JP2655886B2 - レーザー加工機ノズルの距離検出装置 - Google Patents
レーザー加工機ノズルの距離検出装置Info
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- JP2655886B2 JP2655886B2 JP63209756A JP20975688A JP2655886B2 JP 2655886 B2 JP2655886 B2 JP 2655886B2 JP 63209756 A JP63209756 A JP 63209756A JP 20975688 A JP20975688 A JP 20975688A JP 2655886 B2 JP2655886 B2 JP 2655886B2
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- capacitance
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザー加工機のノズル先端とワークの間の
距離を検出するレーザー加工機ノズルの距離検出装置に
関し、特に、ケーブルの静電容量の影響をなくすことに
より距離検出の精度を向上させたレーザー加工機ノズル
の距離検出装置に関する。
距離を検出するレーザー加工機ノズルの距離検出装置に
関し、特に、ケーブルの静電容量の影響をなくすことに
より距離検出の精度を向上させたレーザー加工機ノズル
の距離検出装置に関する。
従来のレーザー加工機ノズルの距離検出装置として、
例えば、第２図に示すものがある。この距離検出装置
は、レーザー加工機ノズル１の先端を相互に絶縁されて
配置された第１電極２及び第２電極2aと、芯線3a,外被3
b,絶縁体3cを有するケーブル３と、ケーブル３の芯線3a
を介して電極２に接続され、交流ブリッジや共振回路等
を用いた静電容量検出器４から構成される。６はレーザ
ー加工の対象物であるワークを示し、C1は電極２とワー
ク６の間に形成される静電容量,C2は芯線3aと外被3bの
間（絶縁体3c）の静電容量を示す。また、第２の電極2a
はワーク６と同電位になっている（例えば、実開昭62−
109887号）。
例えば、第２図に示すものがある。この距離検出装置
は、レーザー加工機ノズル１の先端を相互に絶縁されて
配置された第１電極２及び第２電極2aと、芯線3a,外被3
b,絶縁体3cを有するケーブル３と、ケーブル３の芯線3a
を介して電極２に接続され、交流ブリッジや共振回路等
を用いた静電容量検出器４から構成される。６はレーザ
ー加工の対象物であるワークを示し、C1は電極２とワー
ク６の間に形成される静電容量,C2は芯線3aと外被3bの
間（絶縁体3c）の静電容量を示す。また、第２の電極2a
はワーク６と同電位になっている（例えば、実開昭62−
109887号）。
以上の構成において、静電容量検出器４により電極２
とワーク６間の静電容量C1をケーブル３の芯線3aを介し
て検出する。静電容量C1は電極２の大きさ，電極２のワ
ーク６間の距離，およびその間の物質（雰囲気）の誘電
率によってきまる定数である。従って、電極２の大き
さ，および前記誘電率を一定にすると検出された静電容
量から電極２とワーク６の距離を求めることができる。
とワーク６間の静電容量C1をケーブル３の芯線3aを介し
て検出する。静電容量C1は電極２の大きさ，電極２のワ
ーク６間の距離，およびその間の物質（雰囲気）の誘電
率によってきまる定数である。従って、電極２の大き
さ，および前記誘電率を一定にすると検出された静電容
量から電極２とワーク６の距離を求めることができる。
しかし、従来のレーザー加工機ノズルの距離検出装置
によれば、電極２とワーク６の間の静電容量C1と並列に
芯線3aと外被3bの間の静電容量C2が形成されるため、ケ
ーブル３の形状（屈曲の度合い），長さ，温度等の変化
によってケーブル３に起因する静電容量が変化すると、
静電容量検出器４で検出される静電容量はノズル先端の
電極２とワーク６間の静電容量C1とは無関係に変化し、
検出距離の正確さ，および安定性が損なわれる等の不都
合がある。また、ケーブル３が存在する場合と存在しな
い場合を比較すると、ワーク６に対してノズル１が一定
量変位した場合、ケーブル３が存在すると静電容量検出
器４で検出される全静電容量に対する容量変化の割合が
小さくなり、距離の検出感度が低下すると言う不都合も
ある。
によれば、電極２とワーク６の間の静電容量C1と並列に
芯線3aと外被3bの間の静電容量C2が形成されるため、ケ
ーブル３の形状（屈曲の度合い），長さ，温度等の変化
によってケーブル３に起因する静電容量が変化すると、
静電容量検出器４で検出される静電容量はノズル先端の
電極２とワーク６間の静電容量C1とは無関係に変化し、
検出距離の正確さ，および安定性が損なわれる等の不都
合がある。また、ケーブル３が存在する場合と存在しな
い場合を比較すると、ワーク６に対してノズル１が一定
量変位した場合、ケーブル３が存在すると静電容量検出
器４で検出される全静電容量に対する容量変化の割合が
