(57)【要約】【課題】レーザ加工ヘッドに対してノズルの着脱交換を行う際に、ノズルが装着してあるか否かを検出してからノズルの交換を行うノズル交換方法及びレーザ加工ヘッド並びにノズル収納装置を提供する。【解決手段】レーザ加工ヘッドに対するノズル交換方法であって、（ａ）レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着してあるか否かを確認する工程、（ｂ）前記確認の結果、ノズル３が装着してある場合には、ノズル３が収納されていないノズル収納部７Ａへレーザ加工ヘッドを移動して、装着してある装着ノズル３をノズル収納部７Ａへ収納する工程、（ｃ）ノズル収納部７Ａへ装着ノズル３を収納した後に、レーザ加工ヘッド１を新たに装着すべき新ノズル３に対応した位置へ移動して、新ノズル３の装着を行う工程、（ｄ）前記確認の結果、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されていない場合には、レーザ加工ヘッド１を、装着すべき新ノズル３に対応した位置へ移動して、新ノズル３の装着を行う工程、の各工程を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工ヘッドに対するノズル交換方法であって、
（ａ）レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを確認する工程、
（ｂ）前記確認の結果、ノズルが装着してある場合には、ノズルが収納されていないノズル収納部へレーザ加工ヘッドを移動して、装着してある装着ノズルをノズル収納部へ収納する工程、
（ｃ）ノズル収納部へ装着ノズルを収納した後に、レーザ加工ヘッドを新たに装着すべき新ノズルに対応した位置へ移動して、新ノズルの装着を行う工程、
（ｄ）前記確認の結果、レーザ加工ヘッドにノズルが装着されていない場合には、レーザ加工ヘッドを、装着すべき新ノズルに対応した位置へ移動して、新ノズルの装着を行う工程、
の各工程を備えていることを特徴とするノズル交換方法。
【請求項２】
請求項１に記載のノズル交換方法において、レーザ加工ヘッドに新ノズルを装着した後に、新ノズルの高さが正確であるか否かを確認する工程、を備えていることを特徴とするノズル交換方法。
【請求項３】
レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドであって、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを検出するためのノズル検出センサをレーザ加工ヘッドに備えていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項４】
レーザ加工機におけるノズル収納装置であって、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを検出するためのノズル検出センサを、ノズル収納部に備えていることを特徴とするノズル収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドに対するノズル交換方法及びレーザ加工ヘッド並びにノズルを収納するノズル収納装置に関する。さらに詳細には、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを確認した後にノズルの交換を行うノズル交換方法、及びノズルが装着してあるか否かを検出する機能を備えたレーザ加工ヘッド並びにノズル収納装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機において、例えば金属板などのごときワークのレーザ加工を行うと、レーザ加工ヘッドに備えたノズルにスパッタが付着する。また、レーザ加工位置からの反射光がノズルに照射されて、ノズルの損傷を生じることがある。さらに、ワークの材質や板厚などに対応しての加工条件の変化によって、レーザ加工ヘッドに対するノズルの着脱交換が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドに対してノズルの交換を行う場合は、一般的に次のように行われている。
【０００５】
（Ａ）レーザ加工ヘッドを、ノズル収納装置におけるノズル収納部へ移動して、装着してある装着ノズルをノズル収納部に収納する。この場合、例えば作業者が手動によって装着ノズルを予め取り外した状態において、ノズル交換のプログラムを実行すると、ノズル収納部へ収納するノズルがレーザ加工ヘッドに装着されていない状態でのノズル交換動作であるから、ノズル収納部へノズルが収納されず、アラーム停止となることがある。
【０００６】
（Ｂ）ノズル収納装置におけるノズル収納部へレーザ加工ヘッドを移動して、装着すべき新ノズルをレーザ加工ヘッドに装着する。この場合、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してある状態において、次の新ノズルをレーザ加工ヘッドに装着する動作を行うと、レーザ加工ヘッドに装着してあるノズルでもって、新ノズルを押圧することがある。
【０００７】
（Ｃ）レーザ加工ヘッドに新ノズルを装着した後に、ワークのレーザ加工を行う。この場合、装着すべき新ノズルに対してレーザ加工ヘッドの装着動作が正確に行われずに新ノズルの装着を行うと、レーザ加工ヘッドにノズルが正確に装着されないことがある。したがって、ワークの加工時に、加工不良を生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、レーザ加工ヘッドに対するノズル交換方法であって、
（ａ）レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを確認する工程、
（ｂ）前記確認の結果、ノズルが装着してある場合には、ノズルが収納されていないノズル収納部へレーザ加工ヘッドを移動して、装着してある装着ノズルをノズル収納部へ収納する工程、
