DE4244834C2 - Capacitive distance measurement between workpiece and machining head e.g. of laser cutter or welding machine - Google Patents

Capacitive distance measurement between workpiece and machining head e.g. of laser cutter or welding machine

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Abstract

A sensor electrode mounted on a machining head produces a sensor signal corresp. to the distance between a workpiece and the machining head. A later sensor signal value is compared with a comparison value derived from an earlier sensor signal value. A distance value corresp. to the comparison value is at least approximately maintained if the later signal is smaller than the comparison value by more than a defined amount. In other cases the later value is used to determine the distance value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for machining a workpiece by means of a laser beam according to the preamble of patent claim 1.

Eine derartige Einrichtung ist bereits aus der DE 40 05 453 A1 bekannt. Diese bekannte Einrichtung enthält eine Abbildungseinrichtung zur Fo­ kussierung des Laserstrahls auf das Werkstück, sowie ein an einer Halte­ einrichtung der Abbildungseinrichtung befestigtes Rohr, das bis herunter zum Werkstück-Bearbeitungsbereich geführt ist und durch das ein Schutzgas hindurchgeleitet wird.Such a device is already known from DE 40 05 453 A1. This known device contains an imaging device for Fo kissing the laser beam on the workpiece, as well as on a holder set up the imaging device attached tube that down is led to the workpiece machining area and through the one Shielding gas is passed through.

Bei der bekannten Einrichtung erfolgt eine Abstandsmessung zwischen ei­ ner Laserbearbeitungsdüse und dem Werkstück mittels einer einen Meß­ laser aufweisenden Abstandsmeßanordnung. Um eine optische Entkopp­ lung zwischen Meßlaser, Prozeßlaserstrahl und laserinduziertem Plasma zu erreichen, ist eine Abschirmdüse vorgesehen, die auf der der Wirkstelle zugewandten Seite einer Laserbearbeitungsdüse zwischen Wirkstelle der Laserstrahlung und Meßpunkt des Meßlasers lösbar angebracht ist. Die Abschirmdüse weist wenigstens eine mit einer im Mantel der Bearbei­ tungsdüse ausgebildeten Prozeßgaszuführbohrung in Verbindung ste­ hende, zur Wirkstelle der Laserstrahlung hin mündende Bohrung auf.In the known device, a distance measurement is made between egg ner laser processing nozzle and the workpiece by means of a measurement Laser-based distance measuring arrangement. To an optical decoupling tion between measuring laser, process laser beam and laser-induced plasma To achieve a shielding nozzle is provided, which on the active site facing side of a laser processing nozzle between the point of action of the Laser radiation and measuring point of the measuring laser is detachably attached. The Shielding nozzle has at least one with one in the jacket of the machining tion nozzle trained process gas supply hole in connection hole that opens towards the point of action of the laser radiation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sich mit ihr Abstandsmessungen auch auf kapazitivem Wege durchführen lassen, insbesondere auch dann, wenn mit Hilfe des Laserstrahls Schneid- oder Schweißarbeiten durchge­ führt werden sollen.The invention is based, to set up the task mentioned type so that you can measure distance with it can also be carried out capacitively, especially also if cutting or welding is carried out with the help of the laser beam should be led.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The solution to the problem is in the characterizing part of the patent claim 1 specified. Advantageous embodiments of the invention are can be found in the subclaims.

Nach der Erfindung befindet sich am unteren Ende des Rohres eine zum Werkstück hin weisende Sensorelektrode zur kapazitiven Messung des Abstands zwischen ihr und dem Werkstück.According to the invention there is a for at the lower end of the tube Workpiece-pointing sensor electrode for capacitive measurement of the Distance between it and the workpiece.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä­ her beschrieben. Es zeigen:The invention is na with reference to the drawing described here. Show it:

Fig. 1 einen Laserbearbeitungskopf nach der Erfindung mit einem Schutzgasrohr, an welchem eine Sensorelektrode zur Abstandsmessung befestigt ist; Figure 1 shows a laser processing head according to the invention with a protective gas tube, on which a sensor electrode for measuring distance is attached.

Fig. 2 ein von der Sensorelektrode abgenommenes Sensorsignal; Fig. 2 is a removed from the sensor electrode sensor signal;

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung des Sensorsignals; Fig. 3 shows a circuit arrangement for processing the sensor signal;

Fig. 4 eine Störungsdetektorschaltung für die Schaltungsanordnung nach Fig. 3; und FIG. 4 shows a fault detector circuit for the circuit arrangement according to FIG. 3; and

Fig. 5 eine weitere Schaltungsanordnung zur Verarbeitung des Sensor­ signals mit der in Fig. 4 gezeigten Störungsdetektorschaltung. Fig. 5 shows a further circuit arrangement for processing the sensor signal with the fault detector circuit shown in Fig. 4.

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung zeigt die Fig. 1. Hier handelt es sich um ein sogenanntes offenes System, bei dem kein Düsenkonus vorhanden ist. Mit Hilfe einer Abbildungseinrichtung 18 wird ein fokussierter Laserstrahl 9 erzeugt, der zur Durchführung eines Schweiß- oder Schneidvorgangs auf ein Werkstück 2 fokussiert wird. Die Bewegungsrichtung der Abbildungs­ einrichtung 18 ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet. Das Werkstück 2 liegt über einen Anschluß 5 auf Erdpotential.An embodiment of a device according to the invention is shown in FIG. 1. This is a so-called open system in which there is no nozzle cone. With the aid of an imaging device 18 , a focused laser beam 9 is generated, which is focused on a workpiece 2 in order to carry out a welding or cutting process. The direction of movement of the imaging device 18 is identified in FIG. 1 by the reference symbol B. The workpiece 2 is connected to earth potential via a connection 5 .

