(57)【要約】  装着対象のノズルを認識可能にして誤ったノズルが装着されるのを回避するとともに、ノズル装着の自動化に対応することができ、さらに、ノズルの装着を短時間で行う。ワーク（Ｗ）を加工するレーザ加工機（１）であって、交換可能なノズル（１３）を有しかつワーク（Ｗ）を加工するレーザ光を導光してノズル（１３）から出射する中空形状の加工ヘッド（３）と、ノズル（１３）を複数配置するノズル収容部（５）に保持されたノズル（１３）の画像を、加工ヘッド（３）内を介して取得する撮像部（６）と、撮像部（６）により取得したノズル（１３）の画像からノズル種別を認識するノズル識別部（４１）とを含む。
2016093053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能なノズルを有しかつワークを加工するレーザ光を導光して前記ノズルから出射する中空形状の加工ヘッドと、  前記ノズルを複数配置するノズル収容部に保持された前記ノズルの画像を、前記加工ヘッド内を介して取得する撮像部と、  前記撮像部により取得した前記ノズルの画像からノズル種別を認識するノズル識別部と、を含むレーザ加工機。
【請求項２】
前記撮像部により画像を取得する対象の前記ノズルに対して照明光を照射する照明部を含む請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記照明部は、前記加工ヘッド内を介して前記ノズルに照明光を照射する請求項２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記ノズルは、前記撮像部による撮像可能な位置に識別マークが形成され、  前記ノズル識別部は、前記撮像部で取得した画像から前記識別マークを判別して前記ノズル種別を認識する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記識別マークは、前記ノズルのノズル穴の貫通方向から見て前記ノズル穴の周囲に形成される請求項４記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記識別マークは、前記ノズル種別を有する主要部と、前記主要部に対して規定された位置に形成された基準マークと、を含む請求項４または請求項５記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記識別マークにより認識した前記ノズル種別と、前記撮像部で取得した画像から前記ノズルの形状の特徴部分を抽出して認識した前記ノズル種別と、が一致するかを判定するノズル判定部を含む請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記ノズル識別部は、前記撮像部で取得した画像から前記ノズルの形状の特徴部分を抽出して前記ノズル種別を認識する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記加工ヘッドと前記ノズル収容部とを相対的に移動させる移動部を含む請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記ノズル識別部は、前記移動部による前記加工ヘッドと前記ノズル収容部との移動量に基づいてノズル位置を認識する請求項９記載のレーザ加工機。
【請求項１１】
前記移動部は、前記ノズルのノズル穴の貫通方向を中心とした周方向に、前記加工ヘッドと前記ノズル収容部とを相対的に移動させ、前記撮像部の画像認識エリアを前記周方向に走査する請求項９または請求項１０記載のレーザ加工機。
【請求項１２】
前記ノズル収容部に配置された複数の前記ノズルに関して、前記ノズル識別部が認識した前記ノズル位置と前記ノズル種別とを関連付けたノズル管理テーブルと、  前記ワークに応じた複数の加工条件と前記ノズル種別とを関連付けた加工テーブルと、  前記加工条件に基づいて前記加工テーブル及び前記ノズル管理テーブルを参照することにより装着対象の前記ノズルを特定する装着ノズル特定部と、を含む請求項１０記載のレーザ加工機。
【請求項１３】
前記ノズル収容部の前記ノズルを前記加工ヘッドに装着するように指示するノズル装着指示部を含み、  前記ノズル装着指示部は、前記ノズル収容部の全ての前記ノズルに関する前記ノズル種別を取得した後、または前記ノズル収容部の前記ノズルに対して順次前記ノズル種別を取得して装着対象の前記ノズルを見つけた際に、装着対象の前記ノズルの装着を指示する請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１４】
前記撮像部は、前記レーザ光により加工中又は加工済みの前記ワークを撮像可能であり、  加工中又は加工済みの前記ワークを前記撮像部が撮像した画像から、前記ワークの加工状態を検出する加工状態検出部を含む請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１５】
交換可能なノズルを有しかつワークを加工するレーザ光を導光して前記ノズルから出射する中空形状の加工ヘッドと、前記ノズルを複数配置するノズル収容部に保持された前記ノズルの画像を、前記加工ヘッド内を介して取得する撮像部と、を含むレーザ加工機において、  前記撮像部により取得した前記ノズルの画像からノズル種別を認識することと、  認識した前記ノズルのうち、装着対象のノズルを前記加工ヘッドに装着することと、を含むノズル装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、レーザ加工機及びノズル装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  レーザ加工機は、レーザ光によりワークの切断等の加工に用いられ、レーザ光を出射するノズルを交換可能にしたものが知られている。このノズルは、ワークに応じて最適な種別（穴径や、通常／二重など）のものを選定する必要がある。従来では、オペレータが加工条件を参照し、ノズルを手動により交換していた。また、加工ヘッドに装着したノズルが適切であることを、装着後のノズルの画像やノズルに形成したマークを認識して確認することが提案されている（特許文献１，２参照）。また、ノズルの交換を自動化するため、ノズルチェンジャと呼ばれる交換システムが提案されている。ノズルチェンジャは、ノズル収容部に複数のノズルを配置し、いずれかのノズルを選択して加工ヘッドに装着する。このとき、オペレータがノズル収容部の所定位置に決められた種別のノズルをセットするか、複数のノズルをノズル収容部に配置後、オペレータがユーザインタフェースによりノズルの位置と種別とをノズルチェンジャに設定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３４９２２
【特許文献２】特開２００４−３２２１２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  オペレータが手動でノズルの交換を行う場合は、自動化の妨げとなるだけでなく、誤って違う種別のノズルを装着するとワークの加工不良を招くことになる。また、特許文献１，２は、いずれも装着後のノズルを確認するので、誤ったノズルの場合は改めてオペレータ等によるノズルの装着が必要となり、オペレータによる面倒な作業を有する点に変わりない。また、ノズルチェンジャを用いる場合であっても、オペレータが誤って違う種別のノズルをセットすると誤ったノズルが装着されてワークの加工不良を招くことになる。同様に、ノズルの位置と種別とをユーザインタフェースにより設定する場合も、オペレータが誤って設定するとワークの加工不良を招くことになる。さらに、オペレータによるノズルの設置やユーザインタフェースを用いた設定を行うのでは、その作業に時間がかかるため生産性が落ちるといった問題がある。【０００５】  本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、装着対象のノズルを認識可能にして誤ったノズルが装着されるのを回避するとともに、ノズル装着の自動化に対応することができ、さらに、ノズルの装着を短時間で行うことが可能なレーザ加工機及びノズルの装着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明のレーザ加工機は、交換可能なノズルを有しかつワークを加工するレーザ光を導光してノズルから出射する中空形状の加工ヘッドと、ノズルを複数配置するノズル収容部に保持されたノズルの画像を、加工ヘッド内を介して取得する撮像部と、撮像部により取得したノズルの画像からノズル種別を認識するノズル識別部と、を含む。【０００７】  また、撮像部により画像を取得する対象のノズルに対して照明光を照射する照明部を含んでもよい。また、照明部が、加工ヘッド内を介してノズルに照明光を照射してもよい。また、撮像部による撮像可能な位置に識別マークがノズルに形成され、ノズル識別部が、撮像部で取得した画像から識別マークを判別してノズル種別を認識してもよい。また、識別マークが、ノズルのノズル穴の貫通方向から見てノズル穴の周囲に形成されてもよい。また、識別マークが、ノズル種別を有する主要部と、主要部に対して規定された位置に形成された基準マークと、を含んでもよい。また、識別マークにより認識したノズル種別と、撮像部で取得した画像からノズルの形状の特徴部分を抽出して認識したノズル種別と、が一致するかを判定するノズル判定部を含んでもよい。また、ノズル識別部が、撮像部で取得した画像からノズルの形状の特徴部分を抽出してノズル種別を認識してもよい。また、加工ヘッドとノズル収容部とを相対的に移動させる移動部を含んでもよい。また、ノズル識別部が、移動部による加工ヘッドとノズル収容部との移動量に基づいてノズル位置を認識してもよい。また、移動部が、ノズルのノズル穴の貫通方向を中心とした周方向に、加工ヘッドとノズル収容部とを相対的に移動させ、撮像部の画像認識エリアを周方向に走査してもよい。また、ノズル収容部に配置された複数のノズルに関して、ノズル識別部が認識したノズル位置とノズル種別とを関連付けたノズル管理テーブルと、ワークに応じた複数の加工条件とノズル種別とを関連付けた加工テーブルと、加工条件に基づいて加工テーブル及びノズル管理テーブルを参照することにより装着対象のノズルを特定する装着ノズル特定部と、を含んでもよい。また、ノズル収容部のノズルを加工ヘッドに装着するように指示するノズル装着指示部を含み、ノズル装着指示部が、ノズル収容部の全てのノズルに関するノズル種別を取得した後、またはノズル収容部のノズルに対して順次ノズル種別を取得して装着対象のノズルを見つけた際に、装着対象のノズルの装着を指示してもよい。また、撮像部が、レーザ光により加工中又は加工済みのワークを撮像可能であり、加工中又は加工済みのワークを撮像部が撮像した画像から、ワークの加工状態を検出する加工状態検出部を含んでもよい。【０００８】  本発明のノズル装着方法は、交換可能なノズルを有しかつワークを加工するレーザ光を導光してノズルから出射する中空形状の加工ヘッドと、ノズルを複数配置するノズル収容部に保持されたノズルの画像を、加工ヘッド内を介して取得する撮像部と、を含むレーザ加工機において、撮像部により取得したノズルの画像からノズル種別を認識することと、  認識したノズルのうち、装着対象のノズルを加工ヘッドに装着することと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、ノズル収容部のノズルの画像を取得してノズル識別部により認識するので、誤ったノズルの装着を防止することができ、ノズル装着の自動化にも対応できる。また、加工ヘッド内を介してノズルの画像を取得するので、装着対象のノズルを見つけてから加工ヘッドにノズルを短時間で装着でき、ノズルの装着に要する時間を短縮できる。【００１０】  また、照明部を含むものでは、照明光によりノズルを照明するので良好な画像を取得できる。また、加工ヘッド内を介してノズルに照明光を照射するものでは、撮像する領域に効率よく照明光を照射できる。また、ノズル識別部が、ノズルの識別マークによりノズル種別を認識するものでは、識別マークによりノズル種別を効率よく認識できる。また、識別マークがノズル穴の周囲に形成されたものでは、撮像部によって識別マークを容易に撮像できる。また、識別マークが主要部と基準マークとを含むものでは、基準マークを見つけることにより撮像部の画像認識エリアを確実に主要部に案内できる。また、ノズル判定部を含むものでは、識別マークにより認識したノズル種別が実際のノズル種別と一致するかを判定できる。また、ノズル識別部がノズルの形状の特徴部分を抽出してノズル種別を認識するものでは、ノズルに識別マーク等の形成が不要となる。また、加工ヘッドとノズル収容部とを相対的に移動させる移動部を含むものでは、移動部によって撮像部の画像認識エリアを容易に移動できる。また、ノズル識別部が移動部による加工ヘッドとノズル収容部との移動量に基づいてノズル位置を認識するものでは、ノズル収容部等にランダムに配置された各ノズルのノズル位置を容易に取得できる。また、移動部によって撮像部の画像認識エリアをノズル穴の周方向に走査するものでは、ノズル穴の周りに形成された識別マークを効率よく撮像できる。また、ノズル管理テーブルと加工テーブルと装着ノズル特定部とを含むものでは、装着対象のノズルをワークの加工条件に基づいて容易に特定できる。また、ノズル装着指示部を含むものでは、ノズル収容部の全てのノズルに関するノズル種別を取得することで、後に装着するノズルの管理が容易となり、またはノズル収容部から装着対象のノズルを見つけた際にそのノズルの装着を行うので、いずれの場合も誤ったノズルの装着を防止でき、ノズル交換の自動化に対応できる。また、撮像部がワークの加工状態を検出する加工状態検出部を含むものでは、ワークの加工状態の確認と、ノズル種別の認識とで撮像部を兼用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るレーザ加工機の一例を示す図である。
【図２】（ａ）加工ヘッドがノズル収容部に対向した状態を示す図、（ｂ）はノズル収容部の平面図、（ｃ）はノズルの一例を示す平面図である。
【図３】ノズルを識別する一例を示すフローチャートである。
