JP2017185511A - Laser processing method and laser processing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out three-dimensional alignment of a work piece and a laser optical system with no contact.SOLUTION: A laser processing method comprises: an optical axis alignment step in which using an imaging optical axis parallel to or coaxial with an optical axis of a processing laser optical system and also using two linear light beams intersecting at a predetermined distance of the imaging optical axis and with respect to the imaging optical axis, the intersections of the imaging optical axis and the respective linear light beams are made to coincide on a predetermined face of a work piece; and a reference alignment step in which the imaging optical axis is made to coincide with a movement reference point set on the work piece.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は、レーザを照射して加工対象物を加工するレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating a laser.

例えば、ガスタービン静翼は、翼の内側から効率良く空気冷却するため、翼内部にインサート部品を配置し、翼基端に遮蔽板などの部品を取り付けることによって、冷却構造を完成させている。この部品の取り付けは、静翼製造の最終工程で実施されており、溶接で取り付けられている。   For example, in a gas turbine stationary blade, in order to cool air efficiently from the inside of the blade, an insert component is arranged inside the blade, and a component such as a shielding plate is attached to the blade base end to complete a cooling structure. This part is attached in the final process of manufacturing the stationary blade and attached by welding.

例えば、遮蔽板の場合、板厚１ｍｍ程度の板材を静翼の基端に蓋をするように取り付けて、板材の全周を溶接する。ここで、溶接がＴＩＧ溶接である場合、入熱が大きく、翼が変形すると組み立て時に必要な精度に影響を及ぼすおそれがある。また、溶接前に施されたセラミックコーティングが翼への入熱や変形により損傷するおそれがある。   For example, in the case of a shielding plate, a plate material having a thickness of about 1 mm is attached so as to cover the base end of the stationary blade, and the entire circumference of the plate material is welded. Here, when the welding is TIG welding, the heat input is large, and if the blade is deformed, there is a risk of affecting the accuracy required during assembly. In addition, the ceramic coating applied before welding may be damaged by heat input to the blade or deformation.

このような問題に対し、溶接の入熱を下げることは有効であり、レーザ溶接が検討されている。ただし、静翼の基端に取り付ける遮蔽板の溶接線は平面上にはなく複雑な三次元の面上にある。すなわち、遮蔽板の溶接部は、複雑な形状である。そのため、遮蔽板の三次元データを基にレーザ光を移動させることが考えられる。また、遮蔽板を取り付ける静翼の基端の周囲には壁部材が存在するため、壁部材の直下の箇所に溶接線が存在する。すなわち、遮蔽板の溶接部は狭隘な位置にある。すなわち、溶接部に対してレーザヘッドを移動させるとレーザヘッドが壁部材などに干渉してしまう。そのため、ミラー等を用いてレーザ光のみ走査する光学系であるリーモート光学系を用いることが考えられる。このような場合、三次元データを元にレーザ光を走査するために、被加工物の基準位置（三次元データの基準位置）と光学系の基準位置との三次元での位置合わせを実施する必要がある。   For such problems, it is effective to lower the heat input of welding, and laser welding is being studied. However, the welding line of the shielding plate attached to the base end of the stationary blade is not on a plane but on a complicated three-dimensional surface. That is, the welded portion of the shielding plate has a complicated shape. For this reason, it is conceivable to move the laser beam based on the three-dimensional data of the shielding plate. Moreover, since a wall member exists around the base end of the stationary blade to which the shielding plate is attached, a weld line exists at a location immediately below the wall member. That is, the welded portion of the shielding plate is in a narrow position. That is, when the laser head is moved with respect to the welded portion, the laser head interferes with the wall member and the like. For this reason, it is conceivable to use a remote optical system that is an optical system that scans only laser light using a mirror or the like. In such a case, in order to scan the laser beam based on the three-dimensional data, the reference position of the workpiece (reference position of the three-dimensional data) and the reference position of the optical system are aligned in three dimensions. There is a need.

従来、例えば、特許文献１には、被加工物の加工部位の所定範囲に照明手段により帯状の光を照射してこれを撮像手段により撮影し、その撮像手段からの画像情報に基づきレーザヘッドと被加工物との間の相対位置を制御するレーザ加工装置が記載されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses that a predetermined range of a processing portion of a workpiece is irradiated with a band-like light by an illuminating unit and photographed by an imaging unit, and a laser head and a laser head based on image information from the imaging unit A laser processing apparatus that controls the relative position between the workpiece and the workpiece is described.

特開平６−３４４１６７号公報JP-A-6-344167

特許文献１に記載のレーザ加工装置では、被加工物の表面の凹凸形状に応じて帯状の光が切断された形状に輝度分布を有することを利用している。しかし、被加工物の表面の凹凸形状が複雑な場合は対応することが困難である。   The laser processing apparatus described in Patent Document 1 utilizes the fact that the band-like light has a luminance distribution in a shape obtained by cutting the band-shaped light according to the uneven shape of the surface of the workpiece. However, it is difficult to cope with the case where the uneven shape of the surface of the workpiece is complicated.

そこで、本発明は、被加工物とレーザ光学系との三次元での位置合わせを非接触で行うことのできるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of performing non-contact alignment in three dimensions between a workpiece and a laser optical system.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーザ加工方法は、加工用のレーザ光学系の光軸と同軸または平行な撮像光軸と、前記撮像光軸に対して前記撮像光軸の所定距離の位置で交差する２つの線状光と、を用い、被加工物の所定面上において前記撮像光軸と各前記線状光の交点とを一致させる光軸合わせ工程と、前記被加工物に設定された移動基準点に前記撮像光軸を一致させる基準合わせ工程と、を含む。   In order to solve the above problems, a laser processing method according to an aspect of the present invention includes an imaging optical axis that is coaxial or parallel to an optical axis of a laser optical system for processing, and the imaging optical axis with respect to the imaging optical axis. Two linear lights that intersect at a predetermined distance position, and an optical axis alignment step for matching the imaging optical axis with the intersection of the linear lights on a predetermined surface of the workpiece, A reference matching step for causing the imaging optical axis to coincide with a movement reference point set on a workpiece.

このレーザ加工方法によれば、被加工物の移動基準点に対して撮像光軸が一致することで被加工物の移動基準点に対して光軸の位置が設定され、かつ移動基準点に対して撮像光軸の距離が設定されることで移動基準点に対してレーザの光軸の距離が設定される。そして、この移動基準点と撮像光軸（レーザの光軸）との関係を、三次元データに関連付ける。この結果、被加工物とレーザ光学系との三次元での位置合わせを非接触で行うことができる。   According to this laser processing method, the position of the optical axis is set with respect to the movement reference point of the workpiece by matching the imaging optical axis with respect to the movement reference point of the workpiece, and with respect to the movement reference point. Thus, the distance of the optical axis of the laser is set with respect to the movement reference point by setting the distance of the imaging optical axis. The relationship between the movement reference point and the imaging optical axis (laser optical axis) is associated with the three-dimensional data. As a result, the three-dimensional alignment between the workpiece and the laser optical system can be performed in a non-contact manner.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工方法では、前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、被加工物の所定面上における前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を調整する傾斜合わせ工程を含むことが好ましい。   Further, in the laser processing method according to one aspect of the present invention, the predetermined surface of the workpiece is set with respect to a total of three tilt reference points that are set on the workpiece including the movement reference point and deviate from a straight line in imaging. While maintaining the coincidence relationship between the imaging optical axis and the intersection of each linear light and the coincidence relationship between the movement reference point and the imaging optical axis, the position of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point is maintained. It is preferable to include an inclination matching step for adjusting the distance.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離を調整することで、被加工物を加工するための三次元データにおける各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離と合わせて、被加工物と三次元データとの相互の配置の整合性を取ることができる。この結果、被加工物の加工を高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method, the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point in the three-dimensional data for processing the workpiece by adjusting the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point In addition, it is possible to achieve consistency in the mutual arrangement of the workpiece and the three-dimensional data. As a result, the workpiece can be processed with high accuracy.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工方法では、前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を同じに調整することが好ましい。   In the laser processing method according to an aspect of the present invention, it is preferable that the tilt alignment step adjusts the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point to be the same.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離を同じに調整することで、三次元データとの相互の配置の整合性を容易に行うことができる。   According to this laser processing method, the alignment of the mutual arrangement with the three-dimensional data can be easily performed by adjusting the distance of the imaging optical axis at the position of each inclination reference point to be the same.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工方法では、前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点を１つの加工部材において設定することが好ましい。   In the laser processing method according to one aspect of the present invention, it is preferable that the tilt alignment step sets each tilt reference point in one processing member.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点を１つの加工部材において設定することで、三次元データとの相互の配置の整合性の精度が向上するため、被加工物の加工を高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method, by setting each inclination reference point in one processing member, the accuracy of the alignment of the mutual arrangement with the three-dimensional data is improved, so that the processing of the workpiece can be performed with high accuracy. It can be carried out.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工方法では、前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点を１つの撮像範囲内において設定することが好ましい。   In the laser processing method according to an aspect of the present invention, it is preferable that the tilt alignment step sets each tilt reference point within one imaging range.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点を１つの撮像範囲内において設定することで、傾斜合わせが容易となる。   According to this laser processing method, the tilt alignment is facilitated by setting each tilt reference point within one imaging range.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工方法では、前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、被加工物の所定面上における前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を計測する計測工程を含むことが好ましい。   Further, in the laser processing method according to one aspect of the present invention, the predetermined surface of the workpiece is set with respect to a total of three tilt reference points that are set on the workpiece including the movement reference point and deviate from a straight line in imaging. While maintaining the coincidence relationship between the imaging optical axis and the intersection of each linear light and the coincidence relationship between the movement reference point and the imaging optical axis, the position of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point is maintained. It is preferable to include a measurement step for measuring the distance.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離を計測することで、被加工物を加工するための三次元データにおける各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離と比較し、被加工物と三次元データとの相互の配置の整合性を取ることができる。この結果、被加工物の加工を高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method, the distance of the imaging optical axis at the position of each inclination reference point in the three-dimensional data for processing the workpiece by measuring the distance of the imaging optical axis at the position of each inclination reference point. Compared with the above, it is possible to take consistency in the mutual arrangement of the workpiece and the three-dimensional data. As a result, the workpiece can be processed with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーザ加工装置は、加工用のレーザ光学系の光軸と同軸または平行な撮像光軸を有する撮像部と、前記撮像光軸に対して前記撮像光軸の所定距離の位置で交差する２つの線状光を照射する光源部と、前記撮像部および前記光源部を一体で被加工物と相対移動させる移動機構と、前記被加工物の所定面上において前記撮像光軸と各前記線状光の交点とが一致するように前記移動機構を制御し、前記被加工物に設定された移動基準点と前記撮像光軸とが一致するように前記移動機構を制御する移動制御部と、を備える。   In order to solve the above problems, a laser processing apparatus according to an aspect of the present invention includes an imaging unit having an imaging optical axis that is coaxial or parallel to the optical axis of a laser optical system for processing, and the imaging optical axis. A light source unit that emits two linear lights that intersect at a predetermined distance of the imaging optical axis, a moving mechanism that integrally moves the imaging unit and the light source unit relative to the workpiece, and The movement mechanism is controlled so that the imaging optical axis and the intersection of each linear light coincide with each other on a predetermined plane so that the movement reference point set on the workpiece coincides with the imaging optical axis. And a movement control unit for controlling the movement mechanism.

このレーザ加工装置によれば、被加工物の移動基準点に対して撮像光軸が一致することで被加工物の移動基準点に対して光軸の位置が設定され、かつ移動基準点に対して撮像光軸の距離が設定されることで移動基準点に対してレーザの光軸の距離が設定される。そして、この移動基準点と撮像光軸（レーザの光軸）との関係を、三次元データに関連付ける。この結果、被加工物とレーザ光学系との三次元での位置合わせを非接触で行うことができる。   According to this laser processing apparatus, the position of the optical axis is set with respect to the movement reference point of the workpiece by matching the imaging optical axis with the movement reference point of the workpiece, and with respect to the movement reference point. Thus, the distance of the optical axis of the laser is set with respect to the movement reference point by setting the distance of the imaging optical axis. The relationship between the movement reference point and the imaging optical axis (laser optical axis) is associated with the three-dimensional data. As a result, the three-dimensional alignment between the workpiece and the laser optical system can be performed in a non-contact manner.

また、本発明の一態様に係るレーザ加工装置では、前記移動制御部は、前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を調整するように前記移動機構を制御することが好ましい。   Further, in the laser processing apparatus according to an aspect of the present invention, the movement control unit includes a total of three inclination reference points that are set on the workpiece including the movement reference point and deviate from a straight line in imaging. While maintaining the coincidence between the imaging optical axis and the intersection of each linear light and the coincidence between the movement reference point and the imaging optical axis, the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point is set. It is preferable to control the moving mechanism to adjust.

このレーザ加工装置によれば、各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離を調整することで、被加工物を加工するための三次元データにおける各傾斜基準点の位置の撮像光軸の距離と合わせて、被加工物と三次元データとの相互の配置の整合性を取ることができる。この結果、被加工物の加工を高い精度で行うことができる。   According to this laser processing apparatus, the distance of the imaging optical axis at the position of each inclination reference point in the three-dimensional data for processing the workpiece by adjusting the distance of the imaging optical axis at the position of each inclination reference point In addition, it is possible to achieve consistency in the mutual arrangement of the workpiece and the three-dimensional data. As a result, the workpiece can be processed with high accuracy.

本発明によれば、被加工物とレーザ光学系との三次元での位置合わせを非接触で行うことができる。   According to the present invention, the three-dimensional alignment between the workpiece and the laser optical system can be performed without contact.

図１は、実施形態に係るレーザ加工装置を模式的に示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a laser processing apparatus according to the embodiment. 図２は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部および光源部を模式的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing an imaging unit and a light source unit of the laser processing apparatus according to the embodiment. 図３は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部および光源部を模式的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing an imaging unit and a light source unit of the laser processing apparatus according to the embodiment. 図４は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部の画像データを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating image data of the imaging unit of the laser processing apparatus according to the embodiment. 図５は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 5 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図６は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図７は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 7 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図８は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図９は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 9 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１０は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１１は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 11 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１２は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１３は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１４は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 14 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１５は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 15 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１６は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図である。FIG. 16 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment. 図１７は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.

図１は、実施形態に係るレーザ加工装置を模式的に示す概略構成図である。図２は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部および光源部を模式的に示す平面図である。図３は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部および光源部を模式的に示す平面図であり、（Ａ）は図２および図４における矢視Ａ図に相当し、（Ｂ）は矢視Ａ図に直交する図２および図４における矢視Ｂ図に相当する。図４は、実施形態に係るレーザ加工装置の撮像部の画像データを示す図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing an imaging unit and a light source unit of the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 3 is a plan view schematically showing an imaging unit and a light source unit of the laser processing apparatus according to the embodiment, in which (A) corresponds to the arrow A view in FIGS. 2 and 4, and (B) is an arrow. This corresponds to the view B in FIG. 2 and FIG. 4 orthogonal to the view A. FIG. 4 is a diagram illustrating image data of the imaging unit of the laser processing apparatus according to the embodiment.

レーザ加工装置１０は、被加工物５０の周囲にレーザ光（以下、レーザという）Ｌを照射して、被加工物５０とその周囲の基材５１とを溶融し溶接する。ここで、基材５１は、例えば、タービン静翼において固定端となる基端のシュラウド部であり、図１では静翼を省略してシュラウド部のみを示している。基材５１であるシュラウド部は、静翼の内側から効率良く空気冷却するため、静翼内部に通じる開口穴５１Ａが形成されている。また、基材５１であるシュラウド部は、その周囲に壁部材５１Ｂが突出して設けられている。また、被加工物５０は、例えば、基材５１であるシュラウド部の開口穴５１Ａを塞ぐ遮蔽板であり、その周囲が本実施形態のレーザ加工装置１０により基材５１に溶接される。なお、基材５１であるシュラウド部への被加工物５０である遮蔽板の溶接は、静翼製造の最終工程で実施され、静翼には耐熱性のセラミックコーティングが施されている。なお、被加工物５０および基材５１は、一例であり、タービン静翼のシュラウド部および遮蔽板に限定されるものではない。   The laser processing apparatus 10 irradiates the workpiece 50 with a laser beam (hereinafter referred to as a laser) L to melt and weld the workpiece 50 and the surrounding substrate 51. Here, the base material 51 is, for example, a base shroud portion that is a fixed end in the turbine stationary blade, and FIG. 1 omits the stationary blade and shows only the shroud portion. The shroud portion, which is the base material 51, has an opening hole 51A leading to the inside of the stationary blade in order to efficiently cool the air from the inside of the stationary blade. Moreover, the shroud part which is the base material 51 is provided with a wall member 51B protruding around the periphery thereof. The workpiece 50 is, for example, a shielding plate that closes the opening hole 51A of the shroud portion that is the base material 51, and its periphery is welded to the base material 51 by the laser processing apparatus 10 of the present embodiment. In addition, welding of the shielding plate, which is the workpiece 50, to the shroud portion, which is the base material 51, is performed in the final step of manufacturing the stationary blade, and the stationary blade is provided with a heat-resistant ceramic coating. The workpiece 50 and the base material 51 are examples, and are not limited to the shroud portion and the shielding plate of the turbine stationary blade.

