WO2023047879A1 - ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法 - Google Patents

ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023047879A1
WO2023047879A1 PCT/JP2022/031947 JP2022031947W WO2023047879A1 WO 2023047879 A1 WO2023047879 A1 WO 2023047879A1 JP 2022031947 W JP2022031947 W JP 2022031947W WO 2023047879 A1 WO2023047879 A1 WO 2023047879A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
workpiece
work
imaging unit
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/031947
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将吾 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Machinery Ltd filed Critical Murata Machinery Ltd
Priority to EP22872635.2A priority Critical patent/EP4406685A4/en
Priority to CN202280061562.XA priority patent/CN117940246A/zh
Priority to KR1020247009454A priority patent/KR20240045331A/ko
Priority to US18/692,382 priority patent/US20240383089A1/en
Publication of WO2023047879A1 publication Critical patent/WO2023047879A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/2428—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves for measuring existing positions of tools or workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work for planar work
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37575—Pre-process, measure workpiece before machining
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45041—Laser cutting

Definitions

  • the present invention relates to a work position determination device, a laser processing device, and a work position determination method.
  • a laser processing apparatus includes a processing unit that laser-processes a plate-shaped work having a flat portion by irradiating the work with a laser beam.
  • laser processing may be further performed on a workpiece that has already been processed by another processing apparatus such as a press machine.
  • another processing apparatus such as a press machine.
  • correcting the coordinate system of the processing portion for example, the position of a reference hole formed in the work or the position of the outer peripheral end surface of the work is detected, and the coordinate system of the processing portion is corrected based on the detection result.
  • a sensor such as a touch probe or camera is used to detect the reference hole or end face of the workpiece.
  • This sensor is moved along the flat surface of the workpiece by a drive unit.
  • a control unit that controls the driving unit moves the sensor along the workpiece based on an estimated position given in advance as positional information of the reference hole or the end surface.
  • the detection result by the sensor is sent to the control section, and the control section determines whether or not the boundary has been detected.
  • the coordinates of one point on the boundary are obtained based on the detection result, and the driving unit repeatedly moves the sensor to obtain the coordinates of the next point on the boundary (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a work position determination device, a laser processing device, and a work position determination method that can shorten the time required to determine the position of a work.
  • a work position determination device includes an imaging unit, a driving unit that relatively moves the imaging unit with respect to a work having a flat surface in a plane direction parallel to the flat surface, and an imaging unit that is configured in a plan view.
  • a control unit that controls the driving unit to move along a prescribed trajectory that passes through a plurality of locations of the boundary part in the plane part, and image information captured by the imaging unit while the imaging unit moves along the prescribed trajectory, and a storage unit for storing coordinate information of the imaging unit when each image information was captured, and based on the image information and the coordinate information stored in the storage unit, the position corresponding to the boundary portion in the planar direction of the workpiece is determined.
  • a position determination unit and a deviation determination unit that determines deviation of the workpiece from the reference position based on the determination result of the position determination unit.
  • a laser processing apparatus is a laser processing apparatus including a processing unit that processes a work having a flat portion by irradiating the work with a laser beam, and the work position determination device of the above-described aspect. Prepare.
  • the work position determination method provides a specified trajectory for a work having a flat portion in a plane direction parallel to the flat portion and passing through a plurality of locations of the boundary portion of the flat portion in a plan view.
  • the image information captured by the image capturing unit while the image capturing unit moves along a prescribed trajectory, and the coordinate information of the image capturing unit when each image information was captured are stored.
  • determining the position corresponding to the boundary portion in the planar direction of the work based on the stored image information and coordinate information; and determining the position of the work relative to the reference position based on the determination result of the position corresponding to the boundary portion. determining the deviation.
  • the imaging unit is moved along a prescribed locus, and image information captured by the imaging unit during this movement is stored in the storage unit. Since the position of the workpiece is obtained based on the stored image information, feedback control of the driving section based on the image information captured by the imaging section is not required. For this reason, it is not necessary to consider delays in image processing calculations and delays in communication such as movement commands with respect to the movement of the imaging unit, so the time required to determine the position of the workpiece can be shortened. As a result, the work efficiency can be improved.
  • the imaging optical system in the imaging unit is provided coaxially with the laser light irradiation optical system in the processing unit of the laser processing apparatus that processes the work by irradiating the work with laser light.
  • control unit is arranged such that the imaging unit moves along a prescribed trajectory passing through a plurality of locations on the inner peripheral edge of the reference hole in plan view while capturing an image of the reference hole provided in the work. and the position determination unit may calculate the position of the center of the reference hole in the workpiece. According to this aspect, by moving the imaging section along a prescribed trajectory, it is possible to efficiently acquire image information at a plurality of locations on the inner peripheral edge of the reference hole, and accurately calculate the center position from the image information.
  • control unit may control the driving unit so that the imaging unit moves along a trajectory that draws a prescribed point-symmetrical shape or line-symmetrical shape in plan view. According to this aspect, it is possible to efficiently acquire image information at a plurality of locations on the inner peripheral edge of the reference hole. Furthermore, by imaging the boundary portion from a plurality of directions, the robustness of the determination accuracy by the position determination unit can be improved. Further, in the work position determination device of the aspect described above, the observation range of one image captured by the imaging section may be smaller than the reference hole. According to this aspect, since the observation range is smaller than the reference hole, the image information of the inner peripheral edge of the reference hole can be obtained with high accuracy.
  • the control unit drives the imaging unit to move along a prescribed trajectory that passes through a plurality of locations on the edge in plan view while capturing an image of the edge corresponding to the side of the workpiece. and the position determination unit may determine the position of the edge on the workpiece. According to this aspect, it is possible to efficiently acquire the image information of the end portion corresponding to the side of the workpiece by moving the imaging section along the prescribed locus. Further, in the workpiece position determination device of the aspect described above, the control unit may control the driving unit so that the imaging unit moves along a prescribed linear, curved, zigzag, or spiral trajectory in plan view. good. According to this aspect, it is possible to efficiently acquire image information at a plurality of locations at the end of the work.
  • the position determination unit selects image information used for determining the position of the boundary portion from among the plurality of image information captured by the imaging unit, and selects image information corresponding to the selected image information.
  • the position of the boundary portion may be determined based on the coordinate information. According to this aspect, image information less than all the captured image information is processed, so it is possible to speed up the determination process.
  • the shift determination unit determines the shift amount in each of the first direction and the second direction orthogonal to the reference position from the determination result of the position of at least one boundary portion. good too.
  • the shift determination unit determines, from the determination results of the positions of the boundary portions at least three locations, the shift amount in each of the first and second directions perpendicular to the reference position, and the shift amount in the first direction.
  • An amount of rotation about an axis in a third direction orthogonal to the direction and the second direction may be determined. According to this aspect, since the amount of shift in each of the first and second directions and the amount of rotation about the axis in the third direction are determined, it is possible to accurately determine the deviation of the workpiece from the reference position.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between a reference hole and an observation range of an imaging unit
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a relationship between an end portion and an observation range of an imaging unit
  • A) and (B) are diagrams showing examples of prescribed trajectories set for reference holes.
  • A) and (B) are diagrams showing examples of prescribed trajectories set for reference holes.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of an imaging unit;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of an imaging unit;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of selecting image information in a position determination unit;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example in which a work is arranged at a reference position; It is a figure which shows an example of the determination result by a deviation
  • 4 is a flowchart showing an example of a workpiece position determination method according to the embodiment;
  • the direction indicated by the arrow is referred to as the + direction (eg, +X direction, +X side), and the direction opposite to the direction indicated by the arrow is referred to as the - direction (eg, -X direction, -X side). called.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a workpiece position determination device 40 and a laser processing device 1 according to an embodiment.
  • the workpiece position determination device 40 is included in the configuration of the laser processing device 1 .
  • the work position determination device 40 includes a head driving section (driving section) 20 , an imaging section 30 , a control section 41 , a storage section 42 , a position determination section 43 and a shift determination section 44 . Each part constituting the workpiece position determination device 40 will be described as appropriate when describing the laser processing device 1 .
  • the laser processing device 1 includes a processing section 100 .
  • the processing unit 100 can irradiate a laser beam L1 to cut a plate-like workpiece W to be processed.
  • the processing unit 100 performs laser processing (cutting processing, drilling processing) on the work W carried into the processing area. Carrying in the unprocessed work W to a position where laser processing by the processing unit 100 is possible and carrying out the processed work W from the position may be performed by moving a processing pallet 50, which will be described later, or not shown. It may be performed by a loader device or the like.
  • the laser processing apparatus 1 may be, for example, a multi-tasking machine in which the processing unit 100 is arranged adjacent to another processing apparatus such as a punch press.
  • the processing unit 100 includes a laser head 10, a lens driving unit 21, and a processing palette 50. Further, the processing section 100 shares the work position determining device 40 with the head driving section 20 and the imaging section 30 . That is, the processing section 100 includes a head driving section 20 and an imaging section 30 .
  • the laser head 10 has a head body 11 and a nozzle 12, and cuts and drills the work W by irradiating the flat portion Wa of the work W with a laser beam L1. When cutting the workpiece W, the laser head 10 irradiates the laser beam L1 and is driven by the head drive unit 20 to move the laser beam L1 along a predetermined cutting line.
  • the laser head 10 is connected to a laser light source such as a laser oscillator 60 or the like.
  • the laser oscillator 60 generates infrared laser light, for example, as the laser light L1.
  • the laser light source for example, a carbon dioxide gas laser light source or a solid laser light source may be used.
  • the laser head 10 has an irradiation optical system 61 .
  • the irradiation optical system 61 guides and then converges the laser beam L1 generated by the laser oscillator 60 .
  • the irradiation optical system 61 has an optical fiber 62 , a collimator 63 , a beam splitter 64 and a condenser lens 65 .
  • An optical fiber 62 connects the laser oscillator 60 and the laser head 10 .
  • a laser beam L1 from a laser oscillator 60 is introduced into the laser head 10 via an optical fiber 62 .
  • the collimator 63 converts the laser light L1 from the laser oscillator 60 into parallel light or brings it closer to parallel light.
  • the beam splitter 64 is arranged at a position where the laser beam L1 that has passed through the collimator 63 is incident.
  • the beam splitter 64 is a wavelength selection mirror having characteristics of reflecting the laser beam L1 and transmitting the illumination laser beam L2, which will be described later.
  • the laser beam L 1 is reflected by the beam splitter 64 , the optical path is bent from the X direction to the Z direction ( ⁇ Z side) by about 90 degrees, and enters the condenser lens 65 .
  • the condenser lens 65 condenses the laser beam L1 from the collimator 63 .
  • the condenser lens 65 is movable along the optical axis 63a.
  • the laser beam L1 is converged by the irradiation optical system 61 so as to form a spot with a predetermined diameter on the workpiece W. As shown in FIG.
  • the diameter of the spot can be adjusted, for example, by moving the condenser lens 65 with the lens drive section 21 .
  • the lens drive section 21 is controlled by the control section 41 .
  • the head main body 11 is arranged in the processing section 100 above (+Z side) the work W arranged in the processing area.
  • the head main body 11 is driven by the head driving section 20 so as to move relative to the workpiece W in the X, Y and Z directions.
  • the head driving unit 20 has, for example, a gantry movable in the X direction, a slider movable in the Y direction with respect to the gantry, and an elevating unit movable in the Z direction with respect to the slider.
  • the head drive unit 20 moves the head main body 11 to predetermined positions in the X, Y and Z directions by driving the gantry, the slider, and the elevating unit, respectively.
  • the head drive unit 20 is not limited to the above configuration, and may have another configuration such as a robot arm.
  • the nozzle 12 is attached to the lower side (-Z side) of the head body 11 so as to face the -Z direction (downward), and irradiate the laser light L1 in the -Z direction (downward).
  • the nozzle 12 is connected to an assist gas supply unit (not shown) through a gas supply pipe or the like, and supplies an assist gas (for example, nitrogen gas) from the assist gas supply unit toward a portion to be irradiated with the laser beam L1. supplied to W.
  • an assist gas for example, nitrogen gas
  • the processing unit 100 can illuminate the workpiece W with the illumination laser beam L2.
  • the laser array 70 emits illumination laser light L2 having a wavelength different from that of the laser light L1 from a plurality of laser elements.
  • the driving of the laser array 70 is controlled by the control unit 41 and stored in the housing 73 .
  • the illumination optical system 71 illuminates the work W with the illumination laser light L2 generated by the laser array 70 .
  • the illumination optical system 71 includes a collimator 72 , a half mirror 74 , a beam splitter 64 and a condenser lens 65 .
  • the illumination optical system 71 shares the beam splitter 64 and the condensing lens 65 with the irradiation optical system 61 , and performs epi-illumination via the condensing lens 65 .
  • the optical axis 72a on the light exit side of the illumination optical system 71 and the optical axis 63a on the light exit side of the irradiation optical system 61 are coaxial, and the illumination laser light L2 travels along the same optical path as the laser light L1.
  • the workpiece W is irradiated.
  • the collimator 72 is arranged at a position where the illumination laser light L2 from the laser array 70 is incident.
  • the collimator 72 converts the illumination laser light L2 from the laser array 70 into parallel light or brings it closer to parallel light.
  • the half mirror 74 is a reflecting/transmitting member having a characteristic of partially reflecting and partially transmitting the illumination laser beam L2.
  • the illumination laser beam L 2 is reflected by the half mirror 74 , the optical path is bent from the X direction to the Z direction ( ⁇ Z side) by about 90 degrees, and enters the beam splitter 64 .
  • the illumination laser beam L2 is condensed by the condensing lens 65 to illuminate the workpiece W. As shown in FIG.
  • the area illuminated by the illumination laser beam L2 is set so as to include a portion of the workpiece W irradiated with the laser beam L1. Also, the area illuminated by the illumination laser beam L2 can be changed by moving the condenser lens 65 by the lens drive unit 21 .
  • the imaging unit 30 images the plane portion Wa of the work W. Further, the imaging unit 30 images the cut portion of the work W irradiated with the laser beam L1.
  • the imaging unit 30 moves in the X direction, the Y direction, and the Z direction integrally with the head body 11 . That is, the head drive unit 20 is a drive unit that relatively moves the imaging unit in a plane direction parallel to the plane portion Wa of the work W. As shown in FIG.
  • the imaging unit 30 includes an imaging optical system 31 and an imaging device 32 , and detects light (returned light) from the workpiece W with the imaging device 32 via the imaging optical system 31 .
  • a CCD or CMOS image sensor is used as the imaging device 32 to capture an image formed by the imaging optical system 31 .
  • the imaging element 32 is provided with a plurality of pixels arranged two-dimensionally. Each pixel is provided with a light receiving element such as a photodiode.
  • the image sensor 32 sequentially reads charges (signals) generated in each pixel by light (return light) incident on the light receiving element, amplifies the read signals, A/D converts them, and arranges them in an image format. , to generate digital data of the captured image.
  • the imaging optical system 31 has a condenser lens 65 , a beam splitter 64 , a half mirror 74 , a wavelength selection filter 33 and an imaging lens 34 .
  • the imaging optical system 31 shares the condenser lens 65 and the beam splitter 64 with the irradiation optical system 61 .
  • the imaging unit 30 can image the workpiece W coaxially with the irradiation optical system 61 . That is, the optical axis 34 a of the imaging optical system 31 and the optical axis 63 a of the irradiation optical system 61 are coaxial at the condenser lens 65 and the beam splitter 64 .
  • the imaging device 32 is held by, for example, an alignment device 35 and its position with respect to the imaging optical system 31 can be adjusted by the alignment device 35 .
  • the alignment device 35 moves the imaging element 32.
  • the position of the imaging element 32 can be adjusted to the focal point of the imaging optical system 31 .
  • the image forming lens 34 may be moved in a direction parallel to the optical axis 34a to align the focus position with the imaging device 32.
  • Return light from the workpiece W passes through the condenser lens 65 and enters the beam splitter 64 .