【図４】基準マークの認識の一例を示すフローチャートである。
【図５】文字、コードの認識の一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｅ）はノズルの識別処理を示す工程図画である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は識別マークの他の例を示す平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）はノズルの種別の一例を示す平面図である。
【図９】ノズルを識別する他の例を示すフローチャートである。
【図１０】ノズル装着方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）はノズル管理テーブルの一例を示す図、（ｂ）は加工テーブルの一例を示す図である。
【図１２】ノズル装着方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】照明部の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とし、このＸＹ平面に垂直な鉛直方向をＺ方向とする。
【００１３】  図１は、本実施形態に係るレーザ加工機１を示す図である。このレーザ加工機１は、ワークＷ（加工対象物）にレーザ光を照射し、ワークＷに対して切断、溝などの凹部の形成、貫通孔やスリットなどの穴あけ、マーキングなどの加工を施すことができる。図１に示すように、レーザ加工機１は、レーザ発振機２、加工ヘッド３、移動部４、ノズル収容部５、撮像部６、照明部７、画像処理部８、制御部９、及び記憶部１０を備える。
【００１４】  レーザ発振機２は、ワークＷを加工するレーザ光として、例えば赤外レーザ光を発生する。レーザ発振機２から出射したレーザ光は、光ファイバなどの導光部材を介して、加工ヘッド３へ供給される。加工ヘッド３は、供給されたレーザ光をワークＷに向けて（下方に向けて）照射する。加工ヘッド３は、ボディ１１（加工ヘッド本体）と、ボディ１１に収容された出射光学系１２と、出射光学系１２の光出射側に配置されたノズル１３とを備える。
【００１５】  出射光学系１２は、ボディ１１に支持されたレンズ１５、ミラー１６、及びレンズ１７等を備える。レーザ光は、例えば、ボディ１１の側方から水平方向に進行し、レンズ１５を通ってミラー１６に入射する。ミラー１６は、例えばダイクロイックミラーが用いられ、レーザ光（赤外レーザ光）を反射し、レーザ光以外の光（例えば可視光）を透過する。ミラー１６で反射したレーザ光は、下方に向けて進行する。出射光学系１２の出射側の光軸１２ａは、例えば鉛直方向に設定される。ミラー１６で反射したレーザ光は、レンズ１７を通りノズル１３を介して、ワークＷに照射される。レンズ１７は、レーザ光がワークＷ上に所定サイズのスポットを形成するようにレーザ光を集光する。
【００１６】  ノズル１３は、ボディ１１に対して交換可能に取り付けられる。ノズル１３は、ボディ１１下端の開口部２０に取り付けられる。ノズル１３は、ボディ１１に取り付けられる基端部２１と、ワークに向けて配置される先端部２２とを備える。基端部２１は、円筒状であり、その外周面にネジ部を有する。ボディ１１の開口部２０は、ノズル１３のネジ部とネジ結合可能なネジ部を有している。ノズル１３と開口部２０とが相対的に回転することでボディ１１に対してノズル１３の着脱を行う。ノズル１３と開口部２０とを相対的に回転させる機構は、加工ヘッド３または後述のノズル収容部５のいずれか一方または双方に設けられる。なお、ボディ１１へのノズル１３の装着は、ネジ結合に限定されない。例えば、ノズルの一部をクランプする機構や電磁石などによりノズル１３をボディ１１に装着してもよい。
【００１７】  ノズル１３の先端部２２は、基端部２１がボディ１１に取り付けられた状態で、ワークＷに向けて配置される。ノズル１３は、基端部２１から先端部２２にわたって貫通するノズル穴２３（図２（ｃ）参照）を有しており、このノズル穴２３を介してワークＷにレーザ光を出射する。ノズル１３は、加工条件に応じて複数用意されており、適宜交換される。ノズル１３の種別は、例えば、ノズル穴２３の径が異なるものや、ノズル穴２３と同心円状のアシストガスの噴射口を有するものなどで分けられる。これらのノズル１３は、ノズル収容部５に配置されている。
【００１８】  移動部４は、ワークＷと加工ヘッド３とを相対移動させることができる。例えば、レーザ加工機１は、不図示のワーク保持部によりワークＷを保持し、加工ヘッド３を移動部４によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させることにより、ワークＷと加工ヘッド３とを相対的に移動させる。本実施形態のレーザ加工機１は、移動部４により加工ヘッド３を移動させつつ、加工ヘッド３からワークＷにレーザ光を照射してワークＷの加工を行う。
【００１９】  ノズル収容部５は、複数のノズル１３を配置する複数のスロット２６を備える。ノズル１３は、先端部２２を下向きとしてスロット２６に載置される。ノズル収容部５は、加工ヘッド３がアクセス可能な位置に設置されるか、または加工ヘッド３の下方に移動可能に形成されるか、いずれでもよい。ノズル収容部５は、不図示の蓋部を備え、ノズル１３の交換時に蓋部を開けるように形成される。また、ノズル収容部５は、載置したノズル１３を吸着してノズル１３を保持してもよい。
【００２０】  撮像部６は、ノズル１３の認識に使われる画像を取得する。撮像部６は、加工ヘッド３との相対位置が固定されている。撮像部６は、開口部２０下方の物体の像を形成する撮像光学系３０を備える。撮像部６は、ボディ１１の上方側に窓部３１で仕切られた空間に収容されている。撮像光学系３０は、レンズ３２の他に、出射光学系１２のレンズ１７を利用する。撮像光学系３０の光軸３０ａは、出射光学系１２の光軸１２ａの一部と同軸である。開口部２０下方にある物体の像は、レンズ１７、ミラー１６、後述のハーフミラー３３、レンズ３２を通って撮像部６に入射する。撮像光学系３０の光軸３０ａは、出射光学系１２の光軸１２ａから外れて設定されてもよい。なお、撮像光学系３０の光軸３０ａは、出射光学系１２の光軸１２ａの一部と同軸にすることに限定されず、別軸として配置してもよい。
【００２１】  撮像部６は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary MOS：相補性金属酸化膜半導体）等のイメージセンサが用いられ、撮像光学系３０が形成した像を撮像する。撮像部６は、加工ヘッド３のボディ１１に設けられたケーシング３４に収容されている。撮像部６は、ノズル１３のノズル穴２３を通して、ワークＷ上の加工位置を撮像できる。さらに、撮像部６は、レーザ光によるワークＷの加工状態を撮像することもできる。撮像部６は、撮像した画像情報を後述の画像処理部８に出力する。
