激光加工机以及激光加工方法技术

本发明专利技术是一种激光加工机以及激光加工方法，该激光加工机(100)使载置于工作台(108)的工件和照射激光的光学头(10)相对移动，通过对工件照射激光来加工工件，具备：校准相机(42)，其固定于光学头(10)；探针(40)，其固定于光学头(10)；以及校准单元(50)，其具有对校准相机(42)以及探针(40)的位置进行测定的测定基准点(Pc1、Pc2、Pc3、Pp1、Pp2、Pp3)和利用激光来形成加工痕迹(L1、L2)的加工部(68)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工机以及激光加工方法
本专利技术涉及激光加工机以及激光加工方法，尤其是涉及在具备对工件的尺寸、位置进行测定的接触式探针的激光加工机中校准接触式探针的位置的激光加工机以及激光加工方法。
技术介绍
近来，开发出了如下的激光加工机：将接触式探针、静电电容传感器安装于激光加工机，以将工件安装于激光加工机的状态对工件的尺寸、形状进行测定。例如，在专利文献1中记载有如下的激光加工机：在激光加工头的前端设置静电电容传感器，并利用该静电电容传感器对激光加工头的前端与工件的间隙进行控制。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-220685号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题像这样，在具备接触式探针、静电电容传感器的激光加工机中，接触式探针、静电电容传感器与照射激光的激光加工头或光学头的位置关系可以说是作为设计值已知的，但在接触式探针、静电电容传感器向激光加工头或光学头的安装中，不可避免地会包含有安装误差。即使在专利文献1的激光加工机中，由于没有相对于从激光加工头照射的激光的光轴、激光加工头的前端的Z轴上的位置对静电电容传感器的位置进行测定，所以在由静电电容传感器测定的工件的尺寸、形状中也会包含有由静电电容传感器向激光加工头的安装误差引起的误差。包含有这样的误差的测定结果会成为降低加工精度的原因。本专利技术以解决这样的以往技术的问题为技术课题，其目的在于提供一种能够测定接触式探针相对于激光的光轴的位置并能够高精度地进行加工的激光加工机以及激光加工方法。用于解决课题的手段为了达成上述目的，根据本专利技术，提供一种激光加工机，所述激光加工机使载置于工作台的工件和照射激光的光学头相对移动，通过对工件照射激光来加工工件，其中，所述激光加工机具备：光学传感器，所述光学传感器固定于所述光学头；探针，所述探针固定于所述光学头；以及校准单元，所述校准单元具有利用所述光学传感器以及所述探针来测定位置的测定基准和利用所述激光来形成加工痕迹的加工部。而且，根据本专利技术，提供一种激光加工方法，所述激光加工方法使载置于工作台的工件和照射激光的光学头相对移动，通过对工件照射激光来加工工件，其中，准备固定于所述工作台侧并具有测定基准以及加工部的校准单元，利用所述激光在所述校准单元的加工部加工出加工痕迹，利用固定于所述光学头的光学传感器测定所述加工部的加工痕迹的位置，并利用光学传感器测定所述校准单元的测定基准的位置，利用固定于所述光学头的探针测定所述校准单元的测定基准的位置，根据由所述光学传感器测定出的加工痕迹的位置以及测定基准的位置和由所述探针测定出的测定基准的位置，计算所述激光的加工位置与所述探针的测定位置的偏移量，根据计算出的所述激光的加工位置与所述探针的测定位置的偏移量以及由所述探针测定出的所述工件的位置，对所述工件与所述激光的加工位置的相对位置进行求解，基于求解出的所述工件与所述激光的加工位置的所述相对位置，使所述工作台与所述光学头相对移动，对工件进行加工。专利技术效果根据本专利技术，通过由光学传感器和探针来测定测定基准的位置，并利用激光在加工部形成加工痕迹，利用光学传感器对加工痕迹的位置进行测定，从而计算激光的加工位置与探针的测定位置的偏移量，根据计算出的激光的加工位置与探针的测定位置的偏移量以及由探针测定出的工件的位置，对工件与激光的加工位置的相对位置进行求解，基于求解出的工件与激光的加工位置的相对位置，使工作台与光学头相对移动并进行加工，从而能够精密地进行激光加工。附图说明图1是表示具备安装于光学头的接触式探针的激光加工机的一例的略示剖视图。图2是基于本专利技术的优选的实施方式的校准环集成体的立体图。图3是利用校准相机对图2的校准环集成体拍摄后的图像，且是说明基于校准相机的测定的图。图4是图2的校准环集成体的俯视图，且是说明基于接触式探针的测定的图。图5是表示应用本专利技术的激光加工机的一例的立体图。图6是将本专利技术应用于水射流激光加工机的与图1同样的光学头的略示剖视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术优选的实施方式进行说明。