JP2597597B2 - Sensor output sampling method in laser beam machine - Google Patents

Sensor output sampling method in laser beam machine

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JP2597597B2
JP2597597B2 JP62235975A JP23597587A JP2597597B2 JP 2597597 B2 JP2597597 B2 JP 2597597B2 JP 62235975 A JP62235975 A JP 62235975A JP 23597587 A JP23597587 A JP 23597587A JP 2597597 B2 JP2597597 B2 JP 2597597B2
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和裕 森川
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株式会社日平トヤマ
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レーザ加工機におけるセンサ出力サンプリ
ング方法に関し、特にノズルと一体型のギャップセンサ
を備えたものにおいて、そのセンサの出力特性の変化に
関係なく常に適正なギャップ量一定制御を行えるように
するためのものに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sensor output sampling method in a laser beam machine, and more particularly to a method in which a gap sensor integrated with a nozzle is provided. The present invention relates to an apparatus that can always perform appropriate gap amount constant control regardless of the operation.

(従来技術とその問題点) 従来、レーザ加工において、最適な加工状態を得るた
めにレーザ光の焦点をワークに対し、常に一定高さ位置
に保つよう、レーザノズルとワークとの間の距離すなわ
ちギャップ量を常に一定に保持するギャップ量一定制御
いわゆるギャップコントロールが行なわれている。
(Prior art and its problems) Conventionally, in laser processing, the distance between the laser nozzle and the work, that is, the focus of the laser beam is always kept at a constant height with respect to the work in order to obtain the optimum processing state. A so-called gap control is performed in which the gap amount is always kept constant.

このためのギャップセンサとしては、レーザノズルの
側方近傍位置に接触式或は非接触式の距離センサを設け
ているものがある。しかし、加工位置とは幾分ずれた位
置でギャップ検出を行っているため、加工位置における
適正なギャップ量の測定ができず、結果的には良好な加
工状態が得られなかった。
As a gap sensor for this purpose, there is a gap sensor provided with a contact type or non-contact type distance sensor at a position near the side of the laser nozzle. However, since the gap is detected at a position slightly deviated from the processing position, an appropriate gap amount cannot be measured at the processing position, and as a result, a good processing state cannot be obtained.

このため、静電容量式等の電磁的ギャップセンサを、
ノズルと一体化或はノズルの先端部に溶着して、加工位
置におけるギャップ量を非接触式に検出するようにした
ものが一般的に用いられている。
For this reason, an electromagnetic gap sensor such as a capacitance type,
Generally, a nozzle integrated with a nozzle or welded to the tip of the nozzle to detect a gap amount at a processing position in a non-contact manner is used.

しかし、レーザ照射によってワーク面から激しく跳ね
上がるスパッタSや高反射熱がふりかかると、ノズル先
端すなわちセンサ部分が熱溶融したり、或は摩耗が熱変
形によって、センサ機能の劣化を免れなかった。
However, when spatter S or high reflection heat which jumps violently from the work surface due to the laser irradiation is applied, the nozzle tip, that is, the sensor portion is melted by heat or abrasion is thermally deformed, and the deterioration of the sensor function cannot be avoided.

この結果、ギャップ量に対するセンサ出力特性が、当
初のセンサ出力特性(例えば第5図A線)に比して、実
際のギャップ量と異なる例えばはるかに低いカーブの出
力特性(例えば第5図C線)に変化してしまう。
As a result, the sensor output characteristic with respect to the gap amount is different from the actual sensor output characteristic (for example, line A in FIG. 5), and is different from the actual gap amount in, for example, a much lower curve output characteristic (for example, line C in FIG. 5). ).

こうなると、適正なギャップコントロールができなく
なり、加工状態も悪化してしまうため、適正な当初のセ
ンサ出力特性を備えたノズルと交換する必要性が出てく
る。しかし、ノズル交換の頻度が多くなると、ノズルの
取替え作業が煩雑であるうえ、いちいち加工をストップ
しなければならず、作業効率を低下させる原因となり、
さらに経済的にも問題があった。
In such a case, proper gap control cannot be performed, and the processing state deteriorates. Therefore, it is necessary to replace the nozzle with a nozzle having proper initial sensor output characteristics. However, when the frequency of nozzle replacement increases, the work of replacing the nozzle becomes complicated, and processing must be stopped each time, which causes a reduction in work efficiency,
There were also economic problems.

また、例えば静電容量式ギャップセンサ等ではギャッ
プ量変化に対するセンサ出力電圧の特性曲線が直線的な
比例関係になく、カーブしているため、センサ出力電圧
からギャップ量を容易に算出することができない。この
ために、測定されたギャップ量の表示を行うことができ
ず、作業者にとってはギャップ量が表示されていない
と、安心した作業が行えなかった。
In addition, for example, in a capacitance type gap sensor or the like, the characteristic curve of the sensor output voltage with respect to the change in the gap amount is not linearly proportional but curved, and therefore the gap amount cannot be easily calculated from the sensor output voltage. . For this reason, the measured gap amount cannot be displayed, and if the gap amount is not displayed, the worker cannot perform a reliable operation.

このような理由から、同一のノズルで適正なギャップ
コントローラを長時間維持するために、適宜、ノズルの
センサ出力特性を測定してサンプリングし、記憶させ、
この記憶されたサンプリングデータに基づいて適正なギ
ャップコントロールを行うようにし、同時に従来では困
難であったギャップ量表示も可能とし、上記問題点を解
決しようとするものである。
For this reason, in order to maintain an appropriate gap controller with the same nozzle for a long time, the sensor output characteristics of the nozzle are measured, sampled, and stored as appropriate.
An object of the present invention is to perform an appropriate gap control based on the stored sampling data, and at the same time, it is possible to display a gap amount which has been difficult in the related art, and to solve the above-mentioned problem.

(問題点を解決するための手段) そこで、本発明はノズルと一体化した非接触式ギャッ
プセンサを備えたものにおいて、実際のギャップ量に対
するノズルのセンサ出力をサンプリングし記憶する手段
を設け、例えばサンプリング指令スイッチを押すだけで
自動的にノズルを基準位置から規定量ずつ上昇させ、各
位置毎のセンサ出力を測定して、各ギャップ量に対する
センサ出力のデータをサンプリングし記憶させることに
より、このサンプリングデータに基づいた適正なギャッ
プ量で正しいギャップ量一定制御を行えるようにしたも
のである。
(Means for Solving the Problems) In view of the above, the present invention provides a non-contact type gap sensor integrated with a nozzle, in which a means for sampling and storing the sensor output of the nozzle with respect to the actual gap amount is provided. By simply pressing the sampling command switch, the nozzle is automatically raised from the reference position by a specified amount, the sensor output at each position is measured, and the sensor output data for each gap amount is sampled and stored, thereby achieving this sampling. This is intended to perform a correct gap amount constant control with an appropriate gap amount based on data.

そして、ノズルのセンサ出力特性が変化したことによ
るノズル変換頻度を極力抑え、ノズル交換の煩しさをな
くすと同時に経済性を向上させようとしたものである。
Further, the frequency of nozzle conversion due to a change in the sensor output characteristic of the nozzle is suppressed as much as possible, thereby eliminating the trouble of replacing the nozzle and improving the economical efficiency.

さらに、記憶されているサンプリングデータに基づい
てセンサ出力に対応するギャップ量が簡単に読み出さ
れ、これによりギャップ量の表示も容易となってギャッ
プ量表示器を設けることが可能となり、作業者にとって
安心した作業を行えるようにしたものである。
Further, the gap amount corresponding to the sensor output is easily read out based on the stored sampling data, thereby making it easy to display the gap amount and providing a gap amount display. It is designed to enable safe work.