レーザ加工装置１０は、レーザ照射装置１１と、ヘッド移動機構（移動機構）となるマニピュレータ１２と、ワーク移動機構（移動機構）となる支持台１３と、撮像部となるカメラ１５と、光源部となるレーザポインタ１６と、制御装置１７と、を備える。   The laser processing apparatus 10 includes a laser irradiation apparatus 11, a manipulator 12 serving as a head moving mechanism (moving mechanism), a support base 13 serving as a work moving mechanism (moving mechanism), a camera 15 serving as an imaging unit, and a light source unit. A laser pointer 16 and a control device 17.

レーザ照射装置１１は、被加工物５０にレーザＬを照射する。レーザ照射装置１１は、レーザ発振器１１Ａと、伝送ケーブル１１Ｂによってレーザ発振器１１Ａに接続されるレーザ照射ヘッド１１Ｃと、を有する。レーザ発振器１１Ａは、所定の出力となるレーザＬを照射する。伝送ケーブル１１Ｂは、レーザ発振器１１Ａから照射されたレーザＬを、レーザ照射ヘッド１１Ｃへ向けて導光する。レーザ照射ヘッド１１Ｃは、伝送ケーブル１１Ｂにより導光されたレーザＬを、被加工物５０へ向けて照射する。本実施形態では、レーザ照射ヘッド１１Ｃは、レーザ光学系１１Ｄを有している。レーザ光学系１１Ｄは、ミラーなどの光学系によりレーザＬの光軸Ｌｃの向きや焦点距離を変更することで移動せずにレーザＬを走査するものである。従って、本実施形態のレーザ照射装置１１は、レーザ照射ヘッド１１Ｃを移動させずに加工を行うことができるように構成されている。なお、レーザ光学系１１Ｄを有さずにレーザ照射ヘッド１１Ｃを移動させて加工を行うようにしてもよい。   The laser irradiation device 11 irradiates the workpiece 50 with the laser L. The laser irradiation device 11 includes a laser oscillator 11A and a laser irradiation head 11C connected to the laser oscillator 11A by a transmission cable 11B. The laser oscillator 11A irradiates a laser L having a predetermined output. The transmission cable 11B guides the laser L emitted from the laser oscillator 11A toward the laser irradiation head 11C. The laser irradiation head 11C irradiates the workpiece 50 with the laser L guided by the transmission cable 11B. In the present embodiment, the laser irradiation head 11C has a laser optical system 11D. The laser optical system 11D scans the laser L without moving by changing the direction of the optical axis Lc and the focal length of the laser L using an optical system such as a mirror. Therefore, the laser irradiation apparatus 11 of the present embodiment is configured to perform processing without moving the laser irradiation head 11C. The processing may be performed by moving the laser irradiation head 11C without the laser optical system 11D.

マニピュレータ１２は、ヘッド移動機構（移動機構）であり、例えば、６軸マニピュレータであり、その先端部に、レーザ照射装置１１の一部であるレーザ照射ヘッド１１Ｃが保持されている。このマニピュレータ１２は、レーザ照射ヘッド１１Ｃの位置を三次元で変化させることができる。   The manipulator 12 is a head moving mechanism (moving mechanism), for example, a six-axis manipulator, and a laser irradiation head 11 </ b> C that is a part of the laser irradiation apparatus 11 is held at a tip portion thereof. The manipulator 12 can change the position of the laser irradiation head 11C in three dimensions.

支持台１３は、ワーク移動機構（移動機構）であり、ワークとなる被加工物５０を支持するものである。本実施形態では、支持台１３は、被加工物５０である遮蔽材を溶接して取り付ける基材５１である静翼のシュラウド部を支持する。支持台１３は、支持した被加工物５０（基材５１）の位置を任意の軸を中心に回転移動させることが可能であり、例えば、マニピュレータ１２のように支持した被加工物５０（基材５１）の位置を三次元で変化させることができるように構成されている。   The support base 13 is a workpiece moving mechanism (moving mechanism), and supports the workpiece 50 to be a workpiece. In this embodiment, the support base 13 supports the shroud part of the stationary blade which is the base material 51 to which the shielding material which is the workpiece 50 is welded. The support base 13 is capable of rotating the position of the supported workpiece 50 (base material 51) about an arbitrary axis. For example, the workpiece 50 (base material) supported like the manipulator 12 is supported. 51) can be changed in three dimensions.

なお、本実施形態において、ヘッド移動機構であるマニピュレータ１２と、ワーク移動機構である支持台１３とを備えているが、いずれか一方の移動機構のみを備えた構成であってもよく、この場合は、ヘッド移動機構やワーク移動機構をまとめて移動機構と称す。   In the present embodiment, the manipulator 12 that is a head moving mechanism and the support base 13 that is a work moving mechanism are provided. However, in this case, only one of the moving mechanisms may be provided. The head moving mechanism and the workpiece moving mechanism are collectively referred to as a moving mechanism.

カメラ１５は、レーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃに設けられており、レーザ照射ヘッド１１Ｃと一体に移動可能に設けられている。カメラ１５は、その撮像の光軸である撮像光軸Ｐｃを、レーザ照射ヘッド１１ＣにおけるレーザＬの光軸Ｌｃと同軸に配置されている。すなわち、カメラ１５は、レーザＬの照射方向を撮像する。   The camera 15 is provided in the laser irradiation head 11C of the laser irradiation apparatus 11, and is provided so as to be movable integrally with the laser irradiation head 11C. The camera 15 is arranged such that the imaging optical axis Pc, which is the imaging optical axis, is coaxial with the optical axis Lc of the laser L in the laser irradiation head 11C. That is, the camera 15 images the irradiation direction of the laser L.

レーザポインタ１６は、カメラ１５と共にレーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃに設けられており、カメラ１５と共にレーザ照射ヘッド１１Ｃと一体に移動可能に設けられている。レーザポインタ１６は、第一レーザポインタ１６Ａと、第二レーザポインタ１６Ｂとを有している。各レーザポインタ１６Ａ，１６Ｂは、図３に示すように、ライン状の光である線状光Ｗａ，Ｗｂを照射する。そして、各レーザポインタ１６Ａ，１６Ｂは、線状光Ｗａ，Ｗｂが交差して照射されるように異なる角度で配置されている。具体的に、各レーザポインタ１６Ａ，１６Ｂは、図２に示すように、線状光Ｗａ，Ｗｂが直交して照射されるように９０°異なって配置されている。このレーザポインタ１６は、図３に示すように、各レーザポインタ１６Ａ，１６Ｂの線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃ（図３など参照）がカメラ１５の撮像光軸Ｐｃの所定距離Ｚにおいて撮像光軸Ｐｃに一致するように設けられている。   The laser pointer 16 is provided in the laser irradiation head 11C of the laser irradiation apparatus 11 together with the camera 15, and is provided so as to be movable together with the laser irradiation head 11C together with the camera 15. The laser pointer 16 has a first laser pointer 16A and a second laser pointer 16B. As shown in FIG. 3, the laser pointers 16 </ b> A and 16 </ b> B irradiate linear light Wa and Wb that are linear light. The laser pointers 16A and 16B are arranged at different angles so that the linear lights Wa and Wb are irradiated in an intersecting manner. Specifically, as shown in FIG. 2, the laser pointers 16 </ b> A and 16 </ b> B are arranged 90 ° differently so that the linear lights Wa and Wb are irradiated orthogonally. As shown in FIG. 3, the laser pointer 16 is configured such that the intersection Wc (see FIG. 3) of the linear lights Wa and Wb of the laser pointers 16A and 16B is at a predetermined distance Z of the imaging optical axis Pc of the camera 15. It is provided so as to coincide with the axis Pc.

制御装置１７は、レーザ加工装置１０の動作を制御するものである。制御装置１７は、例えば、コンピュータであり、図１に示すように、演算処理装置１７Ａや記憶装置１７Ｂなどにより実現される。演算処理装置１７Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置１７Ｂは、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリおよびストレージを含む。演算処理装置１７Ａは、記憶装置１７Ｂに記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施する。記憶装置１７Ｂに記憶されているコンピュータプログラムに相当するものとして、ヘッド駆動制御部１７Ｂａと、ヘッド移動制御部（移動制御部）１７Ｂｂと、撮像制御部１７Ｂｃと、光源制御部１７Ｂｄと、ワーク移動制御部（移動制御部）１７Ｂｅと、を含む。また、記憶装置１７Ｂは、加工対象となる被加工物５０および基材５１に関する三次元データを記憶する三次元データ記憶部１７Ｂｆを有する。   The control device 17 controls the operation of the laser processing device 10. The control device 17 is, for example, a computer, and is realized by an arithmetic processing device 17A, a storage device 17B, and the like as shown in FIG. The arithmetic processing unit 17A includes a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage device 17B includes a memory and a storage such as a ROM and a RAM. The arithmetic processing unit 17A performs arithmetic processing according to a computer program stored in the storage device 17B. As a computer program stored in the storage device 17B, a head drive control unit 17Ba, a head movement control unit (movement control unit) 17Bb, an imaging control unit 17Bc, a light source control unit 17Bd, and a work movement control are provided. Part (movement control part) 17Be. In addition, the storage device 17B includes a three-dimensional data storage unit 17Bf that stores three-dimensional data related to the workpiece 50 and the base material 51 to be processed.

この制御装置１７は、レーザ照射装置１１、マニピュレータ１２、支持台１３、カメラ１５、およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）の動作を制御する。具体的に、制御装置１７は、ヘッド駆動制御部１７Ｂａによりレーザ照射装置１１の動作を制御する。ヘッド駆動制御部１７Ｂａは、レーザ照射装置１１のレーザ発振器１１Ａを制御し、レーザ発振器１１ＡからレーザＬを照射させる。また、ヘッド駆動制御部１７Ｂａは、三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶された三次元データに基づいてレーザ照射装置１１のレーザ光学系１１Ｄを制御し、被加工物５０に照射されるレーザＬを走査する。   The control device 17 controls operations of the laser irradiation device 11, the manipulator 12, the support base 13, the camera 15, and the laser pointer 16 (16A, 16B). Specifically, the control device 17 controls the operation of the laser irradiation device 11 by the head drive control unit 17Ba. The head drive control unit 17Ba controls the laser oscillator 11A of the laser irradiation device 11 and irradiates the laser L from the laser oscillator 11A. Further, the head drive control unit 17Ba controls the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 based on the three-dimensional data stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf, and scans the laser L irradiated to the workpiece 50. To do.

また、制御装置１７は、ヘッド移動制御部１７Ｂｂによりマニピュレータ１２の動作を制御し、三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶された三次元データに基づいてレーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃおよびレーザ光学系１１Ｄの位置をカメラ１５およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と共に変化させる。   The control device 17 controls the operation of the manipulator 12 by the head movement control unit 17Bb, and the laser irradiation head 11C and the laser optical system of the laser irradiation device 11 based on the three-dimensional data stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf. The position of 11D is changed together with the camera 15 and the laser pointer 16 (16A, 16B).

また、制御装置１７は、撮像制御部１７Ｂｃによりカメラ１５の動作を制御する。撮像制御部１７Ｂｃは、カメラ１５を駆動し、図４に示すように、カメラ１５が撮像した画像データ１５Ａを処理する。撮像制御部１７Ｂｃは、カメラ１５が撮像した画像データ１５Ａを解析して、図４に示すように、画像データ１５Ａに撮像光軸Ｐｃの位置を付与する。図４では、直交する２つの線を付与して撮像光軸Ｐｃを表した例を示している。また、撮像制御部１７Ｂｃは、三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶された三次元データに基づいてカメラ１５が撮像した画像データ１５Ａを解析して画像データ１５Ａ中の像の位置情報を取得する。また、撮像制御部１７Ｂｃは、画像データ１５Ａを表示部（図示せず）に表示させることもできる。   Moreover, the control apparatus 17 controls operation | movement of the camera 15 by imaging control part 17Bc. The imaging control unit 17Bc drives the camera 15 and processes the image data 15A captured by the camera 15 as shown in FIG. The imaging control unit 17Bc analyzes the image data 15A captured by the camera 15, and gives the position of the imaging optical axis Pc to the image data 15A as shown in FIG. FIG. 4 shows an example in which the imaging optical axis Pc is expressed by adding two orthogonal lines. Further, the imaging control unit 17Bc analyzes the image data 15A captured by the camera 15 based on the three-dimensional data stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf, and acquires the position information of the image in the image data 15A. The imaging control unit 17Bc can also display the image data 15A on a display unit (not shown).

また、制御装置１７は、光源制御部１７Ｂｄによりレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）の動作を制御する。   Moreover, the control apparatus 17 controls operation | movement of the laser pointer 16 (16A, 16B) by the light source control part 17Bd.

また、制御装置１７は、ワーク移動制御部１７Ｂｅにより支持台１３の動作を制御し、三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶された三次元データに基づいて被加工物５０および基材５１の位置を変化させる。   Further, the control device 17 controls the operation of the support base 13 by the work movement control unit 17Be, and changes the positions of the workpiece 50 and the base material 51 based on the three-dimensional data stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf. Let

なお、上述したように、本実施形態においては、ヘッド移動機構であるマニピュレータ１２と、ワーク移動機構である支持台１３とを備えているが、いずれか一方の移動機構のみを備えた構成であってもよく、この場合は、ヘッド移動制御部１７Ｂｂやワーク移動制御部１７Ｂｅをまとめて移動制御部と称す。   As described above, in the present embodiment, the manipulator 12 that is a head moving mechanism and the support base 13 that is a work moving mechanism are provided, but only one of the moving mechanisms is provided. In this case, the head movement control unit 17Bb and the workpiece movement control unit 17Be are collectively referred to as a movement control unit.

以下、本実施形態のレーザ加工装置１０の動作であるレーザ加工方法について図を参照して説明する。   Hereinafter, a laser processing method as an operation of the laser processing apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図５は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、（Ａ）は図２および図６における矢視Ａ図に相当し、（Ｂ）は矢視Ａ図に直交する図２および図６における矢視Ｂ図に相当する。図６は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。図７は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、（Ａ）は図２および図８における矢視Ａ図に相当し、（Ｂ）は矢視Ａ図に直交する図２および図８における矢視Ｂ図に相当する。図８は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。図９は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、（Ａ）は図２および図１０における矢視Ａ図に相当し、（Ｂ）は矢視Ａ図に直交する図２および図１０における矢視Ｂ図に相当する。図１０は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。図１１は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、（Ａ）は図２および図１２における矢視Ａ図に相当し、（Ｂ）は矢視Ａ図に直交する図２および図１２における矢視Ｂ図に相当する。図１２は、実施形態に係るレーザ加工装置における撮像部の画像データを示す図である。図１３は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。   5A and 5B are process diagrams of the laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, in which FIG. 5A corresponds to the arrow A diagram in FIGS. 2 and 6 and FIG. 5B is orthogonal to the arrow A diagram. This corresponds to the view B in FIG. 2 and FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 7A and 7B are process diagrams of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, where FIG. 7A corresponds to FIG. 2A and FIG. 8A, and FIG. 7B is orthogonal to FIG. This corresponds to the view B in FIG. 2 and FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 9 is a process diagram of the laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, where (A) corresponds to the arrow A diagram in FIGS. 2 and 10, and (B) is orthogonal to the arrow A diagram. This corresponds to the view B in FIG. 2 and FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. 11A and 11B are process diagrams of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, where FIG. 11A corresponds to the arrow A diagram in FIGS. 2 and 12 and FIG. 11B is orthogonal to the arrow A diagram. This corresponds to the view B in FIG. 2 and FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating image data of the imaging unit in the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 13 is a flowchart illustrating a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment.

本実施形態のレーザ加工装置１０では、加工を行う前に、図２および図１３に示すように、撮像光軸Ｐｃの所定距離Ｚの位置で各線状光Ｗａ，Ｗｂが交差するように設定する（ステップＳ１）。撮像光軸Ｐｃの所定距離Ｚは、任意であるが設定後は三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶する。なお、加工を行う前とは、溶接を行う前であって、本実施形態では、被加工物５０である遮蔽板が基材５１であるシュラウド部に対する取り付け位置にてスポット溶接で仮止めされている状態である。   In the laser processing apparatus 10 of the present embodiment, before processing, as shown in FIGS. 2 and 13, the linear light beams Wa and Wb are set to intersect at a predetermined distance Z of the imaging optical axis Pc. (Step S1). The predetermined distance Z of the imaging optical axis Pc is arbitrary but is set and stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf in association with the three-dimensional data. In addition, before processing is before welding, in this embodiment, the shielding plate that is the workpiece 50 is temporarily fixed by spot welding at the attachment position with respect to the shroud portion that is the base material 51. It is in a state.

図５、図６および図１３に示すように、被加工物５０の所定面５０Ａ上において画像データ１５Ａ中の撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの位置を確認する（ステップＳ２）。そして、図５および図６に示すように、撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの位置がずれている場合は（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、図７および図８に示すように、撮像光軸Ｐｃ上で各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃが一致する位置まで撮像光軸Ｐｃに沿ってレーザ照射ヘッド１１Ｃを移動させる（ステップＳ４）。また、ステップＳ３において、図７および図８に示すように、撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの位置がずれていない場合は（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ４の動作は行わない。ステップＳ４の動作は、ヘッド移動制御部１７Ｂｂによりマニピュレータ１２の動作を制御し、レーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃおよびレーザ光学系１１Ｄの位置をカメラ１５およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と共に変化させる。このステップＳ２からステップＳ４の動作を光軸合わせ工程という。   As shown in FIGS. 5, 6, and 13, the position of the imaging optical axis Pc in the image data 15 </ b> A and the intersection Wc of each of the linear lights Wa and Wb on the predetermined surface 50 </ b> A of the workpiece 50 is confirmed (step S2). Then, as shown in FIGS. 5 and 6, when the position of the imaging optical axis Pc and the intersection point Wc of the linear light beams Wa and Wb is shifted (step S3: Yes), as shown in FIGS. Next, the laser irradiation head 11C is moved along the imaging optical axis Pc to a position where the intersections Wc of the linear lights Wa and Wb coincide on the imaging optical axis Pc (step S4). Further, in step S3, as shown in FIGS. 7 and 8, when the position of the imaging optical axis Pc and the intersection point Wc of the linear light beams Wa and Wb is not shifted (step S3: No), the operation of step S4 is performed. Do not do. In step S4, the head movement control unit 17Bb controls the operation of the manipulator 12, and the positions of the laser irradiation head 11C and the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 are changed together with the camera 15 and the laser pointer 16 (16A, 16B). Let The operation from step S2 to step S4 is called an optical axis alignment step.

図９、図１０および図１３に示すように、被加工物５０の所定面５０Ａ上において画像データ１５Ａ中の撮像光軸Ｐｃと移動基準点Ｓとの位置を確認する（ステップＳ５）。ここで、移動基準点Ｓは、被加工物５０の所定面５０Ａ上に示されている指標（図９および図１０では十字状）であり、被加工物５０の溶接において基準となる点である。従って、移動基準点Ｓは、三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶されている。そして、図９および図１０に示すように、撮像光軸Ｐｃと移動基準点Ｓとの位置が直交方向でαやβずれている場合は（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、図１１および図１２に示すように、移動基準点Ｓに撮像光軸Ｐｃが一致する位置までレーザ照射ヘッド１１Ｃを移動させる（ステップＳ７）。また、ステップＳ６において、図１１および図１２に示すように、撮像光軸Ｐｃと移動基準点Ｓとの位置が一致している場合は（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ７の動作は行わない。ステップＳ７の動作は、ヘッド移動制御部１７Ｂｂによりマニピュレータ１２の動作を制御し、レーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃおよびレーザ光学系１１Ｄの位置をカメラ１５およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と共に変化させる。このステップＳ５からステップＳ７の動作を基準合わせ工程という。   As shown in FIGS. 9, 10, and 13, the positions of the imaging optical axis Pc and the movement reference point S in the image data 15A on the predetermined surface 50A of the workpiece 50 are confirmed (step S5). Here, the movement reference point S is an index (cross shape in FIGS. 9 and 10) indicated on the predetermined surface 50 </ b> A of the workpiece 50, and is a reference point in welding of the workpiece 50. . Accordingly, the movement reference point S is stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf in association with the three-dimensional data. Then, as shown in FIGS. 9 and 10, when the position of the imaging optical axis Pc and the movement reference point S is shifted by α or β in the orthogonal direction (step S6: Yes), it is shown in FIGS. As described above, the laser irradiation head 11C is moved to a position where the imaging optical axis Pc coincides with the movement reference point S (step S7). In step S6, as shown in FIGS. 11 and 12, when the position of the imaging optical axis Pc and the movement reference point S coincide with each other (step S6: No), the operation of step S7 is not performed. In step S7, the head movement control unit 17Bb controls the operation of the manipulator 12, and the positions of the laser irradiation head 11C and the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 are changed together with the camera 15 and the laser pointer 16 (16A, 16B). Let The operation from step S5 to step S7 is referred to as a reference matching step.

なお、移動基準点Ｓを設定した所定面５０Ａの位置が撮像光軸Ｐｃの距離Ｚではない場合は、ステップＳ７の動作により、ステップＳ４で一致させた撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの位置がずれる。この場合は、撮像光軸Ｐｃと移動基準点Ｓとの位置が一致している状態で、ステップＳ４の動作を行う。従って、先にステップＳ５からステップＳ７の動作を行い、その後にステップＳ２からステップＳ４の動作を行ってもよい。   If the position of the predetermined surface 50A where the movement reference point S is set is not the distance Z of the imaging optical axis Pc, the imaging optical axis Pc and the linear lights Wa and Wb matched in step S4 are obtained by the operation of step S7. The position of the intersection point Wc is shifted. In this case, the operation in step S4 is performed in a state where the positions of the imaging optical axis Pc and the movement reference point S coincide. Therefore, the operation from step S5 to step S7 may be performed first, and then the operation from step S2 to step S4 may be performed.

なお、上述したステップＳ１からステップＳ７の動作では、ヘッド移動制御部１７Ｂｂによりマニピュレータ１２の動作を制御し、レーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃおよびレーザ光学系１１Ｄの位置をカメラ１５およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と共に変化させることとした。これに限らず、ワーク移動制御部１７Ｂｅにより支持台１３の動作を制御し、被加工物５０および基材５１の位置を変化させてもよい。   In the operation from step S1 to step S7 described above, the head movement control unit 17Bb controls the operation of the manipulator 12, and the positions of the laser irradiation head 11C and the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 are set to the camera 15 and the laser pointer 16. It was decided to change with (16A, 16B). Not only this but the operation | movement of the support stand 13 may be controlled by the workpiece movement control part 17Be, and the position of the to-be-processed object 50 and the base material 51 may be changed.

このように、本実施形態のレーザ加工方法は、加工用のレーザ光学系１１Ｄの光軸Ｌｃと同軸な撮像光軸Ｐｃと、撮像光軸Ｐｃに対して撮像光軸Ｐｃの所定距離Ｚの位置で交差する２つの線状光Ｗａ，Ｗｂと、を用い、被加工物５０の所定面５０Ａ上において撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとを一致させる光軸合わせ工程と、被加工物５０に設定された移動基準点Ｓに撮像光軸Ｐｃを一致させる基準合わせ工程と、を含む。   As described above, in the laser processing method of the present embodiment, the imaging optical axis Pc coaxial with the optical axis Lc of the processing laser optical system 11D, and the position of the predetermined distance Z of the imaging optical axis Pc with respect to the imaging optical axis Pc. An optical axis alignment step of matching the imaging optical axis Pc with the intersection Wc of each of the linear lights Wa and Wb on the predetermined surface 50A of the workpiece 50 using the two linear lights Wa and Wb intersecting each other at And a reference matching step for causing the imaging optical axis Pc to coincide with the movement reference point S set on the workpiece 50.

また、本実施形態のレーザ加工装置１０は、加工用のレーザ光学系１１Ｄの光軸Ｌｃと同軸な撮像光軸Ｐｃを有する撮像部であるカメラ１５と、撮像光軸Ｐｃに対して撮像光軸Ｐｃの所定距離Ｚの位置で交差する２つの線状光Ｗａ，Ｗｂを照射する光源部であるレーザポインタ１６Ａ，１６Ｂと、カメラ１５およびレーザポインタ１６Ａ，１６Ｂを一体で被加工物５０と相対移動させる移動機構であるマニピュレータ１２または支持台１３と、被加工物５０の所定面５０Ａ上において撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとが一致するようにマニピュレータ１２または支持台１３を制御し、被加工物５０に設定された移動基準点Ｓと撮像光軸Ｐｃとが一致するようにマニピュレータ１２または支持台１３を制御する移動制御部であるヘッド移動制御部１７Ｂｂまたはワーク移動制御部１７Ｂｅと、を備える。   Further, the laser processing apparatus 10 of the present embodiment includes a camera 15 that is an imaging unit having an imaging optical axis Pc coaxial with the optical axis Lc of the processing laser optical system 11D, and an imaging optical axis with respect to the imaging optical axis Pc. The laser pointers 16A and 16B, which are light sources for irradiating two linear lights Wa and Wb that intersect at a predetermined distance Z of Pc, and the camera 15 and the laser pointers 16A and 16B are integrally moved relative to the workpiece 50. The manipulator 12 or the support base 13 which is a moving mechanism to be moved, and the manipulator 12 or the support base 13 so that the imaging optical axis Pc and the intersection Wc of the linear lights Wa and Wb coincide on the predetermined surface 50A of the workpiece 50. It is a movement control unit that controls and controls the manipulator 12 or the support base 13 so that the movement reference point S set on the workpiece 50 and the imaging optical axis Pc coincide. It comprises a head movement control unit 17Bb or workpiece movement control section 17Be, a.