参照图5示出的应用本专利技术的激光加工机的一例，激光加工机100具备：工作台108，该工作台108用于安装工件；以及光学头10，该光学头10被设置成利用沿X轴、Y轴、Z轴的正交3轴向进给的进给装置(未图示)相对于该工作台108能够相对地直线移动，该光学头10以及工作台108被长方体状的罩102包围。罩102具有沿左右方向(X轴方向)能够滑动的安全门106，通过打开该安全门106，操作员能够穿过开口部104而向光学头10以及工作台108靠近。另外，在工作台108配设有校准单元50。另外，在罩102的正面侧壁安装有用于对激光加工机100进行操作的操作盘110。操作盘110具有显示器112以及各种操作按钮114，该显示器112对表示激光加工机100的状态、动作的参数、教导并展示针对操作员的操作方法的图标等进行显示。能够使显示器112为操作员能够通过用手指触碰图标来对激光加工机100进行各种操作的触控屏。另外，操作盘110内置有控制装置，按照操作员的输入、存储于控制装置内的程序，对激光加工机100进行控制。在图1中作为一例示出的光学头10具备激光照射头16，该激光照射头16被配设在壳体12内，并经由光纤这样的导光构件14a接收来自激光振荡器14的激光，并向准直透镜18照射激光。在光学头10的壳体12的下端部设置有圆锥形的突出部12a，该圆锥形的突出部12a形成为向下方末端逐渐变细，在该突出部12a的下端的顶点形成有孔口12b。来自激光照射头16的激光利用准直透镜18而成为平行光线，并利用第1镜20向第2镜22反射，利用该第2镜22向聚焦透镜24反射。被聚焦透镜24聚集了的激光穿过壳体12的孔口12b而向壳体12的外部照射。此时，光学头10所照射的激光的光轴与Z轴大致平行。另外，光学头10也可以是图6所示那样的、使激光在从喷嘴喷射液体而形成的柱状的液体喷流中穿过来加工工件的水射流激光加工机。此外，以下，在图6的光学头10中，对与图1的光学头10相同的构成要素标注相同的附图标记，为了避免冗长，省略其详细的说明，仅对不同的部分进行说明。图6所示的水射流激光加工机的光学头10除了图1的光学头10之外，还具备用于向壳体12的外部喷射液体、例如水的喷嘴头34。喷嘴头34是从水供给源30经由管路32来接收水的供给的中空状的构件。在喷嘴头34的与工作台108相向的底壁设置有喷出水射流的喷嘴34b，在该底壁的相反侧的与聚焦透镜24相向的上表面设置有由玻璃等透明的构件构成的窗34a。喷嘴34b穿过在光学头10的壳体12的底面形成的孔口12a而与壳体12的外部连通。第1镜20和第2镜22具有平面状的反射面，通过调节该反射面的方向(与反射面垂直的方向)，能够调节从光学头10照射的激光的方向。另外，第1镜20和第2镜22、尤其是向聚焦透镜24反射激光的第2镜22与从激光振荡器14照射的激光的波长相适应，包含有将该激光反射并将除了该激光的波长以外的波长的光透过的电介质多层膜。更详细而言，通过在玻璃板上蒸镀这样的电介质多层膜来形成。通过由电介质多层膜形成第2镜22，能够利用对准调整相机26来监视从孔口12b照射的激光与孔口12b的位置关系。在光学头10的壳体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机，所述激光加工机使载置于工作台的工件和照射激光的光学头相对移动，通过对工件照射激光来加工工件，其特征在于，所述激光加工机具备：光学传感器，所述光学传感器固定于所述光学头；探针，所述探针固定于所述光学头；以及校准单元，所述校准单元具有利用所述光学传感器以及所述探针来测定位置的测定基准和利用所述激光来形成加工痕迹的加工部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工机，所述激光加工机使载置于工作台的工件和照射激光的光学头相对移动，通过对工件照射激光来加工工件，其特征在于，所述激光加工机具备：光学传感器，所述光学传感器固定于所述光学头；探针，所述探针固定于所述光学头；以及校准单元，所述校准单元具有利用所述光学传感器以及所述探针来测定位置的测定基准和利用所述激光来形成加工痕迹的加工部。2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，所述校准单元具备：接触式开关，所述接触式开关被设置成能够供所述光学头接触；以及校准环集成体，所述校准环集成体具有圆筒状的主体部以及凸缘部，所述圆筒状的主体部提供用于所述探针的测定基准，所述凸缘部在所述圆筒状的主体部的内侧沿半径方向扩展，并提供用于所述光学传感器的测定基准，所述加工部具备能够装卸地插入于所述主体部的板。3.根据权利要求2所述的激光加工机，其特征在于，所述凸缘部形成为具有与所述校准环集成体的圆筒状的主体部同心的圆形的内周的环状。4.根据权利要求3所述的激光加工机，其特征在于，作为用于所述探针的测定...

【专利技术属性】
技术研发人员：外山博，别府宗明，
申请(专利权)人：株式会社牧野铣床制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP