部Hの直下に配置される。Next, the
次に、制御部400は、ストライカー332を下降させて、穴部Hに残っているスラグSを棒状体334により突き落とさせる(ステップS305)。ステップS305において、二次加工装置300は、スラグSの突き落しに用いる棒状体334の直上にストライカー332を移動させる。そして、図13(B)に示すように、二次加工装置300は、ストライカー332を下降させて棒状体334を駆動させ、棒状体334によりスラグSを突き落とす。スラグSが残っている穴部Hの径に対して適切な径の棒状体334が用いられる場合、図14(C)に示すように、ワークWに溶着されたスラグSは、棒状体334により確実に突き落とされる。また、スラグSが残っている穴部Hの径に対して適切な径の環状部材336が用いられる場合、図14(C)に示すように、ワークWは、変形することがない。Next, the
次に、制御部400は、スラグSが残っていると判定された未処理の穴部Hがあるかを判定する(ステップS306)。ステップS306において、制御部400は、スラグSの突き落としを行った穴部Hの他に、画像処理部500から受信した位置情報に対応する穴部Hがあれば、未処理の穴部Hがあると判定する。Next, the
未処理の穴部があると判定した場合(ステップS306;YES)、制御部400は、搬送装置200にワークWを搬送させて、スラグSを突き落とす処理位置に、未処理の穴部Hを配置させる(ステップS302)。そして、制御部400は、ステップS306において未処理の穴部Hがないと判定されるまで、ステップS302からステップS306までの処理を繰り返し実行する。その結果、制御部400は、スラグSが残っていると判定された全ての穴部に対して、棒状体334によりスラグSを突き落とす動作を実行させることができる。If it is determined that there is an unprocessed hole (step S306; YES), the
未処理の穴部がないと判定した場合(ステップS306;NO)、制御部400は、図11に示す処理を終了する。If it is determined that there are no unprocessed holes (step S306; NO), the
以上、説明したとおり、レーザ加工機1は、板状のワークWをレーザ加工する。レーザ加工機1は、複数の突起部122Aを有し、突起部122Aの上端においてワークWを支持するテーブル120を備える。また、レーザ加工機1は、テーブル120に支持されたワークWに、所定の閉経路C1及び閉経路C2に沿ってレーザ光を照射して穴部Hを形成する穴あけ加工を行うレーザヘッド130を備える。また、レーザ加工機1は、レーザヘッド130によりレーザ加工されたワークWを搬送する搬送装置200を備える。また、レーザ加工機1は、穴部Hに対して二次加工を行う二次加工工具321を備える。また、レーザ加工機1は、搬送装置200により搬送されるワークWの板面を撮像する撮像部340を備える。また、レーザ加工機1は、撮像部340により撮像された画像を画像処理する画像処理部500を備える。搬送装置200は、穴あけ加工が行われたワークWを、二次加工を行うための位置へ搬送可能である。撮像部340は、搬送装置200によるワークWの搬送経路におけるワークWの板面を撮像可能な位置に設けられ、搬送装置200によりワークWを搬送する過程においてワークWの板面を撮像する。画像処理部500は、撮像部340により撮像された画像を画像処理して、穴部HにスラグSが残っているかを判定する。As described above, the
この実施形態によれば、レーザ加工機1は、穴あけ加工により穴部Hを形成する場合に、穴部Hに対して二次加工を行う前に、穴部HにスラグSが残っているかを検出することができる。According to this embodiment, when forming a hole H by drilling, the
また、レーザ加工機1は、複数の撮像部340を備える。複数の撮像部340A~撮像部340Hは、搬送装置200による搬送方向TDに対して交差する交差方向CDに並んで設けられ、交差方向CDにおいて互いに異なる領域AA~領域AHを撮像する。画像処理部500は、複数の撮像部340A~撮像部340Hによりそれぞれ撮像された複数の画像を用いて、穴部HにスラグSが残っているかを判定する。The
この態様によれば、レーザ加工機1は、搬送装置200による搬送を止めることなく、穴部HにスラグSが残っているかを検出することができる。
According to this embodiment, the
また、レーザ加工機1は、スラグSの排出空間ESを下方に有する位置に設けられ、穴部Hに残っているスラグSを突き落とす棒状体334を備える。棒状体334は、画像処理部500によりスラグSが残っていると判定されたときに、対象となる穴部Hに対してスラグSを突き落とすための動作を行う。The
この態様によれば、レーザ加工機1は、穴部HにスラグSが残っているときに、そのスラグSを適切に除去することができる。According to this aspect, the
また、画像処理部500は、穴部HにスラグSが残っていると判定したときに、穴部Hの位置について、ワークWの板面における所定の点に対する相対位置座標を特定する。棒状体334は、画像処理部500により特定された相対位置座標に位置する穴部Hを対象として、穴部Hに対してスラグSを突き落とすための動作を行う。Furthermore, when the
この態様によれば、レーザ加工機1は、複数の穴部Hが形成されるときに、スラグSが残っている穴部Hのみを対象として、穴部Hに残っているスラグSを突き落とすことができる。According to this aspect, when multiple holes H are formed, the
また、画像処理部500は、穴部HにスラグSが残っていると判定したときに、穴部Hの位置について、ワークWの板面における複数の領域AA1~領域AH4のうちのいずれの領域に位置するかを特定する。棒状体334は、画像処理部500により特定された領域に位置する1又は複数の穴部Hを対象として、1又は複数の穴部Hに対してスラグSを突き落とすための動作を行う。Furthermore, when the
この態様によれば、レーザ加工機1は、相対位置座標の誤差を考慮することなく、スラグSが残っている穴部の位置を特定することができる。
According to this embodiment, the
また、レーザ加工機1は、ワークWの下面を光で照らす照明部350を備える。照明部350は、ワークWの下面に対向する位置に設けられる。撮像部340は、裏側にあたる板面が照明部350により光で照らされているときに撮像する。The
この態様によれば、レーザ加工機1は、穴部HにスラグSが残っているかを判定する精度を上げることができる。
According to this aspect, the
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。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得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願2021-208057、及び上記の実施形態等において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 present invention has been described above using an embodiment, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. It is clear to those skilled in the art that various modifications or improvements can be made to the above embodiment. It is clear from the claims that such modifications or improvements may also be included in the technical scope of the present invention. In addition, to the extent permitted by law, the disclosures of Japanese patent application No. 2021-208057 and all documents cited in the above embodiment, etc. are incorporated by reference and made part of the description in this text.
例えば、上記の実施形態は、交差方向CDにおけるワークWの一端から他端までを撮像可能とするために、撮像部340A~撮像部340Hの8台の撮像部340を備える態様について説明した。しかし、撮像部340の数は、交差方向CDにおけるワークWの一端から他端までを撮像できれば、任意に設定可能である。For example, the above embodiment has described an aspect in which eight
図15~図17は、撮像部340による撮像領域の他の例を示す図である。図15に示す実施形態は、撮像部340A、撮像部340C、撮像部340E及び撮像部340Gの4台の撮像部340を備える。4台の撮像部340は、横フレーム310Bの下面に設けられた図示しないガイドに支持され、図示しない駆動部に駆動されてガイドに沿って交差方向CDに移動可能である。4台の撮像部340は、2台分の撮像領域を撮像可能な範囲を移動する。例えば、撮像部340Aは、領域AA及び領域ABを撮像可能な範囲を移動する。撮像部340Aは、領域AAを撮像可能な位置にあるとき、領域AAを撮像した後に移動して領域ABを撮像する。また、撮像部340Aは、領域ABを撮像可能な位置にあるとき、領域ABを撮像した後に移動して領域AAを撮像する。同様に、撮像部340Cは、領域AC及び領域ADを撮像する。撮像部340Eは、領域AE及び領域AFを撮像する。撮像部340G4は、領域AG4及び領域AHを撮像する。このように、図15に示す実施形態は、上記の実施形態と比較すると、撮像のための一連の動作に時間がかかる。したがって、制御部400は、4台の撮像部340による撮像のための一連の動作が行われているとき、搬送装置200によるワークWの搬送を一時停止させる。そして、制御部400は、4台の撮像部340による撮像のための一連の動作が終了したときに、搬送装置200によるワークWの搬送を再開させて、次の領域を撮像可能な位置まで搬送させる。
Figures 15 to 17 are diagrams showing other examples of the imaging area by the
図16に示す実施形態は、撮像部340A及び撮像部340Eの2台の撮像部340を備える。2台の撮像部340は、横フレーム310Bの下面に設けられた図示しないガイドに支持され、図示しない駆動部に駆動されてガイドに沿って交差方向CDに移動可能である。2台の撮像部340は、4台分の撮像領域を撮像可能な範囲を移動する。例えば、撮像部340Aは、領域AA~領域ADを撮像可能な範囲を移動する。撮像部340Aは、領域AAを撮像可能な位置にあるとき、移動しながら、領域AA、領域AB、領域AC、領域ADの順に撮像する。また、撮像部340Aは、領域ADを撮像可能な位置にあるとき、移動しながら、領域AD、領域AC、領域AB、領域AAの順に撮像する。同様に、撮像部340Eは、領域AE~領域AHを撮像する。このように、図16に示す実施形態は、上記の実施形態と比較すると、撮像のための一連の動作に時間がかかる。したがって、制御部400は、2台の撮像部340による撮像のための一連の動作が行われているとき、搬送装置200によるワークWの搬送を一時停止させる。そして、制御部400は、2台の撮像部340による撮像のための一連の動作が終了したときに、搬送装置200によるワークWの搬送を再開させて、次の領域を撮像可能な位置まで搬送させる。
The embodiment shown in FIG. 16 includes two
図17に示す実施形態は、撮像部340Aの1台の撮像部340を備える。撮像部340Aは、横フレーム310Bの下面に設けられた図示しないガイドに支持され、図示しない駆動部に駆動されてガイドに沿って交差方向CDに移動可能である。撮像部340Aは、8台分の撮像領域を撮像可能な範囲を移動する。例えば、撮像部340Aは、領域AA~領域AHを撮像可能な範囲を移動する。撮像部340Aは、領域AAを撮像可能な位置にあるとき、移動しながら、領域AA、領域AB、領域AC、領域AD、領域AE、領域AF、領域AG、領域AHの順に撮像する。また、撮像部340Aは、領域AHを撮像可能な位置にあるとき、移動しながら、領域AH、領域AG、領域AF、領域AE、領域AD、領域AC、領域AB、領域AAの順に撮像する。図17に示す実施形態は、上記の実施形態と比較すると、撮像のための一連の動作に時間がかかる。したがって、制御部400は、撮像部340Aによる撮像のための一連の動作が行われているとき、搬送装置200によるワークWの搬送を一時停止させる。そして、制御部400は、撮像部340Aによる撮像のための一連の動作が終了したときに、搬送装置200によるワークWの搬送を再開させて、次の領域を撮像可能な位置まで搬送させる。
The embodiment shown in FIG. 17 includes one
以上、説明したとおり、少なくとも一の撮像部340は、交差方向CDに移動可能に設けられる。交差方向CDに移動可能に設けられた撮像部340は、交差方向CDに移動可能な範囲に対応する領域を撮像する。As described above, at least one
この態様によれば、レーザ加工機1は、穴部HにスラグSが残っているかを検出する精度を下げることなく、検出を行うためのコストを下げることができる。
According to this aspect, the
特許請求の範囲、明細書及び図面において示した装置、システム、プログラム及び方法における動作、手順、ステップ及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示していない。また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、各処理は、任意の順序で実現し得ることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明しても、この順で実施することが必須であることを意味しない。The order of execution of each process, such as operations, procedures, steps and stages in the devices, systems, programs and methods shown in the claims, specifications and drawings, is not specifically stated as "before" or "prior to". It should also be noted that each process may be realized in any order, unless the output of a previous process is used in a later process. Even if the operational flow in the claims, specifications and drawings is explained using "first", "next", etc. for convenience, it does not mean that it is necessary to perform the process in that order.
