复合加工装置及复合加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用激光加工头及机械加工头进行使用了双方的头的复合加工的复合加工方法及复合加工装置。
【背景技术】
[0002]以往，例如，专利文献1记载的复合加工装置(复合加工机)对于工件选择性地实施激光加工或机械加工。具体而言，该复合加工装置具备:激光加工头，使用从光纤的侧面使激光入射而对激光进行激励的侧栗方式的纤维激光来照射对工件进行加工的激光束;机械加工头，具有装配用于对工件进行切削或磨削的工具的主轴;主轴台，以激光加工头的激光束的光轴与机械加工头的主轴平行且在两头间无法相对移动的方式将两头固定;工作台，安装工件，且设置成在与主轴台之间进行相对移动；当前位置检测装置，是进行激光加工头的激光束的焦点位置对合及工件的形状尺寸的计测的计测单元，并检测主轴台与工作台的X、Y、Z轴的相对移动的当前位置;及计测单元，具有CCD相机，所述CCD相机获取以通过与激光加工头的激光束相同的聚光透镜的方式投光的计测用光线的从工件表面的反射光，在机械加工头的主轴安装工具并使激光加工头的激光束的输出为关闭，或者从主轴拆卸工具并使激光束的输出为打开，由此能够对激光加工与机械加工进行切换。
[0003]该专利文献1记载的复合加工装置实现以下的效果。通过工具向机械加工头的主轴的拆装或者激光加工头的激光束的输出的打开、关闭而能迅速地进行激光加工与机械加工的切换。而且，在该切换时即使不进行激光束的光轴定心也没有光轴摆动，因此能够立即开始激光加工，机械的运转率提高。而且，没有光轴摆动的情况能进行高精度的加工，特别适合于微细加工。而且，通过适当地设定激光加工头与机械加工头的Ζ轴方向的位置关系、及ΧΥ平面内的位置关系，在激光加工或机械加工中，工件与激光加工头或机械加工头不会发生碰撞。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献1】日本专利第4721844号公报
【发明内容】
[0007]【发明要解决的课题】
[0008]上述的专利文献1记载的复合加工装置以切换激光加工与机械加工的情况为前提，通过迅速地进行该切换而实现加工的高速化。在此，复合加工装置被要求更高精度且高速地对加工对象物进行加工。
[0009]本发明解决上述的课题，其目的在于提供一种能够高精度且高速地对加工对象物进行加工的复合加工装置及复合加工方法。
[0010]【用于解决课题的方案】
[0011]为了解决上述的课题，实现目的，本发明的复合加工装置的特征在于，包括:工作台单元，包括对加工对象物进行支承的工作台；机械加工单元，包括机械加工头，所述机械加工头具有对所述加工对象物进行加工的工具;激光加工单元，包括激光加工头，所述激光加工头照射对所述加工对象物进行加工的激光;移动单元，具有使所述激光加工头和所述机械加工头与所述工作台沿Y轴方向相对移动的Y轴移动机构、固定于所述Y轴移动机构并使所述机械加工头沿着与所述Y轴方向正交的X轴方向相对移动的第一 X轴移动机构、固定于所述Y轴移动机构并使所述激光加工头沿着所述X轴方向相对移动的第二 X轴移动机构、固定于所述第一 X轴移动机构并使所述机械加工头沿着与所述Y轴方向及所述X轴方向正交的Z轴方向相对移动的第一 Z轴移动机构、及固定于所述第二 X轴移动机构并使所述激光加工头沿着所述Z轴方向相对移动的第二 Z轴移动机构;及控制部，控制各部的动作，所述激光加工头具有使所述激光相对于所述加工对象物回旋的激光回旋部、及使利用所述激光回旋部回旋后的激光聚光的聚光光学系统，利用所述激光回旋部使所述激光向所述加工对象物照射的位置旋转。
[0012]另外，优选的是，所述第一X轴移动机构沿着与所述第二X轴移动机构相同的引导构件进行移动。
[0013]另外，优选的是，所述机械加工单元具有工具更换单元，所述工具更换单元在所述机械加工头的移动区域内保持至少一个所述工具，所述控制部利用所述第一 X轴移动机构和所述第一 Z轴移动机构使所述机械加工头向与所述工具更换单元面对的位置移动，利用所述工具更换单元来更换向所述机械加工头装配的所述工具。
[0014]另外，优选的是，所述工作台单元还具有使所述工作台移动的工作台移动机构，所述控制部利用所述工作台移动机构使所述加工对象物的姿势变化。
[0015]另外，优选的是，所述工作台移动机构至少具备使所述工作台绕着正交的两个轴旋转的机构。
