JP2773912B2 - Copying control device - Google Patents

Copying control device

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JP2773912B2
JP2773912B2 JP1218545A JP21854589A JP2773912B2 JP 2773912 B2 JP2773912 B2 JP 2773912B2 JP 1218545 A JP1218545 A JP 1218545A JP 21854589 A JP21854589 A JP 21854589A JP 2773912 B2 JP2773912 B2 JP 2773912B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、レーザ加工装置等に用いられる倣い制御装
置に係り、特に通常の加工状態時には加工ノズルと被加
工物との距離を所定の一定値に保つ倣い制御を行う倣い
装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a copying control device used in a laser processing device or the like, and particularly relates to a method of controlling a processing nozzle and a workpiece in a normal processing state. The present invention relates to a copying apparatus that performs copying control for maintaining a distance at a predetermined constant value.

(従来の技術) 例えば、レーザ加工装置に於ては、被加工物に対する
レーザ光の焦点位置及びアシストガス圧を一定に保つた
めに、レーザ光を放射し且つアシストガスを噴出する加
工ノズルと被加工物との間の距離を所定の一定に保つ必
要がある。
(Prior Art) For example, in a laser processing apparatus, a processing nozzle that emits laser light and ejects an assist gas is used to maintain a focal position of laser light on a workpiece and an assist gas pressure to be constant. It is necessary to keep the distance between the workpiece and the workpiece constant.

このことに鑑みて、加工ノズルの先端部に過電流式等
の距離検出手段を有し、この距離検出手段によって加工
ノズルと被加工物との間の距離を常時検出し、これに応
じて加工ノズルと被加工物との間の距離を所定の一定値
に保つべくサーボ制御手段によって加工ノズルと被加工
物との相対位置を制御するよう構成された倣い制御装置
が既に提案されており、これは、例えば、特開昭62−22
2101号公報に示されている。
In view of this, a distance detection means such as an overcurrent type is provided at the tip of the processing nozzle, and the distance between the processing nozzle and the workpiece is constantly detected by the distance detection means. A copying control device configured to control a relative position between a processing nozzle and a workpiece by a servo control means so as to maintain a distance between the nozzle and the workpiece at a predetermined constant value has already been proposed. Are described, for example, in JP-A-62-22
No. 2101 discloses this.

(発明が解決しようとする課題) レーザ加工装置等に於ては、加工ノズルと被加工物と
の適正距離は数ミリメートルと非常に短いことが多く、
このため、加工中に生じるスパッタ等の溶解金属が飛散
すると、これが加工ノズルの先端部に設けられている距
離検出手段に付着する現象が生じる虞れがある。距離検
出手段に溶解金属等が付着すると、この金属によって距
離検出手段は加工ノズルと被加工物との間の距離を正常
に検出できなくなり、倣い制御が適切に行われなくな
る。この様なことから、従来は上述の如き事態が生じる
と、倣い制御を停止させているが、この時に溶解したス
パッタが長時間に亘って距離検出手段に多量に付着した
ままになると、距離検出手段の内部温度が著しく上昇
し、これによって距離検出手段の耐久性が低下し、また
これが破損する虞れが生じる。
(Problems to be solved by the invention) In a laser processing apparatus or the like, an appropriate distance between a processing nozzle and a workpiece is often as short as several millimeters,
Therefore, when molten metal such as spatter generated during processing is scattered, there is a possibility that a phenomenon that the molten metal adheres to the distance detecting means provided at the tip of the processing nozzle may occur. When a molten metal or the like adheres to the distance detecting means, the distance detecting means cannot normally detect the distance between the processing nozzle and the workpiece due to the metal, and the copying control is not properly performed. For this reason, conventionally, when the above-mentioned situation occurs, the copying control is stopped. However, if a large amount of sputter melted at this time remains on the distance detecting means for a long time, the distance detection is stopped. The internal temperature of the means rises significantly, which reduces the durability of the distance detecting means and may cause it to break.

レーザ加工に於ては、レーザビームの発振部の調整不
良時、レーザビーム反射鏡、集光レンズ等の調整が不充
分な時等、特に板厚の厚い被加工物の加工時、ピアス加
工時等に於て多大なスパッタが発生する虞れがある。
In laser processing, when the laser beam oscillating part is not properly adjusted, when the adjustment of the laser beam reflecting mirror, condenser lens, etc. is insufficient, especially when processing a thick workpiece, or when piercing. In such a case, there is a possibility that a large amount of spatters may occur.

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、距離検出手段を
スパッタ等より保護し、距離検出手段の耐久性の低下及
び破損を回避することができる改良された倣い制御装置
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide an improved copying control device that can protect a distance detecting unit from spattering and the like and can prevent deterioration and breakage of the durability of the distance detecting unit. I have.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたも
ので、本発明は、第1図に示すように、レーザ加工装置
の加工ノズルAの先端に設けられ当該加工ノズルAと被
加工物Wとの間の距離を検出する距離検出手段Bと、前
記距離検出手段Bにより検出された距離に応じて前記加
工ノズルAと前記被加工物Wとの間の距離を所定値に保
つべく加工ノズルAの位置を制御するサーボ制御手段C
とを有する倣い制御装置において、前記距離検出手段B
によって検出された検出値と前記所定値とを比較して所
定値>検出値のときに異常として検出する異常検出手段
Dと、当該異常検出手段Dが異常を検出したときに前記
加工ノズルAを前記被加工物Wから離反する方向へ移動
せしめる退避制御手段Eとを備えると共に、上記異常検
出時にはレーザビームの照射を停止する構成としてなる
ものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the conventional problems as described above. As shown in FIG. 1, the present invention relates to a processing nozzle A of a laser processing apparatus. A distance detecting means B provided at the tip of the processing nozzle A for detecting the distance between the processing nozzle A and the workpiece W; and the processing nozzle A and the workpiece according to the distance detected by the distance detecting means B. Servo control means C for controlling the position of the processing nozzle A in order to keep the distance between the processing nozzle W and a predetermined value
In the copying control device having the distance detecting means B,
Abnormality detection means D for comparing the detection value detected by the above with the predetermined value to detect an abnormality when the predetermined value> the detection value, and the processing nozzle A when the abnormality detection means D detects an abnormality. A retreat control means E for moving the workpiece away from the workpiece W is provided, and the laser beam irradiation is stopped when the abnormality is detected.

(実施例) 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第2図は本発明による倣い制御装置が適用されるレー
ザ加工装置の一例を示している。第2図に於て、符号1
はレーザ加工装置全体を示しており、レーザ加工装置1
は、レーザビーム発生装置3、レーザ強度調整装置、制
御装置7等を有する装置本体9と、ワークテーブル11
と、装置本体9より延出されてワークテーブル11の上方
を水平に延在する上部水平アーム13と、上部水平アーム
13の先端に設けられたレーザ加工ヘッド15と、レーザ加
工ヘッド15の下端部に上下動可能に取り付けられた加工
ノズル17と、ワークテーブル11上にて板状の被加工物W
の支持及びこれの平面移動を行うワーククランプ装置19
とを有している。
FIG. 2 shows an example of a laser processing apparatus to which the copying control device according to the present invention is applied. In FIG.
Indicates the entire laser processing apparatus, and the laser processing apparatus 1
Is a device main body 9 having a laser beam generating device 3, a laser intensity adjusting device, a control device 7, etc .;
An upper horizontal arm 13 extending from the apparatus main body 9 and extending horizontally above the work table 11;
13, a laser processing head 15 provided at the tip of the laser processing head 13, a processing nozzle 17 attached to the lower end of the laser processing head 15 so as to be vertically movable, and a plate-shaped workpiece W on the work table 11.
Work clamp device 19 for supporting and moving the workpiece in a plane
And

加工ノズル17は、レーザービーム発生装置3よりのレ
ーザビームを強度調整装置5、反射鏡21、集光レンズ23
を経て与えられ、これをワークテーブル11上の被加工物
Wに対し放射すると共に図示されてないアシストガス供
給装置よりのアシストガスを前記被加工物Wに対し噴出
するようになっている。
The processing nozzle 17 applies the laser beam from the laser beam generator 3 to the intensity adjuster 5, the reflecting mirror 21, and the condenser lens 23.
Is supplied to the work W on the work table 11 and the assist gas from an assist gas supply device (not shown) is blown to the work W.

第3図に示されている如く、加工ノズル17の先端部に
は距離サンサ25が取付けられている。距離センサ25は、
過電流式のものでありグラファイト製の内側部材25aと
セラミックス製の外側部材25bとにより内部に円錐状の
空洞部を有する裁頭円錐形状をなし、加工ノズル17の円
錐部17aに同心に装着されている。内側部材25aと外側部
材25bとによる戴頭円錐形状部分には距離検出用コイルL
1と温度補償用コイルL2とが上下に所定距離をおいて互
いに同心に配置されている。
As shown in FIG. 3, a distance sensor 25 is attached to the tip of the processing nozzle 17. The distance sensor 25 is
It is an overcurrent type and has a frusto-conical shape having a conical cavity inside by an inner member 25a made of graphite and an outer member 25b made of ceramics, and is mounted concentrically on a conical portion 17a of a processing nozzle 17. ing. A distance detecting coil L is provided on the conical portion formed by the inner member 25a and the outer member 25b.
Are arranged concentrically with each other 1 the temperature and compensating coil L 2 is at a predetermined distance above and below.

コイルL1とL2は信号ケーブル27によってブリッジ回路
29(第4図参照)に接続されている。ブリッジ回路29
は、一般的構造のブリッジ回路により構成され、コイル
L1と被加工物Wとの距離に応じた電圧信号を増幅回路65
の入力端子T1に与えるようになっている。尚、過電流式
の距離センサ25及びブリッジ回路29について、より詳細
な説明が必要であるならば、特開昭62−222101号公報を
参照されたい。
Coil L 1 and L 2 are bridge circuit by a signal cable 27
29 (see FIG. 4). Bridge circuit 29
Consists of a bridge circuit with a general structure, and a coil
Amplifying a voltage signal corresponding to the distance L 1 and the workpiece W circuit 65
It adapted to provide to the input terminal T 1. If a more detailed description of the overcurrent distance sensor 25 and the bridge circuit 29 is required, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-222101.

第4図は本発明による倣い制御装置を含むレーザ加工
装置の制御装置7の一例を示している。制御装置7は、
一般的構造のマイクロコンピュータを含む主制御部31
と、ワーク位置制御部33と、ノズル高さ制御部35と、パ
ルス信号処理部37とを含んでいる。
FIG. 4 shows an example of a control device 7 of a laser processing apparatus including a copying control device according to the present invention. The control device 7
Main control unit 31 including microcomputer of general structure
, A work position control unit 33, a nozzle height control unit 35, and a pulse signal processing unit 37.

主制御部31は予め定められた制御プログラムに基づい
て各制御部に対し制御指令信号を出力するようになって
いる。主制御部31はワーク位置制御部33に対してはワー
ク位置指令信号S(X,Y)を出力するようになってお
り、このワーク位置指令信号S(X,Y)は被加工物Wを
所定形状に切断するために、ワーククランプ装置19の平
面移動軌跡を指令するものである。主制御部31はノズル
高さ制御部35に対してはノズル高さ指令信号S(Z)を
出力するようになっており、ノズルの高さ指令信号S
(Z)は加工ノズル17の高さをワークテーブル11に対し
て指定するものであり、一般的には、被加工物Wに反り
がないことを想定して、通常加工状態時にはワークテー
ブル11上に載置された被加工物Wの高さにレーザビーム
の焦点が合うよう、ノズル高さ指令するものである。
The main control section 31 outputs a control command signal to each control section based on a predetermined control program. The main control section 31 outputs a work position command signal S (X, Y) to the work position control section 33, and the work position command signal S (X, Y) controls the workpiece W. In order to cut the work into a predetermined shape, the work clamp device 19 is commanded to move in a plane. The main control unit 31 outputs a nozzle height command signal S (Z) to the nozzle height control unit 35, and the nozzle height command signal S
(Z) designates the height of the processing nozzle 17 with respect to the work table 11, and generally assumes that there is no warpage in the work W, and the height on the work table 11 in the normal processing state. The nozzle height is instructed so that the laser beam is focused on the height of the workpiece W placed on the workpiece.

ワーク位置制御部33は、指令信号S(X,Y)を与えら
れて所定の補間を行い、X軸駆動部39とY軸駆動部41の
各々へ駆動信号を出力するようになっている。X軸駆動
部39及びY軸駆動部41は、各々サーボ増幅器により構成
され、ワーク位置制御部33よりの駆動信号に基づいてX
軸サーボモータMxとY軸サーボモータMyの駆動を行うよ
うになっている。サーボモータMxとMyはワーククランプ
装置19を前後、左右に移動させるサーボモータであり、
この各々にはロータリエンコーダEx、Eyが取付けられて
おり、ロータリエンコーダEx、Eyは移動結果をX軸駆動
部39或いは、Y軸駆動部41に帰還するようになってい
る。これによりワーククランプ装置19に支持された被加
工物Wは指定のX、Y位置に所定速度をもってフィード
バック制御の下に移動されることになる。
The work position control unit 33 receives a command signal S (X, Y), performs predetermined interpolation, and outputs a drive signal to each of the X-axis drive unit 39 and the Y-axis drive unit 41. The X-axis drive section 39 and the Y-axis drive section 41 are each constituted by a servo amplifier, and are controlled based on a drive signal from the work position control section 33.
The axis servo motor Mx and the Y axis servo motor My are driven. Servo motors Mx and My are servo motors that move the work clamp device 19 back and forth, left and right,
Rotary encoders Ex and Ey are attached to each of them, and the rotary encoders Ex and Ey return the movement result to the X-axis drive unit 39 or the Y-axis drive unit 41. As a result, the workpiece W supported by the work clamp device 19 is moved to the designated X and Y positions at a predetermined speed under feedback control.

ノズル高さ制御部35は、主制御部31より高さ指令信号
S(Z)を与えられ、通常の加工状態時に於ては、所定
の指令高さZoに補正値(偏差値)±ΔZを加算し、ノズ
ル高さ所定値Z=Zo±ΔZとなるようにZ軸駆動部43へ
駆動信号を出力するようになっている。Z軸駆動部43
は、サーボ増幅器により構成され、ノズル高さ制御部35
よりの制御信号に基づいてZ軸サーボモータMzを駆動す
るようになっている。Z軸サーボモータMzは加工ノズル
17を上下方向に移動させるサーボモータであり、このサ
ーボモータMzにはロータリエンコーダEzが取付けられて
いる。ロータリエンコーダEzは加工ノズル17の上下動結
果をZ軸駆動部43に帰還するようになっている。これに
より加工ノズル17はノズル高さZ=Zo±ΔZになるよう
に所定速度をもってフィードバック制御のもとに上下動
されることになる。
The nozzle height control unit 35 is provided with a height command signal S (Z) from the main control unit 31, and in a normal machining state, applies a correction value (deviation value) ± ΔZ to a predetermined command height Zo. Then, a driving signal is output to the Z-axis driving unit 43 so that the nozzle height predetermined value Z = Zo ± ΔZ. Z axis drive unit 43
Is composed of a servo amplifier, and the nozzle height control unit 35
The Z-axis servo motor Mz is driven based on the control signal. Z-axis servo motor Mz is a processing nozzle
The servomotor Mz is provided with a rotary encoder Ez. The rotary encoder Ez returns the result of the vertical movement of the processing nozzle 17 to the Z-axis drive unit 43. As a result, the processing nozzle 17 is moved up and down under a feedback control at a predetermined speed so that the nozzle height Z becomes Z = Zo ± ΔZ.

