(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を前記撮像部で撮像して画像を得ると共に、前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御し、
前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置。
【請求項２】
ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされ、前記複数の製品の内の少なくとも隣接する二つを重複せずに含む複数の領域に仮想分割されると共に、前記複数の領域それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、
前記複数の領域の内の一の領域に含まれる前記製品の前記熱切断加工に際し、前記一の領域に対応した前記孔を前記撮像部で撮像して画像を得ると共に、前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の領域に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の領域に含まれる前記製品の熱切断加工を実行するよう制御し、さらに、前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置。
【請求項３】
前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱切断加工装置。
【請求項４】
複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔の画像を撮像部により得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含み、
前記原点取得ステップは、
加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法。
【請求項５】
複数の製品がレイアウトされ、前記複数の製品の内の少なくとも隣接する二つを重複せずに含む複数の領域に仮想分割されると共に、前記複数の領域それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の領域の内の一の領域に含まれる前記製品の前記熱切断加工に際し、前記一の領域に対応した前記孔の画像を撮像部により得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の領域に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
取得した前記熱切断加工原点を基準として前記一の領域に含まれる前記製品の熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含み、
さらに、前記原点取得ステップは、
加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法。
【請求項６】
前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の熱切断加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱切断加工装置及び熱切断加工方法に係り、特に、パンチ加工されたワークに対して熱切断加工を行う熱切断加工装置及び熱切断加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数個取りとして複数の製品がレイアウトされたワークに対し複数種類の加工装置で順次加工を施し、個々の製品を得る所謂複合加工が知られている。例えば、板状のワークにパンチ等による孔明け加工を施し、さらにレーザ等による熱切断加工を行って製品を得る。
このような複合加工においては、各加工において、加工の基準となる原点が精度よく一致している必要がある。その一致を得る方法として、前段のパンチ加工で設けた孔を基準にして後段のレーザ加工の原点を決定する方法がある。その一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された方法は、概略、ワークに対してパンチ加工により孔を設け、その孔を基準孔としてカメラで撮像し、撮像した基準孔の位置に基づきパンチ加工とレーザ加工とで原点が一致するようレーザ加工データを補正し、補正したレーザ加工データによってワークに対しレーザ加工を施す方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２９６９８６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、熱切断加工においては、ワークに付与される熱により加工に伴ってワークが熱膨張し、クランパに突き当て保持された辺（基準辺）を基準に、ワーク上の加工位置が本来の目標位置から熱膨張した分だけずれるという問題がある。
この位置ずれの量（以下、位置ずれ量と称する）は、ワーク上の位置に応じて異なって生じ、また、加工時間によって変化する。さらに、レーザ加工の場合、位置ずれ量の異なり具合は、ワークに照射されるレーザの照射経路によって違ってくる。
詳しくは、ワーク上の加工部位が、原点となる基準孔及び基準辺から遠い程、位置ずれ量は増加し、また、加工時間が経過する程、熱の蓄積により膨張が進行して位置ずれ量は増加する。すなわち、ワークにおいて基準孔及び基準辺から遠い位置にレイアウトされた製品程、また、同一ワークにおいて後からレーザ加工される製品程、位置ずれ量が多くなる傾向がある。
また、図１５に示されるように、レーザの概略照射経路がワークＷの一対の対向辺ＷＨ１，ＷＨ２側で繰り返して折り返す照射経路Ｋの場合、折り返しのある対向辺ＷＨ１，ＷＨ２近傍の範囲ＡＲ１での温度上昇が中間の範囲ＡＲ２の温度上昇よりも顕著になる。このため、端部側の範囲ＡＲ１における位置ずれ量が中間の範囲ＡＲ２での位置ずれ量よりも大きくなる。
【０００６】
このようなレーザ加工に伴うワークの熱膨張で生じるワークの位置ずれ量は、ワークの形状や材質に基づく定性情報及び照射するレーザのパワー等の定量情報から、又は、センサを用いることで逐次得られるワークの加工部位近傍における温度の実測値情報から、ある程度の推定は可能である。
従って、推定された位置ずれ量を相殺する加工プログラムを作成し、その加工プログラムによって位置ずれを低減した加工を行う方法が検討されている。
しかしながら、この方法は、熱膨張に基づく位置ずれ量の推定に必要なパラメータが極めて多いため、推定精度を高めるには限界がある。また、プログラム作成にも非常に多くの工数を要する。そのため、生産数量が少ない製品それぞれについてプログラムを作成することは生産効率の観点で好ましいとは言い難く、適用できる製品が限定されてしまう。
このように、熱切断加工において、熱膨張によって生じる加工の位置ずれを抑え高精度の複合加工を行うことは、容易ではない。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、熱膨張による加工の位置ずれを抑制して高精度の熱切断加工を容易に行える熱切断加工装置及び熱切断加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成及び手順を有する。
１）  ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔を前記撮像部で撮像して画像を得ると共に、前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の熱切断加工を実行するよう制御し、
前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置である。
２）  ワークを移動可能に保持するテーブルと、
前記テーブルに保持されたワークに対し熱切断加工を行う加工ヘッドと、
前記テーブルに保持されたワークの所定範囲を撮像する撮像部と、
前記熱切断加工の動作を制御する制御部と、
を備えた熱切断加工装置において、
前記ワークには、複数の製品がレイアウトされ、前記複数の製品の内の少なくとも隣接する二つを重複せずに含む複数の領域に仮想分割されると共に、前記複数の領域それぞれに対応した孔が前工程で形成されており、
前記制御部は、
前記複数の領域の内の一の領域に含まれる前記製品の前記熱切断加工に際し、前記一の領域に対応した前記孔を前記撮像部で撮像して画像を得ると共に、前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の領域に対応した熱切断加工原点を求め、前記熱切断加工原点を基準として前記一の領域に含まれる前記製品の熱切断加工を実行するよう制御し、さらに、前記原点位置の補正において、前記加工ヘッドに対し前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置とした所定形状のけがき線を形成するよう指示すると共に、前記画像における前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求めることを特徴とする熱切断加工装置である。
３）  前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする１）又は２）記載の熱切断加工装置である。
４）  複数の製品がレイアウトされると共に前記複数の製品それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の製品の内の一の製品の前記熱切断加工に際し、前記一の製品に対応した前記孔の画像を撮像部により得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の製品に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
前記熱切断加工原点を基準として前記一の製品の前記熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含み、
前記原点取得ステップは、
加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を前記基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法である。
５）  複数の製品がレイアウトされ、前記複数の製品の内の少なくとも隣接する二つを重複せずに含む複数の領域に仮想分割されると共に、前記複数の領域それぞれに対応した孔が前工程で形成されたワークに対し、制御部からの指示により熱切断加工を行う熱切断加工方法であって、
前記複数の領域の内の一の領域に含まれる前記製品の前記熱切断加工に際し、前記一の領域に対応した前記孔の画像を撮像部により得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得た前記画像に基づいて前記熱切断加工における原点位置の補正を実行して前記一の領域に対応した熱切断加工原点を求める原点取得ステップと、
取得した前記熱切断加工原点を基準として前記一の領域に含まれる前記製品の熱切断加工を実行する熱切断加工ステップと、
を含み、
さらに、前記原点取得ステップは、
加工ヘッドによって前記ワークに前記孔の加工プログラム上の中心座標を基準位置としたけがき線を形成するけがき線形成ステップと、
前記画像に基づいて前記孔の中心と形成した前記けがき線の前記基準位置との位置ずれ量を求める位置ずれ量取得ステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記熱切断加工原点を求める熱切断加工原点取得ステップと、
を含むことを特徴とする熱切断加工方法である。
６）  前記けがき線は、レーザにより形成することを特徴とする４）又は５）に記載の熱切断加工方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱膨張による加工の位置ずれを抑制して高精度の熱切断加工を容易に行える、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の熱切断加工装置の実施例を説明するための全体図である。
【図２】本発明の熱切断加工装置の実施例を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の熱切断加工装置の実施例におけるヘッド部を説明するための側面図である。
【図４】本発明の熱切断加工装置の実施例で加工するワークを説明するための平面図である。
【図５】本発明の熱切断加工装置の実施例で加工するワークにおける製品レイアウトを説明するための平面図である。
【図６】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＡの手順を説明するための平面図である。
【図７】本発明の熱切断加工方法の実施例で加工する製品対を示す平面図である。
【図８】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＡでの原点位置の補正を説明するための平面図である。
【図９】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＡの手順を説明するためのフロー図である。
【図１０】本発明の熱切断加工装置の実施例でモードＢにより加工するワークを説明するための平面図である。
【図１１】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＢの手順を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＢでの原点位置の補正を説明するための二軸グラフである。
【図１３】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＢでの原点位置の補正を説明するための他の二軸グラフである。
【図１４】本発明の熱切断加工方法の実施例におけるモードＢの手順を説明するためのフロー図である。
【図１５】ワークに照射するレーザの照射経路を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図１４を用いて説明する。
各図において、上下方向（Ｚ軸方向），左右方向（Ｘ軸方向），及び前後方向（Ｙ軸方向）は、特に注記がない限り図１に示された方向で規定する。
【００１２】
＜実施例＞
まず、図１及び図２を主に参照して、本発明の熱切断加工装置の実施例であるレーザ加工装置ＫＳの概略を説明する。図１には、レーザ加工装置ＫＳの本体部５１と、本体部５１に接続された周辺機器であるコントローラ５２及びコントローラ５２に接続された入力装置５３と、が示されている。図２は、図１に対応したブロック図である。
コントローラ５２と、本体部５１及び入力装置５３と、の間は、無線又は有線により相互に信号の授受が可能なように接続されている。
【００１３】
本体部５１は、ワークＷに対してレーザにより切断加工を施す装置である。本体部５１とコントローラ５２とを少なくとも含んでレーザ加工装置ＫＳが構成されている。
本体部５１は、ワークＷを支持すると共にクランパ１でワークＷの一辺（基準辺）を突き当て保持しつつリニアガイド４に沿って左右方向に移動可能としたテーブル２と、テーブル２の上方側において前後方向に延在するビーム３と、ビーム３において前後方向に移動可能に支持され、テーブル２に向かってレーザを照射するレーザヘッド６を有するヘッド部５と、を備えて構成されている。
【００１４】
コントローラ５２は、本体部５１の動作を制御する制御部ＳＧと、その動作の制御のために必要な制御情報及び加工プログラム等の加工情報が記憶される記憶部ＭＲと、を備えている。
制御部ＳＧは、後述するカメラ７で画像を取得する画像取得部ＳＧ１と、カメラ７により得られた画像ＧＺを解析して所望部位の座標を求める画像解析部ＳＧ２と、を備えている。
記憶部ＭＲの制御情報及び加工情報は、予め固定記憶されているものに限らず、図示しないインターフェースを介して外部から供給されて追加記憶した情報若しくは書き換え記憶した情報、又は、記憶媒体を介して追加記憶若しくは書き換え記憶された情報等である。
入力装置５３は、情報を表示する表示部５３ａと、作業者がデータや指示を入力するための入力部５３ｂと、を有している。
図２には、本体部５１の稼働部材を動かす駆動部が、駆動系ＫＤとして一纏めに示されている。
【００１５】
図３は、ヘッド部５を右方側から見た側面図である。
ヘッド部５は、レーザＬＳを下方（テーブル２側）に向け照射するレーザヘッド６とテーブル２側の所定範囲を撮像する撮像部であるカメラ７とを有している。
レーザヘッド６から照射されるレーザＬＳの光軸ＣＬ６と、カメラ７の光軸ＣＬ７とは、前後方向に一定の距離Ｌｍだけ離れて平行に設定されている。
【００１６】
レーザ加工装置ＫＳは、前段（前工程）のパンチ加工装置（図示せず）で所定の孔明け加工が施されたワークＷ（以下、ワークＷ１とも称する）に対して熱切断加工を施す用途で用いることができる。
図４は、この用途において、本体部５１で加工するワークＷ（Ｗ１）を説明するための図であり、ワークＷ１がクランパ１により把持された状態が示されている。
また、図５は、ワークＷ１に対してレーザにより熱切断加工を施した状態のワークＷ（以下、ワークＷ２とも称する）について説明する図である。
【００１７】
ワークＷに対しては、熱切断加工に際し、レーザによる切断ラインＬＮが、製品Ｓ（例えば略Ｌ字形状）を材料の無駄を少なくしてより多く得られるように予めレイアウトされている。切断ラインＬＮは、主として製品Ｓの外形及び孔の形状に対応する。
例えば図５に示されるように、切断ラインＬＮは、一枚のワークＷにおいて、Ｌ字形状の二つの製品Ｓを、互いに１８０°ずれた状態で近接配置して製品対ＳＴにすると共に、その製品対ＳＴを４行４列なるマトリックスとして合計３２個の製品Ｓが得られるようレイアウトされている。
ここでは、ｋ行，ｊ列にある製品対を符号ＳＴｋｊとして表記する。また、製品対ＳＴｋｊを構成する一対の製品Ｓを、製品Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂとも表記する。
【００１８】
また、ワークＷ１には、前段のパンチ加工工程において、互いに隣接する製品対ＳＴの間の「さん」となる位置に、孔Ｈが形成されている。また、この孔Ｈは、製品Ｓそれぞれに対応して形成されている。