  • the returned light includes, for example, the light reflected and scattered by the workpiece W in the illumination laser light L2 and the light derived from the irradiation of the laser light L1.
  • light originating from the illumination laser beam L 2 passes through the beam splitter 64 and enters the half mirror 74 .
  • the light originating from the irradiation of the laser beam L 1 is reflected by the beam splitter 64 and removed from the optical path from the beam splitter 64 to the half mirror 74 .
  • the return light that has entered the half mirror 74 is divided into light that passes through the half mirror 74 and enters the wavelength selection filter 33 and light that is reflected by the half mirror 74 .
  • the wavelength selection filter 33 has a characteristic of reflecting light in the wavelength band reflected by the workpiece W due to illumination with the illumination laser light L2. Further, the wavelength selection filter 33 has a characteristic of transmitting light in the wavelength band emitted from the workpiece W by irradiation with the laser beam L1.
  • the wavelength selection filter 33 is, for example, a dichroic mirror or a notch filter. That is, the light derived from the illumination laser beam L2 among the returned light is reflected by the wavelength selection filter 33 and enters the imaging lens 34 .
  • the imaging lens 34 converges the light reflected by the wavelength selection filter 33 onto the imaging device 32 .
  • the imaging lens 34 and the condenser lens 65 project an image of the workpiece W onto the imaging device 32 .
  • the imaging unit 30 mainly generates digital data of a captured image according to the light (return light) in the wavelength band reflected by the workpiece W due to the illumination laser beam L2.
  • the control unit 41 of the work position determination device 40 controls the image pickup unit 30 (head main body 11) to move the boundary portion Wb (see FIG. 3 etc.) of the flat surface portion Wa of the work W in plan view (when viewed in the Z direction).
  • the head drive unit 20 is controlled so as to move along a prescribed locus that passes through a plurality of locations.
  • the control unit 41 performs overall control of the processing unit 100 of the laser processing apparatus 1 . The details of the boundary portion Wb will be described later.
  • the storage unit 42 stores image information captured by the image capturing unit 30 while the image capturing unit 30 moves along the prescribed locus, and coordinate information of the image capturing unit 30 when each image information was captured.
  • the coordinate information of the imaging section 30 is the coordinate information of the plane portion Wa of the work W imaged by the imaging section 30 .
  • the position determination unit 43 determines the position corresponding to the boundary portion Wb in the planar direction of the workpiece W based on the image information and the coordinate information stored in the storage unit 42 .
  • the deviation determining section 44 determines the deviation of the workpiece W from the reference position based on the determination result of the position determining section 43 .
  • Reference position is used in the sense of including reference coordinates. As the reference position, for example, information of a position to be compared may be used, or preset reference coordinates may be used.
  • the deviation determining section 44 may determine the deviation of the work W from the reference coordinates from the coordinates of the position corresponding to the boundary portion Wb determined by the position determining section 43, for example. Processing in the control unit 41, the storage unit 42, the position determination unit 43, and the deviation determination unit 44 will be described later.
  • the machining pallet 50 carries the workpiece W and arranges the workpiece W in the machining area within the machining unit 100 .
  • the processing pallet 50 may be movable in the X direction, the Y direction, or the like, with the workpiece W placed thereon, by a driving device (not shown).
  • the processing pallet 50 has a base 51 and a support plate 52 .
  • the support plate 52 has a saw-toothed upper end portion 52 a and is provided in a plurality of rows on the base 51 .
  • a work W is placed on the support plate 52 . At this time, since the upper end portion 52a is serrated, the contact area with the workpiece W is reduced.
  • the support plate 52 is not limited to having a sawtooth shape, and may have, for example, a conical shape, a wave shape, or a plurality of pins. It is optional whether or not the processing pallet 50 is used. For example, in place of the machining pallet 50, a work placement section may be provided in the machining area within the machining section 100. FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the work W processed by the laser processing device 1.
  • the laser processing device 1 further performs laser processing on the workpiece W that has been processed (previously processed) by another processing device such as a press machine.
  • the workpiece W is, for example, a rectangular plate as a whole, and has a plane portion Wa and end portions We corresponding to four sides.
  • the workpiece W is formed with a hole portion Wc and a reference hole Wh which are formed by another processing device.
  • the hole Wc is provided in a portion of the work W corresponding to the product M cut out by the laser processing apparatus 1 .
  • the hole Wc may have a shape penetrating the front and back of the work W in the thickness direction, or may have a concave shape having a bottom.
  • Three reference holes Wh that are circular in plan view (when viewed in the Z direction) are formed so that the workpiece position determination device 40 can determine the deviation of the workpiece W from the reference position. Further, there may be a case where the reference hole Wh is not formed because the ratio of the product M to the work W is large and a margin cannot be secured. In such a case, as will be described later, a mode is adopted in which the end portion We of the workpiece W is detected as the boundary portion Wb.
  • a reference hole Wh unrelated to the product M is used for determining the deviation of the work W, but the present invention is not limited to this form.
  • the hole Wc necessary for the product M may be used as the reference hole Wh for determining the deviation of the work W.
  • the three reference holes Wh are arranged in the vicinity of three of the four corners of the workpiece W having a rectangular shape. By arranging the three reference holes Wh in this manner, the distance between the reference holes Wh can be increased, and the position of the workpiece W can be accurately determined.
  • the reference hole Wh is not limited to being circular, and may be polygonal, elliptical, oval, or the like.
  • the reference hole Wh may have a shape penetrating the front and back of the work W in the thickness direction, or may have a concave shape having a bottom. That is, the shape of the reference hole Wh is arbitrary as long as the appearance of the reference hole Wh is different from that of the plane portion Wa when the imaging unit 30 captures an image of the plane portion Wa, and the boundary portion Wb can be identified in the image captured by the imaging unit 30. is.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the reference hole Wh and the observation range R of the imaging section 30.
  • the control unit 41 causes the image capturing unit 30 to capture an image of the reference hole Wh provided in the workpiece W, and passes through a plurality of locations of the boundary portion Wb, which is the inner peripheral edge of the reference hole Wh in plan view.
  • the head driving section 20 is controlled to move along a specified trajectory TA (hereinafter, the specified trajectory TA and the like may be collectively referred to as a specified trajectory T).
  • the imaging unit 30 can acquire an observation range (image acquisition range) R as one image.
  • the observation range R is an imaging range acquired by the imaging unit 30 in one imaging.
  • the observation range R moves together with the imaging unit 30 as the imaging unit 30 moves along the prescribed trajectory TA.
  • the prescribed trajectory TA is a trajectory set in advance so that the observation range R of the imaging section 30 passes through a plurality of locations on the boundary portion Wb of the plane portion Wa.
  • the observation range R is set to be smaller than the reference hole Wh.
  • the prescribed trajectory TA is pre-stored in the storage unit 42 .
  • the prescribed trajectory TA is set according to the shape and dimensions of the reference hole Wh.
  • the control unit 41 reads out the prescribed trajectory TA stored in the storage unit 42, controls the head driving unit 20 so that the observation range R moves along this trajectory TA, and causes the imaging unit 30 (head main body) to move. 11) is moved.
  • the control unit 41 obtains the estimated position information and shape information of the reference hole Wh in the work W from the processing device or the like that processed the processed portion of the work W.
  • the presumed position information of the reference hole Wh obtained in advance is only information regarding the presumed position of the reference hole Wh when the workpiece W is placed on the reference position S (see FIG. 12) without deviation.
  • the control unit 41 sets a starting point (for example, coordinate values of X and Y) TA0 for starting the prescribed trajectory TA. 3 and 4, the starting point TA0 is indicated by a triangle.
  • the control unit 41 moves the imaging unit 30 to the starting point TA0, and moves the imaging unit 30 from this starting point TA0 along the prescribed trajectory TA.
  • the specified trajectory TA is a so-called unicursal trajectory that traverses the reference hole Wh from a starting point TA0 in plan view, then moves the plane portion Wa, and traverses the reference hole Wh again from a different position.
  • It is the route of The imaging unit 30 performs imaging at a predetermined frame rate while moving along a prescribed trajectory TA. That is, the imaging unit 30 continuously acquires a plurality of images along the prescribed trajectory TA.
  • the frame rate is set in advance according to the moving speed of the imaging unit 30 and the like.
  • Information (image information) about a plurality of images captured by the imaging unit 30 is stored in the storage unit 42 .
  • the control unit 41 acquires information (coordinate information) about the coordinate values of the imaging unit 30 (observation range R) at the time of capturing the image, associates the coordinate information with the image information, and stores the coordinate information in the storage unit 42 .
  • the control unit 41 may acquire, for example, the position (X, Y coordinate values) of the laser head 10 at the timing of imaging from the head driving unit 20 or the like. It may be acquired from the output of a distance sensor or the like (not shown) that measures the position.
  • each piece of image information is stored in association with the coordinate information of the imaging unit 30 (laser head 10) at the timing at which the image was captured.
  • the observation range R at a position including the boundary portion Wb can be estimated from the pre-acquired estimated position information and shape information of the reference hole Wh.
  • the control unit 41 may store the image estimated to be the image at the position including the boundary portion Wb in the storage unit 42 as a specific image, distinguishing it from other images, for example. Note that in FIGS. 3 and 4, the observation range R estimated to capture the specific image is indicated as an observation range R1.
  • the control unit 41 acquires a plurality of pieces of image information and coordinate information through the above processing for each of the three reference holes Wh, and stores them in the storage unit 42 .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the edge We and the observation range R of the imaging unit 30.
  • the control unit 41 captures an image of an end We corresponding to a side of the workpiece W viewed as a rectangle by the imaging unit 30, and at a plurality of locations of the end We, which are boundary portions Wb in a plan view.
  • the head drive unit 20 is controlled so as to move along a prescribed trajectory TB passing through the .
  • the imaging unit 30 can acquire the observation range R as one image.
  • the specified trajectory TB is set in advance so that the observation range R of the imaging section 30 passes through a plurality of locations on the end We (boundary portion Wb).
  • the specified trajectory TB is set according to the position of the end We of the work W. As shown in FIG.
  • the control unit 41 reads out the specified trajectory TB stored in the storage unit 42 and moves the observation range R along this trajectory TB.
  • the control unit 41 obtains the estimated position information of the end We of the work W. As shown in FIG.
  • the control unit 41 sets a starting point (for example, coordinate values of X and Y) TB0 at which the prescribed trajectory TB starts based on the estimated position information of the target end We.
  • the control unit 41 moves the imaging unit 30 to the starting point TB0, and moves the imaging unit 30 from this starting point TB0 along the prescribed trajectory TB.
  • the prescribed trajectory TB is a path that moves linearly in the -Y direction from the starting point TB0.
  • the imaging unit 30 captures a plurality of images at a predetermined frame rate while moving along a prescribed trajectory TB.
  • Information (image information) about a plurality of images captured by the imaging unit 30 is stored in the storage unit 42, and coordinate information at the time of image capturing is stored in the storage unit 42 in association with the image information. It is the same.
  • the control unit 41 acquires a plurality of pieces of image information and coordinate information by the above processing for two different end portions We in the X direction and one end portion We in the Y direction, and stores them in the storage unit. Store in 42.
  • 5 to 7 are diagrams showing examples of prescribed trajectories T set for the reference hole Wh.
  • the specified trajectory T1 is set in the shape of a five-pointed star (five-pointed star, pentagonal star) in plan view, and passes through a plurality of locations on the boundary portion Wb.
  • the specified trajectory T1 is a so-called one-stroke path.
  • the size of the five-pointed star shape is set according to the size of the reference hole Wh obtained in advance.
  • the imaging unit 30 performs imaging while moving the observation range R along a prescribed trajectory T1 in the shape of a five-pointed star in plan view.
  • FIG. 5B it is possible to acquire specific images including the boundary portions Wb in ten observation ranges R1 from among the plurality of captured images.
  • the prescribed locus T may be other than the pentagram-shaped prescribed locus T1.
  • the prescribed trajectory T2 may be set in the shape of a seven-pointed star (a seven-pointed star, a heptagonal star) in plan view. This prescribed trajectory T2 also passes through a plurality of locations on the boundary portion Wb. Further, the prescribed locus T2 is a so-called one-stroke path.
  • a prescribed trajectory T3 in which at least one line segment is, for example, curved in the shape of a five-pointed star may be used.
  • the prescribed trajectory T is not limited to a pointed star shape, and may be any other shape as long as it passes through a plurality of locations on the boundary portion Wb.
  • it may be a V-shaped prescribed trajectory T4, or as shown in FIG. 7B, it may be a triangular prescribed trajectory T5.
  • the control section 41 may control the head drive section 20 so that the imaging section 30 moves along the prescribed trajectories T1 to T5 that draw a prescribed point-symmetrical shape or line-symmetrical shape.
  • the imaging unit 30 By moving the imaging unit 30 along the specified trajectories T1 to T5 that draw a point-symmetrical shape or a line-symmetrical shape, it is possible to efficiently acquire image information at a plurality of locations on the inner peripheral edge of the reference hole Wh. Furthermore, by imaging the boundary portion Wb from a plurality of directions, the robustness of the determination accuracy by the position determination unit 43 can be improved.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams showing an example of the prescribed trajectory T set for the end We of the work W.
  • the specified trajectory T6 may be a linear zigzag shape that folds over the edge We, which is the boundary portion Wb.
  • the specified trajectory T7 may have a wave shape (continuous sine curve shape) that changes so as to straddle the end portion We.
  • the specified trajectory T8 may have a spiral shape along the end We.
  • the spiral shape in the prescribed trajectory T8 corresponds to, for example, a shape in which the spiral shape as a three-dimensional shape is tilted and orthographically projected along the end portion We.
  • the imaging unit 30 performs imaging while moving the observation range R along prescribed trajectories T6 to T8. As a result, it is possible to acquire a specific image including the boundary portion Wb at a plurality of locations among a plurality of captured images.
  • the optical axis 63a of the irradiation optical system 61 that irradiates the laser beam L1 and the optical axis 34a of the imaging optical system 31 of the imaging unit 30 are coaxial.
  • 9 and 10 are diagrams showing other examples of the imaging unit 30.
  • the optical axis 63a of the irradiation optical system 61 and the optical axis 34a of the imaging optical system 31 may be different axes.
  • the imaging section 30 may be provided in a state of being externally attached to the head main body 11 of the laser head 10 . In this case, the width W of the optical axis 63a and the optical axis 34a are offset.
  • the control unit 41 acquires the coordinate information of the laser head 10 by the head driving unit 20 for each image captured by the imaging unit 30, and then associates the coordinate information obtained by offsetting the width W from this coordinate information with each image. Is required.
  • the control unit 41 does not need to perform processing after obtaining the coordinate information of the laser head 10. You can reduce the burden. Further, there is no need for an offset error due to assembly accuracy or deformation after assembly, which occurs when the optical axis 63a and the optical axis 34a are not coaxial, and offset correction for eliminating this error. This offset correction is assumed to be frequently performed at the timing of starting the apparatus, and affects the machining efficiency. Therefore, by making the optical axis 63a and the optical axis 34a coaxial, the processing load on the control unit 41 after obtaining the coordinate information and the processing load at the time of device startup (preparation for processing) are reduced.
  • the laser head 10 and the imaging unit 30 are arranged separately, the laser head 10 is moved by the head driving unit 20, and the imaging unit 30 is moved by the driving unit 80 separate from the head driving unit 20. It may be configured to be moved.
  • the control unit 41 may control the driving unit 80 to move the imaging unit 30 and acquire coordinate information from the driving unit 80 when the imaging unit 30 captures the image.
  • the single head driving unit 20 can be used both for moving the imaging unit 30 and for moving the laser head 10. can.
  • a position determination unit 43 of the work position determination device 40 determines a position corresponding to the boundary portion Wb in the planar direction of the work W based on the image information and the coordinate information stored in the storage unit 42 .
  • the position determination unit 43 determines the position of the center of the reference hole Wh in the work W based on the image information and the coordinate information of the reference hole Wh captured by the imaging unit 30. judge. In this case, the position determination unit 43 determines the position of the center of the reference hole Wh as the position corresponding to the boundary portion Wb.
  • the position determination unit 43 does not have to determine the position itself of the boundary portion Wb captured by the imaging unit 30, but rather determines the predetermined position determined based on the position of the boundary portion Wb. may Further, when the edge We is used to determine the displacement of the work W, the position determination unit 43 determines the position of the edge We in the work W based on the image information and the coordinate information of the edge We captured by the imaging unit 30. judge. In this case, the position determination unit 43 determines the position of the end We as the position corresponding to the boundary Wb. That is, the position determination unit 43 may determine the position itself of the boundary portion Wb captured by the imaging unit 30 . The position determination unit 43 determines the position of the center or end We of the reference hole Wh using all the image information and position information captured by the imaging unit 30, for example.
