(57)【要約】  レーザ加工機（１）は、加工対象物（Ｗ）にレーザ光（Ｌ）を照射して、加工対象物（Ｗ）を加工するとともに、加工対象物（Ｗ）に切断面（ＣＳ）を形成する。レーザ加工機（１）は、加工対象物（Ｗ）を支持する加工対象物支持部（１０）と、加工対象物（Ｗ）にレーザ光（Ｌ）を照射する加工ヘッド（２０）と、加工ヘッド（２０）をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能な相対移動部（３０）とを備える。レーザ加工機（１）は、加工対象物（Ｗ）と加工ヘッド（２０）とが接触したことを検出する接触検出部（５０）と、切断面（ＣＳ）を用いて加工時の工具径補正値を算出する制御装置（４０）とを備える。制御装置（４０）は、加工対象物（Ｗ）に切断面（ＣＳ）を形成した時の加工ヘッド（２０）の位置を示す加工時位置情報と、切断面（ＣＳ）に加工ヘッド（２０）が接触した時の加工ヘッド（２０）の位置を示す接触時位置情報とに基づいて工具径補正値を算出する。
2017199410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物を加工するとともに、前記加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機であって、
前記加工対象物に前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記切断面を用いて前記加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置と、を備え、
前記補正値算出装置は、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記補正値算出装置は、
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
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】
加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物を加工するとともに、前記加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機であって、
前記加工対象物を支持する加工対象物支持部と、
前記加工対象物に前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記加工対象物の表面に沿う表面方向と、前記加工対象物の厚み方向と、に沿って前記加工ヘッドと前記加工対象物支持部とを相対的に移動可能な相対移動部と、
前記相対移動部に前記加工ヘッドと前記加工対象物とを相対的位置に移動させて、前記加工対象物と前記加工ヘッドとの距離を一定に維持する倣い部と、
前記切断面を用いて前記加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置と、を備え、
前記補正値算出装置は、
前記加工対象物の前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工対象物の表面に対向する位置から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記倣い部により前記加工ヘッドと前記加工対象物とが相対的に前記厚み方向に移動した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す移動時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項４】
前記補正値算出装置は、
前記表面方向である第１の直線方向と、前記表面方向でありかつ前記第１の直線方向に交差する第２の直線方向とのそれぞれの前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置であって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする補正値算出装置。
【請求項６】
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の補正値算出装置。
【請求項７】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置であって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工対象物の表面に対向する位置から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記レーザ加工機の倣い部により前記加工ヘッドと前記加工対象物とが相対的に前記厚み方向に移動した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す移動時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする補正値算出装置。
【請求項８】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出するプログラムであって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報を算出する加工時位置情報算出ステップと、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報を算出する接触時位置情報算出ステップと、
前記加工時位置情報と前記接触時位置情報に基づいて前記工具径補正値を算出する工具径補正値算出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
前記工具径補正値算出ステップは、
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物を加工するレーザ加工機、補正値算出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工を高精度で実施するためには、レーザ加工によって形成される切断溝の幅を考慮し、切断溝の幅の半分の寸法分補正した経路に沿って加工ヘッドと加工対象物を相対的に移動させて、レーザ光を照射する必要がある。切断溝の幅の半分の寸法は、工具径補正値と言われる。一般的なレーザ加工機は、切断溝の幅の半分の寸法である工具径補正値を、任意の値に設定可能である。【０００３】
また、レーザ加工機の加工条件は、レーザ光の出力、レーザ光の周波数、レーザ光のデューティ、レーザガスの圧力、及び焦点位置により定められる。レーザ加工機は、加工条件が変化させられると、切断溝の幅が変化するため、加工条件が変化する度に、工具径補正値を算出する必要がある。【０００４】
現状のレーザ加工機は、工具径補正値を算出するためには、設定された寸法のパーツを加工対象物から形成した後、測定機器を用いてパーツの実際の寸法を測定し、設定された寸法と実際の寸法との差異から算出する。しかし、この方法は、測定機器が必要であり、工具径補正値を算出するためには、多くの時間と工数を要する。ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラにより構成され、かつ切断溝の幅を測定する光学機器を備えるレーザ加工機が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５８３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されたレーザ加工機は、高価な光学機器を備え、光学機器が撮像した画像に画像処理を施して、工具径補正値を算出するので、コストが高騰するという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値を算出することができるレーザ加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物を加工するとともに、前記加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機である。レーザ加工機は、加工対象物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、前記切断面を用いて加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置と、を備える。補正値算出装置は、加工対象物に切断面を形成した時の加工対象物に対する加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、切断面に加工ヘッドが接触した時の加工対象物に対する加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報と、に基づいて工具径補正値を算出する。加工ヘッドは、加工ヘッドの先端を加工対象物の表面よりも加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から表面に沿って切断面に近付けられて、切断面に接触する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るレーザ加工機は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値を算出することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係るレーザ加工機の構成を示す図