すなわち、本発明は、ノズル先端に、ノズル先端とワ
ークとの間のギャップ量を非接触式に検出するギャップ
センサを備え、このギャップセンサによって検出された
ギャップ量に基づいてギャップ量一定制御を行いながら
加工を行うレーザ加工機において、レーザ加工機は、サ
ンプリング指令に基づき、ギャップ量一定制御OFF状態
においてノズルを所定のサンプリング基準位置から光軸
方向に規定量ずつ移動させ、この移動させる毎の各ギャ
ップ量に対するノズルからのセンサ出力をサンプリング
してサンプリングデータ記憶回路に記憶させるサンプリ
ング手段と、ノズルチェック指令に基づき、ギャップ量
一定制御OFF状態においてノズルを所定のチェック基準
位置に位置決めし、その位置でのギャップセンサのセン
サ出力を測定し、その値が上記記憶されているサンプリ
ングデータに基づいて設定された基準出力範囲内であれ
ばOKとし、基準出力範囲外であればNGと判定するノズル
チェック手段とを備え、このノズルチェック手段の判定
結果がOKのとき上記記憶されているサンプリングデータ
に基づいてギャップ量一定制御を行い、ノズルチェック
手段の判定結果がNGのとき上記サンプリング手段を作用
させ新たにサンプリングを行ってサンプリングデータ記
憶回路内のサンプリングデータを書き換えて記憶させる
ものである。
That is, the present invention includes a gap sensor at the tip of the nozzle that detects the gap between the nozzle tip and the work in a non-contact manner, and performs a constant gap amount control based on the gap amount detected by the gap sensor. In a laser processing machine that performs processing, the laser processing machine moves a nozzle by a specified amount in a direction of an optical axis from a predetermined sampling reference position in a gap amount constant control OFF state based on a sampling command. Sampling means for sampling the sensor output from the nozzle corresponding to the gap amount and storing it in the sampling data storage circuit, and based on the nozzle check command, the nozzle is positioned at a predetermined check reference position in the gap amount constant control OFF state, and at that position, Measure the sensor output of the gap sensor of Nozzle checking means for determining that the output is within a reference output range set based on the stored sampling data, and determining that the output is out of the reference output range as NG; At the time, the gap amount constant control is performed based on the stored sampling data, and when the determination result of the nozzle check means is NG, the sampling means is operated to newly perform sampling, and the sampling data in the sampling data storage circuit is It is rewritten and stored.

(作用) これにより、ノズルを最初に装着したとき、或は加工
不良に気がついたとき、或は任意時に、サンプリング指
令手段によってサンプリング指令を出すと、第1図のサ
ンプリング制御フローに示すように、サンプリング駆動
手段によって、ギャップ量一定制御OFF状態におおい
て、ノズルが例えば基準ブロックに対応する所定のサン
プリング基準位置から(例えばノズル先端と基準ブロッ
ク間のギャップ量が0の位置から)光軸方向に、規定量
例えば0.1mmずつ上昇送りされる。すなわち、この各高
さ位置が、ギャップ量を0.1mm、0.2mm、0.3mm、…と実
際に変化させた位置である。
(Operation) When the sampling command is issued by the sampling command means when the nozzle is first mounted, or when a processing defect is noticed, or at an arbitrary time, as shown in the sampling control flow of FIG. By the sampling driving means, when the gap amount constant control is OFF, the nozzle moves in the optical axis direction from a predetermined sampling reference position corresponding to, for example, the reference block (for example, from a position where the gap amount between the nozzle tip and the reference block is 0). , Is fed upward by a specified amount, for example, 0.1 mm. That is, these height positions are positions where the gap amount is actually changed to 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm,....

この各ギャップ量に移動される毎に、ノズルからのセ
ンサ出力がサンプリングされ、サンプリングデータ記憶
回路へ書き込まれる。このサンプリングデータをグラフ
化すると、例えば第5図A線のような特性曲線が得られ
る。
Each time the gap is moved, the sensor output from the nozzle is sampled and written to the sampling data storage circuit. If this sampling data is graphed, a characteristic curve such as the line A in FIG. 5 is obtained.

そして、ギャップ量一定制御ONのギャップコントロー
ル時には、第2図のギャップコントロール制御フローに
示すように、ノズルセンサのセンサ出力に基づいて、サ
ンプリングデータ記憶回路に記憶されている対応するギ
ャップ量を読み出し、このギャップ量と予め設定された
コントロール基準値としての設定ギャップ量とを比較
し、その偏差量分をギャップコントロール信号として、
光軸方向の駆動モータ回路へ送り、ノズル先端とワーク
との間のギャップ量が上記設定ギャップ量と一致するよ
うにノズルを光軸方向にコントロールする。
Then, at the time of the gap control of the gap amount constant control ON, as shown in the gap control control flow of FIG. 2, the corresponding gap amount stored in the sampling data storage circuit is read based on the sensor output of the nozzle sensor, This gap amount is compared with a preset gap amount set as a control reference value, and the deviation amount is used as a gap control signal,
The nozzle is sent to the drive motor circuit in the optical axis direction, and the nozzle is controlled in the optical axis direction so that the gap amount between the nozzle tip and the work coincides with the set gap amount.