小さくなり、距離の検出感度が低下すると言う不都合も
ある。
そこで、ケーブル３に起因する静電容量の変動を防ぐ
ために、２本のケーブルを使用する距離検出装置が提案
されている（特開昭62−156090号）。この装置は同一の
静電容量を有する２本のケーブルを静電容量の変化が同
一になる条件で配線し、その変化が静電容量検出用ブリ
ッジ回路の内部でキャンセルされるように接続するもの
である。
ために、２本のケーブルを使用する距離検出装置が提案
されている（特開昭62−156090号）。この装置は同一の
静電容量を有する２本のケーブルを静電容量の変化が同
一になる条件で配線し、その変化が静電容量検出用ブリ
ッジ回路の内部でキャンセルされるように接続するもの
である。
しかし、この装置によると、２本のケーブルを使用す
るため、構成が複雑化し、また、静電容量の変化が同一
になるように配線することは困難である。
るため、構成が複雑化し、また、静電容量の変化が同一
になるように配線することは困難である。
また、第２の電極2aとワーク６を同電位に接続した場
合には、その間および周囲の静電容量の影響はなくなる
が、第１および第２の電極２および2a間に静電容量が形
成されるため、これも検出値に影響を及ぼすことにな
る。
合には、その間および周囲の静電容量の影響はなくなる
が、第１および第２の電極２および2a間に静電容量が形
成されるため、これも検出値に影響を及ぼすことにな
る。
そこで、第１および第２の電極２および2aを同電位に
して電極間の静電容量の影響をなくする距離検出装置が
提案されている（実開昭62−113882号）。
して電極間の静電容量の影響をなくする距離検出装置が
提案されている（実開昭62−113882号）。
しかし、第１および第２の電極間の静電容量の影響を
なくするようにしてもケーブルの静電容量の変動が検出
値に誤差を含むことになる。また、第２電極をブリッジ
回路の電源に接続しているため、特別の配線をしなけれ
ばならない。
なくするようにしてもケーブルの静電容量の変動が検出
値に誤差を含むことになる。また、第２電極をブリッジ
回路の電源に接続しているため、特別の配線をしなけれ
ばならない。
従って、本発明の第１の目的は、ケーブルの形状（屈
曲の度合い），長さ，温度等の変化の影響を受けず、前
述した距離を正確に検出でき、かつ、安定した検出が行
えるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提供するこ
とである。
曲の度合い），長さ，温度等の変化の影響を受けず、前
述した距離を正確に検出でき、かつ、安定した検出が行
えるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提供するこ
とである。
本発明の第２の目的は、前記距離の検出感度を低下さ
せず、かつ、構成の複雑化を招かないレーザー加工機ノ
ズルの距離検出装置を提供することである。
せず、かつ、構成の複雑化を招かないレーザー加工機ノ
ズルの距離検出装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、ケーブルを２本配線して構成
を複雑化する等といった問題を伴わずに正確な距離検出
ができるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提供す
ることである。
を複雑化する等といった問題を伴わずに正確な距離検出
ができるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提供す
ることである。
本発明の第４の目的は、簡単に第１と第２の電極を同
電位にできるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提
供することである。
電位にできるレーザー加工機ノズルの距離検出装置を提
供することである。
本発明は以上に述べた目的を実現するため、電極と静
電容量検出器を接続するケーブルの外被の芯線の電圧と
等しい振幅および位相の電圧を加える手段、例えば、出
力インピーダンスの低い利得１のアンプを接続し、アン
プを介してケーブル外被に芯線と同位相，同振幅の電圧
を加えるようにしたレーザー加工機ノズルの距離検出装
置を提供するものである。ここで、外被とは、同軸ケー
ブルの外部導体，測定ケーブルの金属シース等を指称す
る。
電容量検出器を接続するケーブルの外被の芯線の電圧と
等しい振幅および位相の電圧を加える手段、例えば、出
力インピーダンスの低い利得１のアンプを接続し、アン
プを介してケーブル外被に芯線と同位相，同振幅の電圧
を加えるようにしたレーザー加工機ノズルの距離検出装
置を提供するものである。ここで、外被とは、同軸ケー
ブルの外部導体，測定ケーブルの金属シース等を指称す
る。
即ち、本発明のレーザー加工機ノズルの距離検出装置
は、アンプ等の手段によってケーブル外被に芯線と同位
相，同振幅の電圧を加えることにより、ケーブルの芯線
から外被に電流が流れないようにし、また、ケーブルの
外被と対地間の静電容量に流れる電流を全てアンプ等の