An der Abbildungseinrichtung 18 ist über eine Halteeinrichtung 19 ein Rohr 20 befestigt, das bis herunter zum Schweiß- oder Schneidbereich (Werkstück-Bearbeitungsbereich) geführt und dort so abgeknickt ist, daß seine Neigung relativ zum Werkstück 2 nicht mehr so groß ist. Die untere Rohröffnung weist dabei zum Schweiß- oder Schneidbereich hin, so daß dem Schweiß oder Schneidbereich über das Rohr 20 ein Schutzgas zuge­ führt werden kann. Das Schutzgas strömt in Richtung des Pfeils G aus dem unteren Ende des Rohrs 20 heraus, also in einer Richtung, die entgegenge­ setzt zur Bewegungsrichtung B liegt. Hierdurch läßt sich verhindern, daß ein beim Schweißen oder Schneiden entstehendes Plasma P in den Bereich des abgeknickten unteren Rohrendes gelangt. Die eigentliche Funktion des Schutzgases ist, zu verhindern, daß Sauerstoff an die Bearbeitungs­ stelle kommt.A tube 20 is fastened to the imaging device 18 via a holding device 19, which tube leads down to the welding or cutting area (workpiece processing area) and is bent there so that its inclination relative to the workpiece 2 is no longer so great. The lower pipe opening points to the welding or cutting area, so that the welding or cutting area can be supplied with a protective gas via the pipe 20 . The protective gas flows in the direction of arrow G out of the lower end of the tube 20 , that is, in a direction that is opposite to the direction of movement B. This can prevent a plasma P which arises during welding or cutting from reaching the region of the bent lower tube end. The actual function of the protective gas is to prevent oxygen from coming to the processing point.

Am unteren und abgeknickten Ende des Rohrs 20 befindet sich eine Sen­ sorelektrode 2 1, die beispielsweise aus Kupfer besteht. Die Sensorelektro­ de 21 weist zum Werkstück 2 hin und ist über eine Halteeinrichtung 22 am Rohr 20 befestigt. Die Halteeinrichtung 22 kann beispielsweise ein hitze­ beständiger Kleber sein. Mit der Sensorelektrode 21 ist ein abgeschirmtes Kabel 23 verbunden, beispielsweise ein Koaxialkabel, dessen anderes En­ de mit einer Steckerbuchse 24 verbunden ist, die am oberen Ende des Rohrs 20 befestigt ist. Über diese Steckerbuchse 24 (Koaxialsteckerbuch­ se) läßt sich einerseits über das Kabel 23 Sensorpotential zur Sensorelek­ trode 21 übertragen, während aktives Schirmpotential an den Schirmlei­ ter des Kabels 23 angelegt wird.At the lower and bent end of the tube 20 there is a sensor electrode 2 1, which consists for example of copper. The sensor electric de 21 points to the workpiece 2 and is fastened to the tube 20 via a holding device 22 . The holding device 22 can be a heat-resistant adhesive, for example. With the sensor electrode 21 , a shielded cable 23 is connected, for example a coaxial cable, the other end of which is connected to a socket 24 which is attached to the upper end of the tube 20 . About this connector 24 (coaxial connector se) can be transmitted on the one hand via the cable 23 sensor potential to the sensor electrode 21 , while active shielding potential is applied to the screen conductor ter of the cable 23 .

Durch die genannte Anordnung der Sensorelektrode 21 kann insbesonde­ re auch beim Laserschweißen der Abstand zwischen der Sensorelektrode 21 und dem Werkstück 2 auf kapazitivem Wege gemessen werden, ohne daß diese Messung durch das beim Schweißen entstehende Plasma P nachteilig beeinflußt wird.Due to the above arrangement of the sensor electrode 21 , the distance between the sensor electrode 21 and the workpiece 2 can also be measured in a capacitive manner, especially in laser welding, without this measurement being adversely affected by the plasma P produced during welding.

Vorteilhaft bei der genannten Ausbildung ist weiterhin, daß sich die Sen­ sorelektrode 21 durch das durch das Rohr 20 hindurchgeleitete Schutzgas gleichzeitig kühlen läßt. Hierdurch verlängert sich ihre Lebensdauer. Das Kabel 23 kann darüber hinaus im Innern des Rohrs 20 verlegt werden, wo­ bei das Rohr 20 dann die Abschirmfunktion übernehmen kann. In diesem Fall wird das Rohr 20 mit aktivem Schirmpotential beaufschlagt, während das im Rohr 20 verlegte Kabel keinen weiteren Schirmleiter mehr benötigt. Die Sensorelektrode 21, die z. B. kreisplattenförmig ausgebildet sein kann, könnte auch von einer weiteren und in der Sensorelektrodenebene liegenden Schirmelektrode umgeben sein, die in elektrisch leitendem Kon­ takt mit dem Rohr 20 steht und damit auf Schirmpotential zu liegen kommt. Auf diese Weise ließe sich der Einfluß des Plasmas P bei der kapa­ zitiven Abstandsmessung zwischen der Sensorelektrode 21 und dem Werkstück noch weiter zurückdrängen.Another advantage of the above-mentioned design is that the sensor electrode 21 can be cooled simultaneously by the protective gas passed through the tube 20 . This extends their lifespan. The cable 23 can also be laid inside the tube 20 , where the shielding function can then take over the tube 20 . In this case, the tube 20 is subjected to an active shielding potential, while the cable laid in the tube 20 no longer requires an additional shielding conductor. The sensor electrode 21 , the z. B. can be circular plate-shaped, could also be surrounded by a further and lying in the sensor electrode plane shield electrode, which is in electrically conductive con tact with the tube 20 and thus comes to lie on the shield potential. In this way, the influence of the plasma P in the capacitive distance measurement between the sensor electrode 21 and the workpiece could be suppressed even further.