なお、ノズルの長時間使用等により、ノズル先端のセ
ンサが劣化し、センサ出力特性が変化してしまうと、ギ
ャップの適正コントロールが行えなくなるため、ノズル
チェック手段により、予めノズルチェックを行う。すな
わち、ノズルを所定のチェック基準位置に位置決めして
その位置でのセンサ出力を測定し、その値が基準出力範
囲内にあった場合はそのままのサンプリングデータでOK
とし、基準出力範囲外のときは新たに、サンプリング指
令手段によってサンプリング指令を行うことにより、上
述のように自動的に実際の各ギャップ量に対するセンサ
出力のサンプリングが行われ、サンプリングデータ記憶
回路内のセンサ出力のデータが新しく書き換えられる。
If the sensor at the tip of the nozzle is deteriorated due to long use of the nozzle and the output characteristics of the sensor are changed, proper control of the gap cannot be performed. Therefore, the nozzle check is performed in advance by the nozzle check unit. That is, the nozzle is positioned at a predetermined check reference position, the sensor output at that position is measured, and if the value is within the reference output range, the sampling data as is is OK.
When it is out of the reference output range, a new sampling command is issued by the sampling command means, thereby automatically sampling the sensor output for each actual gap amount as described above. The sensor output data is newly rewritten.

このように、センサ出力特性が変化しても、その時点
で、そのノズルのセンサ出力のサンプリングを行うこと
で、ノズルからのセンサ出力は書き換られたサンプリン
グデータによって実際のギャップ量と相応したギャップ
量で、適正なギャップコントロールを続行できるため、
ノズル劣化の度にノズルを交換する必要性が解消され
る。
In this way, even if the sensor output characteristics change, by sampling the sensor output of the nozzle at that time, the sensor output from the nozzle becomes the gap corresponding to the actual gap amount by the rewritten sampling data. With the amount, it is possible to continue proper gap control,
The need to replace the nozzle every time the nozzle deteriorates is eliminated.

(実施例) 次に本発明の具体的一実施例を第4図および第5図に
より説明する。
(Embodiment) Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG.

本実施例は、X軸方向に送り移動されるワークに対
し、レーザ加工ヘッドをY軸およびZ軸方向に送り移動
し、例えば平板加工に用いられるレーザ加工機に関す
る。
The present embodiment relates to a laser processing machine used for, for example, flat plate processing, in which a laser processing head is moved in a Y-axis direction and a Z-axis direction with respect to a workpiece fed and moved in an X-axis direction.

ノズル1は、上記の図示しないレーザ加工ヘッドに装
着され、光軸をZ軸と一致させている。ノズル1自体が
ギャップセンサとしての静電容量センサを形成してお
り、ノズル先端とワークWとの間の静電容量CLを検出す
ることにより、両者間のギャップ量を非接触式に測定す
るようになっている。
The nozzle 1 is mounted on the laser processing head (not shown), and the optical axis is aligned with the Z axis. And nozzle 1 itself forms a capacitance sensor as the gap sensor, by detecting the electrostatic capacitance C L between the nozzle tip and the workpiece W, for measuring the amount of gap therebetween in a non-contact It has become.

ノズル1からのセンサ出力は、センサ回路2によって
直流電圧に変換され、データ処理回路3へ送られる。デ
ータ処理回路3には、サンプリングデータ記憶回路4、
ギャップ量表示回路5、データ比較回路6、Z軸駆動パ
ルス発生回路7及び出力チェック回路8が設けられてい
る。
The sensor output from the nozzle 1 is converted into a DC voltage by the sensor circuit 2 and sent to the data processing circuit 3. The data processing circuit 3 includes a sampling data storage circuit 4,
A gap amount display circuit 5, a data comparison circuit 6, a Z-axis drive pulse generation circuit 7, and an output check circuit 8 are provided.

サンプリングデータ記憶回路4には、例えば、0.1m
m、0.2mm、0.3m……と、0.1mm毎のギャップ量データが
予め登録されており、この各ギャップ量に対応する図示
しないセンサ出力記憶部には、上記センサ回路2からの
センサ出力電圧が各ギャップ量データに対応して記憶さ
れ、しかも、サンプリング毎に逐次新しいサンプリング
データに書き換えられる。
In the sampling data storage circuit 4, for example, 0.1 m
m, 0.2 mm, 0.3 m,..., and gap amount data for each 0.1 mm are registered in advance, and the sensor output voltage from the sensor circuit 2 is stored in a sensor output storage unit (not shown) corresponding to each gap amount. Is stored in correspondence with each gap amount data, and is rewritten successively with new sampling data at each sampling.

