(57)【要約】【課題】ワークの表面形状の誤差補正を行うことができる加工システム及び加工方法を提供する。【解決手段】ワークを所定の位置及び姿勢で基準治具に設置する場合について、基準治具による基準点座標でのワーク表面形状データ及び加工制御用データを作成し、サーバに保存しておき（Ｓ１〜Ｓ２）、所定の位置及び姿勢で基準治具に設置したワークに対し、３次元計測を行い、基準点座標を規定し、３次元計測によるワーク表面形状データを基準点座標に座標変換し、座標変換後のワーク表面形状データとサーバに保存したワーク表面形状データとの差をギャップデータとして求め（Ｓ３〜Ｓ６）、所定の位置及び姿勢で基準治具に設置したワークに対し、基準点座標を規定し、加工制御用データをギャップデータで補正し、基準点座標上において、補正後の加工制御用データを用いて、ワークを加工する（Ｓ７〜Ｓ９）。【選択図】図２
2017037460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準治具と記憶装置と３次元計測装置と加工装置とを備え、
前記基準治具は、少なくとも３つの基準支柱を有し、前記基準支柱の各々の所定箇所により形成される座標基準面を基準とする空間座標が基準点座標として規定されるものであり、
前記記憶装置は、加工対象のワークを所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置する場合について、前記基準点座標での前記ワークのワーク表面形状データ及び加工制御用データを予め有し、
前記３次元計測装置は、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準治具と共に３次元計測を行う３次元スキャナと、前記基準支柱の前記所定箇所の前記３次元計測により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記３次元計測によるワーク表面形状データを前記基準点座標に座標変換し、座標変換後の前記ワーク表面形状データと前記記憶装置が有する前記ワーク表面形状データとの差をギャップデータとして求める演算手段とを有し、
前記加工装置は、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準支柱の前記所定箇所の位置認識をするセンサと、前記ワークを加工する工具と、前記基準支柱の前記所定箇所の前記位置認識により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記加工制御用データを前記ギャップデータで補正し、前記基準点座標上において、補正後の前記加工制御用データを用いて前記工具を制御して、前記ワークを加工する制御手段とを有する
ことを特徴とする加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載の加工システムにおいて、
前記基準点座標は、任意の２つの前記基準支柱の前記所定箇所を通る第１の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれか１つの軸とし、他の任意の１つの前記基準支柱の前記所定箇所を通り、かつ、前記第１の軸線に垂直な第２の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線とした軸以外のいずれか１つの軸とし、前記第１の軸線と前記第２の軸線との交点を通り、かつ、前記第１の軸線及び前記第２の軸線に垂直な第３の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線及び前記第２の軸線とした軸以外の軸とする直交座標である
ことを特徴とする加工システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の加工システムにおいて、
前記演算手段は、前記ワークに穴を形成する場合、前記記憶装置が有する前記加工制御用データにおける前記穴の中心位置及び前記穴の中心線の方向と座標変換後の前記ワーク表面形状データとに基づいて、前記中心線が前記３次元計測で計測した前記ワークの表面と交わる交点位置を求め、前記中心位置と前記交点位置との距離から前記ギャップデータを構成するギャップを求める
ことを特徴とする加工システム。
【請求項４】
基準治具と記憶装置と３次元計測装置と加工装置とを用いる加工方法であって、
前記基準治具が有する少なくとも３つの基準支柱を用い、前記基準支柱の各々の所定箇所により形成される座標基準面を基準とする空間座標を基準点座標として規定し、
加工対象のワークを所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置する場合について、前記基準点座標での前記ワークのワーク表面形状データ及び加工制御用データを前記記憶装置に予め保存しておき、