  • the position determination unit 43 may select image information to be used for position determination from a plurality of pieces of image information.
  • Image information is selected by selecting image information with a high possibility of performing position determination (based on acquired image information or information from a separately provided sensor or the like) from the image information.
  • image information that clearly includes the boundary portion Wb is processed, and image information that does not include the boundary portion Wb is rejected. This determination may be made from the image information alone, or may be made using other sensor information.
  • the image information (the above-described specific image) estimated to include the boundary portion Wb is read from the storage unit 42, and the center of the reference hole Wh or the The position of the edge We may be determined.
  • the position determination unit 43 may select image information by a different method. The position determination unit 43 first selects image information to be used for determining the position corresponding to the boundary portion Wb from among the plurality of image information captured by the imaging unit 30 . For example, the position determination unit 43 determines the brightness value of image information for each pixel, and determines that a boundary portion Wb exists when the difference in brightness value between a predetermined number of adjacent pixels exceeds a predetermined value, You can select the image.
  • the position determination unit 43 can select image information using detection values of other sensors.
  • a sensor for example, there is a sensor that determines whether or not there is a workpiece W directly below the laser head 10 .
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of selecting image information used for determining the position corresponding to the boundary portion Wb from a plurality of pieces of image information in the position determination unit 43.
  • the upper part of FIG. 11 shows the moving speed of the laser head 10 when the laser head 10 moves along the prescribed trajectory T.
  • the middle part of FIG. 11 shows the detection results of the other sensors, and detects an ON value when the workpiece W exists directly below the laser head 10, and an OFF value when it does not exist.
  • the lower part of FIG. 11 shows the determination result of the position determination unit 43.
  • the horizontal axis indicates the passage of time.
  • the position determination unit 43 detects that the moving speed of the laser head 10 exceeds 0 and that the workpiece W exists directly below the laser head 10.
  • Image information captured during the period can be selected as a target to be used for determination.
  • One image of exactly the same location is sufficient, but when the boundary portion Wb is included in the imaging range, a plurality of images can be obtained as much as possible even if images of almost the same position are obtained. preferably.
  • the position determination unit 43 may set the moving speed of the laser head 10 to a predetermined value or higher when selecting image information. By selecting the image information in this manner, the amount of information for determining the position of the center or end We of the reference hole Wh can be reduced, the processing load of the position determination unit 43 can be reduced, and the position determination can be performed. The processing speed of the unit 43 can be increased.
  • the position determination unit 43 determines the position of the center or edge We of the reference hole Wh based on the selected image information and coordinate information.
  • the position determining unit 43 extracts the position of the boundary portion Wb from each of the selected image information and the coordinate information, for example, and estimates from the positions of the plurality of boundary portions Wb.
  • the position (coordinate value) of its center is calculated.
  • the center of the virtual circle is estimated from the positions of a plurality of (for example, three or more) boundary portions Wb, for example, using pre-obtained shape information (for example, radius) of the reference hole Wh. That is, the position determination unit 43 does not have to calculate the virtual circle itself.
  • the position determination unit 43 may, for example, extract the position and shape of the boundary portion Wb from the selected image information and coordinate information, and calculate the center position (coordinate values) from the curvature of the boundary portion Wb. Further, when determining the position of the end We, the position determination unit 43 extracts the position of the boundary Wb from each of the selected image information and coordinate information, for example, and estimates from the positions of the plurality of boundary Wb. The position (coordinate value) of the end We is calculated.
  • the position determination unit 43 determines the position of the center or one end We of one reference hole Wh from a plurality of pieces of image information and coordinate information, respectively, and averages the plurality of judgment results to form one reference hole Wh.
  • the center of the hole Wh or the position of one end We may be calculated. In this case, among a plurality of determination results, the maximum value and the minimum value may be excluded and averaged.
  • the position determination unit 43 determines the center of one reference hole Wh by another method such as a method of excluding any of the determination results by removing outliers using quartiles for a plurality of determination results. , or the position of one end We may be calculated.
  • the position determination unit 43 arranges the values of the plurality of determination results in ascending order, and sets the preset first quartile, second quartile, and third quartile. Quarter 1 to 2 quartile, or 2 to 3 quartile, 1st quartile One of the values from the number to the third quartile is used as a plurality of determination results, and the others are excluded as outliers to calculate the center of one reference hole Wh or the position of one end We. good too.
  • the position determination unit 43 determines the positions of the centers P1, P2, and P3 of the three reference holes Wh1, Wh2, and Wh3 (see FIG. 12) on the workpiece W from their respective boundary portions Wb, for example.
  • the positions of the centers P1, P2 and P3 are X and Y coordinate values.
  • the position determination unit 43 determines the positions of three determination points P4, P5, and P6 (see FIG. 12) of the end We on the workpiece W, for example.
  • the positions of the determination points P4, P5, and P6 are X and Y coordinate values.
  • the deviation determination unit 44 determines the deviation of the workpiece W from the reference position S based on the determination result of the position corresponding to the boundary portion Wb by the position determination unit 43 . For example, the deviation determination unit 44 determines the position of the workpiece W with respect to the reference position S from the positions of the centers P1, P2, and P3 of the three reference holes Wh1, Wh2, and Wh3, which are the determination results of the positions corresponding to the three boundary portions Wb. Determine deviation. Further, the deviation determination unit 44 determines the deviation of the work W from the reference position S from the positions of three determination points P4, P5, and P6 on the edge We, for example.
  • the determination points P4 and P5 are set on the portion of the end We along the first direction D1, and the determination point P6 is set on the portion of the end We along the second direction D2.
  • the displacement of the workpiece W is determined by at least the amount of shift in each of the orthogonal first direction D1 (X direction) and the second direction D2 (Y direction), and the third direction D3 ( Z direction) and the amount of rotation (inclination) around the axis.
  • the amount of shift of the work W relative to the reference position S in the first direction D1 and the second direction D2 and the amount of rotation about the axis in the third direction D3 are determined from the three reference holes Wh1, Wh2, and Wh3.
  • the shift determination unit 44 may determine the shift amount in each of the orthogonal first direction D1 and second direction D2 with respect to the reference position S from the determination result of the position of at least one boundary portion Wb.
  • the deviation determining section 44 may determine the deviation of the work W from one reference hole Wh.
  • the position determination unit 43 first determines the position of the center P from the boundary portion Wb of one reference hole Wh. Subsequently, based on the determination result of the position determination unit 43, the shift determination unit 44 calculates only the shift amounts of the work W with respect to the reference position S in the first direction D1 and the second direction D2.
  • the deviation determination unit 44 determines the first direction D1 and the second direction D2 of the work W with respect to the reference position S.
  • a form in which only each shift amount is determined may be used.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example in which the workpiece W is arranged at the reference position S.
  • FIG. 12 when the workpiece W is placed in alignment with the reference position S, of the four corners of the workpiece W, the -X side and -Y side corners coincide with the origin Wo, and the edge The portion We extends along the first direction D1 (X direction) and the second direction D2.
  • the workpiece W is formed with three reference holes Wh1, Wh2, and Wh3.
  • the coordinate values (X, Y) of the center P10 of the reference hole Wh1 when the work W is placed in alignment with the reference position S are (X1, Y1).
  • the center P20 of the reference hole Wh2 has coordinate values (X1, Y2).
  • the center P30 of the reference hole Wh3 has coordinate values (X2, Y1).
  • the coordinate values of the determination point P40 of the end portion We when the work W is placed in alignment with the reference position S are (X3, 0).
  • the determination point P50 of the edge We has coordinate values (X2, 0).
  • the determination point P60 of the edge We has coordinate values (0, Y3).
  • the control unit 41 acquires in advance the coordinate values of the centers P10, P20, and P30 at the reference position S and the coordinate values of the determination points P40, P50, and P60, and stores them in the storage unit .
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the determination result of the deviation determination unit 44.
  • the reference position S of the workpiece W is indicated by a dashed line.
  • the positions of the centers P1, P2, and P3 of the reference holes Wh1, Wh2, and Wh3 determined by the position determination unit 43 are different from the above-described reference positions.
  • the positions of the determination points P4, P5, and P6 determined by the position determining unit 43 are also determined from the coordinate values of the determination points P40, P50, and P60 in the reference position S described above in the first direction D1 (X direction) and the second direction D1. It is shifted in the direction D2 (Y direction) and rotated around the axis in the third direction D3 (Z direction). As a result, as shown in FIG. 13, the position of the origin Wo is shifted to the position of the origin Wo'.
  • the deviation determination unit 44 determines the coordinate values of the at least three centers P1, P2, and P3 (six values in total) determined by the position determination unit 43, or the coordinate values of the determination points P4, P5, and P6 (six values in total). , the amount of shift in the first direction D1 and the second direction D2, and the amount of rotation (inclination) about the axis in the third direction D3 orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2.
  • the shift determination unit 44 uses three determination parameters, the amount of shift in the first direction D1 and the second direction D2, and the amount of rotation about the axis in the third direction D3. ), the two amounts of shift and rotation can be reliably calculated.
  • the deviation determination unit 44 makes three determinations of the two shift amounts and the rotation amount, as well as the expansion and contraction amount (X scale) of the workpiece W in the first direction D1 (X direction). ), the expansion/contraction amount (Y scale) of the workpiece W in the second direction D2 (X direction), and the orthogonality between the first direction D1 and the second direction D2 can be determined.
  • the control unit 41 controls the head driving unit 20 so as to move the laser head 10 in accordance with the deviation. For example, the control unit 41 corrects the coordinates related to the placement of the workpiece W during laser processing according to the deviation from the reference position S.
  • the control unit 41 may change the target coordinate values for the laser head 10 according to the shift in the machining program including the information about the movement of the laser head 10, and execute the machining program as the new coordinate values.
  • FIG. 14 is a flow chart showing an example of a workpiece position determination method according to the embodiment.
  • the controller 41 first moves the laser head 10 to an estimated position in the observation range (step S01).
  • the control unit 41 moves the laser head 10 to, for example, the vicinity of the reference hole Wh or the end We as the estimated position of the observation range based on the pre-obtained estimated position information of the reference hole Wh or the end We.
  • the head driving section 20 is controlled as follows.
  • the control unit 41 sets imaging conditions for the imaging unit 30 (step S02).
  • the control unit 41 sets imaging conditions such as a focal position and exposure in the imaging optical system 31 of the imaging unit 30 . Further, the control unit 41 performs control so that the illumination laser light L2 is emitted from the laser array 70 via the illumination optical system 71 when the imaging unit 30 takes an image.
  • the control unit 41 causes the imaging unit 30 to image the estimated position of the observation range to obtain image information, and causes the image information to be transmitted to the workpiece position determination device 40 (step S03).
  • the image information imaged in step S03 is used for evaluation of imaging conditions.
  • the image information in step S03 may be one or plural.
  • the control unit 41 receives the image information transmitted from the imaging unit 30 (step S04), and evaluates the imaging conditions based on the received image information (step S05). For example, evaluation image information for evaluating imaging conditions is stored in the storage unit 42, and the control unit 41 compares the received image information with the evaluation image information stored in the storage unit 42. , defocus (bokeh), exposure, and other shooting conditions may be evaluated. Subsequently, the control unit 41 transmits the evaluation result to the imaging unit 30 (step S06). The imaging unit 30 receives the transmitted evaluation result (step S07), and adjusts the imaging conditions based on the evaluation result (step S08). Steps S03 to S08 may be performed only once at the beginning, or may be performed repeatedly several times, for example, by feedback control of focus and luminance.
  • the imaging unit 30 acquires image information while moving along the prescribed trajectory T, and further acquires coordinate information of the imaging unit 30 when the image information was captured (step S09).
  • the control unit 41 moves the imaging unit 30 to the starting points TA0, TB0 (see FIGS. 3 and 4).
  • the imaging unit 30 is controlled to perform imaging at a predetermined frame rate while moving from TB0 along prescribed trajectories TA and TB.
  • the imaging unit 30 moves from starting points TA0 and TB0 along prescribed trajectories TA and TB, acquires image information by imaging the reference hole Wh or the boundary portion Wb of the end portion We, and acquires image information at the imaging position where the image information is imaged. acquires the coordinate information of and associates it with the image information.
  • the imaging unit 30 captures an image while acquiring the coordinate information of the laser head 10 from the head drive unit 20, and associates the coordinate information of the laser head 10 acquired at the timing of imaging with the image information. Further, as described above, when the position determination unit 43 uses information from other sensors and speed information of the laser head 10 for position determination, these information are also added to the image information captured by the image capturing unit 30 at the same time as the image capturing. (or at a predetermined timing after imaging). Note that step S09 is performed for each of a plurality of reference holes Wh or a plurality of end portions We. Subsequently, the imaging unit 30 transmits the acquired image information and coordinate information to the workpiece position determination device 40 (step S10).
  • the image pickup unit 30 collectively transmits a plurality of image information and position information picked up while moving the specified trajectory T to the work position determination device 40 .
  • the image pickup unit 30 collectively transmits a plurality of pieces of image information and position information by the imaging unit 30 in this way, the time required for transmission processing can be shortened.
  • control unit 41 receives the transmitted image information and coordinate information (step S11), and causes the storage unit 42 to store them.
  • the position determination unit 43 determines the position of the boundary portion Wb based on the image information and coordinate information stored in the storage unit 42 (step S12).
  • the position determination unit 43 determines, for example, the position (coordinate value) of the center calculated from the boundary portion Wb of the reference hole Wh, or the position (coordinate value) of the end portion We, which is the boundary portion Wb.
  • the deviation determination unit 44 determines the deviation of the work W based on the determination result of the position determination unit 43 (step S13). For example, the deviation determination unit 44 determines the deviation of the workpiece W from the reference position S from the positions of the centers of the at least three reference holes Wh or from the positions of the at least three ends We. The amount of shift in each of the D1 and second directions D2 and the amount of rotation about the axis in the third direction D3 are determined. In steps S09 to S13, the deviation of the workpiece W from the reference position S may be determined from the center position of one reference hole Wh. In this case, in step S09, the imaging unit 30 images one reference hole Wh.
  • step S12 the position determination unit 43 determines the position of the center P from the boundary portion Wb of one reference hole Wh.
  • the displacement determination unit 44 calculates only the shift amounts of the work W with respect to the reference position S in the first direction D1 and the second direction D2.
  • the shift of the workpiece W may be determined using one reference hole Wh.
  • the control unit 41 transmits the determination result of the deviation determination unit 44 to the laser head 10 (step S14).
  • the laser head 10 receives the transmitted determination result (step S15), and based on the received determination result, the coordinates of the workpiece W during laser processing are corrected (step S16).
  • the communication between the laser head 10, the imaging unit 30, and the work position determination device 40 is transmission/reception from step S10 to step S11, and transmission/reception from step S14 to step S15.
  • no communication is performed between the laser head 10, the imaging unit 30, and the workpiece position determining device 40 during steps S11 to S14.
  • the laser head 10 can accurately perform laser processing on the workpiece W by moving according to the corrected coordinates. A series of processing ends when step S16 is completed.
  • the imaging unit 30 is moved along the prescribed trajectory T in plan view, and the image information captured by the imaging unit 30 during this movement and the Since the displacement of the work W with respect to the reference position S is determined based on the coordinate information, feedback control of the head driving section 20 is not required for movement of the imaging section 30 . Therefore, there is no need to consider delays in image processing calculations and delays in communication such as movement commands with respect to the movement of the imaging unit 30, so the time required to determine the displacement of the workpiece W can be shortened. Further, in the laser processing apparatus 1 including the work position determining device 40, the time required for determining the shift of the work W is shortened, so the processing efficiency of the work W can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

【課題】ワークの位置の判定に要する時間を短縮する。 【解決手段】撮像部３０と、平面部Ｗａを有するワークＷに対し、撮像部３０を平面部Ｗａと平行な平面方向に相対的に移動させる駆動部８０と、撮像部３０が、平面視において平面部Ｗａにおける境界部分Ｗｂの複数個所を通過する規定の軌跡Ｔで移動するように駆動部８０を制御する制御部４１と、撮像部３０が規定の軌跡Ｔで移動する間に撮像部３０により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の撮像部３０の座標情報を記憶する記憶部４２と、記憶部４２に記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、ワークＷの平面方向における境界部分Ｗｂに対応する位置を判定する位置判定部４３と、位置判定部４３による判定結果に基づいて、基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定するずれ判定部４４と、を備える。

Description

ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法
　本発明は、ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法に関する。
　平面部を有する板状のワークにレーザ光を照射することによりワークをレーザ加工する加工部を備えるレーザ加工装置が知られている。このレーザ加工装置においては、プレス機械等の他の加工装置により加工済みのワークに対してさらにレーザ加工を行う場合がある。この場合、ワークにおける加工済みの部分に合わせてレーザ加工装置の加工部の座標系を補正する必要がある。加工部の座標系を補正する場合、例えばワークに形成された基準穴の位置、又はワークの外周端面の位置を検出し、検出結果に基づいて加工部における座標系を補正することが行われる。
　ワークの基準穴又は端面を検出する場合、タッチプローブ又はカメラ等のセンサが用いられる。このセンサは、駆動部によりワークの平面部に沿って移動する。駆動部を制御する制御部は、基準穴又は端面の位置情報として予め与えられる推定位置に基づいてセンサをワークに沿って移動させる。推定位置においては、ワークの境界位置を検出するため、センサによる検出結果が制御部に送られ、制御部において、境界が検出されたか否かの判定を行う。境界を検出したと判定した場合、検出結果に基づいて境界の一点の座標が求められ、駆動部により次の境界の一点の座標を求めるためにセンサを移動させることが繰り返される（例えば、特許文献１参照）。
特許３６６００４１号公報
　特許文献１に記載の内容では、制御部において境界が検出されたと判定されるまで、センサによる検出、制御部による判定、駆動部によるセンサの移動、を繰り返して行う必要がある。この場合、制御部は、センサから取得した検出結果の処理を待って、センサの移動に関するフィードバック制御を行うため、１回の検出に時間がかかることになる。また、センサ、制御部、及び駆動部の間で情報の通信を繰り返し行う必要があるため、制御全体として比較的長い通信時間を要する。このため、ワークの位置の判定に要する時間が長くなってしまうおそれがあった。
　本発明は、ワークの位置の判定に要する時間を短縮することが可能なワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法を提供することを目的とする。
　本発明の態様に係るワーク位置判定装置は、撮像部と、平面部を有するワークに対し、撮像部を平面部と平行な平面方向に相対的に移動させる駆動部と、撮像部が、平面視において平面部における境界部分の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御する制御部と、撮像部が規定の軌跡で移動する間に当該撮像部により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の撮像部の座標情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、ワークの平面方向における境界部分に対応する位置を判定する位置判定部と、位置判定部による判定結果に基づいて、基準位置に対するワークのずれを判定するずれ判定部と、を備える。
　また、本発明の態様に係るレーザ加工装置は、平面部を有するワークにレーザ光を照射することにより当該ワークを加工する加工部を備えるレーザ加工装置であって、上記した態様のワーク位置判定装置を備える。
　また、本発明の態様に係るワーク位置判定方法は、平面部を有するワークに対し、平面部と平行な平面方向であってかつ平面視において平面部における境界部分の複数個所を通過する規定の軌跡で撮像部を相対的に移動させることと、撮像部が規定の軌跡で移動する間に当該撮像部により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の撮像部の座標情報を記憶することと、記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、ワークの平面方向における境界部分に対応する位置を判定することと、境界部分に対応する位置の判定結果に基づいて、基準位置に対するワークのずれを判定することと、を含む。
　本発明の態様に係るワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させ、この間に撮像部により撮像された画像情報を記憶部に記憶しておき、その記憶された画像情報に基づいてワークの位置を求めるので、撮像部により撮像された画像情報に基づく駆動部のフィードバック制御を必要としない。このため、撮像部の移動に対して画像処理の計算にかかる遅延や移動指令等の通信の遅延を考慮する必要がないため、ワークの位置の判定に要する時間を短縮できる。その結果、ワークの加工効率を向上させることができる。
　また、上記態様のワーク位置判定装置において、撮像部における撮像光学系は、ワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工装置の加工部におけるレーザ光の照射光学系と同軸に設けられてもよい。この態様によれば、撮像部の撮像光学系が、加工部の照射光学系と同軸に設けられているため、レーザ光の照射位置に対してワークの位置判定結果をオフセットする必要がなく、精度の高い位置判定を実現できる。また、上記態様のワーク位置判定装置において、制御部は、撮像部がワークに設けられた基準穴を撮像しつつ平面視において基準穴の内周縁の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御し、位置判定部は、ワークにおける基準穴の中心の位置を算出してもよい。この態様によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させることにより、基準穴の内周縁における複数個所の画像情報を効率よく取得でき、これらの画像情報から精度よく中心の位置を算出できる。
　また、上記態様のワーク位置判定装置において、制御部は、平面視において撮像部が規定の点対称形状又は線対称形状を描く軌跡で移動するように駆動部を制御してもよい。この態様によれば、基準穴の内周縁における複数個所の画像情報を効率よく取得できる。さらに、複数の方向から境界部分を撮像することで位置判定部による判定精度のロバスト性を向上できる。また、上記態様のワーク位置判定装置において、撮像部により撮像される一画像の観察範囲は、基準穴より小さくてもよい。この態様によれば、観察範囲が基準穴より小さいので、基準穴の内周縁の画像情報を精度よく取得できる。
　また、上記態様のワーク位置判定装置において、制御部は、撮像部がワークの辺に相当する端部を撮像しつつ平面視において端部の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御し、位置判定部は、ワークにおける端部の位置を判定してもよい。この態様によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させることにより、ワークの辺に相当する端部の画像情報を効率よく取得できる。また、上記態様のワーク位置判定装置において、制御部は、平面視において撮像部が規定の直線状、曲線状、ジグザグ状、又はスパイラル状を描く軌跡で移動するように駆動部を制御してもよい。この態様によれば、ワークの端部における複数個所の画像情報を効率よく取得できる。
　また、上記態様のワーク位置判定装置において、位置判定部は、撮像部により撮像された複数の画像情報のうち、境界部分の位置の判定に用いる画像情報を選択し、選択した画像情報に対応する座標情報に基づいて、境界部分の位置を判定してもよい。この態様によれば、撮像した全ての画像情報より少ない画像情報を処理するので、判定処理の高速化を図ることができる。また、上記態様のワーク位置判定装置において、ずれ判定部は、少なくとも１箇所の境界部分の位置の判定結果から、基準位置に対する、直交する第１方向及び第２方向それぞれのシフト量を判定してもよい。この態様によれば、第１方向及び第２方向それぞれのシフト量、第３方向の軸まわりの回転量を、少なくとも１箇所の境界部分の位置から判定するので、基準位置に対するワークのずれを効率よく判定できる。また、上記態様のワーク位置判定装置において、ずれ判定部は、少なくとも３個所の境界部分の位置の判定結果から、基準位置に対する、直交する第１方向及び第２方向それぞれのシフト量、及び第１方向及び第２方向と直交する第３方向の軸まわりの回転量を判定してもよい。この態様によれば、第１方向及び第２方向それぞれのシフト量、第３方向の軸まわりの回転量を判定するので、基準位置に対するワークのずれを正確に判定できる。
実施形態に係るワーク位置判定装置及びレーザ加工装置の一例を示す図である。 レーザ加工装置で加工されるワークＷの一例を示す図である。 基準穴と撮像部の観察範囲との関係の一例を示す図である。 端部と撮像部の観察範囲との関係の一例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、端部について設定される規定の軌跡の例を示す図である。 撮像部の他の例を示す図である。 撮像部の他の例を示す図である。 位置判定部において画像情報を選択する場合の一例を示す図である。 ワークが基準位置に配置された一例を示す図である。 ずれ判定部による判定結果の一例を示す図である。 実施形態に係るワーク位置判定方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下に説明する形態に限定されない。また、図面では、実施形態を説明するために、一部分を拡大、縮小、及び強調して記載する等、縮尺を適宜変更して表現しており、実際の製品と形状、寸法が異なっている場合がある。各図においては、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。ＸＹＺ直交座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、各方向においては、矢印の指す向きを＋方向（例、＋Ｘ方向、＋Ｘ側）と称し、矢印の指す向きとは反対の向きを－方向（例、－Ｘ方向、－Ｘ側）と称する。
　図１は、実施形態に係るワーク位置判定装置４０及びレーザ加工装置１の一例を示す図である。本実施形態において、ワーク位置判定装置４０は、レーザ加工装置１の構成に含まれる。ワーク位置判定装置４０は、ヘッド駆動部（駆動部）２０と、撮像部３０と、制御部４１と、記憶部４２と、位置判定部４３と、ずれ判定部４４と、を備える。ワーク位置判定装置４０を構成する各部については、レーザ加工装置１の説明に際して適宜説明する。レーザ加工装置１は、加工部１００を備える。加工部１００は、レーザ光Ｌ１を照射して、加工対象である板状のワークＷを切断可能である。加工部１００は、加工領域に搬入されたワークＷに対してレーザ加工（切断加工、穴あけ加工）を行う。加工部１００によりレーザ加工可能な位置への未加工のワークＷの搬入、及び当該位置から加工済みのワークＷの搬出は、後述する加工パレット５０の移動によって行われてもよいし、不図示のローダ装置等により行われてもよい。なお、レーザ加工装置１は、例えば、加工部１００がパンチプレス等の他の加工装置に隣接して配置された複合加工機であってもよい。
　加工部１００は、レーザヘッド１０と、レンズ駆動部２１と、加工パレット５０とを備える。また、加工部１００は、ワーク位置判定装置４０とヘッド駆動部２０及び撮像部３０を共用する。すなわち、加工部１００は、ヘッド駆動部２０及び撮像部３０を備える。レーザヘッド１０は、ヘッド本体１１と、ノズル１２とを有し、ワークＷの平面部Ｗａに対してレーザ光Ｌ１を照射してワークＷの切断加工、穴あけ加工を行う。ワークＷに対して切断加工を行う際、レーザヘッド１０は、レーザ光Ｌ１を照射しつつ、ヘッド駆動部２０により駆動されることでレーザ光Ｌ１を所定の切断線に沿って移動させる。レーザヘッド１０は、レーザ発振器６０等のレーザ光源に接続される。
　レーザ発振器６０は、レーザ光Ｌ１として、例えば赤外レーザ光を発生させる。なお、レーザ光源としては、例えば、炭酸ガスレーザ光源又は個体レーザ光源等が用いられてもよい。レーザヘッド１０は、照射光学系６１を有する。照射光学系６１は、レーザ発振器６０で発生したレーザ光Ｌ１を導いた後に収束させる。照射光学系６１は、光ファイバ６２と、コリメータ６３と、ビームスプリッタ６４と、集光レンズ６５とを有する。光ファイバ６２は、レーザ発振器６０とレーザヘッド１０とを接続する。レーザ発振器６０からのレーザ光Ｌ１は、光ファイバ６２を介してレーザヘッド１０に導入される。
　コリメータ６３は、レーザ発振器６０からのレーザ光Ｌ１を平行光に変換する、又は平行光に近づける。ビームスプリッタ６４は、コリメータ６３を通ったレーザ光Ｌ１が入射する位置に配置される。ビームスプリッタ６４は、レーザ光Ｌ１を反射し、かつ後述する照明用レーザ光Ｌ２を透過させる特性を有する波長選択ミラーである。レーザ光Ｌ１は、ビームスプリッタ６４で反射して光路がＸ方向からＺ方向（－Ｚ側）へ約９０度折れ曲がり、集光レンズ６５に入射する。集光レンズ６５は、コリメータ６３からのレーザ光Ｌ１を集光する。集光レンズ６５は、光軸６３ａに沿って移動可能である。レーザ光Ｌ１は、ワークＷ上に所定径のスポットを形成するように、照射光学系６１で収束される。スポットの径は、例えば、集光レンズ６５をレンズ駆動部２１により移動させることにより調整可能である。レンズ駆動部２１は、制御部４１により制御される。
　ヘッド本体１１は、加工部１００内において、加工領域に配置されたワークＷの上方（＋Ｚ側）に配置される。ヘッド本体１１は、ヘッド駆動部２０に駆動されることで、ワークＷに対して相対的にＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動可能である。ヘッド駆動部２０は、例えば、Ｘ方向に移動可能なガントリと、ガントリに対してＹ方向に移動可能なスライダと、スライダに対してＺ方向に移動可能な昇降部とを有する。ヘッド駆動部２０は、ガントリ、スライダ、及び昇降部をそれぞれ駆動することにより、ヘッド本体１１をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の所定位置に移動させる。なお、ヘッド駆動部２０は、上記の構成に限定されず、ロボットアーム等の他の構成であってもよい。
　ノズル１２は、ヘッド本体１１における下側（－Ｚ側）に、－Ｚ方向（下方向）に向けて取り付けられており、レーザ光Ｌ１を－Ｚ方向（下方向）に向けて照射する。ノズル１２は、ガス供給管等を介して不図示のアシストガス供給部に接続され、レーザ光Ｌ１を照射する部分に向けて、アシストガス供給部からのアシストガス（例えば、窒素ガス等）をワークＷに供給する。
　加工部１００は、照明用レーザ光Ｌ２によりワークＷを照明可能である。レーザアレイ７０は、複数のレーザ素子からレーザ光Ｌ１とは異なる波長の照明用レーザ光Ｌ２を発する。レーザアレイ７０は、制御部４１により駆動が制御され、筐体７３内に格納される。照明光学系７１は、レーザアレイ７０で発生した照明用レーザ光Ｌ２によりワークＷを照明する。照明光学系７１は、コリメータ７２と、ハーフミラー７４と、ビームスプリッタ６４と、集光レンズ６５とを備える。照明光学系７１は、ビームスプリッタ６４及び集光レンズ６５を照射光学系６１と共用するものであり、集光レンズ６５を介して落射照明する。照明光学系７１の光の出射側の光軸７２ａと、照射光学系６１の光の出射側の光軸６３ａとが同軸であり、照明用レーザ光Ｌ２は、レーザ光Ｌ１と同じ光路を通ってワークＷに照射される。
　コリメータ７２は、レーザアレイ７０から照明用レーザ光Ｌ２が入射する位置に配置される。コリメータ７２は、レーザアレイ７０からの照明用レーザ光Ｌ２を平行光に変換する、又は平行光に近づける。ハーフミラー７４は、照明用レーザ光Ｌ２の一部が反射し、一部が透過する特性を有する反射透過部材である。コリメータ７２を通った照明用レーザ光Ｌ２は、ハーフミラー７４で反射して光路がＸ方向からＺ方向（－Ｚ側）へ約９０度折れ曲がり、ビームスプリッタ６４に入射する。照明用レーザ光Ｌ２は、ビームスプリッタ６４を通った後、集光レンズ６５により集光されてワークＷ上を照明する。照明用レーザ光Ｌ２により照明する領域は、ワークＷ上においてレーザ光Ｌ１が照射される部分を含むように設定される。また、照明用レーザ光Ｌ２により照明する領域は、レンズ駆動部２１により集光レンズ６５を移動させることで変更可能である。
　撮像部３０は、ワークＷの平面部Ｗａを撮像する。また、撮像部３０は、レーザ光Ｌ１が照射されたワークＷの切断部分を撮像する。撮像部３０は、ヘッド本体１１と一体でＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動する。すなわち、ヘッド駆動部２０は、撮像部をワークＷの平面部Ｗａと平行な平面方向に相対的に移動させる駆動部である。
　撮像部３０は、撮像光学系３１と撮像素子３２とを備え、ワークＷからの光（戻り光）を、撮像光学系３１を介して撮像素子３２によって検出する。撮像素子３２としては、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳのイメージセンサが用いられ、撮像光学系３１が形成した像を撮像する。撮像素子３２には、二次元的に配列された複数の画素が設けられる。また、各画素には、フォトダイオード等の受光素子が設けられる。撮像素子３２は、受光素子に光（戻り光）が入射することにより各画素に発生する電荷（信号）を順に読み出し、読み出した信号を増幅、Ａ／Ｄ変換して画像形式に配列することで、撮像画像のデジタルデータを生成する。
　撮像光学系３１は、集光レンズ６５と、ビームスプリッタ６４と、ハーフミラー７４と、波長選択フィルタ３３と、結像レンズ３４とを有する。撮像光学系３１は、集光レンズ６５及びビームスプリッタ６４が照射光学系６１と共用する。撮像部３０は、照射光学系６１と同軸でワークＷを撮像可能である。すなわち、撮像光学系３１の光軸３４ａと、照射光学系６１の光軸６３ａとは、集光レンズ６５及びビームスプリッタ６４において同軸となっている。
　撮像素子３２は、例えば、アライメント装置３５に保持され、アライメント装置３５によって撮像光学系３１に対する位置を調整可能である。例えば、結像レンズ３４の光軸３４ａと平行な方向（Ｘ方向）において撮像光学系３１の焦点（像面の位置）が撮像素子３２からずれた場合、アライメント装置３５は、撮像素子３２を移動させ、撮像素子３２の位置を撮像光学系３１の焦点に合わせることができる。なお、アライメント装置３５によって撮像素子３２を移動させることに代えて、結像レンズ３４を光軸３４ａと平行な方向に移動させて、焦点位置を撮像素子３２に合わせる形態であってもよい。
　ワークＷからの戻り光は、集光レンズ６５を通ってビームスプリッタ６４に入射する。戻り光は、例えば、照明用レーザ光Ｌ２のうちワークＷで反射散乱した光、及びレーザ光Ｌ１の照射に由来する光を含む。ビームスプリッタ６４に入射した戻り光のうち照明用レーザ光Ｌ２に由来する光は、ビームスプリッタ６４を通って、ハーフミラー７４に入射する。また、ビームスプリッタ６４に入射した戻り光のうちレーザ光Ｌ１の照射に由来する光は、ビームスプリッタ６４で反射し、ビームスプリッタ６４からハーフミラー７４に向かう光路から除かれる。
　ハーフミラー７４に入射した戻り光は、ハーフミラー７４を通って波長選択フィルタ３３に入射する光と、ハーフミラー７４で反射する光とに分かれる。波長選択フィルタ３３は、照明用レーザ光Ｌ２の照明によりワークＷで反射される波長帯の光を反射する特性を有する。また、波長選択フィルタ３３は、レーザ光Ｌ１の照射によりワークＷから放射される波長帯の光を透過する特性を有する。波長選択フィルタ３３は、例えば、ダイクロイックミラー又はノッチフィルターである。すなわち、戻り光のうち照明用レーザ光Ｌ２に由来する光は、波長選択フィルタ３３で反射し、結像レンズ３４に入射する。その結果、戻り光に含まれる外乱光を遮断できるので、画像のＳ／Ｎ比が向上する。結像レンズ３４は、波長選択フィルタ３３で反射した光を撮像素子３２に集光する。結像レンズ３４及び集光レンズ６５は、ワークＷの像を撮像素子３２に投影する。撮像部３０では、主に照明用レーザ光Ｌ２の照明によりワークＷで反射される波長帯の光（戻り光）に応じた撮像画像のデジタルデータを生成する。
　ワーク位置判定装置４０の制御部４１は、平面視において（Ｚ方向に視た場合において）、撮像部３０（ヘッド本体１１）が、ワークＷの平面部Ｗａにおける境界部分Ｗｂ（図３等参照）の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するようにヘッド駆動部２０を制御する。なお、本実施形態では、制御部４１は、レーザ加工装置１の加工部１００を統括制御する。境界部分Ｗｂの詳細については後述する。記憶部４２は、撮像部３０が前記規定の軌跡で移動する間に撮像部３０により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の撮像部３０の座標情報を記憶する。撮像部３０の座標情報は、撮像部３０により撮像されたワークＷの平面部Ｗａの座標情報である。位置判定部４３は、記憶部４２に記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、ワークＷの平面方向における境界部分Ｗｂに対応する位置を判定する。ずれ判定部４４は、位置判定部４３による判定結果に基づいて、基準位置に対するワークＷのずれを判定する。基準位置は、基準座標を含む意味で用いている。基準位置としては、例えば、比較対象とする位置の情報が使用されてもよいし、予め設定されている基準座標が使用されてもよい。また、ずれ判定部４４は、例えば、位置判定部４３で判定した境界部分Ｗｂに対応する位置の座標から基準座標に対するワークＷのずれを判定してもよい。なお、制御部４１、記憶部４２、位置判定部４３、及びずれ判定部４４における処理については後述する。
　加工パレット５０は、ワークＷを載置し、当該ワークＷを加工部１００内の加工領域に配置する。加工パレット５０は、例えば、ワークＷを載置した状態で、不図示の駆動装置によりＸ方向、Ｙ方向等に移動可能であってもよい。加工パレット５０は、ベース５１と支持プレート５２とを有する。支持プレート５２は、鋸歯状に形成された上端部５２ａを有し、ベース５１に複数並んだ状態で設けられる。支持プレート５２上にはワークＷが載置される。このとき、上端部５２ａが鋸歯状であるため、ワークＷとの接触面積が小さくなる。なお、支持プレート５２は、鋸歯状とすることに限定されず、例えば、剣山状や波形状としてもよいし、複数のピンであってもよい。なお、加工パレット５０を用いるか否かは任意である。例えば、加工パレット５０に代えて、加工部１００内の加工領域にワーク載置部が設けられてもよい。
　図２は、レーザ加工装置１で加工されるワークＷの一例を示す図である。本実施形態では、例えばプレス機械等の他の加工装置により加工済みの（先に加工された）ワークＷに対して、レーザ加工装置１においてさらにレーザ加工を行う。ワークＷは、全体として例えば矩形の板状であり、平面部Ｗａと、４つの辺に相当する端部Ｗｅとを有する。ワークＷには、他の加工装置により形成された穴部Ｗｃと基準穴Ｗｈとが形成されている。穴部Ｗｃは、ワークＷにおいて、レーザ加工装置１により切り出される製品Ｍに相当する部分に設けられている。なお、穴部Ｗｃは、ワークＷの厚さ方向の表裏を貫通した形態であってもよいし、底部を有する凹状であってもよい。平面視（Ｚ方向に視た場合）で円形状の３つの基準穴Ｗｈは、ワーク位置判定装置４０により基準位置に対するワークＷのずれを求めるために形成されている。また、ワークＷに対する製品Ｍの割合が大きくマージンが確保できない等の理由で、基準穴Ｗｈが形成されない場合も生じる。このような場合、後述するようにワークＷの端部Ｗｅを境界部分Ｗｂとして検出する形態が採用される。
　本実施形態では、図２に示すワークＷのように、製品Ｍとは関係ない基準穴ＷｈをワークＷのずれ判定のために用いているが、この形態に限定されない。例えば、製品Ｍに必要な穴部Ｗｃを基準穴ＷｈとしてワークＷのずれ判定のために用いてもよい。３つの基準穴Ｗｈは、矩形状のワークＷにおける四隅のうち３つの角部の近傍に配置されている。このように、３つの基準穴Ｗｈが配置されることにより、基準穴Ｗｈ同士の距離を長くすることができ、ワークＷの位置を精度よく判定することができる。なお、基準穴Ｗｈは、円形状であることに限定されず、例えば多角形状、楕円形状、長円形状等であってもよい。基準穴Ｗｈは、ワークＷの厚さ方向の表裏を貫通した形態であってもよいし、底部を有する凹状であってもよい。すなわち、基準穴Ｗｈは、撮像部３０が平面部Ｗａを撮像した際に平面部Ｗａと見え方が異なり、撮像部３０が撮像した画像において境界部分Ｗｂを判別可能であれば、その形態は任意である。
　図３は、基準穴Ｗｈと撮像部３０の観察範囲Ｒとの関係の一例を示す図である。図３に示すように、制御部４１は、撮像部３０がワークＷに設けられた基準穴Ｗｈを撮像しつつ、平面視において基準穴Ｗｈの内周縁である境界部分Ｗｂの複数個所を通過する規定の軌跡ＴＡ（以下、規定の軌跡ＴＡ等を総称して規定の軌跡Ｔと称する場合がある。）で移動するようにヘッド駆動部２０を制御する。撮像部３０は、観察範囲（画像取得範囲）Ｒ内を一画像として取得可能である。換言すると、観察範囲Ｒは、撮像部３０により１回の撮影で取得する撮像範囲である。撮像部３０が規定の軌跡ＴＡで移動することで、観察範囲Ｒが撮像部３０とともに移動する。規定の軌跡ＴＡは、撮像部３０の観察範囲Ｒが平面部Ｗａにおける境界部分Ｗｂの複数個所を通過するように予め設定される軌跡である。本実施形態において、観察範囲Ｒは、基準穴Ｗｈよりも小さくなるように設定される。
　規定の軌跡ＴＡは、記憶部４２に予め記憶されている。規定の軌跡ＴＡは、基準穴Ｗｈの形状及び寸法に応じて設定される。制御部４１は、記憶部４２に記憶されている規定の軌跡ＴＡを読み出して、この軌跡ＴＡに沿って観察範囲Ｒが移動するように、ヘッド駆動部２０を制御して撮像部３０（ヘッド本体１１）を移動させる。制御部４１は、ワークＷにおける基準穴Ｗｈの推定位置情報及び形状情報を、ワークＷにおける加工済みの部分を加工した加工装置等から入手している。ここで、事前に入手する基準穴Ｗｈの推定位置情報は、あくまでワークＷが基準位置Ｓ（図１２参照）にずれなく載置された状態での基準穴Ｗｈの推定位置に関する情報である。以下、推定位置情報の語句を用いる場合は、同様に、ワークＷが基準位置Ｓにずれなく載置された状態での推定位置に関する情報の意味で用いている。制御部４１は、対象となる基準穴Ｗｈの推定位置情報及び形状情報に基づいて、規定の軌跡ＴＡを開始する始点（例えばＸ、Ｙの座標値）ＴＡ０を設定する。図３及び図４では始点ＴＡ０を三角で示している。
　制御部４１は、始点ＴＡ０に撮像部３０を移動させ、この始点ＴＡ０から規定の軌跡ＴＡに沿って撮像部３０を移動させる。図３に示すように、規定の軌跡ＴＡは、平面視において、始点ＴＡ０から基準穴Ｗｈを横切った後、平面部Ｗａを移動して異なる位置から再び基準穴Ｗｈを横切るように、いわゆる一筆書きの経路となっている。撮像部３０は、規定の軌跡ＴＡに沿って移動しつつ、所定のフレームレートで撮像を行う。すなわち、撮像部３０は、規定の軌跡ＴＡにおいて連続して複数の画像を取得する。なお、フレームレートは、撮像部３０の移動速度等により予め設定されている。
　撮像部３０により撮像された複数の画像に関する情報（画像情報）は、記憶部４２に記憶される。また、制御部４１は、画像の撮像時における撮像部３０（観察範囲Ｒ）の座標値に関する情報（座標情報）を取得して、座標情報を画像情報と関連付けて記憶部４２に記憶させる。制御部４１は、撮像部３０の座標情報として、例えば、撮像したタイミングにおけるレーザヘッド１０の位置（Ｘ、Ｙの座標値）をヘッド駆動部２０等から取得してもよいし、レーザヘッド１０の位置を計測する不図示の距離センサ等の出力から取得してもよい。記憶部４２では、それぞれの画像情報に対して、その画像を撮像したタイミングでの撮像部３０（レーザヘッド１０）の座標情報がそれぞれ関連付けられて記憶される。
　なお、規定の軌跡ＴＡに沿って観察範囲Ｒを移動させた場合、予め取得した基準穴Ｗｈの推定位置情報及び形状情報から、境界部分Ｗｂを含む位置における観察範囲Ｒが推定可能である。制御部４１は、このように境界部分Ｗｂを含む位置における画像と推定されるものを、例えば、特定画像として他の画像と区別して記憶部４２に記憶させてもよい。なお、図３及び図４において、特定画像を撮像したと推定される観察範囲Ｒを観察範囲Ｒ１と表記している。制御部４１は、３つの基準穴Ｗｈに対して、それぞれ上記の処理により複数の画像情報及び座標情報を取得して記憶部４２に記憶させる。
　図４は、端部Ｗｅと撮像部３０の観察範囲Ｒとの関係の一例を示す図である。図４に示すように、制御部４１は、撮像部３０がワークＷを矩形としてみた場合における辺に相当する端部Ｗｅを撮像しつつ、平面視において境界部分Ｗｂである端部Ｗｅの複数個所を通過する規定の軌跡ＴＢで移動するようにヘッド駆動部２０を制御する。上記と同様に、撮像部３０は、観察範囲Ｒ内を一画像として取得可能である。規定の軌跡ＴＢは、撮像部３０の観察範囲Ｒが端部Ｗｅ（境界部分Ｗｂ）の複数個所を通過するように予め設定されている。規定の軌跡ＴＢは、ワークＷの端部Ｗｅの位置に応じて設定される。制御部４１は、記憶部４２に記憶されている規定の軌跡ＴＢを読み出して、この軌跡ＴＢに沿って観察範囲Ｒを移動させる。制御部４１は、ワークＷにおける端部Ｗｅの推定位置情報を入手している。制御部４１は、対象となる端部Ｗｅの推定位置情報に基づいて、規定の軌跡ＴＢを開始する始点（例えばＸ、Ｙの座標値）ＴＢ０を設定する。