このレーザ加工方法およびレーザ加工装置１０によれば、被加工物５０の移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃが一致することで被加工物５０の移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃと同軸のレーザＬの光軸Ｌｃが一致し、かつ移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃの距離Ｚが設定されることで移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃと同軸のレーザＬの光軸Ｌｃの距離が設定される。そして、この移動基準点Ｓと撮像光軸Ｐｃ（レーザＬの光軸Ｌｃ）との関係を、三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶する。この結果、被加工物５０とレーザ光学系１１Ｄとの三次元での位置合わせを非接触で行うことができる。   According to the laser processing method and the laser processing apparatus 10, the imaging optical axis Pc with respect to the movement reference point S of the workpiece 50 is obtained by matching the imaging optical axis Pc with the movement reference point S of the workpiece 50. And the optical axis Lc of the coaxial laser L coincide with each other, and the distance Z of the imaging optical axis Pc with respect to the movement reference point S is set, whereby the laser L coaxial with the imaging optical axis Pc with respect to the movement reference point S. The distance of the optical axis Lc is set. Then, the relationship between the movement reference point S and the imaging optical axis Pc (the optical axis Lc of the laser L) is stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf in association with the three-dimensional data. As a result, the three-dimensional alignment between the workpiece 50 and the laser optical system 11D can be performed in a non-contact manner.

そして、その後は、三次元データに基づいてレーザ照射装置１１のレーザ光学系１１Ｄを制御し、被加工物５０に照射されるレーザＬを走査する。これにより、被加工物５０が複雑な三次元形状であっても、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを高い精度で行うことができる。しかも、基材５１であるシュラウド部のように周囲に壁部材５１Ｂが突出して設けられていて被加工物５０である遮蔽材の溶接箇所が壁部材５１Ｂにより狭隘な位置にあっても、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを高い精度で行うことができる。   Thereafter, the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 is controlled based on the three-dimensional data, and the laser L irradiated to the workpiece 50 is scanned. Thereby, even if the workpiece 50 has a complicated three-dimensional shape, it is possible to attach the workpiece 50 by welding to the base material 51 with high accuracy. Moreover, even if the wall member 51B protrudes from the periphery like the shroud portion which is the base material 51 and the welded portion of the shielding material which is the workpiece 50 is located at a narrow position by the wall member 51B, the base material The workpiece 50 can be attached with high accuracy by welding to 51.

また、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを行う前に、三次元データに基づいてレーザ照射装置１１のレーザ光学系１１Ｄを制御し、被加工物５０に低出力のレーザＬを照射して走査する。この低出力のレーザＬは、被加工物５０を溶接加工する程の出力ではなく、目視やカメラで撮像できる輝度のものである。従って、加工前に、レーザＬの走査を目視やカメラにより確認することができる。   Further, before attaching the workpiece 50 by welding to the base material 51, the laser optical system 11 </ b> D of the laser irradiation device 11 is controlled based on the three-dimensional data, and a low-power laser L is applied to the workpiece 50. Irradiate and scan. This low-power laser L has a luminance that can be imaged with the naked eye or by a camera, rather than an output sufficient to weld the workpiece 50. Therefore, it is possible to confirm the scanning of the laser L visually or with a camera before processing.

なお、カメラ１５は、その撮像の光軸である撮像光軸Ｐｃを、レーザ照射ヘッド１１ＣにおけるレーザＬの光軸Ｌｃと平行にオフセットされて配置されていてもよい。この場合、ヘッド駆動制御部１７Ｂａは、カメラ１５の撮像光軸Ｐｃと、レーザ照射ヘッド１１ＣにおけるレーザＬの光軸Ｌｃとのオフセット量を考慮して三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶すれば、被加工物５０とレーザ光学系１１Ｄとの三次元での位置合わせを非接触で行うことができる。また、加工も実施することができる。カメラ１５の撮像光軸Ｐｃをレーザ照射ヘッド１１ＣにおけるレーザＬの光軸Ｌｃと同軸に配置すれば、オフセット量を考慮する必要はなくなり、簡単な制御とすることができる。   Note that the camera 15 may be arranged such that the imaging optical axis Pc, which is the optical axis of the imaging, is offset in parallel to the optical axis Lc of the laser L in the laser irradiation head 11C. In this case, the head drive control unit 17Ba considers the offset amount between the imaging optical axis Pc of the camera 15 and the optical axis Lc of the laser L in the laser irradiation head 11C, and associates it with the three-dimensional data to store the three-dimensional data storage unit 17Bf. If it memorize | stores in, the three-dimensional alignment with the to-be-processed object 50 and the laser optical system 11D can be performed non-contactingly. Processing can also be performed. If the imaging optical axis Pc of the camera 15 is arranged coaxially with the optical axis Lc of the laser L in the laser irradiation head 11C, it is not necessary to consider the offset amount, and simple control can be achieved.

ところで、上述したように、被加工物５０の移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃを一致させ、かつ移動基準点Ｓに対して撮像光軸Ｐｃの距離Ｚを設定したとき、当該移動基準点Ｓを基に被加工物５０が傾斜している場合は、この傾斜を考慮して加工を実施しなければならない。以下に、傾斜を考慮した手法について図を参照して説明する。   By the way, as described above, when the imaging optical axis Pc coincides with the movement reference point S of the workpiece 50 and the distance Z of the imaging optical axis Pc is set with respect to the movement reference point S, the movement reference When the workpiece 50 is inclined based on the point S, the machining must be performed in consideration of this inclination. Hereinafter, a method considering inclination will be described with reference to the drawings.

図１４は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、被加工物の平面図である。図１５は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、図１４のＣ−Ｃ断面であって、（Ａ）は動作前で（Ｂ）は動作後を示す。図１６は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法の工程図であり、図１４のＤ−Ｄ断面であって、（Ａ）は動作前で（Ｂ）は動作後を示す。図１７は、実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, and is a plan view of a workpiece. FIG. 15 is a process diagram of the laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 14, where (A) shows before operation and (B) shows after operation. FIG. 16 is a process diagram of a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment, and is a DD cross section of FIG. 14, where (A) shows before operation and (B) shows after operation. FIG. 17 is a flowchart illustrating a laser processing method in the laser processing apparatus according to the embodiment.

図１４に示すように、被加工物５０の所定面５０Ａ上に、カメラ１５にて撮像した状態において一直線上から外れる三点の傾斜基準点ＴＡ，ＴＢ，ＴＣを設定する。傾斜基準点ＴＡ，ＴＢ，ＴＣのうちの一点は、上述した移動基準点Ｓである。本実施形態では、傾斜基準点ＴＡを移動基準点Ｓとする。すなわち、三点の傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣは、移動基準点Ｓを含む。各傾斜基準点ＴＡ，ＴＢ，ＴＣは、三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶する。または、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣは、予め三次元データに関連付けて三次元データ記憶部１７Ｂｆに記憶されている。   As shown in FIG. 14, on the predetermined surface 50A of the workpiece 50, three tilt reference points TA, TB, and TC that deviate from a straight line in the state captured by the camera 15 are set. One of the inclination reference points TA, TB, TC is the movement reference point S described above. In this embodiment, the inclination reference point TA is set as the movement reference point S. That is, the three tilt reference points TA (S), TB, TC include the movement reference point S. Each inclination reference point TA, TB, TC is stored in the three-dimensional data storage unit 17Bf in association with the three-dimensional data. Alternatively, each inclination reference point TA (S), TB, TC is stored in advance in the three-dimensional data storage unit 17Bf in association with the three-dimensional data.

図１７に示すように、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣにおける撮像光軸Ｐｃの距離を計測する（ステップＳ２１）。具体的には、傾斜基準点ＴＡ（Ｓ）は、上述したように距離Ｚである。他の傾斜基準点ＴＢ，ＴＣは、撮像光軸Ｐｃと傾斜基準点ＴＢ，ＴＣとを一致させてから撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとを一致させるように撮像光軸Ｐｃに沿ってレーザ照射ヘッド１１Ｃを移動させる（または、撮像光軸Ｐｃに沿って被加工物５０を移動させる）。すると、傾斜基準点ＴＢ，ＴＣ上での距離Ｚに対する撮像光軸Ｐｃの距離が移動量により計測できる。このステップＳ２１の動作を計測工程という。   As shown in FIG. 17, the distance of the imaging optical axis Pc at each inclination reference point TA (S), TB, TC is measured (step S21). Specifically, the tilt reference point TA (S) is the distance Z as described above. The other tilt reference points TB and TC are set so that the image pickup optical axis Pc and the tilt reference points TB and TC coincide with each other, and then the image pickup optical axis Pc and the intersection point Wc of each linear light Wa and Wb are matched. The laser irradiation head 11C is moved along Pc (or the workpiece 50 is moved along the imaging optical axis Pc). Then, the distance of the imaging optical axis Pc with respect to the distance Z on the tilt reference points TB and TC can be measured by the movement amount. The operation in step S21 is referred to as a measurement process.