Natürlich ist es möglich, bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen den Laserstrahl 9 auch periodisch ein- und auszuschalten, um während der Ausschaltphasen des Laserstrahls die Abstandsmessung auf kapazitivem Wege durchzuführen.Of course, it is also possible to switch the laser beam 9 on and off periodically in all of the exemplary embodiments shown, in order to carry out the distance measurement in a capacitive manner during the switch-off phases of the laser beam.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung ein von der Sensorelektrode bzw. abgenommenes Sensorsignal M, das z. B. bei einem Schweißvorgang erhalten wird. Die Zeitachse ist in Fig. 2 gestreckt, um das Sensorsignal M besser erkennen zu können. Infol­ ge des beim Schweißvorgang entstehenden Plasmas zwischen Sensorelek­ trode und Werkstück bricht das Sensorsignal M in unregelmäßigen Zeitab­ ständen zusammen, so daß als Sensorsignal M lediglich eine Folge von Signalspitzen Sp erhalten wird. Das Sensorsignal M läßt sich digitalisie­ ren, um durch Software-Maßnahmen weiterverarbeitet werden zu können, wie nachfolgend zuerst beschrieben wird. Es kann aber auch als Analog­ signal weiterverarbeitet werden, was unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ausgeführt wird. FIG. 2 shows an enlarged representation of a sensor signal M which is taken from the sensor electrode or which is z. B. is obtained during a welding process. The time axis is stretched in FIG. 2 in order to be able to recognize the sensor signal M better. As a result of the plasma generated during the welding process between the sensor electrode and the workpiece, the sensor signal M breaks down at irregular time intervals, so that only a sequence of signal peaks Sp is obtained as the sensor signal M. The sensor signal M can be digitized so that it can be further processed by software measures, as will be described first below. But it can also be processed as an analog signal, which is carried out with reference to FIGS. 3 and 4.

Zur Digitalisierung wird ein Zeitraster über das Sensorsignal M gelegt. Mit anderen Worten wird das Sensorsignal M in periodischen Zeiträumen Δt₁, Δt₂, . . . , abgetastet, um jeweils den maximalen Signalwert für den jeweili­ gen Zeitraum Δt zu erfassen. Der maximale Signalwert wird nachfolgend als Sensorsignalwert bezeichnet, so daß für den Zeitraum Δt₁ ein Sensor­ signalwert M₁, für den Zeitraum Δt₂ ein Sensorsignalwert M₂, und derglei­ chen, erhalten werden. Die Länge der jeweiligen Zeiträume Δti wird in Übereinstimmung mit den zu erwartenden Störungen im Sensorsignal M festgelegt, im vorliegenden Fall beispielsweise auf 50 Millisekunden. Die geeignetste Zeitraumlänge sollte zuvor für einen bestimmten Bearbei­ tungsvorgang während eines Probebetriebs ermittelt werden.A time grid is placed over the sensor signal M for digitization. In other words, the sensor signal M in periodic periods Δt₁, Δt₂,. . . , sampled in order to detect the maximum signal value for the respective period Δt. The maximum signal value is referred to below as the sensor signal value, so that a sensor signal value M₁ for the period Δt₁, a sensor signal value M₂ for the period Δt₂, and the like, are obtained. The length of the respective time periods Δt i is determined in accordance with the expected disturbances in the sensor signal M, in the present case, for example, to 50 milliseconds. The most suitable length of time should be determined beforehand for a specific machining process during a trial run.

Nach Abtastung der Sensorsignalwerte M₁, M₂, . . . werden diese zwischen­ gespeichert, um anschließend weiterverarbeitet zu werden. Diese Zwi­ schenspeicherung kann nur eine Teilmenge der Sensorsignalwerte betref­ fen, um einen Online-Betrieb durchführen zu können.After sampling the sensor signal values M₁, M₂,. . . are these between saved for further processing. This two Storage can only affect a subset of the sensor signal values to enable online operation.

Im folgenden sei angenommen, daß im Zeitraum Δt₂ als Maximalwert der Sensorsignalwert M₂ abgetastet wird, anhand dessen sich der Abstand zwischen Sensorelektrode und Werkstück ermitteln läßt. Dieser Sensor­ signalwert M₂ bleibt während des nächsten Zeitraums Δt₃ aufrechterhal­ ten, und zwar bis zum Ende dieses Zeitraums Δt₃. Innerhalb des Zeitraums Δt₃ wird dann der Sensorsignalwert M₃ abgetastet, wobei dieser Sensor­ signalwert M₃ mit einem Vergleichswert V verglichen wird, der z. B. der Sensorsignalwert M₂ oder der über den Zeitraum Δt₂ aufrechterhaltene Sensorsignalwert M₁ sein kann. Der Vergleichswert kann aber auch durch Mittelwertbildung vorangegangener Sensorsignalwerte erhalten worden sein, beispielsweise durch Mittelwertbildung der Signalwerte M₁ und M₂. Wird am Ende des Zeitraums Δt₃ festgestellt, daß der Sensorsignalwert M₃ nicht um mehr als einen vorbestimmten Betrag S kleiner ist als der Ver­ gleichswert V, so wird für den nachfolgenden Zeitraum Δt₄ dieser Sensor­ signalwert M₃ aufrechterhalten, usw.In the following it is assumed that in the period Δt₂ as the maximum value Sensor signal value M₂ is sampled, based on which the distance between sensor electrode and workpiece. This sensor signal value M₂ remains during the next period Δt₃ ten, by the end of this period Δt₃. Within the period Δt₃ the sensor signal value M₃ is then sampled, this sensor signal value M₃ is compared with a comparison value V, the z. B. the Sensor signal value M₂ or the one maintained over the period Δt₂ Sensor signal value M₁ can be. The comparison value can also be done by Averaging of previous sensor signal values has been obtained be, for example by averaging the signal values M₁ and M₂. It is found at the end of the period Δt₃ that the sensor signal value M₃ is not less than the Ver by more than a predetermined amount S equals value V, this sensor becomes Δt₄ for the subsequent period maintain signal value M₃, etc.

Im Zeitraum Δt₈ gilt zunächst der vorher ermittelte Sensorsignalwert M₇, wobei im Zeitraum Δt₈ der Sensorsignalwert M₈ detektiert wird. Er ist grö­ ßer als der Sensorsignalwert M₇, so daß für den nächsten Zeitraum Δt₉ dieser Sensorsignalwert M₈ gilt. Mit anderen Worten hat sich vom Zei­ traum Δt₈ zum Zeitraum Δt₉ der Abstand zwischen Sensorelektrode und Werkstück vergrößert. Es wird also im Zeitraum Δt₉ der neue Wert M₈ übernommen, da auch dieser nicht um mehr als den vorbestimmten Betrag S kleiner gegenüber dem Vergleichswert V (z. B. dem Sensorsignalwert M₇) war.In the period Δt₈, the previously determined sensor signal value M₇ applies. wherein the sensor signal value M₈ is detected in the period Δt₈. He is tall ßer than the sensor signal value M₇, so that for the next period Δt₉  this sensor signal value M₈ applies. In other words, the time has passed dream Δt₈ for the period Δt₉ the distance between the sensor electrode and Workpiece enlarged. So it becomes the new value M₈ in the period Δt₉ taken over, since this also by no more than the predetermined amount S smaller than the comparison value V (e.g. the sensor signal value M₇) was.