【００２２】  照明部７は、撮像部６により画像を取得する対象のノズル１３に対して照明光を照射する。例えば、照明部７は、加工ヘッド３内を介して撮像部６の視野に照明光を照射する。照明部７は、ボディ１１に収容されかつボディ１１に固定されている。照明部７は、光源３５、レンズ３６、ハーフミラー３３を備える。光源３５は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｎｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などであり、撮像部６が感度を有する波長帯の光（例、可視光）を出射する。なお、ＬＥＤ等のようなインコヒーレント光源を使用することで、撮像部６が撮像する画像に干渉縞が写りこむことを防止し、より正確にノズルを認識できる。光源３５からの光は、レンズ３６を通ってハーフミラー３３で反射し、ミラー１６を透過した後にレンズ１７を通ってボディ１１の開口部２０の下方に照射される。また、レーザ加工機１は、照明部７を備えていなくてもよく、撮像部６による撮像を、例えば外光等により行ってもよい。
【００２３】  画像処理部８は、撮像部６から出力された画像情報に対して画像処理を行う。画像処理部８は、例えば、ガンマ補正やホワイトバランスなどの処理の他、二値化処理、パターンマッチングなどの処理を行う。画像処理部８は、処理された画像情報を制御部９に供給する。また、画像処理部８は、照明部７による照明光の照射や、撮像部６による撮像を制御する。なお、撮像部６や照明部７の制御は、後述する制御部９が行ってもよい。
【００２４】  制御部９は、レーザ発振機２及び移動部４を含めてレーザ加工機１を統括制御する。制御部９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、記憶部１０等に格納されたプログラムを呼び出してＣＰＵに実行させることで各部を制御する。制御部９は、ノズル識別部４１、ノズル判定部４２、装着ノズル特定部４３、ノズル装着指示部４４、及び加工状態検出部４５を備える。
【００２５】  ノズル識別部４１は、撮像部６により取得したノズル１３の画像からノズル種別を認識する。ここで、ノズル１３は、例えば、形状（ノズル穴の形状、ノズル外観の形状）、寸法（ノズル穴径、ノズル外径、ノズル高さ）、及び表面処理（メッキの有無、メッキの種類）等の任意の組み合わせにより、複数の種類（ノズル形態）が存在する。このため、ノズル種別は、複数の種類（ノズル形態）のノズルを分類する種別、換言すれば、各ノズルの種類（ノズル形態）を特定する種別として使用される。なお、詳細は後述するが、ノズル穴の形状とは、例えば、１つのノズル穴、又は同心円状の２重のノズル穴等を意味し、ノズル外観の形状とは、例えば、扁平状、急傾斜状、又は段付き形状等を意味する。
【００２６】  ノズル識別部４１は、移動部４による加工ヘッド３とノズル収容部５との移動量に基づいて、ノズル位置を認識する。ノズル識別部４１は、例えば、移動部４による加工ヘッド３の移動量を取得し、ノズル種別を認識する対象のノズル１３がいずれのスロット２６（図２（ｂ）参照）に配置されているかを算出する。ノズル識別部４１は、例えば、スロット２６の位置（例えばＸＹ座標）と、このスロット２６に保持されているノズル１３のノズル種別とを関連付けたデータを生成し、このデータを記憶部１０のノズル管理テーブルＤ３に登録する。
【００２７】  制御部９は、ノズル種別を認識済のノズル１３については、新たにノズル種別の認識を行うことなく、ノズル管理テーブルＤ３を参照して、装着対象のノズル１３を見つけることができる。ノズル管理テーブルＤ３は、ノズル収容部５に配置された複数のノズル１３に関して、ノズル識別部４１が認識したノズル位置とノズル種別とを関連付けた情報である。
【００２８】  ノズル判定部４２は、後述する識別マークＭ（図２（ｃ）参照）により認識したノズル種別と、撮像部６で取得した画像からノズル１３の形状の特徴部分を抽出して認識したノズル種別と、が一致するか否かを判定する。なお、制御部９がノズル判定部４２を備えるか否かは任意である。
【００２９】  装着ノズル特定部４３は、加工条件に基づいて記憶部１０の加工テーブルＤ４及びノズル管理テーブルＤ３を参照することにより、装着対象のノズル１３を特定する。加工条件は、加工対象のワークに応じて設定され、例えば、移動部４による加工ヘッド３や、レーザ発振機２、及びアシストガスの噴射のうち少なくとも一つの動作条件を含む。移動部４の動作条件は、例えば加工ヘッド３を移動させる速度（例、切断速度）、加速度などである。レーザ発振機２の動作条件は、例えばレーザ光の出力、周波数、デューティ比などである。アシストガスの噴射条件は、例えば、アシストガスの噴射の有無、圧力、流量などである。加工テーブルＤ４は、ワークＷに応じた複数の加工条件とノズル種別とを関連付けた情報である。
【００３０】  ノズル装着指示部４４は、ノズル収容部５のノズル１３を加工ヘッド３に装着するように指示する。ノズル装着指示部４４は、ノズル収容部５の全てのノズル１３に関するノズル種別を取得した後に、装着対象のノズル１３の装着を指示してもよい。全てのノズル１３に関するノズル種別を取得するので、ノズル管理テーブルＤ３が完成し、次のノズル交換の際にはノズル管理テーブルＤ３のデータに基づいて、装着対象のノズル１３を容易に特定できる。全てのノズル１３に関するノズル種別の取得は、レーザ加工機１の立ち上げ時や、ノズル収容部５の蓋部を掃けた後などのタイミングで行ってもよい。
【００３１】  また、ノズル装着指示部４４は、ノズル収容部５のノズル１３に対して順次ノズル種別を取得して装着対象のノズル１３を見つけた際に、そのノズル１３の装着を指示してもよい。これにより、ノズル管理テーブルＤ３が不要であり、記憶部１０の負担を軽減できる。ただし、装着対象のノズル１３を見つけるまでに取得したノズル位置及びノズル種別は、ノズル管理テーブルＤ３に登録し、次のノズル交換時に参照してもよい。
【００３２】  加工状態検出部４５は、レーザ光により加工中又は加工済みのワークＷを撮像部６が撮像した画像から、ワークＷの加工状態を検出する。加工状態検出部４５により、加工状態の撮像とノズル１３の撮像とで撮像部６を共用することができる。ワークＷの加工状態の検出の一例として、ワークＷの加工状態の良否判断も含む。また、加工状態検出部４５は、例えば、ワークＷの画像からレーザ加工の切断幅等の数値情報を抽出することも可能である。この場合、制御部９は、加工状態検出部４５が抽出した数値情報に基づいて、レーザ加工のフィードバック制御を実行してもよい。なお、制御部９が加工状態検出部４５を備えるか否かは任意である。
【００３３】  上述のような構成のレーザ加工機１に基づき、本実施形態に係るノズル装着方法の一例について説明する。本実施形態のレーザ加工機１は、ノズル収容部５に配置されているノズル１３のノズル種別を認識可能である。これにより、レーザ加工機１は、例えば、ノズル収容部５に配置されている複数種類のノズル１３から、交換対象のノズル１３を自動的に見つけ出し、ノズル交換処理の少なくとも一部を自動的に行うことができる。