そして、図１５（Ａ）に示すように、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣを一つの面上で見た断面（Ｃ−Ｃ断面）において、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）の距離Ｚに対し、他の２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣの撮像光軸Ｐｃの距離がＺ±αで異なる結果が得られ、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）を基に他の２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣが傾斜している場合は（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、図１５（Ｂ）に示すように、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置における撮像光軸Ｐｃの距離が同じくＺになるように傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）を中心として被加工物５０を回転移動する（ステップＳ２３）。また、ステップＳ２２において、図１５（Ｂ）に示すように、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）を基に他の２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣが傾斜していない場合は（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２３の動作は行わない。   Then, as shown in FIG. 15A, the inclination reference point TA (movement reference point S) in the section (CC section) when the inclination reference points TA (S), TB, TC are viewed on one plane. ), The distance between the imaging optical axis Pc of the other two tilt reference points TB and TC is different by Z ± α, and other results are obtained based on the tilt reference point TA (movement reference point S). When the two tilt reference points TB and TC are tilted (step S22: Yes), as shown in FIG. 15B, the imaging optical axes at the positions of the tilt reference points TA (S), TB and TC. The workpiece 50 is rotationally moved around the tilt reference point TA (movement reference point S) so that the distance Pc is also Z (step S23). In step S22, as shown in FIG. 15B, when the other two inclination reference points TB and TC are not inclined based on the inclination reference point TA (movement reference point S) (step S22: No), the operation of step S23 is not performed.

また、図１６（Ａ）に示すように、傾斜基準点ＴＢ，ＴＣが重なり傾斜基準点ＴＡ（Ｓ）と共に一つの面上で見た断面（Ｄ−Ｄ断面）において、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）の距離Ｚに対し、重なる２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣの撮像光軸Ｐｃの距離がＺ＋β（またはＺ−β）で異なる結果が得られ、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）に対して２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣが傾斜している場合は（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、図１６（Ｂ）に示すように、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置における撮像光軸Ｐｃの距離が同じＺになるように傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）を中心として被加工物５０を回転移動する（ステップＳ２５）。また、ステップＳ２４において、図１６（Ｂ）に示すように、傾斜基準点ＴＡ（移動基準点Ｓ）に対して２つの傾斜基準点ＴＢ，ＴＣが傾斜していない場合は（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２５の動作は行わない。   In addition, as shown in FIG. 16A, the tilt reference point TA (movement) in the cross section (DD cross section) viewed on one plane together with the tilt reference point TA (S) where the tilt reference points TB and TC overlap. With respect to the distance Z of the reference point S), different results are obtained when the distance of the imaging optical axis Pc between the two overlapping reference points TB and TC is Z + β (or Z−β), and the tilt reference point TA (moving reference point S) is obtained. ), When the two tilt reference points TB and TC are tilted (step S24: Yes), as shown in FIG. 16B, the positions of the tilt reference points TA (S), TB and TC The workpiece 50 is rotationally moved around the tilt reference point TA (movement reference point S) so that the distance of the imaging optical axis Pc at Z becomes the same Z (step S25). In step S24, as shown in FIG. 16B, when the two inclination reference points TB and TC are not inclined with respect to the inclination reference point TA (movement reference point S) (step S24: No). The operation of step S25 is not performed.

ステップＳ２１からステップＳ２５の動作は、ワーク移動制御部１７Ｂｅにより支持台１３の動作を制御し、被加工物５０および基材５１の位置を変化させる。このステップＳ２１からステップＳ２５の動作を傾斜合わせ工程という。   In operations from step S21 to step S25, the workpiece movement control unit 17Be controls the operation of the support base 13 to change the positions of the workpiece 50 and the base material 51. The operation from step S21 to step S25 is referred to as an inclination matching step.

なお、上述したステップＳ２１からステップＳ２５の動作では、ワーク移動制御部１７Ｂｅにより支持台１３の動作を制御し、被加工物５０および基材５１の位置を変化させることとした。これに限らず、ヘッド移動制御部１７Ｂｂによりマニピュレータ１２の動作を制御し、レーザ照射装置１１のレーザ照射ヘッド１１Ｃおよびレーザ光学系１１Ｄの位置をカメラ１５およびレーザポインタ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と共に変化させてもよい。   In the operation from step S21 to step S25 described above, the operation of the support base 13 is controlled by the workpiece movement control unit 17Be, and the positions of the workpiece 50 and the base material 51 are changed. Not limited to this, the operation of the manipulator 12 is controlled by the head movement control unit 17Bb, and the positions of the laser irradiation head 11C and the laser optical system 11D of the laser irradiation apparatus 11 are changed together with the camera 15 and the laser pointer 16 (16A, 16B). May be.

このように、本実施形態のレーザ加工方法では、移動基準点Ｓを含み被加工物５０に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣに対し、被加工物５０の所定面５０Ａ上における撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの一致関係および移動基準点Ｓと撮像光軸Ｐｃとの一致関係を維持しつつ、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を調整する傾斜合わせ工程を含むことが好ましい。   As described above, in the laser processing method of the present embodiment, for the three tilt reference points TA (S), TB, and TC that are set on the workpiece 50 including the movement reference point S and deviate from a straight line in the imaging. While maintaining the coincidence between the imaging optical axis Pc on the predetermined surface 50A of the workpiece 50 and the intersection Wc of the linear lights Wa and Wb and the coincidence between the movement reference point S and the imaging optical axis Pc, the respective inclinations are maintained. It is preferable to include an inclination alignment step of adjusting the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of the reference points TA (S), TB, TC.

また、本実施形態のレーザ加工装置１０では、移動制御部であるワーク移動制御部１７Ｂｅまたはヘッド移動制御部１７Ｂｂは、移動基準点Ｓを含み被加工物５０に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣに対し、撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの一致関係および移動基準点Ｓと撮像光軸Ｐｃとの一致関係を維持しつつ、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を調整するように移動機構を制御することが好ましい。   Further, in the laser processing apparatus 10 of the present embodiment, the workpiece movement control unit 17Be or the head movement control unit 17Bb, which is a movement control unit, is set on the workpiece 50 including the movement reference point S and deviates from a straight line in imaging. For a total of three tilt reference points TA (S), TB, TC, the coincidence relationship between the imaging optical axis Pc and the intersection point Wc of each linear light Wa, Wb and the coincidence relationship between the movement reference point S and the imaging optical axis Pc It is preferable to control the moving mechanism so as to adjust the distance of the imaging optical axis Pc at the position of each tilt reference point TA (S), TB, TC while maintaining the above.

このレーザ加工方法およびレーザ加工装置１０によれば、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を調整することで、被加工物５０を加工するための三次元データにおける各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離と合わせて、被加工物５０と三次元データとの相互の配置の整合性を取ることができる。この結果、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method and the laser processing apparatus 10, the tertiary for processing the workpiece 50 by adjusting the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of the respective tilt reference points TA (S), TB, TC. In accordance with the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of the respective tilt reference points TA (S), TB, TC in the original data, it is possible to achieve consistency in the mutual arrangement of the workpiece 50 and the three-dimensional data. As a result, attachment of the workpiece 50 by welding to the base material 51 can be performed with high accuracy.

また、本実施形態のレーザ加工方法では、移動基準点Ｓを含み被加工物５０に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣに対し、被加工物５０の所定面５０Ａ上における撮像光軸Ｐｃと各線状光Ｗａ，Ｗｂの交点Ｗｃとの一致関係および移動基準点Ｓと撮像光軸Ｐｃとの一致関係を維持しつつ、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を計測する計測工程を含むことが好ましい。   Further, in the laser processing method of the present embodiment, a total of three tilt reference points TA (S), TB, and TC that are set on the workpiece 50 including the movement reference point S and deviate from a straight line in imaging are measured. Each inclination reference point is maintained while maintaining the coincidence relationship between the imaging optical axis Pc on the predetermined surface 50A of the workpiece 50 and the intersection point Wc of the linear lights Wa and Wb and the coincidence relationship between the movement reference point S and the imaging optical axis Pc. It is preferable to include a measurement step of measuring the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of TA (S), TB, and TC.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を計測することで、被加工物５０を加工するための三次元データにおける各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離と比較し、被加工物５０と三次元データとの相互の配置の整合性を取ることができる。この結果、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method, each inclination in the three-dimensional data for processing the workpiece 50 is measured by measuring the distance of the imaging optical axis Pc at the position of each inclination reference point TA (S), TB, TC. Compared with the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of the reference points TA (S), TB, and TC, it is possible to achieve consistency in the mutual arrangement of the workpiece 50 and the three-dimensional data. As a result, attachment of the workpiece 50 by welding to the base material 51 can be performed with high accuracy.