【図２】図１に示されたレーザ加工機によりパーツと残材とに切断された加工対象物の一例を示す斜視図
【図３】実施の形態１に係るレーザ加工機の制御装置が工具径補正値を算出する過程を示すフローチャート
【図４】図３に示されたステップＳＴ１において抜き穴が形成された加工対象物を示す斜視図
【図５】図４に示された加工対象物に形成された抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図
【図６】図３に示されたステップＳＴ２において抜き穴の内側に加工ヘッドの先端を進入させた状態を示す斜視図
【図７】図３に示されたステップＳＴ３において抜き穴の切断面に加工ヘッドの先端を接触させた状態を示す斜視図
【図８】図７に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図
【図９】実施の形態２に係るレーザ加工機が形成した抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図
【図１０】実施の形態３に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が抜き孔の切断面に接触した状態を示す断面図
【図１１】実施の形態４に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が切断面の加工対象物の表面寄りの箇所に接触した状態を示す断面図
【図１２】実施の形態４に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が切断面の加工対象物の裏面寄りの箇所に接触した状態を示す断面図
【図１３】実施の形態５に係るレーザ加工機の制御装置が工具径補正値を算出する過程を示すフローチャート
【図１４】図１３に示されたステップＳＴ１において加工対象物に形成された抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図
【図１５】図１３に示されたステップＳＴ２−５において抜き穴が形成された加工対象物の表面に加工ヘッドの先端が対向させられた状態を示す斜視図
【図１６】図１５に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図
【図１７】図１３に示されたステップＳＴ３−５において抜き穴の内側に加工ヘッドの先端を進入させた状態を示す斜視図
【図１８】図１７に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図
【図１９】各実施の形態に係るレーザ加工機の制御装置のハードウェアの構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機、補正値算出装置及びプログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーザ加工機の構成を示す図である。図２は、図１に示されたレーザ加工機によりパーツと残材とに切断された加工対象物の一例を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すレーザ加工機１は、加工対象物Ｗにレーザ光Ｌを照射して、加工対象物Ｗを加工するものである。実施の形態１において、レーザ加工機１は、加工対象物Ｗにレーザ光Ｌを照射して、図２に示すように、加工対象物Ｗに切断溝ＣＤを形成することにより、加工対象物ＷをパーツＰＴと残材ＢＭとに切断するための装置である。実施の形態１において、レーザ加工機１によりパーツＰＴと残材ＢＭとに切断される加工対象物Ｗは、金属により構成され、平板状に形成されている。即ち、加工対象物Ｗは、板金である。
【００１４】
パーツＰＴは、加工対象物Ｗから切断されて、レーザ加工機１よりも後工程において、曲げ加工、溶接加工、及び塗装加工のうちの少なくとも１つの加工が施されて、製品に組み立てられる。残材ＢＭは、製品に組み立てられることなく、廃棄される。レーザ加工機１が、加工対象物Ｗに形成する切断溝ＣＤは、加工対象物Ｗを貫通して、加工対象物ＷをパーツＰＴと残材ＢＭとに分離する溝である。切断溝ＣＤは、パーツＰＴの外縁の外側に形成される。切断溝ＣＤは、レーザ加工機１によりレーザ光Ｌが照射されて形成されるために、細いながらも幅を有している。レーザ加工機１に入力されるパーツＰＴの情報は、加工対象物ＷにおけるパーツＰＴの外縁の位置を示す。レーザ加工機１は、入力されたパーツＰＴの外縁の位置に沿って切断溝ＣＤを形成すると、切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法分、パーツＰＴの外縁部を切断してしまうために、切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法分、パーツＰＴの外縁よりも外側に切断溝ＣＤを形成する必要がある。
【００１５】
レーザ加工機１は、図１に示すように、加工対象物Ｗを支持する加工対象物支持部１０と、加工対象物Ｗにレーザ光Ｌを照射する加工ヘッド２０と、加工対象物支持部１０と加工ヘッド２０とを相対的に移動可能な相対移動部３０と、加工対象物Ｗと加工ヘッド２０とが接触したことを検出する接触検出部５０と、補正値算出装置である制御装置４０とを備える。
【００１６】
加工対象物支持部１０は、加工対象物Ｗが置かれて、加工対象物Ｗを支持する。加工対象物支持部１０は、加工対象物Ｗを水平方向と平行になる姿勢で支持することにより、支持した加工対象物Ｗの移動を抑制する。
【００１７】
加工ヘッド２０は、加工対象物Ｗにレーザ光Ｌを照射して、加工対象物Ｗを切断する切断溝ＣＤを加工対象物Ｗに形成する。加工ヘッド２０は、加工対象物ＷをパーツＰＴと残材ＢＭとに切断する。実施の形態１において、加工ヘッド２０の加工対象物Ｗに対向する先端２１は、加工対象物Ｗに近付くのにしたがって小径に形成されている。また、加工ヘッド２０の先端２１は、レーザ光Ｌを通すレーザ通し孔２２を備える。
【００１８】
相対移動部３０は、加工ヘッド２０と加工対象物支持部１０とを相対的に移動させる。実施の形態１において、相対移動部３０は、加工ヘッド２０を移動させるが、加工対象物支持部１０を移動させても良く、加工ヘッド２０と加工対象物支持部１０との双方を移動させても良い。
【００１９】
また、相対移動部３０は、加工対象物Ｗの加工ヘッド２０に対向する表面ＷＳに沿う表面方向であるＸ方向に沿って加工ヘッド２０と加工対象物支持部１０とを相対的に移動させるＸ方向移動部３１を備える。相対移動部３０は、加工対象物Ｗの表面ＷＳに沿う表面方向でありかつＸ方向に交差するＹ方向に沿って加工ヘッド２０と加工対象物支持部１０とを相対的に移動させるＹ方向移動部３２を備える。相対移動部３０は、加工対象物Ｗの厚み方向であるＺ方向に沿って加工ヘッド２０と加工対象物支持部１０とを相対的に移動させるＺ方向移動部３３を備える。Ｘ方向は、第１の直線方向であり、Ｙ方向は、第２の直線方向である。実施の形態１において、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交している。実施の形態１において、Ｘ方向移動部３１は、加工ヘッド２０をＸ方向に移動させ、Ｙ方向移動部３２は、加工ヘッド２０をＹ方向に移動させ、Ｚ方向移動部３３は、加工ヘッド２０をＺ方向に移動させる。
【００２０】
Ｘ方向移動部３１、Ｙ方向移動部３２及びＺ方向移動部３３は、モータ、モータの回転駆動力により加工ヘッド２０を移動させるリードスクリュー、及び加工ヘッド２０の移動方向を案内するリニアガイドにより構成される。Ｘ方向移動部３１、Ｙ方向移動部３２及びＺ方向移動部３３の構成は、モータ、リードスクリュー、及びリニアガイドによる構成に限定されない。
【００２１】
接触検出部５０は、加工ヘッド２０と、加工対象物Ｗとが接触したことを検出するものである。実施の形態１において、接触検出部５０は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとに電圧を印加し、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間に流れる電流又は加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の電位差を検出することにより、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとが接触したことを検出する。接触検出部５０は、検出結果を制御装置４０に出力する。