サンプリング完了後に、ノズルからのセンサ出力に基
づいてサンプリングデータ記憶回路4から出力されるギ
ャップ量データは、上記データ比較回路6へ送られ、操
作部に設けたギャップ量設定手段9によって予め設定さ
れた設定ギャップ量と比較される。この両者間の偏差量
がギャップコントロール信号として上記Z軸駆動パルス
発生回路7へ送られ、NC装置10内の割込み回数11を介し
てZ軸モータ駆動制御回路12へ送られ、Z軸コントロー
ルが行なわれ、ノズル1が光軸方向に移動制御される。
After the completion of the sampling, the gap amount data output from the sampling data storage circuit 4 based on the sensor output from the nozzle is sent to the data comparison circuit 6 and set in advance by the gap amount setting means 9 provided in the operation unit. This is compared with the set gap amount. The deviation between the two is sent to the Z-axis drive pulse generation circuit 7 as a gap control signal, and is sent to the Z-axis motor drive control circuit 12 via the number of interrupts 11 in the NC device 10 to perform Z-axis control. The nozzle 1 is controlled to move in the optical axis direction.

また、上記サンプリングデータ記憶回路4から出力さ
れるギャップ量データは上記ギャップ量表示回路5を介
してそのままギャップ量表示器13に数値表示される。
Further, the gap amount data output from the sampling data storage circuit 4 is numerically displayed on the gap amount display 13 via the gap amount display circuit 5 as it is.

NC装置10には、ノズル1および図示しないスライドテ
ーブルをX、Y、Z軸方向に加工送りするための通常の
加工プログラム14と、ノズルチェック用のプログラム15
とが組み込まれ、それぞれ加工指令16およびノズルチェ
ック指令17によって選択的に実行される。
The NC device 10 includes a normal processing program 14 for processing and feeding the nozzle 1 and a slide table (not shown) in the X, Y, and Z axis directions, and a program 15 for nozzle check.
Are selectively executed by a machining command 16 and a nozzle check command 17, respectively.

加工プログラム14からのZ軸送り制御信号は上記割込
み回数11を介してZ軸モータ駆動制御回路12へ送られ、
Z軸モータ18を駆動制御し、ノズル1を光軸方向に送り
制御する。
The Z-axis feed control signal from the machining program 14 is sent to the Z-axis motor drive control circuit 12 via the number of interrupts 11 described above,
The drive control of the Z-axis motor 18 controls the feed of the nozzle 1 in the optical axis direction.

ノズルチェックプログラム15は、ギャップ量一定制御
OFF状態において、第3図のノズルチェック制御フロー
に示すように、まずノズル1を例えば基準ブロックに対
応するチェック基準位置に自動的に位置決めする。この
チェック基準位置は、例えばZ軸方向にノズル先端と基
準ブロック間のギャップ量が4.0mmとなる位置に設定さ
れている。この位置でのノズル1からのセンサ出力は、
上記出力チェック回路8に送られ、操作部に設けた基準
出力設定手段19によって予め設定された基準出力の範囲
内にあるか否かが判定される。
Nozzle check program 15 controls gap amount constant
In the OFF state, as shown in the nozzle check control flow of FIG. 3, first, the nozzle 1 is automatically positioned at a check reference position corresponding to, for example, a reference block. The check reference position is set, for example, at a position where the gap amount between the nozzle tip and the reference block is 4.0 mm in the Z-axis direction. The sensor output from nozzle 1 at this position is
The output is sent to the output check circuit 8, and it is determined whether the output is within a reference output range set in advance by reference output setting means 19 provided in the operation unit.

この基準出力は、第5図斜線範囲で示すように、チェ
ック基準ギャップ量が4.0mmで、例えば6.2V〜7.4Vと範
囲設定し、チェック時におけるセンサ出力がこの範囲内
にあれば、例えば第5図a、b点では“OK"を、範囲外
であれば、例えば第5図c点では“NG"を、ノズル良否
表示手段20で表示する。
As shown by the hatched area in FIG. 5, the reference output is set to a range of, for example, 6.2 V to 7.4 V with a check reference gap amount of 4.0 mm, and if the sensor output at the time of the check falls within this range, for example, The nozzle OK / NG display means 20 displays "OK" at points a and b in FIG. 5, and "NG" at point c in FIG.