1 レーザ加工機、100 レーザ加工装置、110A フレーム、110AO 開口部、110B フレーム、110C 下部フレーム、120 テーブル、121 ベースプレート、122 支持プレート、122A 突起部、130 レーザヘッド、131 ノズル、131A 出射口、132 光ファイバ、133 コリメータ、134 ビームスプリッタ、135 集光レンズ、136 ハーフミラー、137 波長選択フィルタ、138 結像レンズ、140 ヘッド駆動部、140A ガントリ、140AG ガイド、140B スライダ、140BG ガイド、140C 昇降部、150 レーザ発信器、160 照明ユニット、161 レーザアレイ、162 コリメータ、170 撮像部、171 撮像素子、180 アシストガス供給部、190 光学系駆動部、200 搬送装置、210 キャリッジ、220 プレート、230 ワークホルダ、300 二次加工装置、310 フレーム、310A 縦フレーム、310AO 開口部、310B 横フレーム、310C ガイド、310D ガイド、320 二次加工部、321 二次加工工具、330 突き落とし部、331 ストライカー支持体、331A フレーム、331B 昇降駆動部、332 ストライカー、333 工具支持体、333A 駆動部、333B 弾性部材、334 棒状体、335 環状部材支持体、335A 駆動部、336 環状部材、340 撮像部、340A 撮像部、340B 撮像部、340C 撮像部、340D 撮像部、340E 撮像部、340F 撮像部、340G 撮像部、340H 撮像部、350 照明部、400 制御部、500 画像処理部、AA 領域、AA1 領域、AA2 領域、AA3 領域、AA4 領域、AB 領域、AB1 領域、AB2 領域、AB3 領域、AB4 領域、AC 領域、AC1 領域、AC2 領域、AC3 領域、AC4 領域、AD 領域、AD1 領域、AD2 領域、AD3 領域、AD4 領域、AE 領域、AE1 領域、AE2 領域、AE3 領域、AE4 領域、AF 領域、AF1 領域、AF2 領域、AF3 領域、AF4 領域、AG 領域、AG1 領域、AG2 領域、AG3 領域、AG4 領域、AH 領域、AH1 領域、AH2 領域、AH3 領域、AH4 領域、C1 閉経路、C2 閉経路、CD 交差方向、D1 径、D2 径、ES 排出空間、H 穴部、H1 穴部、H2 穴部、H3 穴部、H4 穴部、H5 穴部、H6 穴部、L1 加工用レーザ光、L2 照明用レーザ光、LS スポット、Q1 中心位置、Q2 位置、R1 レーザ加工領域、R2 二次加工領域、S スラグ、TD 搬送方向、W ワーク、WC 輪郭1 laser processing machine, 100 laser processing device, 110A frame, 110AO opening, 110B frame, 110C lower frame, 120 table, 121 base plate, 122 support plate, 122A protrusion, 130 laser head, 131 nozzle, 131A emission port, 132 optical fiber, 133 collimator, 134 beam splitter, 135 condenser lens, 136 half mirror, 137 wavelength selection filter, 138 imaging lens, 140 head drive unit, 140A gantry, 140AG guide, 140B slider, 140BG guide, 140C lift unit, 150 laser transmitter, 160 lighting unit, 161 laser array, 162 collimator, 170 imaging unit, 171 imaging element, 180 Assist gas supply unit, 190 Optical system drive unit, 200 Conveyor device, 210 Carriage, 220 Plate, 230 Work holder, 300 Secondary processing device, 310 Frame, 310A Vertical frame, 310AO Opening, 310B Horizontal frame, 310C Guide, 310D Guide, 320 Secondary processing unit, 321 Secondary processing tool, 330 Push-off unit, 331 Striker support, 331A Frame, 331B Lifting drive unit, 332 Striker, 333 Tool support, 333A Drive unit, 333B Elastic member, 334 Rod-shaped body, 335 Annular member support, 335A Drive unit, 336 Annular member, 340 Imaging unit, 340A Imaging unit, 340B Imaging unit, 340C Imaging unit, 340D Imaging unit, 340E Imaging unit, 340F Imaging unit, 340G Imaging unit, 340H Imaging unit, 350 Illumination unit, 400 Control unit, 500 Image processing unit, AA area, AA1 area, AA2 area, AA3 area, AA4 area, AB area, AB1 area, AB2 area, AB3 Area, AB4 area, AC area, AC1 area, AC2 area, AC3 area, AC4 area, AD area, AD1 area, AD2 area, AD3 area, AD4 area, AE area, AE1 area, AE2 area, AE3 area, AE4 area, AF area, AF1 area, AF2 area, AF3 area, AF4 area, AG area, AG1 area, AG2 area, AG3 area, AG4 area, AH area, AH1 area, AH2 area, AH3 area, AH4 area, C1 closed path, C2 closed path, CD cross direction, D1 diameter, D2 diameter, ES discharge space, H hole, H1 hole, H2 hole, H3 hole, H4 hole, H5 hole, H6 hole, L1 processing laser light, L2 illumination laser light, LS spot, Q1 center position, Q2 position, R1 laser processing area, R2 secondary processing area, S slug, TD transport direction, W workpiece, WC contour