【００２２】
また、レーザ加工機１は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離を測定する距離測定部６０を備える。実施の形態１において、距離測定部６０は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離に応じた静電容量を測定する。距離測定部６０が測定する加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の静電容量は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離に応じて変化する。即ち、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離が変化すると、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の静電容量が変化する。距離測定部６０は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の静電容量を制御装置４０に出力する。実施の形態１において、距離測定部６０は、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の静電容量を測定する静電容量式のセンサであるが、光学式のセンサでも良い。
【００２３】
制御装置４０は、コンピュータである。制御装置４０は、相対移動部３０と加工ヘッド２０とを制御して加工対象物Ｗに切断溝ＣＤを形成して、加工対象物Ｗの一部を切断する。加工対象物Ｗに形成された切断溝ＣＤの内面は、パーツＰＴと残材ＢＭとを切断する切断面ＣＳとなる。制御装置４０は、加工対象物Ｗをレーザ加工して、パーツＰＴと残材ＢＭとに切断する際に、加工ヘッド２０と加工対象物ＷとをＸ方向とＹ方向とに沿って相対的に移動させるとともに、距離測定部６０の測定結果に基づいて、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離を設定された距離に維持する。このために、制御装置４０は、距離測定部６０の測定結果に基づいて、相対移動部３０に加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとを相対的に移動させて、加工対象物Ｗと加工ヘッド２０との距離を一定に維持する倣い部である。
【００２４】
制御装置４０は、加工対象物Ｗにおける各パーツＰＴの情報、加工時のプログラムＰＧ、及び加工条件を入力する入力装置４１が接続している。加工条件は、レーザ光Ｌの出力、レーザ光Ｌの周波数、レーザ光Ｌのデューティ、レーザガスの圧力、レーザ光Ｌの焦点位置、及び加工時の加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとの間の距離である。また、制御装置４０は、加工対象物Ｗにおける各パーツＰＴの情報を表示する表示装置４２が接続している。
【００２５】
制御装置４０は、各パーツＰＴの情報、プログラムＰＧ及び加工条件を記憶する記憶部４３と、加工時に相対移動部３０及び加工ヘッド２０を制御する制御部４４と、切断面ＣＳを用いてレーザ加工前に入力された加工条件により形成される切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法を測定して、加工時の工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する補正値算出部４５とを備える。実施の形態１において、制御装置４０の補正値算出部４５は、Ｘ方向とＹ方向とのそれぞれの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。また、記憶部４３は、加工ヘッド２０の形状を記憶している。記憶部４３が記憶したプログラムＰＧは、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するプログラムＰＧ１を含む。
【００２６】
工具径補正値ΔＸ，ΔＹは、切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法である。工具径補正値ΔＸ，ΔＹは、各パーツＰＴの情報が示す各パーツＰＴの外縁よりも切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法分、加工ヘッド２０を各パーツＰＴの外側に位置付けて加工するための値である。各パーツＰＴの情報が示す各パーツＰＴの外縁よりも切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法分、加工ヘッド２０を各パーツＰＴの外側に位置付けた状態で、加工ヘッド２０からレーザ光Ｌを照射すると、切断溝ＣＤの内側にパーツＰＴが形成されることとなる。即ち、工具径補正値ΔＸ，ΔＹは、各パーツＰＴの情報通りに各パーツＰＴを形成するために、各パーツＰＴの情報が示すパーツＰＴの外縁と、各パーツＰＴの外縁よりも外側に位置付けられる加工ヘッド２０から照射されるレーザ光Ｌの光軸ＬＰと、の間の距離を示す。
【００２７】
次に、実施の形態１に係るレーザ加工機１が工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する過程を説明する。図３は、実施の形態１に係るレーザ加工機の制御装置が工具径補正値を算出する過程を示すフローチャートである。図４は、図３に示されたステップＳＴ１において抜き穴が形成された加工対象物を示す斜視図である。図５は、図４に示された加工対象物に形成された抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図である。図６は、図３に示されたステップＳＴ２において抜き穴の内側に加工ヘッドの先端を進入させた状態を示す斜視図である。図７は、図３に示されたステップＳＴ３において抜き穴の切断面に加工ヘッドの先端を接触させた状態を示す斜視図である。図８は、図７に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図である。
【００２８】
制御装置４０は、制御部４４がレーザ加工を行う前に、補正値算出部４５がＸ方向とＹ方向とのそれぞれの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する際、制御装置４０は、入力装置４１から加工対象物Ｗの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するための図４に示す抜き孔１００が形成される位置が入力される。工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するための抜き孔１００が形成される位置は、加工対象物ＷがパーツＰＴと残材ＢＭとに切断された際に残材ＢＭとなる位置である。また、制御装置４０は、レーザ加工を行う際の加工条件が入力装置４１から入力される。
【００２９】
制御装置４０は、加工ヘッド２０を加工対象物Ｗに対して移動させながら加工条件にしたがってレーザ光Ｌを加工ヘッド２０から加工対象物Ｗに照射させて、加工対象物Ｗの一部を切断して、加工対象物Ｗに切断面ＣＳを形成する（ステップＳＴ１）。実施の形態１において、制御装置４０は、図４に示すように、加工対象物Ｗの一部を矩形状に切断して、残材ＢＭとなる位置に抜き孔１００を形成して、抜き孔１００の内面に切断面ＣＳを形成するが、加工対象物Ｗの一部を切断する形状は、矩形状に限定されない。
【００３０】
実施の形態１において形成される抜き孔１００は、図４に示すように、長手方向がＸ方向と平行で、かつ短手方向がＹ方向と平行である。このために、抜き孔１００の内面に形成された切断面ＣＳは、図４及び図５に示すように、Ｘ方向と平行な第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１、Ｘ方向と平行な第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２、Ｙ方向と平行な第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１、及びＹ方向と平行な第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２である。
【００３１】