“OK"の場合は、そのままのサンプリングデータでギ
ャップコントロールを続行でき、“NG"の場合は、警報
ランプ或はアラーム等で作業者に確実に警告し、ノズル
を交換するか、或はサンプリングデータの書き換えを促
す。
In the case of "OK", the gap control can be continued with the sampling data as it is. In the case of "NG", the operator is warned with a warning lamp or an alarm, etc., and the nozzle should be replaced or the sampling data should be replaced. To rewrite.

サンプリングデータの書き換えは、サンプリング手段
21を操作することによって、サンプリング駆動手段とな
るZ軸駆動パルス発生回路7からZ軸を0.1mmずつ上昇
させるような駆動パルスが発生され、ノズル先端と基準
ブロック間のギャップ量を0から0.1mmずつ増加させ
て、その各位置でノズル1が静電容量を検出し、そのセ
ンサ出力がセンサ回路2を介してサンプリングデータ記
憶回路4へ送られ、各ギャップ量データに対応するセン
サ出力電圧のサンプリングデータが古いデータから新し
いデータに書き換えられる。
Sampling data rewriting
By operating 21, a driving pulse for raising the Z-axis by 0.1 mm is generated from a Z-axis driving pulse generating circuit 7 serving as a sampling driving means, and the gap between the nozzle tip and the reference block is reduced from 0 to 0.1 mm. The nozzle 1 detects the capacitance at each position, the sensor output is sent to the sampling data storage circuit 4 via the sensor circuit 2, and the sampling of the sensor output voltage corresponding to each gap amount data is performed. Data is rewritten from old data to new data.

このように、現在のノズル1のセンサ出力特性がサン
プリングされ、加工時はセンサ出力に基づいてこのサン
プリングデータから実際のギャップ量と相応したギャッ
プ量データを得、データ比較回路6へ送られて、ノズル
先端とワークWとの間のギャップ量が常に設定ギャップ
量と一致して一定になるようにギャップコントロールが
行なわれる。
In this way, the current sensor output characteristics of the nozzle 1 are sampled, and during processing, gap amount data corresponding to the actual gap amount is obtained from the sampled data based on the sensor output, and sent to the data comparison circuit 6. The gap control is performed so that the gap amount between the nozzle tip and the work W always coincides with the set gap amount and becomes constant.

なお、NC装置10に、加工指令16が何回かなされたのち
自動的にノズルチェック指令17が出されるような指令プ
ログラムを組み込んでおくことも容易に可能であり、こ
の場合、設定されたサイクルで必ずノズルチェックがか
かるため、例えば作業者がセンサ出力特性が劣化したに
もかかわらず、ノズルチェックをかけるのを見逃がして
しまって、予期しない加工不良をおこしたりするのを未
然に防止することができる。
Note that it is also possible to easily incorporate a command program in the NC device 10 that automatically issues the nozzle check command 17 after the machining command 16 has been executed several times. Since the nozzle check is always performed, it is necessary to prevent the operator from overlooking to perform the nozzle check even if the sensor output characteristics have deteriorated, thus causing unexpected machining failures. Can be.

さらに、NC装置10、にサンプリング指令で実行される
サンプリングプログラムを組み込み、ノズルチェックプ
ログラム15と同様に割込み回路11へ接続するような構成
とすることも容易に可能であり、この場合、サンプリン
グ指令によってNC装置10にてノズル1を自動的にサンプ
リング基準位置に送り移動させ、すぐにZ軸を規定量ず
つのギャップ量に送り駆動し、サンプリングを実行する
ことができるので、作業性を向上できるものとなる。ま
た、この場合、ノズルチェックによるNG出力信号を取り
入れて、NGのときに自動的に上記サンプリングプログラ
ムを実行させるようにすることもできる。
Furthermore, it is also possible to easily incorporate a sampling program executed by a sampling command into the NC device 10 and connect it to the interrupt circuit 11 similarly to the nozzle check program 15. The nozzle 1 is automatically sent to the sampling reference position by the NC device 10 and moved, and the Z-axis is immediately sent to the gap amount by a specified amount to drive and execute sampling, thereby improving workability. Becomes In this case, it is also possible to take in the NG output signal from the nozzle check and automatically execute the sampling program when NG is detected.

また、ギャップセンサは、静電容量式センサに限ら
ず、磁気センサ等他の非接触センサを用いたものでもよ
い。
Further, the gap sensor is not limited to the capacitance type sensor, and may use another non-contact sensor such as a magnetic sensor.