前記３次元計測装置を用い、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準治具と共に３次元計測を行い、前記基準支柱の前記所定箇所の前記３次元計測により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記３次元計測によるワーク表面形状データを前記基準点座標に座標変換し、座標変換後の前記ワーク表面形状データと前記記憶装置に保存した前記ワーク表面形状データとの差をギャップデータとして求め、
前記加工装置を用い、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準支柱の前記所定箇所を当該装置のセンサで位置認識して当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記加工制御用データを前記ギャップデータで補正し、前記基準点座標上において、補正後の前記加工制御用データを用いて前記加工装置の工具を制御して、前記ワークを加工する
ことを特徴とする加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の加工方法において、
前記基準点座標は、任意の２つの前記基準支柱の前記所定箇所を通る第１の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれか１つの軸とし、他の任意の１つの前記基準支柱の前記所定箇所を通り、かつ、前記第１の軸線に垂直な第２の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線とした軸以外のいずれか１つの軸とし、前記第１の軸線と前記第２の軸線との交点を通り、かつ、前記第１の軸線及び前記第２の軸線に垂直な第３の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線及び前記第２の軸線とした軸以外の軸とする直交座標である
ことを特徴とする加工方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の加工方法において、
前記ワークに穴を形成する場合、前記記憶装置に保存した前記加工制御用データにおける前記穴の中心位置及び前記穴の中心線の方向と座標変換後の前記ワーク表面形状データとに基づいて、前記中心線が前記３次元計測で計測した前記ワークの表面と交わる交点位置を求め、前記中心位置と前記交点位置との距離から前記ギャップデータを構成するギャップを求める
ことを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工システム及び加工方法に関し、特に、ワークの表面形状の誤差補正を行って加工を行う加工システム及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の位置にある基準点によって、全体的な座標系におけるセンサユニットの位置を決定し、センサユニットが有するスキャナユニットからの測定対象のデータを全体的な座標系に変換する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５０５８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋳物素材等のワークには成形誤差があり、精密鋳造法でワークを鋳造したとしても、±０．５ｍｍ程度の成形誤差がでる。そのようなワークに対して加工を行う場合、成形誤差を考慮して加工を行わないと、最終的な製品の加工精度がでない、加工品質が悪いという問題が起こるおそれがある。例えば、レーザ加工機を用いて加工を行う場合には、焦点誤差を±０．１ｍｍ以内に抑える必要があるが、上述した鋳物素材等のワークでは、その成形誤差によりレーザの焦点が合わなくなり、そのため、加工径が大きくなる、酸化層が増える、だれが起こる、焼きすぎる等の加工精度、加工品質の問題が起こりうる。
【０００５】
なお、特許文献１に記載の技術を用いることにより、ワーク自体の成形誤差を測定することは可能であるが、測定した成形誤差を加工装置で使用するためには、座標変換等の工夫が必要であり、そのままでは使用することはできない。又、加工装置で使用するための座標変換の際には、その座標変換の計算が煩雑になると共に、計算誤差が生じるおそれもある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ワークの表面形状の誤差補正を行うことができる加工システム及び加工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】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る加工システムは、
基準治具と記憶装置と３次元計測装置と加工装置とを備え、
前記基準治具は、少なくとも３つの基準支柱を有し、前記基準支柱の各々の所定箇所により形成される座標基準面を基準とする空間座標が基準点座標として規定されるものであり、
前記記憶装置は、加工対象のワークを所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置する場合について、前記基準点座標での前記ワークのワーク表面形状データ及び加工制御用データを予め有し、