制御装置４０は、ステップＳＴ１において、抜き孔１００の切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２を形成した際の加工対象物Ｗに対する加工ヘッド２０の相対的な加工時位置を示す加工ヘッド２０の図５に示す移動経路Ｋ１の隅Ｐ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）、隅Ｐ２の座標（Ｘ２，Ｙ１）、隅Ｐ３の座標（Ｘ１，Ｙ２）、及び隅Ｐ４の座標（Ｘ２，Ｙ２）を算出し、取得する。移動経路Ｋ１の隅Ｐ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）、隅Ｐ２の座標（Ｘ２，Ｙ１）、隅Ｐ３の座標（Ｘ１，Ｙ２）、及び隅Ｐ４の座標（Ｘ２，Ｙ２）は、Ｘ方向とＹ方向とにより規定された平面において予め設定された原点からのＸ方向及びＹ方向の距離を示している。移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２は、加工時位置情報である。即ち、ステップＳＴ１は、移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２を算出する加工時位置情報算出ステップである。
【００３２】
制御装置４０は、図６に示すように、抜き孔１００の内側に加工ヘッド２０の先端２１を挿入し、加工ヘッド２０の先端２１を加工対象物Ｗの表面ＷＳよりも加工対象物Ｗの表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲ寄り、即ち、加工対象物Ｗの表面ＷＳよりも下方に位置付ける（ステップＳＴ２）。制御装置４０は、相対移動部３０に表面ＷＳに沿って加工ヘッド２０を各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に順に近付けて、図７に示すように、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に加工ヘッド２０の先端２１を順に接触させる（ステップＳＴ３）。制御装置４０は、ステップＳＴ３において、加工ヘッド２０の先端２１を加工対象物Ｗの表面ＷＳよりも裏面ＷＲ寄りに位置付けた状態から加工ヘッド２０を表面ＷＳに沿って各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に順に近付ける。
【００３３】
制御装置４０は、接触検出部５０の検出結果と、相対移動部３０のＸ方向移動部３１及びＹ方向移動部３２による加工ヘッド２０の移動量とに基づいて、加工ヘッド２０が各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に接触した時の加工対象物Ｗに対する加工ヘッド２０の位置を示す座標Ｘ３´，Ｘ４´，Ｙ３´，Ｙ４´を算出し、取得する。また、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標は、Ｙ３であり、かつ第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´に対応している。第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標は、Ｙ４であり、かつ第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´に対応している。第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標は、Ｘ３であり、かつ第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´に対応している。第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標は、Ｘ４であり、かつ第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´に対応している。
【００３４】
加工ヘッド２０が各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に接触した時の加工対象物Ｗに対する加工ヘッド２０の位置を示す座標Ｘ３´，Ｘ４´，Ｙ３´，Ｙ４´は、接触時位置情報である。即ち、ステップＳＴ３は、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´、及び第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´を算出する接触時位置情報算出ステップである。
【００３５】
制御装置４０は、ステップＳＴ２におけるＺ方向移動部３３による加工ヘッド２０の移動量に基づいて、図８に示す加工対象物Ｗの表面ＷＳと加工ヘッド２０の先端２１との間のＺ方向の距離ＬＡを算出する。制御装置４０は、距離ＬＡと、記憶部４３に記憶した加工ヘッド２０の先端２１の形状とに基づいて、加工ヘッド２０が各切断面ＣＳに接触した時の加工ヘッド２０内のレーザ光Ｌの光軸ＬＰと各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の加工ヘッド２０の先端２１が接触する位置との間の距離ｄを算出して、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を算出する（ステップＳＴ４）。
【００３６】
制御装置４０は、ステップＳＴ４において、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´と距離ｄとに基づいて、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標Ｙ３を算出する。実施の形態１において、制御装置４０は、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標Ｙ３＝Ｙ３´−ｄであると算出する。
【００３７】
制御装置４０は、ステップＳＴ４において、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に接触した時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´と距離ｄとに基づいて、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標Ｙ４を算出する。実施の形態１において、制御装置４０は、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標Ｙ４＝Ｙ４´＋ｄであると算出する。
【００３８】
制御装置４０は、ステップＳＴ４において、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´と距離ｄとに基づいて、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標Ｘ３を算出する。実施の形態１において、制御装置４０は、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標Ｘ３＝Ｘ３´−ｄであると算出する。
【００３９】
制御装置４０は、ステップＳＴ４において、第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に接触した時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´と距離ｄとに基づいて、第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標Ｘ４を算出する。実施の形態１において、制御装置４０は、第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標Ｘ４＝Ｘ４´＋ｄであると算出する。
【００４０】
制御装置４０が算出した各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４は、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を示す切断面位置情報である。
【００４１】
制御装置４０は、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、接触時位置情報である座標Ｙ３´，Ｙ４´，Ｘ３´，Ｘ４´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出して（ステップＳＴ５）、図３に示すフローチャートを終了する。制御装置４０は、ステップＳＴ５において、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、切断面位置情報である座標Ｙ３，Ｙ４，Ｘ３，Ｘ４とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。
【００４２】
加工時位置情報である座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２は、抜き孔１００を形成する際の加工ヘッド２０、即ち加工ヘッド２０から照射されるレーザ光Ｌの光軸ＬＰの移動経路Ｋ１の位置を示すものであり、切断面位置情報である座標Ｙ３，Ｙ４，Ｘ３，Ｘ４は、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を示すものである。このために、Ｘ方向の切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法である工具径補正値ΔＸは、以下の式１を用いて算出することができ、Ｙ方向の切断溝ＣＤの幅ＤＷの半分の寸法である工具径補正値ΔＹは、以下の式２を用いて算出することができる。