【００３４】  図２（ａ）は、加工ヘッド３がノズル収容部５に対向した状態を示す図、（ｂ）はノズル収容部５の平面図、（ｃ）はノズル１３の一例を示す平面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数のノズル１３は、ノズル収容部５の複数のスロット２６に配置されており、スロット２６のノズル１３のいずれかに対して加工ヘッド３が位置決めされている。複数のスロット２６は、それぞれＸＹ方向の位置が定められている。なお、ノズル収容部５の形態は一例であって、複数のノズル１３を保持可能な任意の構成が適用される。また、加工ヘッド３においては、先に装着していたノズル１３を不図示の回転機構等により予めボディ１１から取り外した状態となっている。
【００３５】  また、図２（ｃ）に示すように、ノズル１３は、識別マークＭを有する。識別マークＭは、ノズル１３がノズル収容部５に配置されている状態で、撮像部６により撮像可能な位置に形成されている。識別マークＭは、ノズル１３のノズル穴２３の貫通方向から見てノズル穴２３の周囲に形成されている。識別マークＭは、基端部２１周囲の端面２４に形成されている。識別マークＭは、例えば、主要部Ｍ１および基準マークＭ２を有する。主要部Ｍ１は、ノズル種別を示す文字コードを有する。基準マークＭ２は、主要部Ｍ１に対して規定された位置に形成されている。基準マークＭ２は、例えば、主要部Ｍ１よりもノズル穴２３に近い位置に形成される。基準マークＭ２を検出すると、基準マークＭ２と主要部Ｍ１との相対位置が既知であるので、主要部Ｍ１の位置を推定できる。
【００３６】  次に、本実施形態のレーザ加工機１が実行する処理について説明する。図３は、識別マークＭによりノズル１３を識別する一例を示すフローチャートである。図４は、基準マークＭ２の認識の一例を示すフローチャートである。図５は、文字、コード（主要部Ｍ１）の認識の一例を示すフローチャートである。図６は、ノズル１３の識別処理を示す工程図である。この処理は、ノズル収容部５におけるノズル１３の収容位置（スロット２６の位置）と、ノズル１３のノズル種別とを関連付けたノズル管理テーブルＤ３を作成する。
【００３７】  まず、制御部９は、ステップＳ１において、ノズル収容部５において対象のスロット２６の基準位置に加工ヘッド３を移動させる。ステップＳ１において、制御部９は、移動部４を制御し、図６（ａ）に示すように、撮像部６の画像認識エリアＦＶがスロット２６の基準位置に配置されるように、加工ヘッド３を移動させる。スロット２６の基準位置は、ノズル１３の基端部２１の外側であって、ノズル穴２３を中心とした周回方向に基準マークＭ２が存在する位置に設定される。次に、制御部９は、ステップＳ２において、対象のスロット２６に収容されているノズル１３の基準マークＭ２を認識する処理を実行する（以下、図４参照）。
【００３８】  まず、図４に示すように、制御部９は、ステップＳ１１において、画像認識エリアＦＶに基準マークＭ２が存在するか否かを判定する。ステップＳ１１において、制御部９は、画像認識エリアＦＶの画像を撮像部６で撮像させる。制御部９は、撮像部６による撮像画像を画像処理部８に処理させ、その処理結果をもとに撮像画像に基準マークＭ２が検出されたか否かを判定する。
【００３９】  制御部９は、画像認識エリア内に基準マークＭ２が検出されないと判定した場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、基準マークＭ２の認識を継続するか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部９は、ステップＳ１２の処理を実行した回数をカウントしておき、処理回数が所定数以下である場合に、基準マークＭ２の認識を継続すると判定する。制御部９は、基準マークＭ２の認識を継続すると判定した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、画像認識エリアとノズル１３とを相対移動させ（ステップＳ１３）、ステップＳ１１およびステップＳ１２の処理を繰り返す。ステップＳ１３の相対移動は、例えば、移動部４を駆動してノズル穴２３を中心とした周回方向に加工ヘッド３をステップ移動させて行う。ステップＳ１１からステップＳ１３の処理を繰り返すことにより、通常は、図６（ｂ）に示すように画像認識エリアＦＶに基準マークＭ２が入り込む。
【００４０】  また、制御部９は、ステップＳ１２の処理が所定数を超えた場合に、基準マークＭ２の認識を継続しないと判定する（ステップＳ１２；ＮＯ）。そして、制御部９は、この処理において対象のスロット２６に保持されているノズル１３の基準マークＭ２の認識を失敗したものとして、この基準マーク認識処理を終了する。
【００４１】  制御部９は、画像認識エリア内に基準マークＭ２が検出されたと判定した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、撮像画像上での基準マークＭ２の位置（Ｐ１）を検出する（図６（ｃ）参照）。例えば、制御部９は、画像処理部８が検出した基準マークＭ２のエッジから、基準マークＭ２の中心の位置Ｐ１を算出する。次に、制御部９は、画像認識エリアＦＶの中心Ｐ０と基準マークＭ２の位置Ｐ１との間の差Ｐｄを算出する（ステップＳ１５）。画像認識エリアＦＶの中心Ｐ０は、撮像光学系３０の光軸３０ａの位置である。
【００４２】  制御部９は、例えば、撮像画像上の基準マークＭ２の中心の位置Ｐ１に相当する画素の位置と、撮像画像の中心Ｐ０に相当する画素の位置との差Ｐｄを算出する。この差分値は、例えば、Ｘ方向の位置の差を画素数で表した成分と、Ｙ方向の位置の差を画素数で表した成分とを含むベクトルで表される。制御部９は、撮像画像の１画素のサイズとノズル１３上の実寸値（例えばミリメートル）との換算係数を用いて、位置の差を実寸値に換算することもできる。この換算係数は、例えば、ノズル１３において識別マークが形成される高さに配置されたスケールを撮像することにより、予め調べておくことができる。
【００４３】  制御部９は、差Ｐｄの絶対値｜Ｐｄ｜が規定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。絶対値｜Ｐｄ｜は、画像認識エリアの中心Ｐ０と基準マークＭ２との距離（ずれ量）に相当する。絶対値｜Ｐｄ｜に対する規定値としては、例えば、０または０近傍の数値であってもよい。制御部９は、絶対値｜Ｐｄ｜が規定値以上であると判定した場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、移動部４を制御し、画像認識エリアＦＶとノズル１３とを、差Ｐｄに応じて相対移動させる（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において、制御部９は、差Ｐｄを用いて、画像認識エリアＦＶの中心Ｐ０と基準マークＭ２の中心の位置Ｐ１とが近づく向きに、加工ヘッド３を移動させる。続いて、制御部９は、ステップＳ１４からステップＳ１６の処理を行う。制御部９は、絶対値｜Ｐｄ｜が規定値未満であると判定した場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、基準マークＭ２の認識に成功したものとして、基準マークの認識処理を終了する。