具体的には、図５のワークＷ２に示されるように、例えば製品Ｓ１１ａに対応して孔Ｈ１１ａが、また製品Ｓ１２ｂに対応して孔Ｈ１２ｂが形成されている。
【００１９】
次に、レーザ加工装置ＫＳの動作について図６〜図１４を参照して説明する。この動作は、初期設定工程と製品加工工程とに大別される。
【００２０】
〔初期設定工程〕
初期設定工程は、本体部５１におけるカメラ７の光軸ＣＬ７とレーザヘッド６の光軸ＣＬ６とについてのキャリブレーション工程である。
初期設定動作の実行タイミングは、レーザ加工装置ＫＳの電源投入後，長期停止後，又は動作中の所定期間毎など、である。
【００２１】
まず、材料の端材Ｗｚなどを用い、その端材Ｗｚに対しレーザヘッド６からレーザＬＳを照射して孔Ｈｋを開ける（図６参照）。
そして、レーザＬＳの光軸ＣＬ６が孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６に位置するようにレーザヘッド６を移動し、その状態で、孔Ｈｋを含む範囲をカメラ７で撮像して画像ＧＺを得る。
本体部５１は、レーザＬＳの光軸ＣＬ６とカメラ７の光軸ＣＬ７とが平行でかつ距離Ｌｍだけ離れた正規の状態において、得られた画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と画像ＧＺ上の孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６とが一致するように設定されている。
しかしながら、実際の装置では、部品の組み立て誤差や部材の温度に応じた寸法変化に起因して、画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と孔Ｈｋの中心ＣＴＲ６とは一致せず、ずれが生じる。
【００２２】
そこで、制御部ＳＧは、画像取得部ＳＧ１の指示によりカメラ７で撮像された画像ＧＺから、画像解析部ＳＧ２によって、光軸ＣＴＲ６と光軸ＣＴＲ７との座標のずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を求め、このずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を基本座標補正量ＨＳ１として記憶部ＭＲに記憶させる。
記憶部ＭＲに以前の基本座標補正量ＨＳ１が記憶されている場合、制御部ＳＧは、それを消去して最新のもののみを記憶させる。もちろん、履歴としてすべて記憶してもよい。履歴を残す場合、例えば、記憶している過去の値と比較して特異な値の基本座標補正量ＨＳ１が出現したら、重大な故障が発生したと判断してアラームを発するようにしてもよい。
記憶部ＭＲに記憶した基本座標補正量ＨＳ１は、製品加工工程で利用する。
【００２３】
〔製品加工工程〕
製品加工工程は、孔明け加工が施されたワークＷ１に対し、予め設定されたレーザの照射経路（例えば、図１５に示された照射経路Ｋ）に沿ってレーザＬＳによって熱切断を行う工程である。
ワークＷ１に照射経路Ｋを適用する場合は、製品対ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１３，ＳＴ１４，ＳＴ２４，ＳＴ２３，・・・の順に加工する（図５及び図１５参照）。この加工は、各製品Ｓを完全に分離しないよう所謂ミクロジョイントを有する加工であってよい。
【００２４】
より具体的に、例えば製品Ｓ１１ａを代表として説明する。
予め加工プログラムで、図７に示されるように、製品Ｓ１１ａに対し、パンチ加工で基準孔としての孔Ｈ１１ａと、製品形状としての孔Ｓｈ１，Ｓｈ２と、レーザＬＳを最初に投射等するための孔Ｈ１１ｃとを形成し、レーザ加工において製品Ｓ１１ａの外形及び開口部Ｓａの開口縁部を切断するよう設定しておく。
孔Ｈ１１ａは、レーザ加工における原点位置の補正のための基準孔として、また、製品Ｓ１１ａの外形を切断する際のレーザＬＳの照射開始時に位置させる孔として設ける。
孔Ｈ１１ａは、製品Ｓ１１ａに対応して形成される。具体的には、製品Ｓ１１ａの外形の内側、又は外形から外側の直近位置に形成される。
孔Ｈ１１ｃも、開口部Ｓａを切断する際の、レーザＬＳの照射開始時に位置させる孔として設ける。
【００２５】
熱切断加工に際しては、まず原点位置の補正を行う。この原点位置の補正について、レーザ加工装置ＫＳは、個々の製品Ｓの加工毎に必ずこの原点位置の補正を行うモードＡと、複数の製品Ｓを含む領域を予め設定し、その領域毎に原点位置の補正を行うモードＢと、を作業者が入力装置５３を介して選択できるようになっている。もちろん、予め加工プログラムで指定されていてもよい。