パルス信号処理部37は、ノズル高さ制御部35に補正値
±ΔZを与えるものであり、スイッチ39によって手動パ
ルス発生器41或いは、パルス制御回路43Aのいずかに選
択的に接続され、これらよりパルス信号Ph或いはPaを与
えられ、所定時間内に入力されたパルス信号Ph或いはPa
の積分値に基づいて補正値±ΔZを演算するようになっ
ている。
The pulse signal processing section 37 is for giving a correction value ± ΔZ to the nozzle height control section 35, and is selectively connected to either the manual pulse generator 41 or the pulse control circuit 43A by a switch 39. Pulse signal Ph or Pa, and the pulse signal Ph or Pa input within a predetermined time.
The correction value ± ΔZ is calculated on the basis of the integral value of.

パルス制御回路43Aは第5図にその具体例が示されて
いる。パルス制御回路43Aは、加算増幅器45と、絶対値
増幅器47と、方向判別器49と、上限設定器51と、下限設
定器53と、V/F変換器55と、倣い幅増幅器57と、NANDゲ
ート回路59と、分周器61と、もう一つのNANDゲート回路
63とを有している。
A specific example of the pulse control circuit 43A is shown in FIG. The pulse control circuit 43A includes an addition amplifier 45, an absolute value amplifier 47, a direction discriminator 49, an upper limit setting device 51, a lower limit setting device 53, a V / F converter 55, a scanning width amplifier 57, and a NAND. Gate circuit 59, frequency divider 61, and another NAND gate circuit
63.

加算増幅器45は、入力端子T2に増幅回路65(第4図参
照)より検出距離電圧eaを、もう一つの入力端子T3に倣
い距離設定用の標準電圧esが入力されるようになってい
る。この標準電圧eaは、加工ノズル17取付けられた距離
センサ25と被加工物Wとの倣い距離を、例えば1.5mmと
設定しようとする時、距離センサ25がこの高さにある時
に出力する電圧に相当する電圧に設定されるものであ
る。
Summing amplifier 45, the input amplifier 65 to the terminal T 2 of the detection distance voltages ea than (see FIG. 4), so that the standard voltage for copying distance setting to another input terminal T 3 es is input I have. This standard voltage ea is a voltage output when the distance sensor 25 is at this height when the copying distance between the distance sensor 25 attached to the processing nozzle 17 and the workpiece W is to be set to, for example, 1.5 mm. It is set to the corresponding voltage.

尚、増幅回路65(第4図参照)は、一般的なものであ
り、入力端子T1に与えられるブリッジ回路29よりの電圧
信号を増幅して検出距離電圧eaを出力するものである。
Incidentally, the amplification circuit 65 (see FIG. 4) is a general one, and outputs a detection distance voltages ea amplifies the voltage signal from the bridge circuit 29 applied to the input terminal T 1.

加算増幅器45は上述の如く入力端子T2に検出距離電圧
eaを、もう一つの入力端子T3に標準電圧esを各々与えら
れて検出距離電圧eaの標準電圧esに対する偏差電圧Δe
を出力するようになっている。
Summing amplifier 45 is above as the input terminal T 2 to the detection distance voltage
The ea, difference voltage with respect to the standard voltage es of the detection distance voltages ea given each standard voltage es to the other input terminal T 3 .DELTA.e
Is output.

絶対値増幅器47は、偏差電圧Δeの絶対値を増幅し、
これをV/F変換器55及び倣い幅設定器57の各々へ出力す
るようになっている。
The absolute value amplifier 47 amplifies the absolute value of the deviation voltage Δe,
This is output to each of the V / F converter 55 and the scanning width setting device 57.