前記３次元計測装置は、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準治具と共に３次元計測を行う３次元スキャナと、前記基準支柱の前記所定箇所の前記３次元計測により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記３次元計測によるワーク表面形状データを前記基準点座標に座標変換し、座標変換後の前記ワーク表面形状データと前記記憶装置が有する前記ワーク表面形状データとの差をギャップデータとして求める演算手段とを有し、
前記加工装置は、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準支柱の前記所定箇所の位置認識をするセンサと、前記ワークを加工する工具と、前記基準支柱の前記所定箇所の前記位置認識により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記加工制御用データを前記ギャップデータで補正し、前記基準点座標上において、補正後の前記加工制御用データを用いて前記工具を制御して、前記ワークを加工する制御手段とを有する
ことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第２の発明に係る加工システムは、
上記第１の発明に記載の加工システムにおいて、
前記基準点座標は、任意の２つの前記基準支柱の前記所定箇所を通る第１の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれか１つの軸とし、他の任意の１つの前記基準支柱の前記所定箇所を通り、かつ、前記第１の軸線に垂直な第２の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線とした軸以外のいずれか１つの軸とし、前記第１の軸線と前記第２の軸線との交点を通り、かつ、前記第１の軸線及び前記第２の軸線に垂直な第３の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線及び前記第２の軸線とした軸以外の軸とする直交座標である
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第３の発明に係る加工システムは、
上記第１又は第２の発明に記載の加工システムにおいて、
前記演算手段は、前記ワークに穴を形成する場合、前記記憶装置が有する前記加工制御用データにおける前記穴の中心位置及び前記穴の中心線の方向と座標変換後の前記ワーク表面形状データとに基づいて、前記中心線が前記３次元計測で計測した前記ワークの表面と交わる交点位置を求め、前記中心位置と前記交点位置との距離から前記ギャップデータを構成するギャップを求める
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第４の発明に係る加工方法は、
基準治具と記憶装置と３次元計測装置と加工装置とを用いる加工方法であって、
前記基準治具が有する少なくとも３つの基準支柱を用い、前記基準支柱の各々の所定箇所により形成される座標基準面を基準とする空間座標を基準点座標として規定し、
加工対象のワークを所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置する場合について、前記基準点座標での前記ワークのワーク表面形状データ及び加工制御用データを前記記憶装置に予め保存しておき、
前記３次元計測装置を用い、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準治具と共に３次元計測を行い、前記基準支柱の前記所定箇所の前記３次元計測により当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記３次元計測によるワーク表面形状データを前記基準点座標に座標変換し、座標変換後の前記ワーク表面形状データと前記記憶装置に保存した前記ワーク表面形状データとの差をギャップデータとして求め、
前記加工装置を用い、前記所定の位置及び姿勢で前記基準治具に設置した前記ワークに対し、前記基準支柱の前記所定箇所を当該装置のセンサで位置認識して当該装置での前記基準点座標を規定すると共に、前記加工制御用データを前記ギャップデータで補正し、前記基準点座標上において、補正後の前記加工制御用データを用いて前記加工装置の工具を制御して、前記ワークを加工する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第５の発明に係る加工方法は、
上記第４の発明に記載の加工方法において、
前記基準点座標は、任意の２つの前記基準支柱の前記所定箇所を通る第１の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれか１つの軸とし、他の任意の１つの前記基準支柱の前記所定箇所を通り、かつ、前記第１の軸線に垂直な第２の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線とした軸以外のいずれか１つの軸とし、前記第１の軸線と前記第２の軸線との交点を通り、かつ、前記第１の軸線及び前記第２の軸線に垂直な第３の軸線を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの前記第１の軸線及び前記第２の軸線とした軸以外の軸とする直交座標である