手段から供給することにより、ケーブルに起因する静電
容量に影響を排除するようにしたものである。また、ケ
ーブルの外被を第２の電極へ接続することによって第１
と第２の電極を簡単に同電位にすることができる。
は、アンプ等の手段によってケーブル外被に芯線と同位
相，同振幅の電圧を加えることにより、ケーブルの芯線
から外被に電流が流れないようにし、また、ケーブルの
外被と対地間の静電容量に流れる電流を全てアンプ等の
手段から供給することにより、ケーブルに起因する静電
容量に影響を排除するようにしたものである。また、ケ
ーブルの外被を第２の電極へ接続することによって第１
と第２の電極を簡単に同電位にすることができる。
以下、本発明のレーザー加工機ノズルの距離検出装置
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、レーザー加工機ノ
ズル１の先端に配置された第１の電極２および第２の電
極2aと、芯線3a,外被3b,絶縁体3cを有するケーブル３
と、ケーブル３の芯線3aを介して第１の電極２に接続さ
れ、交流ブリッジや共振回路等を用いた静電容量検出器
４と、高入力インピーダンス，低出力インピーダンス，
および１の利得を有し、その入力端をケーブル３の芯線
3aに接続し、出力端をケーブル３の外被3bに接続したア
ンプ５から構成される。第２の電極2aは外被3bに接続さ
れている。C1,C2は第２図で説明した通りであるので、
ここでの説明は省略する。C3は外被3bと対地間の静電容
量である。
ズル１の先端に配置された第１の電極２および第２の電
極2aと、芯線3a,外被3b,絶縁体3cを有するケーブル３
と、ケーブル３の芯線3aを介して第１の電極２に接続さ
れ、交流ブリッジや共振回路等を用いた静電容量検出器
４と、高入力インピーダンス，低出力インピーダンス，
および１の利得を有し、その入力端をケーブル３の芯線
3aに接続し、出力端をケーブル３の外被3bに接続したア
ンプ５から構成される。第２の電極2aは外被3bに接続さ
れている。C1,C2は第２図で説明した通りであるので、
ここでの説明は省略する。C3は外被3bと対地間の静電容
量である。
以上の構成において、静電容量検出器４により電極２
とワーク６間の静電容量C1をケーブル３の芯線3aを介し
て検出する。一方、アンプ５は芯線3aと同位相，同振幅
の電圧を外被3bに加え、これにより、芯線3aと外被3b間
の電位差，位相差を解消する。このため、芯線3aと外被
3bの間の静電容量C2には電流が流れず、静電容量として
の効果は現れない。また、外被3bと対地間には静電容量
C3があるが、ここに流れる電流は全てアンプ５が供給す
るので、芯線3aから静電容量C3に流れる電流はない。ま
た、第２の電極2abにも外被3bと同位相，同振幅の電圧
が加えられているので第１の電極２と第２電極2aの間に
は電流が流れない。従って、静電容量検出器４はこれら
静電容量C2,C3,および第１と第２の電極間（２および2a
間）の静電容量を検出しない。即ち、静電容量検出器４
は静電容量C1のみを検出するため、ノズル１とワーク６
の間の距離が一定量変化した場合、静電容量検出器４の
入力の全静電容量に対する容量変化の割合はケーブル３
が存在しない場合と等しく、また、ケーブル３の形状，
長さ，温度等の変化によって静電容量C2,C3が変化して
も静電容量検出器４で検出される静電容量は影響を受け
ない。また、ケーブル３はノズル１の近傍まで配線され
ているので、第２電極2aと外被3bの接続は簡単にでき
る。
とワーク６間の静電容量C1をケーブル３の芯線3aを介し
て検出する。一方、アンプ５は芯線3aと同位相，同振幅
の電圧を外被3bに加え、これにより、芯線3aと外被3b間
の電位差，位相差を解消する。このため、芯線3aと外被
3bの間の静電容量C2には電流が流れず、静電容量として
の効果は現れない。また、外被3bと対地間には静電容量
C3があるが、ここに流れる電流は全てアンプ５が供給す
るので、芯線3aから静電容量C3に流れる電流はない。ま
た、第２の電極2abにも外被3bと同位相，同振幅の電圧
が加えられているので第１の電極２と第２電極2aの間に
は電流が流れない。従って、静電容量検出器４はこれら
静電容量C2,C3,および第１と第２の電極間（２および2a
間）の静電容量を検出しない。即ち、静電容量検出器４
は静電容量C1のみを検出するため、ノズル１とワーク６
の間の距離が一定量変化した場合、静電容量検出器４の
入力の全静電容量に対する容量変化の割合はケーブル３
が存在しない場合と等しく、また、ケーブル３の形状，
長さ，温度等の変化によって静電容量C2,C3が変化して
も静電容量検出器４で検出される静電容量は影響を受け
ない。また、ケーブル３はノズル１の近傍まで配線され
ているので、第２電極2aと外被3bの接続は簡単にでき
る。
以上説明した通り、本発明のレーザー加工機ノズルの
距離検出装置によれば、電極と静電容量検出器を接続す
るケーブルの外被に芯線の電圧と同位相，同振幅の電圧
を加えるようにしたため、ケーブルの形状，長さ，温度
等の変化の影響を受けず、前述した距離を正確に検出で