Eine weitere Situation soll anhand der Zeiträume Δt₁₄, Δt₁₅ und Δt₁₆ be­ schrieben werden. Im Zeitraum Δt₁₅ wird nur ein relativ kleiner Sensor­ signalwert M₁₅ erhalten, beispielsweise infolge einer Plasmaerscheinung. Dieser Sensorsignalwert M₁₅ (späterer Sensorsignalwert) wird mit dem Sensorsignalwert M₁₄ (früherer Sensorsignalwert) verglichen, wobei fest­ gestellt wird, daß der Sensorsignalwert M₁₅ um mehr als den vorbestimm­ ten Betrag S kleiner ist als der Sensorsignalwert M₁₄, der hier den Ver­ gleichswert V bildet. Das hat zur Folge, daß der Sensorsignalwert M₁₄, der während des Zeitraums Δt₁₅ sowieso schon galt, auch während des Zei­ traums Δt₁₆ aufrechterhalten bleibt, wie die Fig. 2 erkennen läßt. Für den Zeitraum Δt₁₆ kann jetzt aber der vorbestimmte Betrag auf den Wert 2S er­ höht werden, um die Regeleinrichtung möglichst schnell auf einen tat­ sächlich kleiner gewordenen Abstand zwischen Sensorelektrode und Werkstück fahren zu können. So wird beispielsweise im Zeitraum Δt₁₆ der Sensorsignalwert M₁₆ erhalten, der in den dort eingezeichneten Bereich 2S fällt. Dieser Sensorsignalwert M₁₆ ist also nicht um mehr als den vorbe­ stimmten Betrag 2S kleiner als der Vergleichswert M₁₄, so daß er jetzt für den nächsten Zeitraum Δt₁₇ gilt. Die Vergrößerung des vorbestimmten Be­ trags S kann in linearer Beziehung zur Anzahl derjenigen Zeiträume Δti stehen, über die das Sensorsignal aufrechterhalten bleibt. Würde z. B. der Sensorsignalwert M₁₆ nicht bis in den Bereich 2S hineinreichen, so würde auch im Zeitraum Δt₁₇ der Sensorsignalwert M₁₄ gelten. Dabei würde al­ lerdings der vorbestimmte Betrag für den Zeitraum Δt₁₇ auf 3S erhöht wer­ den.Another situation should be written based on the periods Δt₁t, Δt₁₅ and Δt₁₆ be. In the period Δt₁₅ only a relatively small sensor signal value M₁₅ is obtained, for example as a result of a plasma phenomenon. This sensor signal value M₁₅ (later sensor signal value) is compared with the sensor signal value M₁₄ (earlier sensor signal value), it being established that the sensor signal value M₁₅ is more than the predetermined amount S smaller than the sensor signal value M₁₄, which forms the comparison value V here. This has the consequence that the sensor signal value M₁₄, which was already valid during the period Δt₁₅, is also maintained during the period Δt₁₆, as can be seen in FIG. 2. For the period Δt₁₆ but the predetermined amount can now be increased to the value 2S in order to be able to drive the control device as quickly as possible to a distance that has actually become smaller between the sensor electrode and the workpiece. For example, in the period Δt₁₆ the sensor signal value M₁₆ is obtained, which falls in the area 2S shown there. This sensor signal value M₁₆ is therefore not more than the predetermined amount 2S smaller than the comparison value M₁₄, so that it now applies to the next period Δt₁₇. The increase in the predetermined amount S can be linearly related to the number of periods Δt i over which the sensor signal is maintained. Would z. B. the sensor signal value M₁₆ not reach into the area 2S, the sensor signal value M₁₄ would also apply in the period Δt₁₇. However, the predetermined amount would be increased to 3S for the period Δt₁₇.

Selbstverständlich kann auch eine andere Beziehung zwischen dem vorbe­ stimmten Betrag S und der Anzahl der Zeiträume herangezogen werden, über die das Sensorsignal konstant gehalten wird. Wichtig ist jedoch, daß sich der vorbestimmte Betrag S für aufeinanderfolgende der mehreren Ab­ tastzeiträume schrittweise vergrößert, um möglichst schnell tatsächlich kleinere Abstandswerte erfassen zu können. Of course, there can be another relationship between the above agreed amount S and the number of periods are used via which the sensor signal is kept constant. However, it is important that the predetermined amount S for successive ones of the plurality Ab tactile periods gradually increased to actually as quickly as possible to be able to record smaller distance values.  

Wird für eine vorgegebene Anzahl von Zeiträumen, beispielsweise für sechs aufeinanderfolgende Zeiträume, keine Änderung des Sensorsignal­ werts erhalten, nachdem entschieden worden ist, den Sensorsignalwert aufrecht zu erhalten, so wird angenommen, daß eine Kollision zwischen Sensorelektrode und Werkstück vorliegt, was zur Stillsetzung der Regel­ einrichtung führt.Is used for a specified number of periods, for example for six consecutive periods, no change in the sensor signal received after the decision has been made, the sensor signal value to maintain, it is assumed that a collision between Sensor electrode and workpiece is present, which usually leads to shutdown facility leads.