　制御部４１は、始点ＴＢ０に撮像部３０を移動させ、この始点ＴＢ０から規定の軌跡ＴＢに沿って撮像部３０を移動させる。図４に示すように、規定の軌跡ＴＢは、始点ＴＢ０から直線状に－Ｙ方向に向けて移動する経路となっている。撮像部３０は、規定の軌跡ＴＢに沿って移動しつつ、所定のフレームレートで撮像を行い、複数の画像を取得する。撮像部３０により撮像された複数の画像に関する情報（画像情報）は、記憶部４２に記憶され、画像の撮像時における座標情報が画像情報に関連付けられて記憶部４２に記憶される点は上記と同様である。制御部４１は、例えば、Ｘ方向において異なる端部Ｗｅの２個所、及びＹ方向における端部Ｗｅの１個所に対して、それぞれ上記の処理により複数の画像情報及び座標情報を取得して記憶部４２に記憶させる。
　図５から図７は、基準穴Ｗｈについて設定される規定の軌跡Ｔの例を示す図である。図５（Ａ）に示すように、規定の軌跡Ｔ１は、平面視において五芒星（五線星、星型五角形）形状に設定され、境界部分Ｗｂの複数個所を通過する。規定の軌跡Ｔ１は、いわゆる一筆書きの経路となっている。五芒星形状の大きさは、予め取得している基準穴Ｗｈの大きさによって設定される。撮像部３０は、平面視において、五芒星形状の規定の軌跡Ｔ１に沿って観察範囲Ｒを移動させつつ撮像を行う。その結果、図５（Ｂ）に示すように、撮像した複数の画像のうち、１０個所の観察範囲Ｒ１において境界部分Ｗｂを含む特定画像を取得することが可能となっている。
　規定の軌跡Ｔは、五芒星形状の規定の軌跡Ｔ１以外であってもよい。例えば、図６（Ａ）に示すように、規定の軌跡Ｔ２は、平面視において七芒星（七線星、星型七角形）形状に設定されてもよい。この規定の軌跡Ｔ２においても境界部分Ｗｂの複数個所を通過する。また、規定の軌跡Ｔ２は、いわゆる一筆書きの経路となっている。また、図６（Ｂ）に示すように、五芒星形状において少なくとも１つの線分が例えば曲線状等とした規定の軌跡Ｔ３であってもよい。また、規定の軌跡Ｔは、芒星形状に限定されず、境界部分Ｗｂの複数個所を通過する形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、図７（Ａ）に示すように、Ｖ状の規定の軌跡Ｔ４であってもよいし、図７（Ｂ）に示すように、三角形状の規定の軌跡Ｔ５であってもよい。このように、制御部４１は、撮像部３０が規定の点対称形状又は線対称形状を描く規定の軌跡Ｔ１～Ｔ５に沿って移動するようにヘッド駆動部２０を制御してもよい。撮像部３０が点対称形状又は線対称形状を描く規定の軌跡Ｔ１～Ｔ５に沿って移動することで、基準穴Ｗｈの内周縁における複数個所の画像情報を効率よく取得できる。さらに、複数の方向から境界部分Ｗｂを撮像することで位置判定部４３による判定精度のロバスト性を向上できる。
　図８（Ａ）から（Ｃ）は、ワークＷの端部Ｗｅについて設定される規定の軌跡Ｔの例を示す図である。図８（Ａ）に示すように、規定の軌跡Ｔ６は、境界部分Ｗｂである端部Ｗｅを跨ぐように折り返す直線のジグザグ状であってもよい。また、図８（Ｂ）に示すように、規定の軌跡Ｔ７は、端部Ｗｅを跨ぐように変化する波形状（連続するサインカーブ状）であってもよい。また、図８（Ｃ）に示すように、規定の軌跡Ｔ８は、端部Ｗｅに沿うスパイラル状であってもよい。規定の軌跡Ｔ８におけるスパイラル状は、例えば、立体形状としてのスパイラル形状を傾けた状態で、端部Ｗｅに沿って正射影した形状に相当する。撮像部３０は、規定の軌跡Ｔ６～Ｔ８に沿って観察範囲Ｒを移動させつつ撮像を行う。その結果、撮像した複数の画像のうち、複数個所において境界部分Ｗｂを含む特定画像を取得することが可能となっている。
　なお、本実施形態では、図１に示すように、レーザ光Ｌ１を照射する照射光学系６１の光軸６３ａと、撮像部３０の撮像光学系３１の光軸３４ａとが同軸となっている構成を例に挙げて説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。図９及び図１０は、撮像部３０の他の例を示す図である。図９及び図１０に示すように、照射光学系６１の光軸６３ａと、撮像光学系３１の光軸３４ａとが異なる軸であってもよい。図９に示すように、撮像部３０は、レーザヘッド１０のヘッド本体１１に外付けされた状態で設けられてもよい。この場合、光軸６３ａと光軸３４ａとは、幅Ｗがオフセットした関係となる。
　従って、制御部４１は、撮像部３０が撮像した各画像について、ヘッド駆動部２０によりレーザヘッド１０の座標情報を取得した後、この座標情報から幅Ｗをオフセットした座標情報を各画像に対応付けることが必要となる。この構成に対して、図１に示すように、光軸６３ａと光軸３４ａとを同軸とすることで、制御部４１は、レーザヘッド１０の座標情報を取得した後の処理が不要となり、処理負担を軽減できる。また、光軸６３ａと光軸３４ａとを同軸でない場合に生じる、組付精度や組付け後の変形によるオフセットの誤差、及びこの誤差を解消するためのオフセット補正が不要となる。このオフセット補正は、装置起動のタイミングなど頻繁に行う場合が想定され、加工効率にも影響を及ぼす。従って、光軸６３ａと光軸３４ａとを同軸とすることで、制御部４１は、座標情報取得後の処理負担、及び装置起動時（加工準備）における処理負担が軽減される。
　また、図１０に示すように、レーザヘッド１０と撮像部３０とが別に配置され、ヘッド駆動部２０によりレーザヘッド１０を移動させ、ヘッド駆動部２０とは別の駆動部８０により撮像部３０を移動させる構成であってもよい。この場合、制御部４１は、駆動部８０を制御して撮像部３０を移動させつつ、撮像部３０が撮像したときの座標情報を駆動部８０から取得してもよい。この構成に対して、図１に示すように、撮像部３０がレーザヘッド１０に設けられることで、撮像部３０を移動とレーザヘッド１０の移動とを１つのヘッド駆動部２０で兼用することができる。
　続いて、撮像部３０により複数の画像を取得した後の処理について説明する。ワーク位置判定装置４０の位置判定部４３は、記憶部４２に記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、ワークＷの平面方向における境界部分Ｗｂに対応する位置を判定する。位置判定部４３は、ワークＷのずれ判定に基準穴Ｗｈを用いる場合、撮像部３０で撮像された基準穴Ｗｈの画像情報及び座標情報に基づいて、ワークＷにおける基準穴Ｗｈの中心の位置を判定する。この場合、位置判定部４３は、境界部分Ｗｂに対応する位置として、基準穴Ｗｈの中心の位置を判定する。すなわち、位置判定部４３は、撮像部３０により撮影された境界部分Ｗｂの位置そのものを判定するものでなくともよく、当該境界部分Ｗｂの位置に基づいて判定される所定位置を判定するものであってもよい。また、位置判定部４３は、ワークＷのずれ判定に端部Ｗｅを用いる場合、撮像部３０で撮像された端部Ｗｅの画像情報及び座標情報に基づいて、ワークＷにおける端部Ｗｅの位置を判定する。この場合、位置判定部４３は、境界部分Ｗｂに対応する位置として、端部Ｗｅの位置を判定する。すなわち、位置判定部４３は、撮像部３０により撮影された境界部分Ｗｂの位置そのものを判定するものであってもよい。位置判定部４３は、例えば、撮像部３０で撮像された全ての画像情報及び位置情報を用いて基準穴Ｗｈの中心又は端部Ｗｅの位置の判定を行う。
　位置判定部４３は、全ての画像情報及び位置情報を用いて位置の判定を行うことに代えて、複数の画像情報のうち位置の判定に用いる画像情報を選択してもよい。画像情報の選択は、画像情報のうちから、位置の判定の実施可能性が高い画像情報を(取得した画像情報や別途設けたセンサ等の情報をもとに)選択して行う。画像情報の選択の一例としては、明らかに境界部分Ｗｂが含まれる画像情報は処理の対象とし、含まれない画像情報は棄却する判断により行う。この判断は、画像情報単体から行ってもよいし、他のセンサ情報を用いてもよい。例えば、上記したように、基準穴Ｗｈ又は端部Ｗｅの推定位置情報から、境界部分Ｗｂを含むと推定される画像情報（上記した特定画像）を記憶部４２から読み出して基準穴Ｗｈの中心又は端部Ｗｅの位置の判定を行ってもよい。また、位置判定部４３は、異なる手法により画像情報を選択してもよい。位置判定部４３は、先ず、撮像部３０により撮像された複数の画像情報のうち、境界部分Ｗｂに対応する位置の判定に用いる画像情報を選択する。位置判定部４３は、例えば、画像情報の輝度値を画素ごとに判定し、隣接する所定数の画素の間における輝度値の差が所定値を超える場合に、境界部分Ｗｂが存在すると判断し、その画像を選択してもよい。
　また、位置判定部４３は、他のセンサの検出値を用いて画像情報の選択を行うことができる。このようなセンサとしては、例えばレーザヘッド１０の直下にワークＷが存在するか否かを判断するセンサが挙げられる。図１１は、位置判定部４３において複数の画像情報から境界部分Ｗｂに対応する位置の判定に用いる画像情報を選択する場合の一例を示す図である。図１１の上段は、レーザヘッド１０が規定の軌跡Ｔに沿って移動する場合のレーザヘッド１０の移動速度を示している。図１１の中段は、他のセンサの検出結果を示しており、レーザヘッド１０の直下にワークＷが存在する場合にはオン、存在しない場合にはオフの値を検出する。図１１の下段は、位置判定部４３の判定結果を示している。図１１において、横軸は時間の経過を示している。
　図１１に示すように、位置判定部４３は、撮像部３０による撮像を開始した後、レーザヘッド１０の移動速度が０を越え、かつ、レーザヘッド１０の直下にワークＷが存在すると検出される期間に撮像された画像情報を、判定に用いる対象として選択することができる。移動速度が０を超えることを判断材料とする理由の１つは、同じ位置に対しては１枚の画像を撮るだけで十分であり、もう一つの理由としては、軌跡Ｔの取り方として境界部分Ｗｂ以外のところで開始・終了することが多いため、軌跡Ｔにおける移動開始・終了の時点(＝移動速度が０)のときの画像は不要になることが多いからである。なお、全く同じ場所の画像は１枚で十分であるが、境界部分Ｗｂが撮像範囲に含まれている場合は、ほぼ同位置の画像が得られる場合であってもなるべく複数枚の画像が得られると好ましい。これは、画像の取得タイミング等の理由で座標情報に誤差が生じる場合に、ロバスト性を向上できることなどが理由である。すなわち、画像情報の選択として、移動速度が所定値未満のときの画像情報を判断材料から除外することで、ほぼ同位置における画像情報を棄却でき、さらに、上記したように、移動開始直後・終了直前 (＝移動速度が０に近い場合)で明らかに境界部分Ｗｂが含まれない画像情報を除外できるといった利点がある。ただし、上記と同様に、境界部分Ｗｂが撮像範囲に含まれている場合は、ほぼ同位置の画像が得られる場合であっても当該画像情報を除外しなくてもよい。なお、位置判定部４３は、画像情報を選択するに際して、レーザヘッド１０の移動速度を所定値以上に設定してもよい。このように、画像情報を選択することにより、基準穴Ｗｈの中心又は端部Ｗｅの位置を判定するための情報量を少なくすることができ、位置判定部４３の処理負担を軽減でき、位置判定部４３の処理の高速化を図ることができる。
　位置判定部４３は、選択した画像情報及び座標情報に基づいて、基準穴Ｗｈの中心又は端部Ｗｅの位置を判定する。基準穴Ｗｈの中心の位置を判定する場合、位置判定部４３は、例えば、選択した画像情報及び座標情報のそれぞれから境界部分Ｗｂの位置を抽出し、複数の境界部分Ｗｂの位置から推定される仮想円に基づいて、その中心の位置（座標値）を算出する。仮想円の中心は、例えば、予め取得している基準穴Ｗｈの形状情報（例えば、半径など）を利用して、複数の（例えば３個所以上の）境界部分Ｗｂの位置から推定される。すなわち、位置判定部４３は、仮想円自体を算出しなくてもよい。また、位置判定部４３は、例えば、選択した画像情報及び座標情報から境界部分Ｗｂの位置及び形状を抽出し、境界部分Ｗｂの曲率から中心の位置（座標値）を算出してもよい。また、端部Ｗｅの位置を判定する場合、位置判定部４３は、例えば、選択した画像情報及び座標情報のそれぞれから境界部分Ｗｂの位置を抽出し、複数の境界部分Ｗｂの位置から推定される端部Ｗｅの位置（座標値）を算出する。
　また、位置判定部４３は、１つの基準穴Ｗｈの中心又は１つの端部Ｗｅについて、複数の画像情報及び座標情報からそれぞれ位置を判定し、複数の判定結果を平均化することで１つの基準穴Ｗｈの中心、又は１つの端部Ｗｅの位置を算出してもよい。この場合、複数の判定結果のうち、最大値と最小値とを除外して平均化してもよい。また、位置判定部４３は、複数の判定結果に対して四分位数を用いた外れ値の除去により、いずれかの判定結果を除外する方法など、他の方法により１つの基準穴Ｗｈの中心、又は１つの端部Ｗｅの位置を算出してもよい。例えば、四分位数を用いる場合、位置判定部４３は、複数の判定結果の値を小さい順から並べて、予め設定した第１四分位数、第２四分位数、第３四分位数で四つに区切り、その中の第１四分位数から第２四分位数までの値、又は第２四分位数から第３四分位数までの値、第１四分位数から第３四分位数までの値のいずれかを複数の判定結果として用い、他を外れ値として除外して１つの基準穴Ｗｈの中心、又は１つの端部Ｗｅの位置を算出してもよい。
　位置判定部４３は、例えば、ワークＷにおける３つの基準穴Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３（図１２参照）について、それぞれの境界部分Ｗｂから中心Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置を判定する。中心Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置は、Ｘ、Ｙの座標値である。また、位置判定部４３は、例えば、ワークＷにおいて、端部Ｗｅのうち３個所の判定点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６（図１２参照）の位置を判定する。判定点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の位置は、Ｘ、Ｙの座標値である。