き、かつ、安定した検出が行える。また、静電容量検出
器で検出される静電容量は電極とワーク間の静電容量の
みであり、これにより距離の検出感度を低下しないよう
にできた。さらに、前述した効果を装置構成の複雑化を
招くことなく実現できた。
距離検出装置によれば、電極と静電容量検出器を接続す
るケーブルの外被に芯線の電圧と同位相，同振幅の電圧
を加えるようにしたため、ケーブルの形状，長さ，温度
等の変化の影響を受けず、前述した距離を正確に検出で
き、かつ、安定した検出が行える。また、静電容量検出
器で検出される静電容量は電極とワーク間の静電容量の
みであり、これにより距離の検出感度を低下しないよう
にできた。さらに、前述した効果を装置構成の複雑化を
招くことなく実現できた。
第１図は本発明の実施例を示す説明図。第２図は従来の
レーザー加工機ノズルの距離検出装置を示す説明図。 符号の説明 １……ノズル ２……電極 ３……ケーブル 3a……芯線 3b……外被 3c……絶縁体 ４……静電容量検出器 ５……アンプ ６……ワーク
レーザー加工機ノズルの距離検出装置を示す説明図。 符号の説明 １……ノズル ２……電極 ３……ケーブル 3a……芯線 3b……外被 3c……絶縁体 ４……静電容量検出器 ５……アンプ ６……ワーク
Claims (3)
- 【請求項１】ノズル先端に配置した電極と、該電極とレ
ーザー加工を受けるワーク間の静電容量を検出する静電
容量検出器と、前記電極と前記静電容量検出器を接続す
るケーブル等から構成され、前記静電容量を検出するこ
とにより、前記ノズル先端と前記ワーク間の距離を検出
するレーザー加工機ノズルの距離検出装置において、 前記ケーブルの外被に芯線の電圧と同位相，同振幅の電
圧を加える課電圧手段を設けたことを特徴とするレーザ
ー加工機ノズルの距離検出装置。 - 【請求項２】前記課電圧手段は、入力を前記芯線に接続
され、出力を前記ケーブルの外被に接続され、利得が１
のアンプ手段により構成される請求項第１項記載のレー
ザー加工機ノズルの距離検出装置。 - 【請求項３】前記電極は、距離検出用の第１の電極と、
該第１の電極と絶縁されてその外側に位置する第２の電
極によって構成され、 前記第２の電極は、前記ケーブルの外被に接続される構
成の請求項第１項記載のレーザー加工機ノズルの距離検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209756A JP2655886B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | レーザー加工機ノズルの距離検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209756A JP2655886B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | レーザー加工機ノズルの距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257904A JPH0257904A (ja) | 1990-02-27 |
| JP2655886B2 true JP2655886B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=16578112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63209756A Expired - Lifetime JP2655886B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | レーザー加工機ノズルの距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655886B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5049056B2 (ja) * | 2007-06-05 | 2012-10-17 | 三菱電機株式会社 | 状態検出装置およびレーザ加工装置 |
| JP5346170B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2013-11-20 | メタウォーター株式会社 | オゾン発生装置およびその電極ユニットの設定方法 |
| JP5312537B2 (ja) * | 2011-08-01 | 2013-10-09 | 三菱電機株式会社 | 状態検出装置およびレーザ加工装置 |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63209756A patent/JP2655886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257904A (ja) | 1990-02-27 |
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