Wird bei der Signalabtastung während des Zeitraums Δti ein größerer Sen­ sorsignalwert Mi ermittelt als während des Zeitraums Δti-1, so kann dieser größere Sensorsignalwert Mi auch sofort übernommen und Δti+1 sofort ge­ startet werden. Während des Zeitraums Δti+1 gilt dann dieser größere Sen­ sorsignalwert Mi. Das Zeitraster zur Abtastung des Sensorsignals M ist hier also nicht konstant, vielmehr werden hier die einzelnen Zeitperioden von z. B. 50 Millisekunden immer dann erneut gestartet, wenn der genann­ te höhere Abtastwert erhalten worden ist. Dadurch kann die Abstandsre­ gelung schneller durchgeführt werden.Is used in the scanning signal during the period .DELTA.t i, a larger Sen sorsignalwert M i is determined as the period .DELTA.t i-1, this larger sensor signal value M i may also be applied immediately and .DELTA.t i + 1 immediately ge be started. This larger sensor signal value M i then applies during the period Δt i + 1 . The time grid for sampling the sensor signal M is not constant here, rather the individual time periods of z. B. 50 milliseconds always restarted when the genann te higher sample value has been obtained. This allows the distance control to be carried out more quickly.

Die Fig. 3 zeigt eine Abstandsmeß- und -regeleinrichtung. FIG. 3 shows a distance measuring measurement and control device.

Entsprechend der Fig. 3 enthält die Abstandsmeß- und -regeleinrichtung eine Sensoreinheit 25, die eingangsseitig mit einer Sensorelektrode 26 (Düsenelektrode) über ein Koaxialkabel 25a verbunden ist. Die Sensorein­ heit 25 gibt an ihrem Ausgang das Sensorsignal M aus, also eine Meßspan­ nung, deren Größe vom Abstand (bzw. von der Kapazität) zwischen Sensor­ elektrode 26 und Werkstück abhängt. Dieses Sensorsignal M wird dem Eingang einer Abstandsregelschaltung 27 zugeführt, die das Sensorsignal M, das als Ist-Wertsignal dient, mit einem Soll-Wertsignal vergleicht. Ein vergleichsabhängiges Stellsignal wird vom Ausgang der Abstandsregel­ schaltung 27 über einen Schalter 28 und einen Servoverstärker 29 einem Motor 30 zugeführt, der seinerseits die Position eines nicht dargestellten Bearbeitungskopfs, an dem die Sensorelektrode 26 befestigt ist, in Abhän­ gigkeit des Stellsignals verändert. Auf diese Weise läßt sich z. B. der Ab­ stand der Sensorelektrode 26 vom Werkstück konstant halten.According to FIG. 3, the distance measuring and regulating device contains a sensor unit 25 which is connected on the input side to a sensor electrode 26 (nozzle electrode) via a coaxial cable 25 a. The sensor unit 25 outputs the sensor signal M at its output, that is, a measuring voltage, the size of which depends on the distance (or capacity) between the sensor electrode 26 and the workpiece. This sensor signal M is fed to the input of a distance control circuit 27 , which compares the sensor signal M, which serves as an actual value signal, with a desired value signal. A comparison-dependent control signal is supplied from the output of the distance control circuit 27 via a switch 28 and a servo amplifier 29 to a motor 30 , which in turn changes the position of a processing head, not shown, to which the sensor electrode 26 is attached, depending on the control signal. In this way, z. B. From the sensor electrode 26 from the workpiece was kept constant.

Der Schalter 28 weist drei Schaltkontakte 28a, 28b und 28c auf. Ein be­ wegbares Schaltglied 28b ist ständig mit dem Schaltkontakt 28a verbun­ den, der seinerseits mit dem Eingang des Servoverstärkers 29 verbunden ist. Der Schaltkontakt 28b ist mit dem Ausgang der Abstandsregelschal­ tung 27 verbunden, während der Schaltkontakt 28c auf Masse liegt. Mit anderen Worten ist das Schaltglied 28d zwischen den Schaltkontakten 28b und 28c hin und her bewegbar.The switch 28 has three switch contacts 28 a, 28 b and 28 c. A movable switching element 28 b is constantly connected to the switching contact 28 a, which in turn is connected to the input of the servo amplifier 29 . The switch contact 28 b is connected to the output of the distance control circuit 27 , while the switch contact 28 c is grounded. In other words, the switching element 28 d can be moved back and forth between the switching contacts 28 b and 28 c.

Die Verschiebung des Schaltglieds 28d erfolgt über eine Stelleinrichtung 31, die von einem Störungsdetektor 32 angesteuert wird, der seinerseits am Eingang das Sensorsignal M empfängt.The switching element 28 d is displaced via an actuating device 31 which is controlled by a fault detector 32 , which in turn receives the sensor signal M at the input.

Der Störungsdetektor 32 überwacht das von der Sensoreinheit 25 ausge­ gebene Sensorsignal M. Nach Erkennen einer Störung wird der Eingang des Servoverstärkers 29 gegen Masse geschaltet, wozu der Störungsdetek­ tor 32 die Stelleinrichtung 31 so ansteuert, daß durch sie das Schaltglied 28d mit dem Schaltkontakt 28c verbunden wird. Der Motor bzw. der durch ihn angesteuerte Antrieb für den Bearbeitungskopf behält dann seine ak­ tuelle Position so lange bei, bis eine erneute Umschaltung des Schalters 28 erfolgt. Liegt keine Störung vor, so ist das Schaltglied 28d mit dem Schalt­ kontakt 28b verbunden. In diesem Fall wird die Abstandsregelung durch­ geführt.The fault detector 32 monitors the sensor signal 25 issued by the sensor unit M. After detection of a fault, the input of the servo amplifier 29 is switched to ground, for which purpose the fault detector 32 controls the actuating device 31 such that the switching element 28 d with the switching contact 28 is activated by it c is connected. The motor or the drive for the machining head controlled by it then maintains its current position until the switch 28 is switched again. If there is no fault, the switching element 28 d is connected to the switching contact 28 b. In this case, the distance control is carried out.

Die Fig. 4 zeigt den genaueren Aufbau des Störungsdetektors 32. Er ent­ hält eine Verzögerungsleitung 33, die an ihrem Eingang das Sensorsignal M empfängt das am Ausgang der Sensoreinheit 25 erscheint. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 33 ist mit dem Eingang einer Subtrahierstufe 34 verbunden, deren zweiter Eingang (Subtraktionseingang) ebenfalls das Sensorsignal M empfängt jedoch unverzögert. Der Ausgang der Subtra­ hierstufe 34 ist mit dem positiven Eingang eines Komparators 35 (Diffe­ renzverstärker) verbunden, dessen negativer Eingang eine Referenzspan­ nung empfängt. Über den Ausgang des Komparators 35 wird ein Monoflop 36 angesteuert, dessen Ausgangssignal zur Umschaltung des Schalters 28 herangezogen wird. FIG. 4 shows the precise structure of the fault detector 32. It contains a delay line 33 which receives the sensor signal M at its input which appears at the output of the sensor unit 25 . The output of the delay line 33 is connected to the input of a subtraction stage 34 , the second input (subtraction input) of which also receives the sensor signal M without delay. The output of the subtractor stage 34 is connected to the positive input of a comparator 35 (differential amplifier), the negative input of which receives a reference voltage. A monoflop 36 is driven via the output of the comparator 35 , the output signal of which is used to switch over the switch 28 .

Mit Hilfe des in Fig. 4 gezeigten Störungsdetektors wird das von der Sen­ soreinheit 25 gelieferte Sensorsignal M von einem zeitlich verzögerten Sensorsignal M′ subtrahiert. Bei Signaleinbrüchen entstehen am Ausgang der Subtrahierstufe 34 positive Signale. Wenn diese Signale einen be­ stimmten Wert überschreiten, wird der Monoflop 36 getriggert. Der Aus­ gang des Monoflops 36 erzeugt ein "Einfriersignal", durch welches der Schalter 28 so umgeschaltet wird, daß das Schaltglied 28d mit dem Schalt­ kontakt 28c in Kontakt kommt, um den Eingang des Servoverstärkers 29 auf Masse zu legen. Mit anderen Worten wird dadurch der Eingang der Mo­ torendstufe für eine einstellbare Zeit gegen Masse geschaltet. Diese ein­ stellbare Zeit hängt von der Dauer der typischerweise auftretenden Stö­ rungen ab und läßt sich vorher in einem Probebetrieb ermitteln. Dasselbe gilt auch für die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 33.With the help of the fault detector shown in Fig. 4, the sensor signal M supplied by the sensor unit 25 is subtracted from a time-delayed sensor signal M '. In the event of signal dips, positive signals are produced at the output of the subtracting stage 34 . If these signals exceed a certain value, the monoflop 36 is triggered. From the output of the monoflop 36 generates a "freeze signal" through which the switch 28 is switched so that the switching element 28 d comes into contact with the switching contact 28 c to put the input of the servo amplifier 29 to ground. In other words, the input of the motor output stage is switched to ground for an adjustable time. This adjustable time depends on the duration of the typically occurring faults and can be determined beforehand in a trial run. The same applies to the delay time of the delay line 33 .

Tritt im Sensorsignal M während der Verzögerungszeit der Verzögerungs­ leitung 33 kein Signalzusammenbruch auf, so entspricht das Sensor­ signal M′ am Ausgang der Verzögerungsleitung 33 dem Sensorsignal M an deren Eingang. Die Subtrahierstufe 34 gibt daher an ihrem Ausgang nur ein sehr kleines Signal aus, so daß auch der Ausgang des Komparators 35 unterhalb einer gewissen Schwelle bleibt, wenn sein negativer Eingang Ref z. B. auf Masse liegt. In diesem Fall wird der Monoflop 36 nicht angesteu­ ert, so daß das Schaltglied 28d mit dem Schaltkontakt 28b verbunden bleibt.Occurs in the sensor signal M during the delay time of the delay circuit 33 to a signal breakdown, so the sensor signal corresponding to M 'at the output of the delay line 33 the sensor signal M at the input thereof. The subtractor 34 therefore outputs only a very small signal at its output, so that the output of the comparator 35 also remains below a certain threshold if its negative input Ref z. B. is on ground. In this case, the monoflop 36 is not actuated, so that the switching element 28 d remains connected to the switching contact 28 b.

Tritt jedoch während der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 33 ein Signalzusammenbruch im Sensorsignal M auf, so ist das verzögerte Sen­ sorsignal M′ (früheres Sensorsignal) wesentlich größer als das spätere Sensorsignal M. Die Subtrahierstufe 34 liefert daher ein relativ hohes Aus­ gangssignal zum positiven Eingang des Komparators 35, so daß dessen Ausgangssignal die Schwelle des Monoflops 36 überschreitet und der Mo­ noflop 36 angesteuert wird. Mit Hilfe des Ausgangssignals des Monoflops 36 wird jetzt das Schaltglied 28d des Schalters 28 mit dem Schaltkontakt 28c verbunden, um die Motorstellung bzw. Position des Bearbeitungs­ kopfs einzufrieren. Der Monoflop 36 und damit der Schalter 28 werden nach der genannten einstellbaren Zeit automatisch zurückgeschaltet, da­ mit die Abstandsregelung fortgesetzt werden kann.However, if a signal breakdown occurs in the sensor signal M during the delay time of the delay line 33 , the delayed sensor signal M M (earlier sensor signal) is significantly larger than the later sensor signal M. The subtractor stage 34 therefore delivers a relatively high output signal to the positive input of the comparator 35 so that its output signal exceeds the threshold of the monoflop 36 and the mo noflop 36 is driven. With the help of the output signal of the monoflop 36 , the switching element 28 d of the switch 28 is now connected to the switching contact 28 c in order to freeze the motor position or position of the machining head. The monoflop 36 and thus the switch 28 are automatically switched back after the adjustable time mentioned, since the distance control can be continued with.

Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 33 wird so eingestellt, daß nur schnelle Änderungen des Meßsignals durch Störungen, wie sie z. B. durch Plasma oder Spritzer erzeugt werden, zur Triggerung des Monoflops 36 führen, also zum Stillstand des Motors 30. Bei Schweißvorgängen be­ trägt die Verzögerungszeit z. B. 10 ms. The delay time of the delay line 33 is set so that only rapid changes in the measurement signal due to interference such as z. B. generated by plasma or splashes, trigger the monoflop 36 , that is, the motor 30 stops . In welding operations, the delay time is z. B. 10 ms.