さらに、レーザ加工ヘッドに、Z軸のみでなく他に2
本の回転主軸を設けて照射端の光軸の向きを制御できる
5軸レーザ加工機においても、Z軸モータとは別のギャ
ップコントロール用モータを設けるとともにノズル部分
のみを光軸方向に移動可能とさせる機構を設け、かつ上
記データ比較回路6の信号をZ軸駆動パルス発生回路7
へ送るかわりに、上記コントロール用モータの駆動制御
部へ送ることにより、加工プログラムによる加工送りの
他にノズル先端のギャップコントロールを付加した送り
制御が容易に可能となる。また、ノズルのサンプリング
駆動も、上記コントロールモータを駆動制御して、ノズ
ルを光軸方向に規定量ずつ移動させるようにすることも
可能である。
In addition, the laser processing head has two additional
In a 5-axis laser beam machine that can control the direction of the optical axis at the irradiation end by providing a rotating main shaft, a gap control motor separate from the Z-axis motor is provided, and only the nozzle part can be moved in the optical axis direction. And a Z-axis drive pulse generation circuit 7
By sending the data to the drive control unit of the control motor instead of sending the data to the control motor, the feed control can be easily performed by adding the gap control at the tip of the nozzle in addition to the processing feed by the processing program. In the sampling driving of the nozzle, the control motor may be driven and controlled to move the nozzle by a predetermined amount in the optical axis direction.

また、ノズル構造も、ノズル自体をギャップセンサと
して構成したもの、ノズル先端部にギャップセンサとし
ての電極を溶着したもの、或は、ギャップ検出用の第1
電極およびこの第1電極の側面部を覆って設けられ立体
ワークによるノズル側部からのセンサ出力の影響をなく
すための第2電極を設けた構造でもよく、その他非接触
式のいかなるセンサ構造においても本発明を適用するこ
とができる。
In addition, the nozzle structure may be one in which the nozzle itself is configured as a gap sensor, one in which an electrode as a gap sensor is welded to the tip of the nozzle, or the first for gap detection.
The electrode and the second electrode provided to cover the side surface of the first electrode to eliminate the influence of the sensor output from the nozzle side by the three-dimensional work may be provided, and any other non-contact type sensor structure may be used. The present invention can be applied.

(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、例えばノズルの長時
間使用により、或はスパッタや高反射熱等の影響によ
り、ノズルのセンサ機能が劣化し、センサ出力特性に変
化が生じたとしても、簡単な操作で、ノズルを移動させ
てギャップ量を規定量ずつ変化させ、それぞれのセンサ
出力をサンプリングして、サンプリングデータ記憶回路
に記憶させることができ、しかもノズルチェック手段に
よっで、新たなサンプリングが必要か否かの判定がなさ
れるため、センサ出力特性の変化の度合によってはサン
プリングデータの書き換えを行うか或いは省略すること
もでき、効率的なサンプリングが行え、常に適正なサン
プリングデータを持つことができ、実際のギャップ量と
相応したギャップ量データに基づいて適正なギャップ量
一定制御が行える。このため、ノズルを長時間有効に使
用でき、ノズルの交換頻度が少なくなって、作業性、経
済性が向上される。同一のノズルにおいて、ギャップ量
検出精度を低下することなく、正確なギャップ量一定制
御が持続でき、常に良好な加工状態が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the sensor function of the nozzle is deteriorated due to, for example, long use of the nozzle or the influence of spatter or high reflection heat, and the sensor output characteristic changes. Even if it occurs, the nozzle can be moved by a simple operation to change the gap amount by a specified amount, and each sensor output can be sampled and stored in the sampling data storage circuit. Since it is determined whether or not a new sampling is necessary, the sampling data can be rewritten or omitted depending on the degree of change in the sensor output characteristic. It is possible to have sampling data, and based on the gap amount data corresponding to the actual gap amount, a proper gap amount constant system I can do it. For this reason, the nozzle can be used effectively for a long time, the frequency of nozzle replacement is reduced, and workability and economy are improved. In the same nozzle, accurate constant gap amount control can be maintained without lowering the gap amount detection accuracy, and a good machining state can always be obtained.