（ｃ）ノズル収納部へ装着ノズルを収納した後に、レーザ加工ヘッドを新たに装着すべき新ノズルに対応した位置へ移動して、新ノズルの装着を行う工程、
（ｄ）前記確認の結果、レーザ加工ヘッドにノズルが装着されていない場合には、レーザ加工ヘッドを、装着すべき新ノズルに対応した位置へ移動して、新ノズルの装着を行う工程、
の各工程を備えている。
【０００９】
また、前記ノズル交換方法において、レーザ加工ヘッドに新ノズルを装着した後に、新ノズルの高さが正確であるか否かを確認する工程、を備えている。
【００１０】
また、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドであって、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを検出するためのノズル検出センサをレーザ加工ヘッドに備えている。
【００１１】
また、レーザ加工機におけるノズル収納装置であって、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを検出するためのノズル検出センサを、ノズル収納部に備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レーザ加工ヘッドにノズルが装着してあるか否かを確認してからノズルの着脱交換を行うものであるから、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るノズル交換方法を説明するための主要な構成を示す説明図である。
【図２】ノズル交換方法の動作の説明図である。
【図３】ノズル交換方法の動作の説明図である。
【図４】ノズルの装着の有無を検出する機能を備えたレーザ加工ヘッドの構成を、例示的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、レーザ加工ヘッドに対してノズルの着脱交換を行う機能を備えたレーザ加工機は、例えば前記特許文献１に記載されているように、既によく知られている。したがって、レーザ加工機の全体的構成の詳細についての説明は省略し、主要な構成について説明する。
【００１５】
図１に概略的、概念的に示すように、レーザ加工機は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動位置決め自在なレーザ加工ヘッド１を備えている。このレーザ加工ヘッド１には、ノズル３が着脱交換自在に備えられている。そして、レーザ加工ヘッド１の移動範囲内には、ノズル収納装置５が備えられている。このノズル収納装置５には、前記レーザ加工ヘッド１に対して着脱交換するノズル３を収納自在な複数のノズル収納部７Ａ〜７Ｄが備えられている。
【００１６】
前記ノズル収納装置５における前記各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄには、ノズル３を収納するノズル収納穴（図示省略）がそれぞれ備えられている。前記各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄに収納されるノズル３は、前記レーザ加工ヘッド１の動作を制御する制御装置（図示省略）によって管理されるものである。すなわち、各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄにはそれぞれ番地付けがされている。そして、各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄにノズル３を収納する毎に、各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄの番地と各ノズル３の番号とが関連付けて、制御装置におけるメモリ（図示省略）に格納される。
【００１７】
したがって、前記メモリの格納データによって、各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄに収納されているノズル３の種類を知ることができるものである。よって、前記レーザ加工ヘッド１に対してノズル３の着脱交換を行う場合には、前記メモリのデータを参照して行われるものである。
【００１８】
ところで、前記ノズル収納装置５における前記各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄの上面には、前記レーザ加工ヘッド１に装着したノズル３の先端部が接触したことを検出するセンサが備えられている。上記センサとしては、前記各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄの上面にノズル３の先端部が接触したときに、各ノズル収納部７Ａ〜７Ｄとノズル３との間の導通を検出する構成や、シート状のタッチセンサを備えた構成等とすることができる。
【００１９】
上記構成により、ノズル３が収納されていないノズル収納部（例えば７Ａ）の上面に対応する位置にレーザ加工ヘッド１を位置決めする。そして、図２に示すように、予め設定されているＺ軸方向の基準位置までレーザ加工ヘッド１を下降したときに、ノズル３の先端部が上記ノズル収納部の上面に接触したか否かを検知することにより、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されているか否かを検知することができる。
【００２０】
すなわち、図２（Ｂ）に示すように、前記基準位置までレーザ加工ヘッド１を下降したにも拘わらず、ノズル３の接触を検知できない場合には、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されていないこととして検知することができる。そして、図２（Ａ）に示すように、レーザ加工ヘッド１が前記基準位置に下降した際に、ノズル３の先端部の接触を検知した場合には、レーザ加工ヘッド１に対してノズル３が正確に装着されているものとして検知することができる。さらに、図２（Ｃ）に示すように、レーザ加工ヘッド１が前記基準位置に下降する前にノズル３の先端部の接触を検知した場合には、ノズル３の装着が正確でないものとして検知することができる。