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第６の発明に係る加工方法は、
上記第４又は第５の発明に記載の加工方法において、
前記ワークに穴を形成する場合、前記記憶装置に保存した前記加工制御用データにおける前記穴の中心位置及び前記穴の中心線の方向と座標変換後の前記ワーク表面形状データとに基づいて、前記中心線が前記３次元計測で計測した前記ワークの表面と交わる交点位置を求め、前記中心位置と前記交点位置との距離から前記ギャップデータを構成するギャップを求める
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設計データ用の記憶装置と３次元計測装置と加工装置の各装置において、基準治具による同一の基準点座標を用いることにより、同一の基準点座標において、設計上のワークの表面形状と３次元計測による実際のワークの表面形状との差を求め、実際のワークの表面形状の誤差補正を行って、ワークに対する加工を行うことができる。その結果、加工の品質及び精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る加工システムの実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る加工方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した加工システム及び図２に示した加工方法を説明する図であり、（ａ）は、ワークを設置する基準治具の座標基準面を説明する図、（ｂ）は、その基準点座標を説明する図である。
【図４】図１に示した加工システム及び図２に示した加工方法を説明する図であって、形状誤差となるギャップの求め方を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る加工システム及び加工方法の実施形態について、図１〜図４を参照して説明を行う。なお、ここでは、加工装置の一例として、レーザ加工機を例示するが、本発明は、他の加工装置の場合にも適用可能である。
【００１６】
［実施例１］
最初に、図１を参照して、本実施例の加工システムの構成を説明する。本実施例の加工システムは、Ethernet（登録商標）等のネットワーク１０を介して、加工マスタデータＰＣ（以降、マスタＰＣ）１２とデータベースサーバＰＣ（以降、サーバＰＣ）１４と３次元計測装置２０とレーザ加工機３０とが互いに通信可能に接続された構成である。なお、サーバＰＣ１４は、設計データ用の記憶装置として機能し、ここでは、３次元計測装置２０やレーザ加工機３０と独立して設けているが、３次元計測装置２０やレーザ加工機３０に記憶装置を設け、当該記憶装置をサーバＰＣ１４の代わりに使用しても良い。
【００１７】
マスタＰＣ１２は、ＣＡＤ／ＣＡＭ（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing）用のコンピュータであり、設計データとして、加工対象のワークＷの表面形状を表すワーク表面形状データと共に、ワークＷを加工するための加工制御用データを作成するものである。ここでは、加工制御用データとして、ワークＷに対するレーザ加工機３０による穴開け加工の加工制御用データが予め作成されている。
【００１８】
マスタＰＣ１２においては、所定の空間座標におけるワーク表面形状データ及び加工制御用データを予め作成している。ここで、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、所定の空間座標について説明する。この所定の空間座標とは、３つの基準支柱５２を有する基準治具５０にワークＷを所定の位置及び姿勢で設置する場合において、３つの基準支柱５２の所定箇所（例えば、それらの上面の中心）により形成される座標基準面５３を基準とする空間座標のことである。この所定の空間座標を基準点座標とし、後述するように、３次元計測装置２０やレーザ加工機３０でも用いている。
【００１９】
上述した基準治具５０は、具体的には、平板状の基台５１と、基台５１の上面に設けられた３本の円柱状の基準支柱５２とからなり、基台５１の上面がワークＷを設置する設置基準面５４となっている。基準支柱５２は、少なくとも３本あれば良いが、好ましくは４本又は５本あれば、後述する３次元計測装置２０及びレーザ加工機３０での計測の際に、その計測誤差を低減することができる。
【００２０】
マスタＰＣ１２では、ワークＷの基準治具５０への仮想的な設置を想定している。これは、ワークＷの基準治具５０への実際の設置と同一である。即ち、ワークＷ自体には通常加工基準面が設定されているので、ワークＷの加工基準面を基準治具５０の設置基準面５４に設置し、基準支柱５２やクランプなどにより、ワークＷの位置がずれないようにすれば、所定の位置及び姿勢でワークＷを基準治具５０に実際に設置することになる（図３（ａ）、（ｂ）参照）。マスタＰＣ１２では、これと同一の位置及び姿勢でワークＷを基準治具５０へ仮想的に設置した場合を想定して、上記データを作成している。