　ずれ判定部４４は、位置判定部４３による境界部分Ｗｂに対応する位置の判定結果に基づいて、基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定する。ずれ判定部４４は、例えば、３個所の境界部分Ｗｂに対応する位置の判定結果である３つの基準穴Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３の中心Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置から、基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定する。また、ずれ判定部４４は、例えば、端部Ｗｅのうち３個所の判定点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の位置から、基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定する。判定点Ｐ４、Ｐ５は、端部Ｗｅの第１方向Ｄ１に沿った部分に設定されており、判定点Ｐ６は、端部Ｗｅの第２方向Ｄ２に沿った部分に設定されている。ワークＷのずれは、少なくとも、直交する第１方向Ｄ１（Ｘ方向）及び第２方向Ｄ２（Ｙ方向）それぞれのシフト量と、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３（Ｚ方向）の軸まわりの回転量（傾き）とで表される。なお、上記では３つの基準穴Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３から、基準位置Ｓに対するワークＷの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量と、第３方向Ｄ３の軸まわりの回転量とを判定しているが、この形態に限定されない。ずれ判定部４４は、少なくとも１箇所の境界部分Ｗｂの位置の判定結果から、基準位置Ｓに対する、直交する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量を判定してもよい。例えば、ずれ判定部４４は、１つの基準穴ＷｈからワークＷのずれを判定してもよい。この場合、まず、位置判定部４３は、１つの基準穴Ｗｈの境界部分Ｗｂから中心Ｐの位置を判定する。続いて、ずれ判定部４４は、位置判定部４３の判定結果に基づいて、基準位置Ｓに対するワークＷの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量だけを算出する。すなわち、位置判定部４３による１つの基準穴Ｗｈに対応する位置（中心Ｐの位置）の判定に基づいて、ずれ判定部４４は、基準位置Ｓに対するワークＷの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量だけを判定する形態であってもよい。
　図１２は、ワークＷが基準位置Ｓに配置された一例を示す図である。図１２に示すように、ワークＷが基準位置Ｓに合致して配置された場合、ワークＷの４つの角部のうち、－Ｘ側かつ－Ｙ側の角部が原点Ｗｏと一致し、端部Ｗｅが第１方向Ｄ１（Ｘ方向）及び第２方向Ｄ２に沿って延在した状態となる。図１２に示す例では、ワークＷに３つの基準穴Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３が形成されている。ワークＷが基準位置Ｓに合致して配置されたときの基準穴Ｗｈ１の中心Ｐ１０は座標値（Ｘ、Ｙ）が（Ｘ１、Ｙ１）である。同様に基準穴Ｗｈ２の中心Ｐ２０は座標値が（Ｘ１、Ｙ２）である。同様に基準穴Ｗｈ３の中心Ｐ３０は座標値が（Ｘ２、Ｙ１）である。また、ワークＷが基準位置Ｓに合致して配置されたときの端部Ｗｅの判定点Ｐ４０は座標値が（Ｘ３、０）である。同様に端部Ｗｅの判定点Ｐ５０は座標値が（Ｘ２、０）である。同様に端部Ｗｅの判定点Ｐ６０は座標値が（０、Ｙ３）である。制御部４１は、これら基準位置Ｓにおける中心Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０の座標値、及び判定点Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０の座標値は予め取得して、記憶部４２に記憶させている。
　図１３は、ずれ判定部４４の判定結果の一例を示す図である。図１３では、ワークＷの基準位置Ｓを一点鎖線で示している。図１３に示すように、ワークＷは、基準位置Ｓに対してずれている場合、位置判定部４３により判定した基準穴Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３の中心Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置は、上記した基準位置Ｓにおける中心Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０の各座標値から第１方向Ｄ１（Ｘ方向）及び第２方向Ｄ２（Ｙ方向）にずれ、第３方向Ｄ３（Ｚ方向）の軸まわりの回転した状態となっている。また、位置判定部４３により判定した判定点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の位置についても、上記した基準位置Ｓにおける判定点Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０の各座標値から第１方向Ｄ１（Ｘ方向）及び第２方向Ｄ２（Ｙ方向）にずれ、第３方向Ｄ３（Ｚ方向）の軸まわりの回転した状態となっている。その結果、図１３に示すように、原点Ｗｏの位置は、原点Ｗｏ‘の位置にずれた状態となっている。
　ずれ判定部４４は、位置判定部４３により判定した少なくとも３つの中心Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の座標値（合計６つの値）、又は判定点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の座標値（合計６つの値）から、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量と、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３の軸まわりの回転量（傾き）を判定する。ずれ判定部４４は、判定するパラメータが第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２のシフト量と、第３方向Ｄ３の軸まわりの回転量との３つであり、上記した座標値（合計６つの値）から確実に２つのシフト量と回転量とを算出することができる。また、ずれ判定部４４は、合計６つの値を用いることにより、２つのシフト量と回転量との３つの判定に加えて、ワークＷの第１方向Ｄ１（Ｘ方向）における伸縮量（Ｘスケール）、ワークＷの第２方向Ｄ２（Ｘ方向）における伸縮量（Ｙスケール）、及び第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との直交度を判定することが可能である。
　ずれ判定部４４によりワークＷのずれが判定された場合、制御部４１は、ずれに対応してレーザヘッド１０を移動させるようにヘッド駆動部２０を制御する。例えば、制御部４１は、レーザ加工時におけるワークＷの配置に関する座標を、基準位置Ｓからずれに応じて補正する。制御部４１は、レーザヘッド１０の移動に関する情報を含む加工プログラムにおいて、レーザヘッド１０に対する目標の座標値をずれに応じてそれぞれ変更し、新たな座標値として加工プログラムを実行させてもよい。
　図１４は、実施形態に係るワーク位置判定方法の一例を示すフローチャートである。図１４では、レーザヘッド１０及び撮像部３０のフローと、撮像部３０を除いたワーク位置判定装置４０のフローとを時系列で併記している。図１４に示すように、制御部４１は、先ず、レーザヘッド１０を観察範囲の推定位置に移動させる（ステップＳ０１）。制御部４１は、予め取得している基準穴Ｗｈ又は端部Ｗｅの推定位置情報に基づいて、観察範囲の推定位置として、例えば、基準穴Ｗｈ又は端部Ｗｅの近傍までレーザヘッド１０を移動させるようにヘッド駆動部２０を制御する。
　続いて、制御部４１は、撮像部３０に対して撮像条件を設定する（ステップＳ０２）。制御部４１は、撮像部３０の撮像光学系３１において焦点位置、露出等の撮像条件を設定する。また、制御部４１は、撮像部３０の撮像時においてレーザアレイ７０から照明光学系７１を介して照明用レーザ光Ｌ２を照射するように制御する。続いて、制御部４１は、撮像部３０により観察範囲の推定位置を撮像して画像情報を取得させ、その画像情報をワーク位置判定装置４０に送信させる（ステップＳ０３）。ステップＳ０３で撮像した画像情報は、撮影条件の評価のために用いられる。ステップＳ０３の画像情報は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
　制御部４１は、撮像部３０から送信された画像情報を受信し（ステップＳ０４）、受信した画像情報に基づいて撮影条件を評価する（ステップＳ０５）。例えば、撮像条件を評価するための評価用画像情報を記憶部４２に記憶させておき、制御部４１は、受信した画像情報と記憶部４２に記憶された評価用画像情報とを比較することにより、焦点ずれ（ぼけ）、露出等の撮影条件の評価を行ってもよい。続いて、制御部４１は、評価結果を撮像部３０に送信する（ステップＳ０６）。撮像部３０は、送信された評価結果を受信し（ステップＳ０７）、評価結果に基づいて撮影条件を調整する（ステップＳ０８）。なお、ステップＳ０３からＳ０８は、最初に一度だけ行ってもよいし、例えば、ピントや輝度をフィードバック制御するなど、何周か繰り返し行ってもよい。
　続いて、撮像部３０は、規定の軌跡Ｔで移動する間に画像情報を取得し、さらに画像情報を撮影した際の撮像部３０の座標情報を取得する（ステップＳ０９）。制御部４１は、撮像部３０を始点ＴＡ０、ＴＢ０（図３、図４参照）に移動させた後、始点ＴＡ０、
ＴＢ０から規定の軌跡ＴＡ、ＴＢに沿って移動させつつ、所定のフレームレートで撮像を行うように撮像部３０を制御する。撮像部３０は、始点ＴＡ０、ＴＢ０から規定の軌跡ＴＡ、ＴＢに沿って移動し、基準穴Ｗｈ又は端部Ｗｅの境界部分Ｗｂを撮像して画像情報を取得し、画像情報を撮像した撮像位置の座標情報を取得して画像情報に対応付ける。
　撮像部３０は、例えば、ヘッド駆動部２０からレーザヘッド１０の座標情報を取得しながら撮像し、撮像したタイミングで取得したレーザヘッド１０の座標情報を画像情報に対応付ける。また、上記したように、位置判定部４３が位置判定に際して他のセンサからの情報や、レーザヘッド１０の速度情報を用いる場合、これらの情報についても撮像部３０が撮像した画像情報に撮像と同時に（又は撮像後の所定タイミングで）対応付けられる。なお、ステップＳ０９は、複数の基準穴Ｗｈ、又は複数の端部Ｗｅごとに行われる。続いて、撮像部３０は、取得した画像情報及び座標情報をワーク位置判定装置４０に送信する（ステップＳ１０）。撮像部３０は、規定の軌跡Ｔを移動する間に撮像した複数の画像情報及び位置情報をまとめてワーク位置判定装置４０に送信する。このように撮像部３０が複数の画像情報及び位置情報をまとめて送信することで、送信処理に要する時間を短縮できる。
　続いて、制御部４１は、送信された画像情報及び座標情報を受信し（ステップＳ１１）、記憶部４２に記憶させる。続いて、位置判定部４３は、記憶部４２に記憶された画像情報及び座標情報に基づいて、境界部分Ｗｂの位置を判定する（ステップＳ１２）。位置判定部４３は、例えば、基準穴Ｗｈの境界部分Ｗｂから算出した中心の位置（座標値）、又は境界部分Ｗｂである端部Ｗｅの位置（座標値）を判定する。
　続いて、ずれ判定部４４は、位置判定部４３の判定結果に基づいて、ワークＷのずれを判定する（ステップＳ１３）。ずれ判定部４４は、例えば、少なくとも３つの基準穴Ｗｈの中心の位置、又は少なくとも３つの端部Ｗｅの位置から、基準位置Ｓに対するワークＷのずれとして、基準位置Ｓに対するワークＷの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量、及び第３方向Ｄ３の軸まわりの回転量を判定する。なお、ステップＳ０９～Ｓ１３においては、１つの基準穴Ｗｈの中心の位置から基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定してもよい。この場合、ステップＳ０９において、撮像部３０は、１つの基準穴Ｗｈについて撮像を行う。ステップＳ１０、Ｓ１１の後、ステップＳ１２において、位置判定部４３は、１つの基準穴Ｗｈの境界部分Ｗｂから中心Ｐの位置を判定する。この後、ステップＳ１３において、ずれ判定部４４は、基準位置Ｓに対するワークＷの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれのシフト量だけを算出する。このように、１つの基準穴Ｗｈを用いてワークＷのずれを判定してもよい。続いて、制御部４１は、ずれ判定部４４の判定結果をレーザヘッド１０に送信する（ステップＳ１４）。レーザヘッド１０は、送信された判定結果を受信し（ステップＳ１５）、受信した判定結果に基づいて、ワークＷのレーザ加工時における座標が補正される（ステップＳ１６）。このように、ステップＳ１０～Ｓ１５に示すずれ判定の処理を行うことにより、レーザヘッド１０及び撮像部３０と、ワーク位置判定装置４０との間の制御中の通信をなくすことにより、ワークＷのずれの判定について高速化を図ることができる。すなわち、図１４の白抜き矢印で示すように、レーザヘッド１０及び撮像部３０と、ワーク位置判定装置４０との間の通信は、ステップＳ１０からステップＳ１１の送受信、及びステップＳ１４からステップＳ１５の送受信だけであり、ステップＳ１１～Ｓ１４までの間で、レーザヘッド１０及び撮像部３０と、ワーク位置判定装置４０との間で通信を行っていない。その結果、レーザヘッド１０及び撮像部３０と、ワーク位置判定装置４０との間における通信の遅延を考慮する必要がない。レーザヘッド１０は、補正された座標に従って移動することにより、ワークＷに対して精度よくレーザ加工を行うことができる。なお、ステップＳ１６が完了することで一連の処理が終了する。
　このように、本実施形態に係るワーク位置判定装置４０及びワーク位置判定方法によれば、平面視において撮像部３０を規定の軌跡Ｔで移動させ、この間に撮像部３０により撮像された画像情報及び座標情報に基づいて基準位置Ｓに対するワークＷのずれを判定するので、撮像部３０の移動についてヘッド駆動部２０のフィードバック制御を必要としない。このため、撮像部３０の移動に対して画像処理の計算にかかる遅延、移動指令等の通信の遅延を考慮する必要がないため、ワークＷのずれの判定に要する時間を短縮できる。また、ワーク位置判定装置４０を備えるレーザ加工装置１においては、ワークＷのずれの判定に要する時間が短縮されるので、ワークＷの加工効率を向上させることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記した実施形態等で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態等で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、本実施形態において示した各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「先ず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願２０２１－１５６０８７、及び上述の実施形態等で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
Ｄ１・・・第１方向
Ｄ２・・・第２方向
Ｄ３・・・第３方向
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・中心
Ｒ、Ｒ１・・・観察範囲
Ｔ、ＴＡ、ＴＢ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７・・・軌跡
Ｗ・・・ワーク
Ｗａ・・・平面部
Ｗｂ・・・境界部分
Ｗｃ・・・穴部
Ｗｅ・・・端部
Ｗｈ、Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３・・・基準穴
Ｗｏ・・・原点
１・・・レーザ加工装置
１０・・・レーザヘッド
２０・・・ヘッド駆動部（駆動部）
３０・・・撮像部
３４ａ、６３ａ、７２ａ・・・光軸
４０・・・ワーク位置判定装置
４１・・・制御部
４２・・・記憶部
４３・・・位置判定部
４４・・・ずれ判定部
８０・・・駆動部
１００・・・加工部