【００４４】  基準マークの認識処理の終了後に、制御部９は、図３のステップＳ３において、認識した基準マークＭ２の位置から主要部Ｍ１の位置を推定し、主要部Ｍ１の認識処理を実行する（以下、図５参照）。制御部９は、図５のステップＳ２１において、移動部４を制御し、文字（主要部Ｍ１）の認識位置に加工ヘッド３を移動させる（図６（ｄ）参照）。ステップＳ２１において、制御部９は、移動部４を制御して、主要部Ｍ１の少なくとも一部（例えば文字の先頭）が画像認識エリアＦＶに入るようにする。
【００４５】  なお、図４に示した処理において、画像認識エリアＦＶ内に基準マークＭ２が入った場合、ステップＳ１５で算出した差Ｐｄをオフセット値として記憶し、このオフセット値を用いて図５のステップＳ２１に示すように画像認識エリアＦＶを主要部Ｍ１の位置まで移動させてもよい。これにより、画像認識エリアＦＶ内に基準マークＭ２が入った後に、画像認識エリアＦＶの中心Ｐ０と基準マークＭ２の位置Ｐ１との位置合わせ（図４のステップＳ１６およびステップＳ１７の処理）を行わなくてもよい。
【００４６】  制御部９は、撮像部６に撮像させ、その撮像画像を画像処理部８に処理させる（ステップＳ２２）。画像処理部８は、ステップＳ２２において、ＯＣＲによる文字認識、あるいは二値化による図形認識（例、バーコード認識）などの処理を行う（ステップＳ２２）。次に、制御部９は、識別マークＭの主要部Ｍ１の認識に成功したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００４７】  制御部９は、主要部Ｍ１の認識に失敗したと判定した場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、制御部９は、主要部Ｍ１の認識を継続するか否かを判定する（ステップＳ２４）。制御部９は、主要部Ｍ１の認識を継続すると判定した場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、認識パラメータを変更し（ステップＳ２５）、ステップＳ２２およびステップＳ２３の処理を繰り返す。認識パラメータは、例えば、照明部７による明るさ、ステップＳ２２の処理で使われるアルゴリズムあるいはそのパラメータ（例、二値化の閾値）などである。制御部９は、ステップＳ２４の処理を実行した回数をカウントしており、ステップＳ２４の処理の回数が規定数に達した場合に、主要部Ｍ１の認識を継続しない判定する（ステップＳ２４；Ｎｏ）。この場合に、制御部９は、主要部Ｍ１の認識に失敗したものとして、主要部Ｍ１の認識処理を終了する。
【００４８】  制御部９は、主要部Ｍ１の認識に成功したと判定した場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、認識した情報（認識情報）を記憶部１０に記憶させ、記憶部１０に認識情報が記憶されている場合にこれを更新する（ステップＳ２６）。ここで、主要部Ｍ１が文字コードであり、例えば所定のデータ量（例、７桁）の数字、記号を含むとする。また、一回の撮像による主要部Ｍ１の認識処理で、認識可能な桁数が１桁であるとする。この場合、制御部９は、所定のデータ量の主要部Ｍ１を認識するのに必要な回数（例、７回）の識別処理を行う。制御部９は、ステップＳ２６において、初回の識別で得られた情報を記憶部１０に記憶させ、次回以降の識別で得られた情報を追加し、識別情報を更新する。
【００４９】  制御部９は、主要部Ｍ１の認識を継続するか否かを判定する（ステップＳ２７）。制御部９は、例えば、所定のデータ量の識別情報の取得が完了していない場合、主要部Ｍ１の認識を継続すると判定する（ステップＳ２７；ＹＥＳ）。この場合、制御部９は、ステップＳ２８において加工ヘッド３を所定量だけ移動させ（図６（ｅ）参照）、ステップＳ２２からステップＳ２７の処理を繰り返す。制御部９は、例えば、所定のデータ量の識別情報の取得が完了した場合、主要部Ｍ１の認識を継続しないと判定する（ステップＳ２７；Ｎｏ）。この場合、制御部９は、主要部Ｍ１の認識に成功したものとして、主要部Ｍ１の認識処理を終了する。
【００５０】  図３に戻り、制御部９は、ステップＳ３で認識した主要部Ｍ１の情報を、予め記憶部１０に記憶されている登録情報と照合し、ノズル種別を判定する（ステップＳ４）。この登録情報は、識別マークの情報とノズル種別の情報とを関連付けた情報である。
【００５１】  制御部９は、ノズル種別の認識に成功したか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部９は、ノズル種別の認識に成功したと判定した場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、識別対象のスロット２６のＸＹ座標位置（ノズル位置）とノズル種別とを関連付けて、ノズル管理テーブルＤ３に登録する（ステップＳ６）。制御部９は、ステップＳ６の処理の後、又はステップＳ５においてノズル種別の認識に失敗したと判定した場合（ステップＳ５；ＮＯ）、次のスロット２６を認識対象に設定するか否かを判定する（ステップＳ７）。制御部９は、次のスロット２６を認識対象に設定すると判定した場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、次に認識対象とするスロット２６の基準位置をセットし（ステップＳ８）、ステップＳ１からステップＳ７の処理を繰り返す。また、制御部９は、次のスロット２６を認識対象に設定しないと判定した場合（ステップＳ７；ＮＯ）、一連の処理を終了する。
【００５２】  次に、識別マークＭの他の例について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）の識別マークＭＡ〜ＭＥからは、それぞれ、識別マークの他の例を示す図である。図７（ａ）の識別マークＭＡは、主要部Ｍ１を含み、基準マークを含んでいない。ここでは、主要部Ｍ１は、３桁の数字（００１）と記号（−）と３桁の数字（１８０）とを含む。このように、識別マークＭＡは、基準マークＭ２を含んでいなくてもよく、この場合に基準マークＭ２の認識処理は省略可能である。主要部Ｍ１に含まれる文字の種類（例、アルファベッド、漢字、ひらがな、数字）および数、並びに記号の種類および数は、上記の例に限定されず、任意に設定可能である。
【００５３】  図７（ｂ）の識別マークＭＢは、主要部Ｍ１が図形で表されている。この主要部Ｍ１は、ノズル１３の周方向に配列された１０個の丸を含み、丸の色（例、白と黒）が複数色に設定されている。丸が２色である場合、主要部Ｍ１は、２進数１０桁の数字列すなわち１０ビットの情報を表現できる。また、図７（ｃ）の識別マークＭＣは、ノズル１３の周方向に配列された１０個の扇状の図形を含む。主要部Ｍ１が図形を含む場合、図形の形状、数、色の種類は、上記の例に限定されず、任意に設定可能である。図７（ｄ）の識別マークＭＤは、基端部２１の内側のテーパ面に配置された複数の図形（例、扇状）を含む。このように、主要部Ｍ１が形成される位置は、上記の例に限定されず、任意に設定可能である。図７（ｅ）の識別マークＭＥは、いわゆる１次元バーコード状である。なお、１次元バーコードに代えて２次元バーコードが用いられてもよい。また、図７（ａ）〜（ｅ）に示す識別マークＭＡ〜ＭＥについて、それぞれ基準マークＭ２と組み合わせてもよい。