また、記憶されているサンプリングデータに基づいて
センサ出力に対応するギャップ量が簡単に読み出され、
これによりギャップ量の表示も容易となるため、ギャッ
プ量表示器を設けることが可能となり、作業者にとって
安心した作業が行えるものである。
Further, the gap amount corresponding to the sensor output is easily read based on the stored sampling data,
This facilitates the display of the gap amount, so that it is possible to provide a gap amount indicator, so that the worker can perform a safe operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係るレーザ加工機におけるサンプリン
グ制御フロー図、第2図は同上ギャップコントロール制
御フロー図、第3図は同上ノズルチェック制御フロー
図、第4図は本発明の具体的制御回路の一実施例を示す
ブロック図、第5図はセンサ出力特性の変化と基準出力
範囲を示す図である。 1……ギャップセンサを一体化したノズル、2……セン
サ回路、4……サンプリングデータ記憶回路、5……ノ
ズルチェック手段を構成する出力チェック回路、7……
サンプリング手段を構成するサンプリング駆動手段とし
てのZ軸駆動パルス発生回路、15……ノズルチェック手
段を構成するノズルチェックプログラム、17……ノズル
チェック手段を構成するノズルチェック指令手段、18…
…コントロール用駆動モータとしてのZ軸モータ、19…
…ノズルチェック手段を構成する基準出力設定手段、21
……サンプリング手段を構成するサンプリング指令手
段、W……ワーク。
FIG. 1 is a sampling control flow chart in the laser beam machine according to the present invention, FIG. 2 is a gap control control flow chart of the above, FIG. 3 is a nozzle check control flow chart of the same, and FIG. 4 is a specific control circuit of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a change in sensor output characteristics and a reference output range. 1 ... Nozzle integrated with gap sensor, 2 ... Sensor circuit, 4 ... Sampling data storage circuit, 5 ... Output check circuit constituting nozzle check means, 7 ...
A Z-axis drive pulse generation circuit as sampling driving means constituting sampling means; 15 a nozzle check program constituting nozzle checking means; 17 nozzle check command means constituting nozzle checking means;
... Z-axis motor as control drive motor, 19 ...
... reference output setting means constituting nozzle check means, 21
... Sampling command means constituting the sampling means, W... Work.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ノズルの先端に、ノズル先端とワークとの
間のギャップ量を非接触式に検出するギャップセンサを
備え、このギャップセンサによって検出されたギャップ
量に基づいてギャップ量一定制御を行いながら加工を行
うレーザ加工機において、レーザ加工機は、サンプリン
グ指令に基づき、ギャップ量一定制御OFF状態において
ノズルを所定のサンプリング基準位置から光軸方向に規
定量ずつ移動させ、この移動させる毎の各ギャップ量に
対するノズルからのセンサ出力をサンプリングしてサン
プリングデータ記憶回路に記憶させるサンプリング手段
と、ノズルチェック指令に基づき、ギャップ量一定制御
OFF状態においてノズルを所定のチェック基準位置に位
置決めし、その位置でのギャップセンサのセンサ出力を
測定し、その値が上記記憶されているサンプリングデー
タに基づいて設定された基準出力範囲内であればOKと
し、基準出力範囲外であればNGと判定するノズルチェッ
ク手段とを備え、このノズルチェック手段の判定結果が
OKのとき上記記憶されているサンプリングデータに基づ
いてギャップ量一定制御を行い、ノズルチェック手段の
判定結果がNGのとき上記サンプリング手段を作用させ新
たにサンプリングを行ってサンプリングデータ記憶回路
内のサンプリングデータを書き換えて記憶させることを
特徴とするレーザ加工機におけるセンサ出力サンプリン
グ方法。
A gap sensor for detecting a gap amount between a nozzle tip and a work in a non-contact manner at a tip end of a nozzle, and performs constant gap amount control based on the gap amount detected by the gap sensor. In a laser processing machine that performs processing, the laser processing machine moves a nozzle by a specified amount in a direction of an optical axis from a predetermined sampling reference position in a gap amount constant control OFF state based on a sampling command. Sampling means for sampling the sensor output from the nozzle corresponding to the gap amount and storing it in the sampling data storage circuit, and the gap amount constant control based on the nozzle check command
In the OFF state, the nozzle is positioned at a predetermined check reference position, the sensor output of the gap sensor at that position is measured, and if the value is within the reference output range set based on the stored sampling data, OK, and a nozzle check means for judging NG if it is out of the reference output range.
When OK, the gap amount constant control is performed based on the stored sampling data, and when the determination result of the nozzle check means is NG, the sampling means is operated to newly perform sampling and the sampling data in the sampling data storage circuit. A method for sampling a sensor output in a laser processing machine, wherein
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