【００４３】
〔（Ｘ４−Ｘ３）−（Ｘ２−Ｘ１）〕/２＝ΔＸ・・・式１
〔（Ｙ４−Ｙ３）−（Ｙ２−Ｙ１）〕/２＝ΔＹ・・・式２
【００４４】
制御装置４０は、ステップＳＴ５において、式１及び式２を用いて工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。即ち、ステップＳＴ５は、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、接触時位置情報である座標Ｙ３´，Ｙ４´，Ｘ３´，Ｘ４´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する工具径補正値算出ステップである。また、制御装置４０の記憶部４３に記憶されたプログラムＰＧ１は、コンピュータである制御装置４０に、ステップＳＴ１とステップＳＴ３とステップＳＴ５を実行させて、加工時の工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するためのプログラムである。レーザ加工機１は、加工対象物Ｗを加工する際に、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを用いる。
【００４５】
実施の形態１に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工対象物Ｗに切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２を形成した時の加工ヘッド２０の位置を示す加工時位置情報である座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、加工ヘッド２０の先端２１を切断面ＣＳに接触させた時の加工ヘッド２０の位置を示す接触時位置情報である座標Ｘ３´，Ｘ４´，Ｙ３´，Ｙ４´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。このために、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、レーザ加工機１に接触検出部５０を設けることにより、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができるので、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために測定機器を用いる必要がなく、高価な光学機器を設ける必要がない。その結果、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができる。
【００４６】
また、実施の形態１に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工ヘッド２０の先端２１を各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に接触させた時の加工ヘッド２０の位置を示す接触時位置情報である座標Ｘ３´，Ｘ４´，Ｙ３´，Ｙ４´と、加工ヘッド２０が各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に接触した時の距離ｄと、に基づいて、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を示す切断面位置情報である座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４を算出する。実施の形態１に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工時位置情報である座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、切断面位置情報である座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４とに基づいて工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するので、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを正確に算出することができる。
【００４７】
また、実施の形態１に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、Ｘ方向の工具径補正値ΔＸとＹ方向の工具径補正値ΔＹを算出するので、レーザ光ＬのＸ方向とＹ方向との形状が異なっても、正確にパーツＰＴを加工対象物Ｗから切断することができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るレーザ加工機１を図面に基づいて説明する。図９は、実施の形態２に係るレーザ加工機が形成した抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図である。図９において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
実施の形態２に係るレーザ加工機１は、図９に示すように、工具径補正値ΔＤを算出するために加工対象物Ｗに丸形の抜き孔１００−２を形成する以外、実施の形態１と同じ構成でありかつ実施の形態１と同じ処理を実行する。実施の形態２に係るレーザ加工機１は、抜き孔１００−２の中心周りに予め設定された所定角度θ毎に、抜き孔１００−２の内面に形成された切断面ＣＳに加工ヘッド２０の先端２１を接触させて、切断面ＣＳの位置を算出する。実施の形態２に係るレーザ加工機１は、切断面ＣＳの位置を算出して、所定角度θ毎の工具径補正値ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・・ΔＤＮを算出する。
【００５０】
実施の形態２に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、実施の形態１と同様に、抜き孔１００−２の内面に形成された切断面ＣＳに加工ヘッド２０の先端２１を接触させて、所定角度θ毎の工具径補正値ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・・ΔＤＮを算出するために、工具径補正値ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・・ΔＤＮを算出するために測定機器を用いる必要がなく、高価な光学機器を設ける必要がない。その結果、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・・ΔＤＮを算出することができる。
【００５１】
また、実施の形態２に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、丸形の抜き孔１００−２を形成し、所定角度θ毎に工具径補正値ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・・ΔＤＮを算出するので、レーザ光Ｌが光軸ＬＰに関して非対称な形状であっても、正確にパーツＰＴを加工対象物Ｗから切断することができる。
【００５２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係るレーザ加工機１を図面に基づいて説明する。図１０は、実施の形態３に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が抜き孔の切断面に接触した状態を示す断面図である。図１０において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
実施の形態３に係るレーザ加工機１は、加工ヘッド２０−３の先端２１の形状が実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じ構成でありかつ実施の形態１と同じ処理を実行する。実施の形態３に係るレーザ加工機１は、図１０に示すように、加工ヘッド２０−３の先端２１よりも加工ヘッド２０−３の基端寄りの箇所の幅が、加工ヘッド２０−３の先端２１の幅よりも狭く形成されている。実施の形態３に係るレーザ加工機１の加工ヘッド２０−３の先端２１は、基端寄りの箇所よりも幅が広く形成された幅広部２３を設けている。実施の形態３に係るレーザ加工機１は、図１０に示すように、加工ヘッド２０−３の先端２１に設けられた幅広部２３を抜き孔１００の内面に形成された切断面ＣＳに接触させて、切断面ＣＳの位置を算出し、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。
【００５４】