【００５４】  次に、ノズル種別の例について説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ノズル種別が異なるノズルの例を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）のノズル１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれ１つのノズル穴２３を持ち、ノズル穴径φが３ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍである。このようなノズル１３Ａ〜１３Ｃのノズル種別は、例えば「通常ノズル、φ３ｍｍ」、「通常ノズル、２ｍｍ」、「通常ノズル、１．５ｍｍ」でそれぞれ表される。図８（ｄ）のノズル１３Ｄは、２重のノズル穴２３を持ち、内側のノズル穴径φが２ｍｍである。このノズル１３Ｄは、上方から見て外側のノズル穴が見えないが、外側のノズル穴に連通するガス導入部２３ａが確認されるので２重のノズル穴を持つことが認識可能である。このようなノズル１３Ｄのノズル種別は、例えば「２重ノズル、φ２ｍｍ」で表される。なお、図８に示すノズルは一例であって、ノズル種別を限定するものではない。ノズル種別は、ノズル外径の寸法や、ノズル形状、ノズル表面処理などによって分類されてもよい。ノズル外径の寸法による種別は、例えば先端側や基端側の外径や、ノズル高さなどにより分類可能である。また、ノズル形状による種別は、例えばノズルの高さ方向に偏平状となったものや、急傾斜状になったもの、または外周の一部に段が形成されたものなどにより分類可能である。ノズル表面処理による種別は、例えばノズル表面に施すメッキの有無や、メッキの種類などにより分類可能である。また、ノズル種別は、上記した以外において分類されてもよい。
【００５５】  図８に示すように、ノズル１３をノズル種別で分類した場合、形状上の特徴が存在する。従って、この形状上の特徴を見つけてノズル種別を認識できれば識別マークＭが不要となり、取扱性が向上する。図９は、このようなノズル１３の形状上の特徴からノズル種別を認識する手法である。
【００５６】  図９は、ノズルを識別する他の例を示すフローチャートである。図９において、図３と同様の処理を実行するものには同様の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図９に示すように、ステップＳ３１において、制御部９は、加工ヘッド３を対象となるスロット２６の中心位置に移動させる。例えば、制御部９は、移動部４を制御し、ノズル１３のノズル穴２３に画像認識エリアＦＶが配置されるように、加工ヘッド３を移動させる。このときの画像認識エリアＦＶは、例えば、ノズル１３の基端部２１全体が撮像可能な大きさに設定されてもよいし、図６と同様の小さな画像認識エリアＦＶを走査して画像を取得してもよい。
【００５７】  ステップＳ３２において、制御部９は、撮像部６に撮像させ、その撮像画像を画像処理部８に処理させることにより、ノズル穴２３のエッジなどの特徴量を抽出させる。ステップＳ３３において、制御部９は、ステップＳ３２で抽出した特徴量を、特徴量とノズル種別とを関連付けたデータベースと照合する。例えば、制御部９は、ステップＳ３２で検出されたノズル穴２３のエッジから、通常ノズル（図８（ａ）〜（ｃ）参照）であるか、２重ノズル（図８（ｄ）参照）であるかを判定する。また、制御部９は、ステップＳ３２で検出されたノズル穴２３のエッジから、ノズル穴径を算出する。制御部９は、通常ノズルと２重ノズルの区別を示す情報およびノズル穴径を示す情報を、データベースで検索し、該当するノズル種別を取得する。以下、制御部９は、図３を参照して説明したステップＳ５からステップＳ８の処理を行って、ステップＳ５において認識に成功したと判定したノズルについて、スロット位置とノズル種別とを関連付け、ノズル管理テーブルＤ３を作成する。
【００５８】  なお、本実施形態において、制御部９は、識別マークＭによるノズルの識別処理（図４および図５参照）と、形状によるノズルの識別処理（図９参照）の一方のみを行ってもよいし、双方を行ってもよい。例えば、識別マークＭによるノズル識別処理の結果と形状によるノズル識別処理の結果とが一致するかを制御部９のノズル判定部４２（図１参照）により判定し、合致する場合はノズル位置およびノズル種別をノズル管理テーブルＤ３に登録し、合致しない場合は登録しないといった処理を行ってもよい。
【００５９】  次に、本実施形態に係るノズル装着方法について説明する。図１０は、ノズル装着方法を示すフローチャートである。図１１（ａ）は、ノズル管理テーブルＤ３の一例を示す図、図１１（ｂ）は加工テーブルＤ４の一例を示す図である。
【００６０】  図１０に示すように、加工ヘッド３へのノズル１３の装着において、制御部９は、図３または図９に示したノズルの識別処理により、ノズル管理テーブルＤ３を作成する（ステップＳ４１）。図１１（ａ）のノズル管理テーブルＤ３は、管理番号の項目と、ノズル位置の項目と、ノズル種別の項目とを含む。管理番号は、任意に設置されるＩＤであるが、例えばノズル収容部５のスロット２６の番号などでもよい。ノズル位置は、ノズル収容部５においてノズル１３が配置されている位置であり、例えばスロット２６のＸＹ座標であってもよい。ノズル管理テーブルＤ３において、ノズル位置およびノズル種別は、管理番号で関連付けられている。例えば、管理番号１に該当するノズル１３は、Ｘ方向の座標がＸ１、Ｙ方向の座標がＹ１の位置に配置されており、ノズル穴径が３ｍｍの通常ノズルである。
【００６１】  図１０のステップＳ４２において、制御部９は、加工条件を取得する。加工条件は、オペレータから入力される場合もあるし、レーザ加工機１に搬入されるワークＷに基づいて、例えば、上位のコントローラ（例えば、システムを統括するコントローラなど）から有線または無線により制御部９に送られる場合もある。制御部９は、オペレータの入力等から加工条件を取得する。
【００６２】  ステップＳ４３において、制御部９は、加工条件を加工テーブルＤ４に照合し、加工条件に応じたノズル種別を決定して装着対象のノズル１３を特定する。このステップＳ４３は、制御部９の装着ノズル特定部４３（図１参照）が行う。図１１（ｂ）に示すように、加工テーブルＤ４は、管理番号の項目、加工条件の項目、ノズル種別の項目を含む。管理番号は、任意に設定されるＩＤである。加工条件は、例えば、切断速度、レーザ発振出力、アシストガス圧などの項目を含む。加工テーブルＤ４は、事前にオペレータが入力しておくものでもよいし、上位のコントローラから適宜制御部９に送られるものでもよい。ノズル種別は、加工条件に応じたものが選択されて予め登録されている。装着ノズル特定部４３は、与えられた加工条件に合致したノズル種別のノズル１３を、装着対象のノズルとして特定する。