【００２１】
ところで、前記説明においては、ノズル収納装置５におけるノズル収納部７Ａ〜７Ｄの上面に接触センサ（タッチセンサ）を備えた場合について例示した。しかし、前記ノズル収納部７Ａ〜７Ｄとは別個に、例えば前記ノズル収納部７Ａ〜７Ｄとほぼ同一高さの検知部材をノズル収納装置５に備える。そして、前記検知部材の上面にタッチセンサを備えた構成とすることも可能である。
【００２２】
前記構成において、レーザ加工ヘッド１に対するノズル３の着脱交換を行うには、次のように行う。先ず、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されているか否かの確認を行う。すなわち、例えば前述の検知部材又はノズル３が納められていないノズル収容部の上方位置にレーザ加工ヘッド１を位置決めする。そして、前述したように、予め設定された高さの基準位置にレーザ加工ヘッド１を下降する。
【００２３】
この際、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着してあることが確認された場合には、ノズル３が収納されていない空のノズル収納部の位置へレーザ加工ヘッド１を移動位置決めする。そして、レーザ加工ヘッド１に装着してあるノズル３（装着ノズルと称することもある）を、前記空のノズル収納部に収納する。その後、レーザ加工ヘッド１に装着すべきノズル３（新ノズルと称することもある）が収納してあるノズル収納部に対応した位置へレーザ加工ヘッド１を移動し、新ノズル３をレーザ加工ヘッド１に装着する。
【００２４】
前記確認の結果、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されていない場合には、新ノズル３が収納してあるノズル収納部に対応した位置へレーザ加工ヘッド１を移動して、新ノズル３の装着を行う。
【００２５】
上述のように、レーザ加工ヘッド１に新たなノズル３を装着した後に、上昇位置からレーザ加工ヘッド１を改めて前記基準位置に下降する。そして、この際に、基準位置に下降する前に、ノズル３が収納部の上面に接触したか否かを検出することにより、レーザ加工ヘッド１に対するノズル３の装着状態（装着位置）が正常であるか否かを検知することができる（図２（Ｃ）参照）。
【００２６】
上述のように、ノズル位置異常が検知された場合には、レーザ加工ヘッド１に対してノズル３を装着する前の状態に戻る動作を行い、ノズル３の装着動作を繰り返す。そして、ノズル位置異常の検知が、予め規定した回数に達したときには異常停止とする。
【００２７】
以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態においては、レーザ加工ヘッド１に対するノズル３の着脱交換を行う際には、先ず、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されているか否かの確認を行うものである。したがって、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着してある状態において、レーザ加工ヘッド１が新ノズル３を収納したノズル収納部の上方に移動することを防止できる。よって、例えば、レーザ加工ヘッド１に装着してあるノズル３でもって新ノズルを押圧するような問題がないものである。
【００２８】
ところで、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態で実施可能である。すなわち、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着してあるか否かの確認をする構成は、例えば図３に示すごとき構成とすることも可能である。すなわち、レーザ加工ヘッド１を前記基準位置に相当する位置に下降位置決めするときに、ノズル収納装置５に備えた光学センサ９によってノズル３を検出する構成とする。
【００２９】
上記構成によれば、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、レーザ加工ヘッド１に対するノズル３の装着の有無を検知することができる。また、図３（Ｃ）に示すように、基準位置にレーザ加工ヘッド１が下降する前にノズル３を検知した場合には、ノズル位置異常として検出することができるものである。
【００３０】
また、レーザ加工ヘッド１にノズル３が装着されているか否かを検知する構成としては、例えば図４に示すごとき構成とすることも可能である。すなわち、ノズル３を保持するために、レーザ加工ヘッド１にチャック１１を備える。そして、チャック１１におけるボール等のロック片１３又はロック片１３を作動するためのピストンロッドなどのごとき作動部材１５の動作位置を検出するためのセンサ１７をレーザ加工ヘッド１内に備えた構成とする。
【００３１】
上記構成においては、例えばボール等の位置を検出することによって、ノズル３がレーザ加工ヘッド１に装着されているか否かを検知できるものである。なお、レーザ加工ヘッド１に装着してあるノズル３を直接検出するセンサを備えることも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  レーザ加工ヘッド
３  ノズル
５  ノズル収納装置
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  ノズル収納部
９  光学センサ
１１  チャック
１３  ロック片
１５  作動部材
１７  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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