また、本実施形態のレーザ加工方法では、傾斜合わせ工程において、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を同じに調整することが好ましい。   In the laser processing method of the present embodiment, it is preferable to adjust the distance of the imaging optical axis Pc at the positions of the respective tilt reference points TA (S), TB, TC in the tilt matching step.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣの位置の撮像光軸Ｐｃの距離を同じに調整することで、三次元データとの相互の配置の整合性を容易に行うことができる。   According to this laser processing method, by adjusting the distance of the imaging optical axis Pc at the position of each tilt reference point TA (S), TB, TC to be the same, it is easy to match the mutual arrangement with the three-dimensional data. Can be done.

また、本実施形態のレーザ加工方法では、傾斜合わせ工程は、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣを１つの加工部材において設定することが好ましい。   In the laser processing method of the present embodiment, it is preferable that the tilt alignment step sets each tilt reference point TA (S), TB, TC in one processed member.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣを１つの加工部材において設定することで、三次元データとの相互の配置の整合性の精度が向上するため、基材５１への溶接による被加工物５０の取り付けを高い精度で行うことができる。   According to this laser processing method, since each tilt reference point TA (S), TB, TC is set in one processing member, the accuracy of mutual alignment with the three-dimensional data is improved. The workpiece 50 can be attached with high accuracy by welding to the material 51.

また、本実施形態のレーザ加工方法では、傾斜合わせ工程は、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣを１つの撮像範囲内において設定することが好ましい。   In the laser processing method of the present embodiment, it is preferable that the tilt alignment step sets each tilt reference point TA (S), TB, TC within one imaging range.

このレーザ加工方法によれば、各傾斜基準点ＴＡ（Ｓ），ＴＢ，ＴＣを１つの撮像範囲内において設定することで、傾斜合わせが容易となる。   According to this laser processing method, the tilt reference points TA (S), TB, and TC are set within one imaging range, so that tilt alignment becomes easy.

１０ レーザ加工装置
１１ レーザ照射装置
１１Ａ レーザ発振器
１１Ｂ 伝送ケーブル
１１Ｃ レーザ照射ヘッド
１１Ｄ レーザ光学系
１２ マニピュレータ
１３ 支持台
１５ カメラ
１５Ａ 画像データ
１６ レーザポインタ
１６Ａ 第一レーザポインタ
１６Ｂ 第二レーザポインタ
１７ 制御装置
１７Ａ 演算処理装置
１７Ｂ 記憶装置
１７Ｂａ ヘッド駆動制御部
１７Ｂｂ ヘッド移動制御部
１７Ｂｃ 撮像制御部
１７Ｂｄ 光源制御部
１７Ｂｅ ワーク移動制御部
１７Ｂｆ 三次元データ記憶部
５０ 被加工物
５０Ａ 所定面
５１ 基材
５１Ａ 開口穴
５１Ｂ 壁部材
Ｌ レーザ
Ｌｃ レーザの光軸
Ｐｃ 撮像光軸
Ｓ（ＴＡ） 移動基準点
ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ 傾斜基準点
Ｗａ，Ｗｂ 線状光
Ｗｃ 交点
Ｚ 距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser processing apparatus 11 Laser irradiation apparatus 11A Laser oscillator 11B Transmission cable 11C Laser irradiation head 11D Laser optical system 12 Manipulator 13 Support stand 15 Camera 15A Image data 16 Laser pointer 16A First laser pointer 16B Second laser pointer 17 Control apparatus 17A Calculation Processing device 17B Storage device 17Ba Head drive control unit 17Bb Head movement control unit 17Bc Imaging control unit 17Bd Light source control unit 17Be Work movement control unit 17Bf Three-dimensional data storage unit 50 Work piece 50A Predetermined surface 51 Base material 51A Open hole 51B Wall member L laser Lc laser optical axis Pc imaging optical axis S (TA) movement reference point TA, TB, TC tilt reference point Wa, Wb linear light Wc intersection Z distance

Claims (8)

加工用のレーザ光学系の光軸と同軸または平行な撮像光軸と、前記撮像光軸に対して前記撮像光軸の所定距離の位置で交差する２つの線状光と、を用い、
被加工物の所定面上において前記撮像光軸と各前記線状光の交点とを一致させる光軸合わせ工程と、
前記被加工物に設定された移動基準点に前記撮像光軸を一致させる基準合わせ工程と、
を含む、レーザ加工方法。 Using an imaging optical axis that is coaxial or parallel to the optical axis of the laser optical system for processing, and two linear lights that intersect the imaging optical axis at a predetermined distance from the imaging optical axis,
An optical axis alignment step of matching the imaging optical axis and the intersection of each linear light on a predetermined surface of the workpiece;
A reference matching step for matching the imaging optical axis with a movement reference point set on the workpiece;
Including a laser processing method. 前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、被加工物の所定面上における前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を調整する傾斜合わせ工程を含む、請求項１に記載のレーザ加工方法。   The intersection of the imaging optical axis and each linear light on a predetermined surface of the workpiece with respect to a total of three tilt reference points set on the workpiece including the movement reference point and deviating from a straight line in imaging. And a tilt alignment step of adjusting the distance of the imaging optical axis at the position of each of the tilt reference points while maintaining the matching relationship with each other and the matching relationship between the movement reference point and the imaging optical axis. The laser processing method as described. 前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を同じに調整する、請求項２に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 2, wherein in the tilt alignment step, the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point is adjusted to be the same. 前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点を１つの加工部材において設定する、請求項２または３に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 2, wherein in the tilt alignment step, each tilt reference point is set in one processing member. 前記傾斜合わせ工程は、各前記傾斜基準点を１つの撮像範囲内において設定する、請求項２から４のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。   5. The laser processing method according to claim 2, wherein in the tilt alignment step, each tilt reference point is set within one imaging range. 前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、被加工物の所定面上における前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を計測する計測工程を含む、請求項１に記載のレーザ加工方法。   The intersection of the imaging optical axis and each linear light on a predetermined surface of the workpiece with respect to a total of three tilt reference points set on the workpiece including the movement reference point and deviating from a straight line in imaging. And a measuring step of measuring a distance of the imaging optical axis at a position of each of the tilt reference points while maintaining a matching relationship between the moving reference point and the imaging optical axis. Laser processing method. 加工用のレーザ光学系の光軸と同軸または平行な撮像光軸を有する撮像部と、
前記撮像光軸に対して前記撮像光軸の所定距離の位置で交差する２つの線状光を照射する光源部と、
前記撮像部および前記光源部を一体で被加工物と相対移動させる移動機構と、
前記被加工物の所定面上において前記撮像光軸と各前記線状光の交点とが一致するように前記移動機構を制御し、前記被加工物に設定された移動基準点と前記撮像光軸とが一致するように前記移動機構を制御する移動制御部と、
を備える、レーザ加工装置。 An imaging unit having an imaging optical axis that is coaxial or parallel to the optical axis of the laser optical system for processing;
A light source unit that emits two linear lights intersecting the imaging optical axis at a predetermined distance of the imaging optical axis;
A moving mechanism for integrally moving the imaging unit and the light source unit relative to the workpiece;
The movement mechanism is controlled such that the imaging optical axis and the intersection of each linear light coincide with each other on a predetermined surface of the workpiece, and the movement reference point set on the workpiece and the imaging optical axis A movement control unit that controls the movement mechanism so that
A laser processing apparatus comprising: 前記移動制御部は、前記移動基準点を含み前記被加工物に設定されて撮像において一直線上から外れる計三点の傾斜基準点に対し、前記撮像光軸と各前記線状光の交点との一致関係および前記移動基準点と前記撮像光軸との一致関係を維持しつつ、各前記傾斜基準点の位置の前記撮像光軸の距離を調整するように前記移動機構を制御する、請求項７に記載のレーザ加工装置。   The movement control unit includes the imaging optical axis and intersections of the linear lights with respect to a total of three inclination reference points that are set on the workpiece including the movement reference point and deviate from a straight line in imaging. The movement mechanism is controlled so as to adjust the distance of the imaging optical axis at the position of each tilt reference point while maintaining the matching relation and the matching relation between the movement reference point and the imaging optical axis. The laser processing apparatus as described in.
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