【００２６】
まず、モードＡを選択した場合について、ワークＷ１の製品Ｓ１１ａの加工を代表とし図７〜図９を参照して説明する。
図７は、製品Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂの切断ラインＬＮ等を説明する図であり、図８は、孔Ｈ１１ａを用いた原点位置の補正を説明するための平面図であり、図９は、モードＡにおける原点位置の補正動作のフローチャートである。
【００２７】
(モードＡ)
制御部ＳＧは、加工プログラム又は外部からの指示に基づいて、次に加工する製品を製品Ｓ１１ａに設定したら（ＳｔｅｐＡ１）、記憶部ＭＲに記憶された製品Ｓの加工プログラムに従い、クランパ１でクランプしたワークＷ１とヘッド部５とを、カメラ７で撮像した画像ＧＺの中心ＣＴＲ７と画像ＧＺ中の孔Ｈ１１ａの中心ＣＴＲ１１ａとが一致するように相対移動させる（ＳｔｅｐＡ２）。
制御部ＳＧは、初期設定工程で得ている基本座標補正量ＨＳ１を記憶部ＭＲから呼び出して取得し（ＳｔｅｐＡ３）、画像解析部ＳＧ２により、画像ＧＺの中心ＣＴＲ７の座標（Ｘ７，Ｙ７）から、呼び出した基本座標補正量ＨＳ１の成分（ΔＸ，ΔＹ）を減じて座標（Ｘ７−ΔＸ，Ｙ７−ΔＹ）を得る（ＳｔｅｐＡ４）。
そして、得た座標を、製品Ｓ１１ａのレーザ加工の原点となる補正原点ＨＧＡの座標として加工プログラム上に設定すると共に（ＳｔｅｐＡ５）、記憶部ＭＲに記憶させる。製品Ｓ１１ａの加工は、この設定された補正原点ＨＧＡを基準に行われる。
【００２８】
製品Ｓ１１ａの加工が終わったら、制御部ＳＧは、照射経路Ｋに沿って次の製品Ｓ１１ｂの加工を実行する。
製品Ｓ１１ｂの加工に際し、製品Ｓ１１ａの場合と同様に、製品Ｓ１１ｂに対応して形成された孔Ｈ１１ｂを用いて原点位置の補正を実行する。以下、すべての製品Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂについて同様の原点位置の補正を実行する。
このように、モードＡでは、各製品Ｓの加工毎に原点位置の補正を実行するので各製品Ｓが極めて高い精度で加工できる。
【００２９】
（モードＢ）
次に、モードＢについて、図１０〜図１４を参照して説明する。モードＢにおいてレーザ加工はワークＷ１Ｂに施すものとする。
図１０は、ワークＷ１Ｂを説明するための平面図であり、図１１は、原点位置の補正の際に行うレーザによるけがき線を説明するための平面図であり、図１２及び図１３は、原点のずれと補正とを説明するための二軸平面を示した図であり、図１４は、モードＢにおける原点位置の補正手順を示したフロー図である。
【００３０】
まず、ワークＷ１Ｂ及びワークＷ１Ｂに設定する領域分割について説明する。
ワークＷ１Ｂには、３行６列で１８個の製品ＳＢ（破線で簡易的に示される）が予めレイアウトされている。行番列番をそれぞれ符号の添字ｊｋにあてはめると、製品ＳＢ１１〜ＳＢ１６，ＳＢ２１〜ＳＢ２６，ＳＢ３１〜ＳＢ３６（以下、単にＳＢ１１〜ＳＢ３６）である。
ワークＷ１Ｂには、前段のパンチ加工により所定の孔明け加工が施されている。図１０では、描画の煩雑化を防ぐため、原点位置の補正に利用される孔ＨＢ（ＨＢ１１〜ＨＢ１３，ＨＢ２１〜ＨＢ２３，ＨＢ３１〜ＨＢ３３）（以下、単にＨＢ１１〜ＨＢ３３）のみが示されている。
【００３１】
ワークＷ１Ｂは、モードＢによるレーザ加工を行うために、仮想的に所定の領域分割が設定されている。ここで領域分割とは、ワークＷ１Ｂを複数の領域に仮想的に分割する作業のことを示す。
具体的には、ワークＷ１Ｂは、領域分割により、３行３列なる領域ＢＲ（ＢＲ１１〜ＢＲ３３）に９分割されている。この領域分割は、領域の大きさ，形状，及び数を任意に設定することができる。大きさ及び形状は、領域毎に異なっていてもよい。
領域分割は、領域ＢＲ１１〜ＢＲ３３それぞれに複数の製品ＳＢが含まれるように設定される。
また、ワークＷの形状や材質に基づく定性情報及び照射するレーザのパワー等の定量情報に基づいて推測される位置ずれ量について、各領域に含まれる複数の製品ＳＢの位置ずれ量が比較的近くなるように設定すると好ましい。例えば、各領域に含まれる製品に対してそれぞれ推定される位置ずれ量が、任意に設定した許容範囲内にあるように領域分割する。
領域について仮想的外縁は、その領域に含める複数の製品の外形を包含し、含めない製品の外形が進入しないように設定される。従って、一製品を含む領域はただ一つであり、複数の領域に重複して含まれることはない。
【００３２】
孔ＨＢ１１〜ＨＢ３３は、各領域ＢＲ１１〜ＢＲ３３に対応して形成され、各領域ＢＲ１１〜ＢＲ３３の原点位置の補正に利用される