Durch Änderung der Referenzspannung des Komparators 35 läßt sich die Schwelle des Komparators 35 so einstellen, daß die Differenz des aktuellen und des verzögerten Meßsignals bei Störungen zur Triggerung des Mono­ flops 36 führt (Höhe bzw. Stärke der Störungen). Hierdurch ist ein Ab­ gleich auf spezielle Störungen des Meßsignals möglich.By changing the reference voltage of the comparator 35, the threshold of the comparator 35 can be adjusted so that the difference flops of the current and delayed measurement signal with interference for triggering the monostable 36 (height or thickness of the interference) results. As a result, an equal to special disturbances of the measurement signal is possible.

Eine weitere Schaltungsanordnung ist in der Fig. 5 gezeigt. Gleiche Elemente wie in Fig. 3 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Insbesondere kann auch der Störungsdetektor 32 in Fig. 5 den in Fig. 4 gezeigten Aufbau aufweisen.Another circuit arrangement is shown in FIG. 5. The same elements as in Fig. 3 are provided with the same reference numerals. In particular, the fault detector 32 in FIG. 5 can also have the structure shown in FIG. 4.

Im Unterschied zur Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist bei der Schal­ tungsanordnung nach Fig. 5 der Ausgang der Abstandsregeleinrichtung 27 direkt mit dem Eingang des Servoverstärkers 29 verbunden. Demge­ genüber liegt der Schalter 28 am Eingang der Abstandsregelschaltung 27. Genauer gesagt ist der Schaltkontakt 28a des Schalters 28 mit dem Ein­ gang der Abstandsregelschaltung 27 verbunden, während der Schaltkon­ takt 28c mit dem Ausgang der Sensoreinheit 25 verbunden ist. Der Schalt­ kontakt 28b des Schalters 28 ist mit dem Ausgang einer Filterschaltung 37 verbunden, deren Eingang mit dem Ausgang der Sensoreinheit 25 verbun­ den ist. Das bewegbare Schaltglied 28d wird über die Stelleinrichtung 31 bewegt, um zwischen den Schaltkontakten 28b und 28c hin- und herge­ schaltet zu werden. Die Stelleinrichtung 31 wird wiederum vom Störungs­ detektor 32 angesteuert.In contrast to the circuit of Fig. 3, the output of the distance control device is in the TIC arrangement of FIG. 5 27 directly connected to the input of the servo amplifier 29. In contrast, the switch 28 is located at the input of the distance control circuit 27 . More specifically, the switch contact 28 a of the switch 28 is connected to the input of the distance control circuit 27 , while the switch contact 28 c is connected to the output of the sensor unit 25 . The switching contact 28 b of the switch 28 is connected to the output of a filter circuit 37 , the input of which is connected to the output of the sensor unit 25 . The movable switching element 28 d is moved via the actuating device 31 in order to switch back and forth between the switching contacts 28 b and 28 c. The actuating device 31 is in turn controlled by the fault detector 32 .

Die Filterschaltung 37 weist eine extrem niedrige Grenzfrequenz auf, die z. B. bei 2 Hz liegen kann.The filter circuit 37 has an extremely low cutoff frequency, e.g. B. may be 2 Hz.

Wird durch den Störungsdetektor 32 eine Störung im Sensorsignal M de­ tektiert, wie zuvor beschrieben, so wird für eine wählbare Zeit die zusätzli­ che Filterschaltung 37 hinter die Sensoreinheit 25 geschaltet, um die Stö­ rung im Sensorsignal M zu überbrücken. Hierzu wird das bewegbare Schaltglied 28d des Schalters 28 vom Schaltkontakt 28c auf den Schalt­ kontakt 28b umgeschaltet. Die vorwählbare Zeit steht auch hier wiederum in Übereinstimmung mit der Dauer der typischerweise auftretenden Stö­ rungen und läßt sich im voraus ermitteln.Is by the disturbance observer 32, a fault in the sensor signal M de tektiert as described above, the zusätzli che filter circuit 37 is switched after the sensor unit 25 for a selectable time to the Symptom in the sensor signal M to be bridged. For this purpose, the movable switching element 28 d of the switch 28 is switched from the switching contact 28 c to the switching contact 28 b. The preselectable time is again in accordance with the duration of the typically occurring faults and can be determined in advance.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn ein Eingriff auf die Abstandsregelung wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, nicht möglich ist. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 wirkt viel­ mehr die Störungskompensation direkt auf das Sensorsignal M bzw. die Abstandsmeßspannung ein.The circuit arrangement according to FIG. 5 is used especially when an intervention in the distance control as shown in FIG. 3 is not possible. In the circuit arrangement according to FIG. 5, the interference compensation acts much more directly on the sensor signal M or the distance measuring voltage.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks (2) mittels eines La­ serstrahls (9), mit
  • - einer Abbildungseinrichtung (18) zur Fokussierung des Laserstrahls (9) auf das Werkstück (2); und
  • - einem an einer Halteeinrichtung (19) der Abbildungseinrichtung (18) befestigten Rohr (20), das bis herunter zum Werkstück-Bearbeitungsbe­ reich geführt ist, und durch das ein Schutzgas hindurchgeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Rohrs (20) eine zum Werkstück (2) hin weisende Sensorelektrode (21) zur kapazitiven Messung des Abstands zwischen ihr und dem Werkstück (2) befestigt ist.
1. Device for processing a workpiece ( 2 ) by means of a laser beam ( 9 ), with
  • - An imaging device ( 18 ) for focusing the laser beam ( 9 ) on the workpiece ( 2 ); and
  • - A on a holding device ( 19 ) of the imaging device ( 18 ) attached tube ( 20 ), which is guided down to the workpiece processing area, and through which a protective gas is passed,
    characterized in that a sensor electrode ( 21 ) pointing towards the workpiece ( 2 ) for capacitive measurement of the distance between it and the workpiece ( 2 ) is attached to the lower end of the tube ( 20 ).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sensorelektrode (21) an einem abgeknickten Rohrende befindet, des­ sen Neigung relativ zum Werkstück (2) nicht mehr so groß ist, wie die Neigung des übrigen Rohres.2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor electrode ( 21 ) is at a bent pipe end, the sen inclination relative to the workpiece ( 2 ) is no longer as large as the inclination of the rest of the tube. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bewegungsrichtung relativ zum Werkstück (2) so gewählt ist, daß die Sensorelektrode (21) dem Werkstück-Bearbeitungsbereich vorauseilt.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that its direction of movement relative to the workpiece ( 2 ) is selected so that the sensor electrode ( 21 ) leads the workpiece machining area. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelektrode (21) von einer in der Sensorelektroden­ ebene liegenden Schirmelektrode umgeben ist, die auf Schirmpotential liegt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor electrode ( 21 ) is surrounded by a flat in the sensor electrodes shield electrode which is at shield potential. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelektrode (21) mit einem durch Schirmpotential abgeschirmten Kabel (23) verbunden ist, um Sensorpotential zu empfan­ gen.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor electrode ( 21 ) with a shielded by shield potential cable ( 23 ) is connected to gene to receive sensor potential. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelektrode (21) mit einem isolierten Kabel verbun­ den ist, das im Innern des Rohrs (20) verläuft, und daß das Rohr (20) auf Schirmpotential liegt. 6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor electrode ( 21 ) is verbun with an insulated cable which runs inside the tube ( 20 ), and that the tube ( 20 ) is at screen potential. 7. Einrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmelektrode mit dem Rohr (20) in elektrisch leitendem Kontakt steht.7. Device according to claim 4 and 6, characterized in that the shield electrode with the tube ( 20 ) is in electrically conductive contact. 8. Einrichtung nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schirmpotential aktives Schirmpotential ist, das dadurch er­ halten wird, daß das Sensorpotential über einen Verstärker mit einem ge­ wünschten Verstärkungsgrad geleitet wird.8. Device according to claim 4, 5, 6 or 7, characterized net that the screen potential is active screen potential, which he will keep that the sensor potential via an amplifier with a ge desired degree of gain is directed. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelektrode (21) mittels eines hitzebeständigen Klebers am Rohr (20) befestigt ist.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor electrode ( 21 ) is fastened to the tube ( 20 ) by means of a heat-resistant adhesive.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006024338A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Iht Automation Gmbh & Co. Kg Method for setting a predetermined distance between a machine tool and an electrically conductive workpiece