実施の形態３に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、実施の形態１と同様に、加工ヘッド２０−３の先端２１を切断面ＣＳに接触させて、切断面ＣＳの位置を算出し、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために測定機器を用いる必要がなく、高価な光学機器を設ける必要がない。その結果、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができる。
【００５５】
また、実施の形態３に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工ヘッド２０−３の先端２１に幅広部２３を設けているので、加工ヘッド２０−３の先端２１の幅広部２３を切断面ＣＳに接触させることができ、切断面ＣＳの位置を正確に算出することができる。
【００５６】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係るレーザ加工機１を図面に基づいて説明する。図１１は、実施の形態４に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が切断面の加工対象物の表面寄りの箇所に接触した状態を示す断面図である。図１２は、実施の形態４に係るレーザ加工機の加工ヘッドの先端が切断面の加工対象物の裏面寄りの箇所に接触した状態を示す断面図である。図１１及び図１２において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
実施の形態４に係るレーザ加工機１は、実施の形態３と同様に、加工ヘッド２０−４の先端の形状が実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じ構成でありかつ実施の形態１と同じ処理を実行する。実施の形態４に係るレーザ加工機１は、実施の形態３と同様に、図１１及び図１２に示すように、加工ヘッド２０−４の先端２１に幅広部２３を設けている。なお、加工対象物Ｗの表面ＷＳは、加工ヘッド２０−４からレーザ光Ｌが照射される面であり、加工対象物Ｗの裏面ＷＲは、加工対象物Ｗを貫通したレーザ光Ｌが加工対象物Ｗから射出する面である。
【００５８】
実施の形態４に係るレーザ加工機１は、図１１に示すように、加工ヘッド２０−４の先端に設けられた幅広部２３を切断面ＣＳの加工対象物Ｗの表面ＷＳ寄りの箇所に接触させて、切断面ＣＳの位置を算出し、加工対象物Ｗの表面ＷＳ寄りの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。実施の形態４に係るレーザ加工機１は、図１２に示すように、加工ヘッド２０−４の先端２１に設けられた幅広部２３を切断面ＣＳの加工対象物Ｗの裏面ＷＲ寄りの箇所に接触させて、切断面ＣＳの位置を算出し、加工対象物Ｗの裏面ＷＲ寄りの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。実施の形態４に係るレーザ加工機１は、加工対象物Ｗを加工する際に、加工対象物Ｗの表面ＷＳ寄りの工具径補正値ΔＸ，ΔＹと加工対象物Ｗの裏面ＷＲ寄りの工具径補正値ΔＸ，ΔＹとの平均値を用いる。
【００５９】
実施の形態４に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、実施の形態１と同様に、加工ヘッド２０−４の先端２１を切断面ＣＳに接触させて、切断面ＣＳの位置を算出し、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために測定機器を用いる必要がなく、高価な光学機器を設ける必要がない。その結果、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができる。
【００６０】
また、実施の形態４に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、工具径補正値ΔＸ，ΔＹの平均値を算出するので、正確にパーツＰＴを加工対象物Ｗから切断することができる。
【００６１】
なお、実施の形態４において、加工対象物Ｗの表面ＷＳ側の抜き孔１００の平面形状が、裏面ＷＲ側の抜き孔１００の平面形状よりも大きくなるように、切断面ＣＳが傾斜している。本発明は、加工対象物Ｗの表面ＷＳ側の抜き孔１００の平面形状が、裏面ＷＲ側の抜き孔１００の平面形状よりも小さくなるように、切断面ＣＳが傾斜しても良い。
【００６２】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係るレーザ加工機１を図面に基づいて説明する。図１３は、実施の形態５に係るレーザ加工機の制御装置が工具径補正値を算出する過程を示すフローチャートである。図１４は、図１３に示されたステップＳＴ１において加工対象物に形成された抜き穴の内面に形成された切断面の座標を説明する図である。図１５は、図１３に示されたステップＳＴ２−５において抜き穴が形成された加工対象物の表面に加工ヘッドの先端が対向させられた状態を示す斜視図である。図１６は、図１５に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図である。図１７は、図１３に示されたステップＳＴ３−５において抜き穴の内側に加工ヘッドの先端を進入させた状態を示す斜視図である。図１８は、図１７に示された加工対象物と加工ヘッドの先端の断面図である。
【００６３】
実施の形態５に係るレーザ加工機１は、実施の形態１に係るレーザ加工機１の接触検出部５０の代わりに制御装置４０の倣い部としての機能を利用して、切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を検出する以外、実施の形態１と同じ構成でありかつ実施の形態１と同じ処理を実行する。
【００６４】
実施の形態５に係るレーザ加工機１の制御装置４０は、補正値算出部４５がＸ方向とＹ方向とのそれぞれの工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する際に、実施の形態１と同様に、加工対象物Ｗの一部を切断して、加工対象物Ｗの残材ＢＭとなる位置に矩形状の抜き孔１００を形成する（ステップＳＴ１）。実施の形態５に係るレーザ加工機１の制御装置４０は、ステップＳＴ１において、実施の形態１と同様に、図１４に示す加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２を算出し、取得する。
【００６５】
制御装置４０は、図１５に示すように、加工ヘッド２０の先端２１を加工対象物Ｗの抜き孔１００が形成されていない表面ＷＳに対向させる（ステップＳＴ２−５）。このとき、制御装置４０は、図１６に示すように、倣い部の機能により、加工対象物Ｗの表面ＷＳと加工ヘッド２０の先端２１との間の距離ＬＢを加工条件で定められた距離にする。制御装置４０は、加工対象物Ｗの表面ＷＳに先端２１が対向する位置から加工ヘッド２１を表面ＷＳに沿って抜き孔１００へ移動させて、加工ヘッド２０を各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に、順に近付ける（ステップＳＴ３−５）。加工ヘッド２０が抜き孔１００とＺ方向に対向すると、制御装置４０は、距離測定部６０の測定結果に基づいて、倣い部の機能により、図１７及び図１８に示すように、加工ヘッド２０と加工対象物Ｗとを相対的にＺ方向に移動させて、加工ヘッド２０を抜き孔１００の内側に進入させる。そして、図１８に示すように、加工ヘッド２０の先端２１と各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２との距離ＬＢは、加工条件で定められた距離に維持される。
【００６６】
制御装置４０は、相対移動部３０のＸ方向移動部３１、Ｙ方向移動部３２及びＺ方向移動部３３による加工ヘッド２０の移動量に基づいて、倣い部の機能により加工ヘッド２０と加工対象物ＷとがＺ方向に相対的に移動した時の加工対象物Ｗに対する加工ヘッド２０の位置を示す加工ヘッド２０の座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´を算出し、取得する。また、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標は、Ｙ３であり、かつ第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´´に対応している。第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標は、Ｙ４であり、かつ第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´´に対応している。第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標は、Ｘ３であり、かつ第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´´に対応している。第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標は、Ｘ４であり、かつ第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´´に対応している。