例えば、孔ＨＢ２１は、領域ＢＲ２１に含まれる、製品ＳＢ２１及び製品ＳＢ２２の加工の際の原点位置の補正に利用される。
孔ＨＢ２１は、領域ＢＲ２１に含まれる製品ＳＢ２１又は製品ＳＢ２２の外形の内側、又は外側の直近位置に形成される。
以下、モードＢによる加工手順の具体例を、領域ＢＲ２１の加工を代表として説明する。
【００３３】
＜１＞  領域ＢＲ２１に含まれる製品ＳＢ２１及び製品ＳＢ２２のレーザ加工に際し、図１１に示されるように、加工プログラム上の孔ＨＢ２１の中心ＣＴＲ２１の座標（Ｘ２１、Ｙ２１）がレーザＬＳの光軸ＣＬ６の座標位置となるようヘッド部５を移動し、レーザＬＳにより所定の形状をけがき線ＬＣ２１を加工する。けがき線ＬＣ２１は、ワークＷ１Ｂの表面に対し、カメラ７で得られる画像ＧＺ上で判別可能な溝として形成する（ＳｔｅｐＢ１）。
けがき線ＬＣ２１の所定形状の例は、孔ＨＢ２１を囲む円弧であり、半径は、例えば孔ＨＢ２１の半径の二倍である（孔ＨＢ２１の半径例：２．５ｍｍ，けがき線ＬＣ２１の半径：５ｍｍ）。
【００３４】
＜２＞  初期設定工程によってキャリブレーション実行済のヘッド部５のカメラ７により、孔ＨＢ２１を含む画像ＧＺ２１を撮像する（ＳｔｅｐＢ２）。
【００３５】
＜３＞  制御部ＳＧは、画像ＧＺ２１に示された円弧であるけがき線ＬＣ２１の中心ＣＴＲ２１Ｌ（二点鎖線の交点）の座標を座標（Ｘ２１Ｌ，Ｙ２１Ｌ）と設定する。
そして、制御部ＳＧは、画像解析部ＳＧ２により、孔ＨＢ２１の中心ＣＴＲ２１（一点鎖線の交点）とけがき線ＬＣ２１の中心ＣＴＲ２１ＬとのＸ軸方向，Ｙ軸方向のずれ量（ΔＸＬ，ΔＹＬ）を（Ｘ２１Ｌ−Ｘ２１，Ｙ２１Ｌ−Ｙ２１）として求める（ＳｔｅｐＢ３）。更に制御部ＳＧは、このずれ量を、領域ＢＲ２１における座標補正量ＨＳ２１とし（ＳｔｅｐＢ４）、記憶部ＭＲに記憶させる。
【００３６】
＜４＞  図１２からも明らかなように、ここまでの状態では、加工プログラム上で原点（０，０）を指定した場合、レーザＬＳはワークＷ２における座標（ΔＸＬ，ΔＹＬ）の位置に照射されてしまう。
そこで、レーザＬＳの照射位置を図１２における中心ＣＴＲ２１の位置に移動してレーザ加工の原点をパンチ加工の原点に矢印ＤＲ２１のように合致させるため、制御部ＳＧは、加工プログラム上のレーザ加工の当初の原点（０，０）から座標補正量ＨＳ２１を減じた座標（０−ΔＸＬ，０−ΔＹＬ）を、原点位置の補正後のレーザ加工の原点となる補正原点ＨＧＢとして設定する（ＳｔｅｐＢ５）。
以上の動作手順でモードＢの原点位置の補正が実行される。
【００３７】
原点位置の補正を行った後、設定した補正原点ＨＧＢを基準として、領域ＢＲ２１に含まれる製品ＳＢ２１及び製品ＳＢ２２についてレーザ加工を実行する。
同様に、次の加工領域についても同様に原点位置の補正を実行し、得られた補正原点ＨＧＢを基準として、その加工領域に含まれている製品のレーザ加工を実行する。
【００３８】
図１３は、例として領域ＢＲ１１〜ＢＲ１３及び領域ＢＲ２１〜ＢＲ２３における原点位置の補正について説明する模式図である。各領域に対応してパンチ加工により基準孔として設けられた孔ＨＢ１１〜ＨＢ１３及び孔ＨＢ２１〜ＨＢ２３に対し、レーザＬＳにより上述と同様にけがき線を描き（形成し）、画像ＧＺから得られた座標をそれぞれプロットした図である。各基準の孔の中心位置をＣＴＲｋとしてＸ軸及びＹ軸の交点（原点）としてある。
図１３において、孔ＨＢ１１〜ＨＢ１３におけるけがき線の中心がそれぞれ中心ＣＴＲ１１Ｌ〜ＣＴＲ１３Ｌであり、孔ＨＢ２１〜ＨＢ２３におけるけがき線の中心がそれぞれ中心ＣＴＲ２１Ｌ〜ＣＴＲ２３Ｌであり、それらのプロット位置は例として示されている。
けがき線の中心の位置ずれ量は正負を含めてそれぞれ異なるが、いずれにおいても、各基準の孔の中心ＣＴＲｋの座標と一致するよう各破線矢印のように補正を実行する。
【００３９】
モードＢにおける上述した原点位置の補正は、分割領域毎に、その領域の製品に対する加工を実行する前に行うものに限らない。例えば、二つ以上の分割領域について、まず原点位置の補正を行ってそれぞれの分割領域に対応する補正原点ＨＧＢを求めて記憶部ＭＲに記憶し、その後、原点位置の補正を行った分割領域の製品について、各領域毎に対応する補正原点ＨＧＢを記憶部ＭＲから呼び出し、呼び出した補正原点を加工の原点としてレーザ加工を施してもよい。
レーザ照射による熱の蓄積を無視できない場合は、分割領域毎に、原点位置の補正とレーザ加工とを連続して行う方が、原点位置の補正の結果に蓄積された熱が反映されるので好ましい。
【００４０】
領域分割で設定する領域の大きさ，形状，及び領域数は、製品の大きさやワークの材質に基づいて任意に設定できる。