【００２１】
再び、図１を参照すると、マスタＰＣ１２で作成されたワーク表面形状データ及び加工制御用データは、ネットワーク１０を介して、サーバＰＣ１４へ送られる。サーバＰＣ１４は、ワーク表面形状データ及び加工制御用データと共に、後述するギャップデータを保存する。このサーバＰＣ１４は、加工情報管理システムとして機能し、レーザ加工機３０は、ギャップデータ、加工制御用データなどを参照して、ワークＷを加工することになる。
【００２２】
３次元計測装置２０は、３次元スキャナ２１と計測ＰＣ２２（演算手段）とを有する。なお、この計測ＰＣ２２に代えて、シーケンサでも良い。３次元計測装置２０では、計測ＰＣ２２により３次元スキャナ２１を制御しており、基準治具５０に所定の位置及び姿勢で設置したワークＷに対し、基準治具５０と共に３次元計測を行っている。
【００２３】
詳細は後述するが、３次元計測装置２０は、３次元計測により基準治具５０の基準支柱５２を位置認識し、３次元計測装置２０における基準点座標を規定した後、３次元計測によるワーク表面形状データを基準点座標に座標変換し、その後、座標変換したワーク表面形状データとサーバＰＣ１４に保存してあるワーク表面形状データとの差を比較して、ギャップデータを求めている。ここで求めたギャップデータも、ネットワーク１０を介して、サーバＰＣ１４へ送られて、保存されることになる。
【００２４】
レーザ加工機３０は、ハブ３１と、操作パネル３２と、制御ユニット３３（制御手段）と、レーザ発振器３４と、加工ヘッド３５と、センサ３６とを有している。これら機器同士は、直接又はハブ３１を介して、互いに通信可能に接続されている。ユーザは、操作パネル３２によりレーザ加工の条件等を設定し、制御ユニット３３は、設定された条件に基づいて、レーザ発振器３４及び加工ヘッド３５を制御して、基準治具５０に所定の位置及び姿勢で設置したワークＷに対し、レーザ加工を行うことになる。なお、センサ３６としては、対象物の位置認識ができれば、上述した３次元スキャナのようなものでも良いし、他のものでも良い。
【００２５】
詳細は後述するが、レーザ加工機３０は、ワークＷの形状誤差を補正するため、センサ３６により基準治具５０の基準支柱５２を位置認識し、レーザ加工機３０における基準点座標を規定した後、サーバＰＣ１４に保存してある加工制御用データ及びギャップデータを参照して、加工制御用データをギャップデータで補正しており、補正後の加工制御用データを用いることにより、ワークＷの形状誤差を補正して、ワークＷのレーザ加工を行っている。
【００２６】
次に、上述した加工システムにおける加工方法について、図１と共に、図２、図３（ａ）、（ｂ）及び図４も参照して説明する。なお、図４は、図３（ｂ）におけるワークＷのＸ軸方向の断面の表面部分に該当する。
【００２７】
（ステップＳ１）
３本の基準支柱５２を有する基準治具５０に加工対象のワークＷを所定の位置及び姿勢で設置する場合について、３本の基準支柱５２の所定箇所、例えば、それらの上面の中心により形成される座標基準面５３を基準とする基準点座標でのワーク表面形状データ及び加工制御用データをマスタＰＣ１２で予め作成する。
【００２８】
基準点座標については、まず、図３（ａ）に示すように、３本の基準支柱５２の上面の中心により、座標基準面５３を設定し、次に、図３（ｂ）に示すように、３本の基準支柱５２の上面の中心を通る軸線を設定し、これにより、原点及びＸＹＺ軸を決め、原点及びＸＹＺ軸からなる直交座標を設定することにより、基準点座標となる空間座標を設定する。
【００２９】
例えば、２本の基準支柱５２の上面の中心を通る第１の軸線をＸ軸とし、残りの１本の基準支柱５２の上面の中心を通り、かつ、第１の軸線（Ｘ軸）に垂直な第２の軸線をＹ軸とし、第１の軸線（Ｘ軸）と第２の軸線（Ｙ軸）との交点（原点）を通り、かつ、第１の軸線（Ｘ軸）及び第２の軸線（Ｙ軸）に垂直な第３の軸線をＺ軸として、原点及びＸＹＺ軸を決めている。ここでは、座標基準面５３が、Ｚ＝０のときのＸＹ平面であり、基準点座標の基準面となる。そして、マスタＰＣ１２で作成したワーク表面形状データ及び加工制御用データは、この基準点座標に基づいて作成される。なお、第１の軸線、第２の軸線及び第３の軸線に対して、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を互いに入れ換えて、ＸＹＺ軸を決めても良い。
【００３０】
（ステップＳ２）
作成したワーク表面形状データ及び加工制御用データをサーバＰＣ１４に予め保存しておく。なお、ワーク表面形状データ及び加工制御用データの作成は、サーバＰＣ１４で行っても良く、その場合、マスタＰＣ１２は省略可能である。
【００３１】
（ステップＳ３）
３次元計測装置２０において、その３次元スキャナ２１を用いて、上記と同様の所定の位置及び姿勢で基準治具５０に設置したワークＷに対し、基準治具５０と共に３次元計測を行う。
【００３２】
（ステップＳ４）