【００６７】
加工ヘッド２０が、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２に近付いた時の加工対象物Ｗに対する加工ヘッド２０の位置を示す座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´は、移動時位置情報である。即ち、ステップＳＴ３−５は、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´´、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´´、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´´、及び第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´´を算出する移動時位置情報算出ステップである。
【００６８】
制御装置４０は、ステップＳＴ３−５における相対移動部３０のＸ方向移動部３１、Ｙ方向移動部３２及びＺ方向移動部３３による加工ヘッド２０の移動量に基づいて、図１８に示す加工対象物Ｗの表面ＷＳと加工ヘッド２０の先端２１との間のＺ方向の距離ＬＣと、加工ヘッド２０内のレーザ光Ｌの光軸ＬＰと各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２との間の距離ｄ５を算出して、各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を算出する（ステップＳＴ４−５）。
【００６９】
制御装置４０は、ステップＳＴ４−５において、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ３´´と距離ｄ５とに基づいて、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標Ｙ３を算出する。実施の形態５において、制御装置４０は、第１Ｘ方向切断面ＣＳＸ１のＹ方向の座標Ｙ３＝Ｙ３´´−ｄ５であると算出する。
【００７０】
制御装置４０は、ステップＳＴ４−５において、同様に、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＹ方向の座標Ｙ４´´、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ３´´、第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２に近付いた時の加工ヘッド２０のＸ方向の座標Ｘ４´´、及び距離ｄ５に基づいて、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標Ｙ４、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標Ｘ３、及び第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標Ｘ４を算出する。
【００７１】
実施の形態５において、制御装置４０は、第２Ｘ方向切断面ＣＳＸ２のＹ方向の座標Ｙ４＝Ｙ４´´＋ｄ５であると算出し、第１Ｙ方向切断面ＣＳＹ１のＸ方向の座標Ｘ３＝Ｘ３´´−ｄ５であると算出し、第２Ｙ方向切断面ＣＳＹ２のＸ方向の座標Ｘ４＝Ｘ４´´＋ｄ５であると算出する。制御装置４０が各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４は、切断面位置情報である。
【００７２】
制御装置４０は、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、移動時位置情報である座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出して（ステップＳＴ５−５）、図１３に示すフローチャートの処理を終了する。制御装置４０は、ステップＳＴ５−５において、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、切断面位置情報である座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４とに基づいて、前述した実施の形態１と同様に、式１及び式２を用いて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。
【００７３】
即ち、ステップＳＴ５−５は、加工時位置情報である移動経路Ｋ１の座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、移動時位置情報である座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する工具径補正値算出ステップである。また、制御装置４０の記憶部４３に記憶されたプログラムＰＧ１は、コンピュータである制御装置４０に、ステップＳＴ１とステップＳＴ３−５とステップＳＴ５−５を実行させるためのプログラムである。レーザ加工機１は、加工対象物Ｗを加工する際に、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを用いる。
【００７４】
実施の形態５に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工対象物Ｗに各切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２を形成した時の加工ヘッド２０の位置を示す加工時位置情報である座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、加工ヘッド２０がＺ方向に移動した時の加工ヘッド２０の位置を示す移動時位置情報である座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´とに基づいて、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出する。このために、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、制御装置４０が倣い部として機能することにより、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができるので、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するために測定機器を用いる必要がなく、高価な光学機器を設ける必要がない。その結果、レーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、コストが高騰することなく、短時間で工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出することができる。
【００７５】
また、実施の形態５に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工ヘッド２０がＺ方向に移動した時の加工ヘッド２０の位置を示す移動時位置情報である座標Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´と、加工ヘッド２０がＺ方向に移動した時の距離ｄ５と、に基づいて、切断面ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２の位置を示す切断面位置情報である座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４を算出する。実施の形態１に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、加工時位置情報である座標Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と、切断面位置情報である座標Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４とに基づいて工具径補正値ΔＸ，ΔＹを算出するので、工具径補正値ΔＸ，ΔＹを正確に算出することができる。
【００７６】
また、実施の形態５に係るレーザ加工機１、制御装置４０及びプログラムＰＧ１は、Ｘ方向の工具径補正値ΔＸとＹ方向の工具径補正値ΔＹを算出するので、レーザ光ＬのＸ方向とＹ方向との形状が異なっても、正確にパーツＰＴを加工対象物Ｗから切断することができる。
【００７７】