[0016]另外，优选的是，所述机械加工单元包括至少一个对所述加工对象物进行研磨的工具，所述机械加工头使研磨所述加工对象物的工具旋转，而对所述加工对象物进行研磨。
[0017]另外，优选的是，所述激光加工单元具有:输出纤维激光的纤维激光光源;输出脉冲激光的脉冲激光光源;及切换机构，在使所述纤维激光向所述激光回旋部入射的状态和使所述脉冲激光向所述激光回旋部入射的状态之间进行切换。
[0018]为了解决上述的课题，实现目的，本发明涉及一种复合加工方法，使用具有对加工对象物进行加工的工具的机械加工头和照射对所述加工对象物进行加工的激光的激光加工头，对所述加工对象物进行加工，其特征在于，包括如下工序:激光加工工序，在调整了所述加工对象物的姿势之后，向所述加工对象物照射激光并进行加工;移动工序，使所述激光加工头和所述机械加工头移动，使所述机械加工头移动到对所述加工对象物进行加工的位置;及机械加工工序，在调整了所述加工对象物的姿势之后，对所述加工对象物进行机械加工。
[0019]在此，优选的是，所述加工对象物是喷射器的喷嘴体，所述激光加工工序形成所述喷嘴体的喷口孔，所述机械加工工序对所述喷嘴体的内表面进行研磨。
[0020]【发明效果】
[0021]根据本发明的复合加工装置及复合加工方法，对于保持于工作台的加工对象物能够独立地进行激光加工和机械加工。由此，起到如下效果:能够在保持加工对象物的状态下，连续地执行激光加工和机械加工，能够高精度且高速地进行加工。
【附图说明】
[0022]图1是表示本实施方式的复合加工装置的概略结构的示意图。
[0023 ]图2是表示工作台单元的概略结构的立体图。
[0024]图3是表示工作台单元的概略结构的主视图。
[0025]图4是表示工作台和加工对象物的概略结构的侧视图。
[0026]图5是表示工具的一例的说明图。
[0027]图6是表示工具的一例的说明图。
[0028]图7是表示工具的一例的说明图。
[0029]图8是表示激光加工头的概略结构的示意图。
[0030]图9是表示喷射器的概略结构的示意图。
[0031]图10A是表示针的概略结构的示意图。
[0032]图10B是表示喷嘴体的概略结构的示意图。
[0033]图10C是喷嘴体的放大图。
[0034]图11是表示针的制造方法的一例的流程图。
[0035]图12是表示喷嘴体的制造方法的一例的流程图。
[0036]图13是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0037]图14是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0038]图15是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0039]图16是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0040]图17是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0041]图18是用于说明复合加工装置的动作的说明图。
[0042]图19是用于说明复合加工装置的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0043]关于用于实施本发明的方式(实施方式)，参照附图进行详细说明。没有通过以下的实施方式记载的内容来限定本发明。而且，以下记载的构成要素包括本领域技术人员能够容易地想到的要素、实质上相同的要素。此外，以下记载的结构可以适当组合。而且，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行结构的各种省略、置换或变更。
[0044]图1是表示本实施方式的复合加工装置的概略结构的示意图。图2是表示工作台单元的概略结构的立体图。图3是表示工作台单元的概略结构的主视图。图4是表示工作台和加工对象物的概略结构的侧视图。图5至图7分别是表示工具的一例的说明图。图8是表示激光加工头的概略结构的示意图。
[0045]如图1所示，复合加工装置10是对于加工对象物8进行切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工、激光层叠造形、研磨等各种加工的装置。需要说明的是，加工的种类没有特别限定，但是本实施方式的复合加工装置10进行研磨、开孔。而且，复合加工装