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4423409C2 (en) * 1994-07-04 1998-03-12 Precitec Gmbh Process for machining a workpiece using a laser beam
DE4442238C1 (en) * 1994-11-28 1996-04-04 Precitec Gmbh Thermal processing of a workpiece, esp. by means of laser radiation
SE9900742L (en) * 1999-03-02 2000-09-03 Inst Verkstadstek Forsk Ivf Device for measuring a laser beam
US6879404B2 (en) 2001-01-22 2005-04-12 Balluff Gmbh Device and method for checking bores in or edges on an object of measurement
DE10103177A1 (en) 2001-01-22 2002-08-01 Balluff Gmbh Gratprüfungs sensor device
DE10202867A1 (en) * 2002-01-24 2003-08-07 Messer Cutting & Welding Gmbh Welding or cutting burner used for welding or cutting steel comprises a burner head having a distance measuring device for measuring the distance between the workpiece surface and a part on the burner side using a capacitive measurement
DE102004006680B3 (en) 2004-02-09 2006-01-12 Balluff Gmbh Sensor device for testing surfaces
DE102005039094B4 (en) * 2005-08-08 2009-03-19 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Method and device for guiding a machine part along a defined trajectory over a workpiece surface
DE102008038119A1 (en) * 2008-08-17 2010-02-18 Du, Keming, Dr. Arrangement of a laser machining head for removing layers, comprises a laser beam, a focusing- or imaging unit, an auto-focusing unit and a lateral position-positioning unit
DE102016115415B4 (en) * 2016-08-19 2018-04-12 Precitec Gmbh & Co. Kg Insulating part for the insulated mounting of an electrically conductive nozzle and laser processing head with a sensor for detecting such an insulating part
CN117102701B (en) * 2023-10-24 2024-03-26 上海方菱计算机软件有限公司 Compensation control method and device for groove cutting height, electronic equipment and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928767A1 (en) * 1979-07-17 1981-01-22 Bayerische Motoren Werke Ag METHOD FOR DETERMINING THE STOCK OF OPERATING LIQUIDS OF MOTOR VEHICLES AND CIRCUIT FOR CARRYING OUT THE METHOD
DD239857A1 (en) * 1985-07-29 1986-10-08 Schiffbau Stammbetrieb K SENSOR FOR WELDING ROBOT
DE4005453A1 (en) * 1990-02-21 1991-08-22 Hannover Laser Zentrum Stand-off distance measuring equipment - including measuring laser, used on material processing laser
DE4119244A1 (en) * 1991-06-11 1992-12-17 Weidmueller Interface Capacitive sensor arrangement for measuring tool workpiece separation - contains sensor head with several electrodes on single or parallel, straight or circular lines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928767A1 (en) * 1979-07-17 1981-01-22 Bayerische Motoren Werke Ag METHOD FOR DETERMINING THE STOCK OF OPERATING LIQUIDS OF MOTOR VEHICLES AND CIRCUIT FOR CARRYING OUT THE METHOD
DD239857A1 (en) * 1985-07-29 1986-10-08 Schiffbau Stammbetrieb K SENSOR FOR WELDING ROBOT
DE4005453A1 (en) * 1990-02-21 1991-08-22 Hannover Laser Zentrum Stand-off distance measuring equipment - including measuring laser, used on material processing laser
DE4119244A1 (en) * 1991-06-11 1992-12-17 Weidmueller Interface Capacitive sensor arrangement for measuring tool workpiece separation - contains sensor head with several electrodes on single or parallel, straight or circular lines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 3-165989 A in. "Patents Abstracts of Japan", 1991, Vol. 15/No. 404, Sec. M-1168 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006024338A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Iht Automation Gmbh & Co. Kg Method for setting a predetermined distance between a machine tool and an electrically conductive workpiece
US7756672B2 (en) 2004-08-30 2010-07-13 Iht Automation Gmbh & Co. Kg Method for setting a predetermined distance between a machine tool and an electrically conductive workpiece

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