次に、各実施の形態に係るレーザ加工機１の制御装置４０の構成を説明する。図１９は、各実施の形態に係るレーザ加工機の制御装置のハードウェアの構成の一例を示す図である。制御装置４０は、図１９に示す入出力インタフェース４４１に接続された入力装置４１から加工対象物Ｗにおける各パーツＰＴの情報、及び加工条件が入力される。入力装置４１は、タッチパネル、キーボード、マウス、トラックボール又はこれらの組み合わせにより構成される。制御装置４０は、入出力インタフェース４４１に接続された表示装置４２に加工対象物Ｗにおける各パーツＰＴの情報を表示する。各実施の形態において、表示装置４２は、液晶表示装置であるが、液晶表示装置に限定されない。
【００７８】
制御装置４０は、図１９に示すように、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４４３と、メモリ４４４と、入出力インタフェース４４１とを備えるコンピュータである。メモリ４４４は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせをプログラムＰＧとして格納する。メモリ４４４に記憶されたプログラムＰＧは、工具径補正値ΔＸ，ΔＹ，ΔＤを算出するプログラムＰＧ１を含む。また、メモリ４４４は、入力装置４１から入力された加工対象物ＷにおけるパーツＰＴの情報、及び加工条件を記憶する。メモリ４４４は、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスクにより構成される。不揮発性又は揮発性の半導体メモリとしては、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）が用いられる。制御装置４０は、メモリ４４４に格納されたプログラムＰＧをＣＰＵ４４３が実行して、制御部４４及び補正値算出部４５の機能を実現する。制御装置４０は、メモリ４４４により記憶部４３の機能を実現する。
【００７９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  レーザ加工機、１０  加工対象物支持部、２０，２０−３，２０−４  加工ヘッド、３０  相対移動部、４０  制御装置（補正値算出装置、倣い部、コンピュータ）、５０  接触検出部、Ｗ  加工対象物、Ｌ  レーザ光、ＣＳ，ＣＳＸ１，ＣＳＸ２，ＣＳＹ１，ＣＳＹ２  切断面、ΔＸ，ΔＹ，ΔＤ  工具径補正値、ｄ，ｄ５  距離、Ｘ  表面方向、第１の直線方向、Ｙ  表面方向、第２の直線方向、Ｚ  厚み方向、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２  加工時位置情報、Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４  切断面位置情報、Ｘ３´，Ｘ４´，Ｙ３´，Ｙ４´  接触時位置情報、Ｘ３´´，Ｘ４´´，Ｙ３´´，Ｙ４´´  移動時位置情報、ＰＧ１  プログラム、ＳＴ１  加工時位置情報算出ステップ、ＳＴ３  接触時位置情報算出ステップ、ＳＴ５  工具径補正値算出ステップ。
【図１】
2017199410.tif 000003
【図２】
2017199410.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月9日(2016.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物を加工するとともに、前記加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機であって、
前記加工対象物に前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記切断面を用いて加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置と、を備え、
前記補正値算出装置は、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記補正値算出装置は、
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
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】
加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物を加工するとともに、前記加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機であって、
前記加工対象物を支持する加工対象物支持部と、
前記加工対象物に前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記加工対象物の表面に沿う表面方向と、前記加工対象物の厚み方向と、に沿って前記加工ヘッドと前記加工対象物支持部とを相対的に移動可能な相対移動部と、
前記相対移動部に前記加工ヘッドと前記加工対象物とを相対的位置に移動させて、前記加工対象物と前記加工ヘッドとの距離を一定に維持する倣い部と、
前記切断面を用いて加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置と、を備え、
前記補正値算出装置は、
前記加工対象物の前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工対象物の表面に対向する位置から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記倣い部により前記加工ヘッドと前記加工対象物とが相対的に前記厚み方向に移動した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す移動時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項４】
前記補正値算出装置は、
表面方向である第１の直線方向と、前記表面方向でありかつ前記第１の直線方向に交差する第２の直線方向とのそれぞれの前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置であって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする補正値算出装置。
【請求項６】
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の補正値算出装置。
【請求項７】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出する補正値算出装置であって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報と、
前記加工対象物の表面に対向する位置から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記レーザ加工機の倣い部により前記加工ヘッドと前記加工対象物とが相対的に厚み方向に移動した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す移動時位置情報と、に基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする補正値算出装置。
【請求項８】
加工ヘッドからレーザ光を照射させて加工対象物に切断面を形成するレーザ加工機の加工時の工具径補正値を算出するプログラムであって、
前記加工対象物に前記切断面を形成した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す加工時位置情報を算出する加工時位置情報算出ステップと、
前記加工ヘッドの先端を前記加工対象物の表面よりも前記加工対象物の裏面寄りに位置付けた状態から前記加工ヘッドを前記切断面に近付けて、前記切断面に前記加工ヘッドが接触した時の前記加工対象物に対する前記加工ヘッドの位置を示す接触時位置情報を算出する接触時位置情報算出ステップと、
前記加工時位置情報と前記接触時位置情報に基づいて前記工具径補正値を算出する工具径補正値算出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
前記工具径補正値算出ステップは、
前記接触時位置情報と、前記加工ヘッドが前記切断面に接触した時の前記レーザ光の光軸と前記加工ヘッドの前記切断面に接触する位置との距離と、に基づいて、前記切断面の位置を示す切断面位置情報を算出し、
前記加工時位置情報と前記切断面位置情報とに基づいて前記工具径補正値を算出する
ことを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【国際調査報告】
2017199410.tif 000022
2017199410.tif 000023
2017199410.tif 000024
2017199410.tif 000025