Claims (12)

  1. 　撮像部と、
    　平面部を有するワークに対し、前記撮像部を前記平面部と平行な平面方向に相対的に移動させる駆動部と、
    　前記撮像部が、平面視において前記平面部における境界部分の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように前記駆動部を制御する制御部と、
    　前記撮像部が前記規定の軌跡で移動する間に当該撮像部により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の前記撮像部の座標情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶された前記画像情報及び前記座標情報に基づいて、前記ワークの前記平面方向における前記境界部分に対応する位置を判定する位置判定部と、
    　前記位置判定部による判定結果に基づいて、基準位置に対する前記ワークのずれを判定するずれ判定部と、を備えるワーク位置判定装置。
  2. 　前記撮像部における撮像光学系は、前記ワークにレーザ光を照射することにより当該ワークを加工するレーザ加工装置の加工部における前記レーザ光の照射光学系と同軸に設けられる、請求項１に記載のワーク位置判定装置。
  3. 　前記制御部は、前記撮像部が前記ワークに設けられた基準穴を撮像しつつ平面視において当該基準穴の内周縁の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように前記駆動部を制御し、
    　前記位置判定部は、前記ワークにおける前記基準穴の中心の位置を算出する、請求項１又は請求項２に記載のワーク位置判定装置。
  4. 　前記制御部は、平面視において前記撮像部が規定の点対称形状又は線対称形状を描く軌跡で移動するように前記駆動部を制御する、請求項３に記載のワーク位置判定装置。
  5. 　前記撮像部により撮像される一画像の観察範囲は、前記基準穴より小さい、請求項３又は請求項４に記載のワーク位置判定装置。
  6. 　前記制御部は、前記撮像部が前記ワークの辺に相当する端部を撮像しつつ平面視において当該端部の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように前記駆動部を制御し、
    　前記位置判定部は、前記ワークにおける前記端部の位置を判定する、請求項１又は請求項２に記載のワーク位置判定装置。
  7. 　前記制御部は、平面視において前記撮像部が規定の直線状、曲線状、ジグザグ状、又はスパイラル状を描く軌跡で移動するように前記駆動部を制御する、請求項６に記載のワーク位置判定装置。
  8. 　前記位置判定部は、前記撮像部により撮像された複数の前記画像情報のうち、前記境界部分の位置の判定に用いる前記画像情報を選択し、選択した前記画像情報に対応する前記座標情報に基づいて、前記境界部分の位置を判定する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のワーク位置判定装置。
  9. 　前記ずれ判定部は、少なくとも１箇所の前記境界部分の位置の判定結果から、前記基準位置に対する、直交する第１方向及び第２方向それぞれのシフト量を判定する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のワーク位置判定装置。
  10. 　前記ずれ判定部は、少なくとも３個所の前記境界部分の位置の判定結果から、前記基準位置に対する、直交する第１方向及び第２方向それぞれのシフト量、及び前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向の軸まわりの回転量を判定する、請求項９に記載のワーク位置判定装置。
  11. 　平面部を有するワークにレーザ光を照射することにより当該ワークを加工する加工部を備えるレーザ加工装置であって、
    　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のワーク位置判定装置を備えるレーザ加工装置。
  12. 　平面部を有するワークに対し、前記平面部と平行な平面方向であってかつ平面視において前記平面部における境界部分の複数個所を通過する規定の軌跡で撮像部を相対的に移動させることと、
    　前記撮像部が前記規定の軌跡で移動する間に当該撮像部により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の前記撮像部の座標情報を記憶することと、
    　記憶された前記画像情報及び前記座標情報に基づいて、前記ワークの前記平面方向における前記境界部分に対応する位置を判定することと、
    　前記境界部分に対応する位置の判定結果に基づいて、基準位置に対する前記ワークのずれを判定することと、を含むワーク位置判定方法。
PCT/JP2022/031947 2021-09-24 2022-08-24 ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法 Ceased WO2023047879A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22872635.2A EP4406685A4 (en) 2021-09-24 2022-08-24 WORKPIECE LOCATION DETERMINING DEVICE, LASER PROCESSING DEVICE, AND WORKPIECE LOCATION DETERMINING METHOD
CN202280061562.XA CN117940246A (zh) 2021-09-24 2022-08-24 工件位置判定装置、激光加工装置以及工件位置判定方法
KR1020247009454A KR20240045331A (ko) 2021-09-24 2022-08-24 가공물 위치 판정 장치, 레이저 가공 장치, 및 가공물 위치 판정 방법
US18/692,382 US20240383089A1 (en) 2021-09-24 2022-08-24 Workpiece position determination device, laser machining device, and workpiece position determination method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-156087 2021-09-24
JP2021156087A JP7582145B2 (ja) 2021-09-24 2021-09-24 ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023047879A1 true WO2023047879A1 (ja) 2023-03-30

Family

ID=85720534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/031947 Ceased WO2023047879A1 (ja) 2021-09-24 2022-08-24 ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240383089A1 (ja)
EP (1) EP4406685A4 (ja)
JP (1) JP7582145B2 (ja)
KR (1) KR20240045331A (ja)
CN (1) CN117940246A (ja)
WO (1) WO2023047879A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118559663B (zh) * 2024-08-05 2024-10-29 深圳市新凯来工业机器有限公司 对准装置及对准方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09502553A (ja) * 1993-09-11 1997-03-11 プッツマイスター・ヴェルク マシーネンファブリーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも１つの処理ユニットを有する処理装置により対象物を処理する方法
JP3660041B2 (ja) 1996-01-17 2005-06-15 株式会社アマダ レーザ加工機におけるワーク位置検出方法及び装置
JP2008076200A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Soatec Inc 光学式測定システム
JP6253847B1 (ja) * 2016-11-28 2017-12-27 三菱電機株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラム
WO2021109575A1 (zh) * 2019-12-02 2021-06-10 广东技术师范大学 基于融入全局视觉和局部视觉的机器人视觉引导方法和装置
JP6905651B1 (ja) * 2019-12-13 2021-07-21 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びワークの３次元モデルの形成方法
JP2021156087A (ja) 2020-03-30 2021-10-07 大和ハウス工業株式会社 布基礎

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3855684B2 (ja) * 2001-06-05 2006-12-13 松下電器産業株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2008221299A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Hitachi Via Mechanics Ltd レーザ加工装置
JP5374909B2 (ja) * 2008-04-10 2013-12-25 株式会社Ｉｈｉ マーキング装置
EP2937753B1 (de) * 2014-04-24 2019-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Vermessen von Werkstücken und nach dem Verfahren arbeitende Produktions- und/oder Werkzeugmaschine
JP6464213B2 (ja) * 2017-02-09 2019-02-06 ファナック株式会社 レーザ加工ヘッドおよび撮影装置を備えるレーザ加工システム
JP2019115923A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 三菱重工工作機械株式会社 芯出し装置、レーザ加工機、レーザ加工機の芯出し方法、およびプログラム
JP7405606B2 (ja) * 2019-12-26 2023-12-26 株式会社キーエンス レーザ加工装置
JP7417503B2 (ja) * 2020-09-25 2024-01-18 芝浦機械株式会社 加工機、計測装置及び被加工物の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09502553A (ja) * 1993-09-11 1997-03-11 プッツマイスター・ヴェルク マシーネンファブリーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも１つの処理ユニットを有する処理装置により対象物を処理する方法
JP3660041B2 (ja) 1996-01-17 2005-06-15 株式会社アマダ レーザ加工機におけるワーク位置検出方法及び装置
JP2008076200A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Soatec Inc 光学式測定システム
JP6253847B1 (ja) * 2016-11-28 2017-12-27 三菱電機株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラム
WO2021109575A1 (zh) * 2019-12-02 2021-06-10 广东技术师范大学 基于融入全局视觉和局部视觉的机器人视觉引导方法和装置
JP6905651B1 (ja) * 2019-12-13 2021-07-21 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びワークの３次元モデルの形成方法
JP2021156087A (ja) 2020-03-30 2021-10-07 大和ハウス工業株式会社 布基礎

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4406685A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN117940246A (zh) 2024-04-26
EP4406685A4 (en) 2025-10-01
EP4406685A1 (en) 2024-07-31
US20240383089A1 (en) 2024-11-21
JP2023047141A (ja) 2023-04-05
JP7582145B2 (ja) 2024-11-13
KR20240045331A (ko) 2024-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10092977B2 (en) Welding head and method for joining a workpiece
JP5931537B2 (ja) レーザの光軸アライメント方法およびそれを用いたレーザ加工装置
EP2769800B1 (en) Laser processing machine
CN107803585B (zh) 激光加工机及激光加工方法
US20170186656A1 (en) Wafer processing method
JP2009262163A (ja) アライメント調整方法及び装置、及びそれを備えたレーザー加工装置
JP7375634B2 (ja) レーザ加工システム、及びレーザ加工方法
JP6592547B2 (ja) レーザ光の芯出し方法及びレーザ加工装置
JP7582145B2 (ja) ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法
JP2004276101A (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP7664524B2 (ja) 亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法
JP5058624B2 (ja) レーザ顕微鏡
WO2012023250A1 (ja) 部品実装装置および部品検出方法
CN114127973B (zh) 沉积机的基底定位
JP2025537365A (ja) パッケージング用途のための表面下位置合わせ計測システム
JP2002316276A (ja) レーザマーキング装置のマーキング歪み補正装置及びマーキング補正方法
KR20130073050A (ko) 레이저 가공 장치 및 그 보정 데이터 생성 방법
US20210060697A1 (en) Method of determining whether or not result of processing process of laser processing apparatus is acceptable
JP2000294608A (ja) 表面画像投影装置及び方法
CN114096369A (zh) 控制装置及具备控制装置的激光加工系统、激光加工方法
JP3063677B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP5205101B2 (ja) パターン描画装置およびパターン描画方法
JP5142916B2 (ja) レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置
KR20190063027A (ko) 라인 스캐닝 방식의 공초점 현미경에서의 자동초점조절 방법 및 장치
JP2003077141A (ja) 光学ヘッド調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22872635

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280061562.X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18692382

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022872635

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022872635

Country of ref document: EP

Effective date: 20240424

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2022872635

Country of ref document: EP