【００６３】  ステップＳ４４において、制御部９は、ステップＳ４３で特定された装着対象のノズル１３のノズル種別をノズル管理テーブルＤ３と照合し、装着対象のノズル１３の位置を取得する。制御部９は、装着対象のノズル１３の位置（スロットの位置またはＸＹ座標）の情報をもとに、移動部４を制御し、装着対象のノズル１３の位置まで加工ヘッド３を移動させ、装着対象のノズルを加工ヘッド３に装着させる（ステップＳ４５）。このように、ステップＳ４１〜Ｓ４５を行うことにより、ノズル１３の自動装着が可能となる。
【００６４】  図１２は、ノズル装着方法の他の例を示すフローチャートである。この方法は、装着対象のノズル１３がノズル管理テーブルＤ３に登録されていない、もしくはノズル管理テーブルＤ３が存在しない状態で、ノズル装着処理を行うものである。なお、図１２において、図３及び図９と同様の処理を実行するものには同様の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００６５】  制御部９は、図９のステップＳ３１〜Ｓ３３、図３のステップＳ５の処理により、対象スロットのノズル１３のノズル種別を認識する。ステップＳ５においてノズル種別の認識に成功した場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御部９は、認識されたノズル種別が装着対象のノズル種別であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。装着対象のノズル種別は、例えば、制御部９が加工テーブルＤ４を参照して決定されている。また、制御部９は、認識されたノズル種別が装着対象のノズル種別でないと判定した場合（ステップＳ５２；ＮＯ）、またはステップＳ５でノズル種別の認識に失敗したと判定した場合、基準位置を次のスロット２６に更新し（ステップＳ５３）、ステップＳ３１からステップＳ５の処理を繰り返す。
【００６６】  制御部９は、認識されたノズル種別が装着対象のノズル種別であると判定した場合（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、このノズル１３を加工ヘッド３に装着させる（ステップＳ５４）。すなわち、制御部９は、装着対象のノズル１３が見つかった場合、次のノズル１３の認識を行わないで、装着対象のノズル１３を加工ヘッド３に装着させる。この場合、撮像部６は、加工ヘッド３内を介して画像を取得しているので、加工ヘッド３を大きく移動させることなく、加工ヘッド３にノズル１３を装着でき、ノズル装着に要する時間を短縮できる。詳細には、加工ヘッド３の外で撮像部６が撮像する場合には、加工ヘッド３及び撮像部６が互いに異なる位置にあるため、装着対象のノズル１３が見つかったときに、撮像部６がノズル１３に対向する撮像位置から、加工ヘッド３がノズル１３に対向する装着位置に、加工ヘッド３を移動させる必要がある。一方、加工ヘッド３内を介して画像を撮像する場合には、撮像位置と装着位置が同一又は近接しているため、加工ヘッド３を移動させずに、又は、加工ヘッド３を微調整することで、加工ヘッド３をノズル１３に装着できる。
【００６７】  なお、制御部９は、装着対象のノズル１３が見つかるまでに識別したノズル種別をノズル管理テーブルＤ３に登録してもよい。この場合、次回以降のノズル交換において、装着対象のノズル１３がノズル管理テーブルＤ３に登録されている場合には、ノズル管理テーブルＤ３を用いてノズル交換を行うことができる。また、次回以降のノズル交換において、装着対象のノズル１３がノズル管理テーブルＤ３にない場合には、ノズル管理テーブルＤ３にないノズル位置からノズル識別を行う。これにより識別するノズル１３の数を削減できる。また、装着対象のノズル１３がノズル管理テーブルＤ３に登録されている場合、そのノズル位置で改めてノズル識別を行ってもよい。改めて行ったノズル識別の結果とノズル管理テーブルＤ３の情報が合致する場合にはノズル１３を装着し、合致しない場合にはノズル１３の装着を中止して異常などをオペレータに報知してもよい。
【００６８】  加工ヘッド３にノズル１３を装着後、制御部９は、レーザ発振機２を制御し、加工ヘッド３からワークＷの加工位置にレーザ光を照射してワークＷの加工を行う。その際、制御部９は、撮像部６を制御し、レーザ光によるワークＷの加工状態を撮像部６により撮像させる。制御部９の加工状態検出部４５は、加工中又は加工済みのワークＷを撮像部６が撮像した画像から、ワークＷの加工状態を検出する。加工状態検出部４５は、ワークＷの加工状態の検出として、ワークＷの加工状態の良否を判断してもよい。また、加工状態検出部４５は、ワークＷの画像からレーザ加工の切断幅等の数値情報を抽出してもよい。制御部９は、この数値情報に基づいて、レーザ加工のフィードバック制御を実行してもよい。このように、撮像部６をノズル１３の識別と加工状態の検出との双方に共用でき、装置コストの増加を抑制できる。
【００６９】  図１３は、照明部の他の例を示す図である。図１３において、図１及び図２と同様の部材には同様の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図１３に示すように、照明部７Ａは、加工ヘッド３の下方においてボディ１１の外部に設けられている。照明部７Ａは、ボディ１１の下端部に支持されている。照明部７Ａは、複数の光源（例えばＬＥＤなど）がリング状に配置された光源ユニット３７を備えている。このように、照明部７Ａが加工ヘッド３に対して外付けされることにより、照明部７Ａの交換や点検が容易となる。
【００７０】  以上、実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した各要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した各要件は、適宜組み合わせることができる。また、上記した実施形態は、撮像部６による撮像倍率について言及していないが、例えば、撮像部６による画像認識エリアＦＶを低倍率または高倍率に切り替えて撮像してもよい。この場合、まず画像認識エリアＦＶを低倍率で撮像し、識別マークＭの存在を確認した後にその位置に画像認識エリアＦＶの中心を移動させつつ高倍率での撮像に切り替え、識別マークＭを拡大した状態で撮像してもよい。
【符号の説明】
【００７１】  １・・・レーザ加工機、３・・・加工ヘッド、４・・・移動部、５・・・ノズル収容部、６・・・撮像部、７、７Ａ・・・照明部、１３、１３Ａ〜１３Ｄ・・・ノズル、２３・・・ノズル穴、４１・・・ノズル識別部、４２・・・ノズル判定部、４３・・・装着ノズル特定部、４４・・・ノズル装着指示部、４５・・・加工状態検出部、Ｗ・・・ワーク、Ｄ３・・・ノズル管理テーブル、Ｄ４・・・加工テーブル、Ｍ、ＭＡ〜ＭＥ・・・識別マーク、Ｍ１・・・主要部、Ｍ２・・・基準マーク、ＦＶ・・・画像認識エリア
【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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【国際調査報告】
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