３次元計測装置２０の計測ＰＣ２２を用い、基準治具５０に対する３次元計測から基準治具５０の基準支柱５２の上面の中心（３次元計測装置２０の座標系における座標）を認識し、認識した基準支柱５２の上面の中心に基づいて座標基準面５３を設定し、設定した座標基準面５３に基づいて３次元計測装置２０での基準点座標を規定する。３次元計測装置２０での基準点座標は、上記の図３（ｂ）で説明した基準点座標と同一である。
【００３３】
（ステップＳ５）
３次元計測装置２０の計測ＰＣ２２を用い、３次元計測によるワーク表面形状データを上述した基準点座標に座標変換する。つまり、３次元計測装置２０の座標系から基準点座標の座標系に座標変換する。
【００３４】
（ステップＳ６）
座標変換後のワーク表面形状データとサーバＰＣ１４に保存してあるワーク表面形状データとの差（距離）をギャップデータとして求める。
【００３５】
上記ギャップデータについて、図４を参照して説明する。サーバＰＣ１４に保存してあるワーク表面形状データに基づくワークＷの表面Ｆ１と、３次元計測によるワーク表面形状データに基づくワークＷの表面Ｆ２は、同一の基準点座標で表されているので、図４に示すように、同一の基準点座標上に表すことができる。そして、同一の基準点座標上において、設計上のワークＷの表面Ｆ１と実測した実際のワークＷの表面Ｆ２の差（距離）をギャップＧとして計算することができる。
【００３６】
本実施例では、レーザ加工機３０を用いて、ワークＷに穴開け加工を行うので、穴開け加工の品質及び精度を上げるには、焦点位置を表面に正しく合わせることが重要である。例えば、表面Ｆ１の任意の穴Ｐ１に着目すると、穴Ｐ１の中心位置（座標：Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）と穴Ｐ１の中心線Ｃの方向の位相のベクトル表示（ｉ、ｊ、ｋ）と座標変換後のワーク表面形状データを数値データとして解析ソフトに入力し、中心線Ｃが表面Ｆ２と交わる交点Ｐ２の交点位置（座標：Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を求め、求めた交点Ｐ２の交点位置と穴Ｐ１の中心位置との差（距離）からギャップＧを計算することができる。このギャップＧが、設計上のワークＷと実際のワークＷとにおける穴開け加工の焦点距離の違いとなる。なお、ｉ、ｊ、ｋは、各軸のベクトル表示である。
【００３７】
以上のような手順を、他に必要な加工位置で同様に行うことにより、上述したギャップデータを求めることになる。求めたギャップデータは、実際のワークＷの表面に焦点位置を正しく合わせるため、後述するレーザ加工機３０で用いられる。
【００３８】
（ステップＳ７）
レーザ加工機３０において、そのセンサ３６を用い、上記と同様の所定の位置及び姿勢で基準治具５０に設置したワークＷに対し、基準治具５０の基準支柱５２の上面の中心（レーザ加工機３０の座標系における座標）を位置認識する。
【００３９】
（ステップＳ８）
レーザ加工機３０の制御ユニット３３を用い、センサ３６で位置認識した基準支柱５２の上面の中心に基づいて座標基準面５３を設定し、設定した座標基準面５３に基づいてレーザ加工機３０での基準点座標を規定する。レーザ加工機３０での基準点座標も、上記の図３（ｂ）で説明した基準点座標と同一である。
【００４０】
（ステップＳ９）
レーザ加工機３０の制御ユニット３３を用い、サーバＰＣ１４に保存してある加工制御用データを上述したギャップデータで補正し、レーザ加工機３０で規定した基準点座標上において、補正後の加工制御用データを用いて、ワークＷを加工する工具となるレーザ発振器３４及び加工ヘッド３５を制御し、ワークＷの穴開け加工を行う。このとき、サーバＰＣ１４に保存してある加工制御用データを上述したギャップデータで補正しているので、実際のワークＷの表面に正しく焦点位置を合わせることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例では、各装置で異なる座標系を、基準治具５０を用いることにより、同一の基準点座標に揃えており、この基準点座標に基づいて、ワークＷの表面形状の誤差補正を行って、ワークＷの穴開け加工を行うことができる。その結果、穴開け加工時の焦点位置を適切に合わせることができ、穴開け加工の品質及び精度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、製造上の誤差があるワークに対して加工を行う場合に好適なものであり、例えば、成形誤差がある鋳物素材等のワークの加工に好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ネットワーク
１２  マスタＰＣ
１４  サーバＰＣ
２０  ３次元計測装置
２１  ３次元スキャナ
２２  計測ＰＣ
３０  レーザ加工機
３３  制御ユニット
３４  レーザ発振器
３５  加工ヘッド
３６  センサ
５０  基準治具
５１  基台
５２  基準支柱
５３  座標基準面
５４  設置基準面
【図１】
2017037460.tif 000003
【図２】
2017037460.tif 000004
【図３】
2017037460.tif 000005
【図４】
2017037460.tif 000006