Claims (8)
複数の突起部を有し、前記突起部の上端においてワークを支持するテーブルと、
前記テーブルに支持されたワークに、所定の閉経路に沿ってレーザ光を照射して穴部を形成する穴あけ加工を行うレーザヘッドと、
前記レーザヘッドによりレーザ加工されたワークを搬送する搬送装置と、
前記穴部に対して二次加工を行う二次加工工具と、
前記搬送装置により搬送されるワークの板面を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を画像処理する画像処理部と、を備え、
前記搬送装置は、前記穴あけ加工が行われたワークを、前記二次加工を行うための位置へ搬送可能であり、
前記撮像部は、前記搬送装置によるワークの搬送経路におけるワークの板面を撮像可能な位置に設けられ、前記搬送装置がワークを搬送しているときにワークの板面を撮像し、
前記画像処理部は、前記撮像部により撮像された画像を画像処理して、前記穴部にスラグが残っているかを判定する、レーザ加工機。 A laser processing machine for laser processing a plate-shaped workpiece,
a table having a plurality of protrusions and supporting a workpiece at upper ends of the protrusions;
a laser head that performs a drilling process to form a hole by irradiating a laser beam along a predetermined closed path on a workpiece supported on the table;
A conveying device that conveys a workpiece that has been laser machined by the laser head;
A secondary processing tool for performing secondary processing on the hole portion;
An imaging unit that images a plate surface of a workpiece transported by the transport device;
an image processing unit that processes an image captured by the imaging unit,
The transport device is capable of transporting the workpiece after the hole drilling process to a position for performing the secondary process,
The imaging unit is provided at a position where it can image a plate surface of the workpiece on a transport path of the workpiece by the transport device, and images the plate surface of the workpiece while the transport device is transporting the workpiece;
The image processing unit processes the image captured by the imaging unit and determines whether slag remains in the hole.
複数の前記撮像部は、前記搬送装置による搬送方向に対して交差する交差方向に並んで設けられ、前記交差方向において互いに異なる領域を撮像し、
前記画像処理部は、複数の前記撮像部によりそれぞれ撮像された複数の画像を用いて、前記穴部にスラグが残っているかを判定する、請求項1に記載のレーザ加工機。 A plurality of the imaging units are provided,
The plurality of imaging units are arranged side by side in a cross direction intersecting a conveying direction by the conveying device, and capture images of different areas in the cross direction,
The laser processing machine according to claim 1 , wherein the image processing unit determines whether or not slag remains in the hole by using a plurality of images captured by the plurality of imaging units, respectively.
前記交差方向に移動可能に設けられた撮像部は、前記交差方向に移動可能な範囲に対応する領域を撮像する、請求項1に記載のレーザ加工機。 At least one imaging unit is provided to be movable in a cross direction intersecting a conveying direction of the conveying device,
The laser processing machine according to claim 1 , wherein the imaging section provided so as to be movable in the intersecting direction images an area corresponding to a range within which the imaging section is movable in the intersecting direction.