また、領域分割をした際に、原点位置の補正をして補正原点ＨＧＢを求める領域と求めない領域とも自由に設定することができる。
例えば、レーザＬＳの照射時間が長く、位置ずれ量が他の領域よりも大きくなることが推測される領域、又は試し加工で位置ずれ量が大きいことが明らかになった領域は、原点位置の補正の対象領域として原点位置の補正を実行し、レーザＬＳの照射時間が短く、位置ずれ量が製品として支障にならない程度であることが推測される領域又は試し加工で判明した領域は、原点位置の補正の非対象領域として原点位置の補正を行わないようにすることができる。
これにより、必要のない原点位置の補正のために時間を費やすことがなくなるので、生産効率が向上する。
【００４１】
上述したレーザ加工方法を例とする熱切断加工方法によれば、モードＡ及びモードＢ共に、熱切断加工を実施する各領域毎に原点位置の補正が実行されるので、位置ずれ量は、ワーク全体に対して一つ決められた原点位置からの距離には依存せず、極めて少ないものになる。
また、モードＡでの加工及びモードＢにおける分割領域毎に原点位置の補正と加工とを連続で行う加工では、熱切断加工を施す直前に原点位置の補正を実行するので、時間経過での位置ずれ量の増加をほとんど無視することができ、より高精度の熱切断加工ができる。
また、分割領域の設定は自由であり、しかも容易に行えるので、例えば、製品レイアウトやレーザＬＳの照射経路に応じて最適な原点位置の補正ができるよう分割設定が可能である。従って、適用できる製品が限定されることがなく、高精度の熱切断加工が容易に行える。
【００４２】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【００４３】
熱切断加工を施すワークＷに対し、モードＡで加工する領域とモードＢで加工する領域とを混在させてもよい。
熱切断加工は、レーザ光によるものに限らず、例えばプラズマやガスなどによるものを含む。
複合加工における座標軸は、ワークＷのクランパ１に突き当てた辺を基準辺として各加工装置間で共用化される。従って、上述の原点位置の補正を行えば座標軸合わせを不要として高精度の加工が可能となっている。座標軸合わせは、クランパへの突き当てに限らず他の方法を採用してよい。
けがき線ＬＣ２１の形状は、円弧や円に限らない。例えば、楕円、長円、正方形を含む矩形、星型、等であってもよい。円弧の場合、基準位置はその中心とすることができるので、けがき線ＬＣ２１の所定形状は、その形状から基準位置となる点を一つ決定できるものであればよい。
モードＡの原点位置の補正において、モードＢにおいて説明した、所定形状のけがき線を形成しそのけがき線に基づいて行う原点位置の補正方法を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  クランパ、    ２  テーブル、    ３  ビーム、    ４  リニアガイド
５  ヘッド部、    ６  レーザヘッド、    ７  カメラ（撮像部）
５１  （レーザ加工装置の）本体部、    ５２  コントローラ
５３  入力装置、    ５３ａ  表示部、    ５３ｂ  入力部
ＡＲ１，ＡＲ２  範囲
ＢＲ，ＢＲ１１〜ＢＲ３３  領域
ＣＬ６，ＣＬ７  光軸
ＣＴＲ２１，ＣＴＲ６，ＣＴＲ７，ＣＴＲ１１ａ，ＣＴＲｋ  中心
ＧＺ  画像
ＨＧＡ，ＨＧＢ  補正原点
Ｈ，Ｈ１１ａ〜Ｈ１１ｃ，Ｈｋ，ＨＢ，ＨＢ１１〜ＨＢ３３  孔
ＨＳ１  基本座標補正量、    ＨＳ２１  座標補正量
Ｋ  （レーザの）照射経路、    ＫＤ  駆動系
ＫＳ  レーザ加工装置
ＬＣ２１  けがき線
ＬＮ  切断ライン、    ＬＳ  レーザ
ＭＲ  記憶部
Ｓ，Ｓｋｊａ，Ｓｋｊｂ，Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，ＳＢ  製品、    ＳＴ（ＳＴｋｊ）  製品対
ＳＧ  制御部、    ＳＧ１  画像取得部、    ＳＧ２  画像解析部
ＳＧ１  画像解析部ＳＧ１
Ｓｈ１，Ｓｈ２  孔
Ｗ，Ｗ１，Ｗ１Ｂ  ワーク、    ＷＨ１，ＷＨ２  対向辺、    Ｗｚ  端材
【図１】
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【図２】
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【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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