前記棒状体は、前記画像処理部によりスラグが残っていると判定されたときに、スラグが残っている前記穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行う、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザ加工機。 A rod-shaped body is provided at a position having a slag discharge space below, and pushes down the slag remaining in the hole,
The laser processing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein when the image processing unit determines that a slag remains, the rod-shaped body performs an operation to push the slag down into the hole in which the slag remains.
前記棒状体は、前記画像処理部により特定された前記相対位置座標に位置する前記穴部を対象として、該穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行う、請求項4に記載のレーザ加工機。 When it is determined that slag remains in the hole, the image processing unit specifies a relative position coordinate of the position of the hole with respect to a predetermined point on the plate surface of the workpiece,
5. The laser processing machine according to claim 4, wherein the rod-shaped body performs an operation for thrusting a slug into the hole located at the relative position coordinates specified by the image processing unit.
前記棒状体は、前記画像処理部により特定された領域に位置する1又は複数の前記穴部を対象として、1又は複数の前記穴部に対してスラグを突き落とすための動作を行う、請求項4に記載のレーザ加工機。 When it is determined that slag remains in the hole, the image processing unit identifies in which of a plurality of regions on the plate surface of the workpiece the position of the hole is located;
The laser processing machine according to claim 4, wherein the rod-shaped body performs an operation to push slag into one or more of the holes located in an area identified by the image processing unit.
前記撮像部は、前記裏側にあたる板面が前記照明部により光で照らされているときに撮像する、請求項1に記載のレーザ加工機。 A lighting unit is provided at a position facing a plate surface corresponding to a back side of the plate surface of the workpiece imaged by the imaging unit, and illuminates the plate surface corresponding to the back side with light,
The laser processing machine according to claim 1 , wherein the imaging unit captures an image of the plate surface corresponding to the back side when the plate surface is illuminated with light from the illumination unit.
複数の突起部を有するテーブルにより、前記突起部の上端においてワークを支持することと、
前記テーブルに支持されたワークに、レーザヘッドにより所定の閉経路に沿ってレーザ光を照射して穴部を形成する穴あけ加工を行うことと、
前記レーザヘッドによりレーザ加工されたワークを、搬送装置により搬送することと、
前記穴部に対して、二次加工工具により二次加工を行うことと、
前記搬送装置により搬送されるワークの板面を、撮像部により撮像することと、
前記撮像部により撮像された画像を、画像処理部により画像処理することと、を含み、
前記搬送装置は、前記穴あけ加工が行われたワークを、前記二次加工を行うための位置へ搬送可能であり、
前記撮像部は、前記搬送装置によるワークの搬送経路におけるワークの板面を撮像可能な位置に設けられ、前記搬送装置がワークを搬送しているときにワークの板面を撮像し、
前記画像処理部は、前記撮像部により撮像された画像を画像処理して、前記穴部にスラグが残っているかを判定する、ワークの加工方法。 A workpiece processing method for laser processing a plate-shaped workpiece, comprising the steps of:
Supporting a workpiece at an upper end of a plurality of protrusions on a table having the plurality of protrusions;
performing a drilling process in which a laser head irradiates a laser beam along a predetermined closed path on a workpiece supported on the table to form a hole;
Transporting the workpiece that has been laser machined by the laser head using a transport device;
performing a secondary processing on the hole portion by a secondary processing tool;
An imaging unit captures an image of a plate surface of a workpiece transported by the transport device;
and processing the image captured by the imaging unit using an image processing unit.
The transport device is capable of transporting the workpiece after the hole drilling process to a position for performing the secondary process,
The imaging unit is provided at a position where it can image a plate surface of the workpiece on a transport path of the workpiece by the transport device, and images the plate surface of the workpiece while the transport device is transporting the workpiece;
A method for machining a workpiece, wherein the image processing unit processes the image captured by the imaging unit and determines whether slag remains in the hole.
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2022
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