V/F変換器55は、絶対値増幅器47よりの増幅電圧をそ
の電圧に比例した周波数のパルス信号に変換し、これを
二入力端子型のNANDゲート回路59の一方の入力端子へ出
力するようになっている。
The V / F converter 55 converts the amplified voltage from the absolute value amplifier 47 into a pulse signal having a frequency proportional to the voltage, and outputs the pulse signal to one input terminal of a two-input terminal type NAND gate circuit 59. It has become.

倣い幅設定器57は、絶対値増幅器47より増幅電圧を、
入力端子T6より倣い幅を定める所定電圧efを与えられ、
前記増幅電圧が前記所定電圧efの範囲にある時には出力
信号を“0"とし、前記増幅電圧が所定電圧efを超える時
には“1"を出力するようになっている。
The scanning width setting device 57 outputs the amplified voltage from the absolute value amplifier 47,
Given a predetermined voltage ef defining the copying width from the input terminal T 6,
When the amplified voltage is in the range of the predetermined voltage ef, the output signal is set to “0”, and when the amplified voltage exceeds the predetermined voltage ef, “1” is output.

従って、NANDゲート回路59は、絶対値増幅器47が出力
する電圧が倣い範囲、例えば±1mmを定める電圧ef内に
ある時のみV/F変換器55よりの所定周波数のパルス信号
を分周器61へ出力するようになる。
Therefore, the NAND gate circuit 59 outputs the pulse signal of the predetermined frequency from the V / F converter 55 to the frequency divider 61 only when the voltage output from the absolute value amplifier 47 is within the scanning range, for example, the voltage ef that defines ± 1 mm. Output to

方向判別器49は、加算増幅器45が出力する偏差電圧Δ
eの正負符号を検出し、これをNANDゲート回路63の一つ
の入力端子に出力するようになっている。
The direction discriminator 49 calculates the deviation voltage Δ output from the addition amplifier 45.
The sign of e is detected and output to one input terminal of the NAND gate circuit 63.

NANDゲート回路63はもう一つの入力端子に分周器61よ
りのパルス信号を与えられ、方向判別器49よりの正負符
号に基づいて分周器61より与えられるパルス信号に正負
の符号を与えるようになる。
The NAND gate circuit 63 is supplied with a pulse signal from the frequency divider 61 to another input terminal, and gives a positive or negative sign to the pulse signal supplied from the frequency divider 61 based on the sign of the direction discriminator 49. become.

第6図はNANDゲート回路63が出力端子T7へ出力するパ
ルス信号Paの出力特性を示している。NANDゲート回路63
が出力するパルス信号Paの周波数は、標準電圧esを零点
とし検出距離電圧eaに比例して急勾配にて変化し、V/F
変換器55の規制電圧に相当する距離で飽和する原点(倣
い点)零に対して対称的な変化特性をもって変化する。
このパルス信号Paの周波数は、数値的には制御幅CD(±
200μm程度)に対してnKHz(但しn:1〜3)程度であっ
てよい。NANDゲート回路63が出力するパルス信号Paは出
力端子T7に与えられ、これはスイッチ39によってパルス
信号処理部37に選択的に与えられる。
Figure 6 shows the output characteristics of a pulse signal Pa for outputting NAND gate circuit 63 to the output terminal T 7. NAND gate circuit 63
The frequency of the pulse signal Pa that is output changes steeply in proportion to the detection distance voltage ea with the standard voltage es as the zero point, and V / F
It changes with a symmetrical change characteristic with respect to the zero (originating point) that saturates at a distance corresponding to the regulated voltage of the converter 55.
Numerically, the frequency of the pulse signal Pa is the control width CD (±
It may be about nKHz (n: about 1 to 3) for about 200 μm). Pulse signal Pa of NAND gate circuit 63 outputs is supplied to the output terminal T 7, which is selectively provided to the pulse signal processing unit 37 by the switch 39.

上限設定値51は、入力端子T4より倣い制御の上限距離
に相当する電圧euを与えられると共に加算増幅器45より
偏差電圧Δeを与えられ、この両電圧の比較より距離セ
ンサ25と被加工物Wとの間の距離が予め定められた上限
値より大きいか否かを判別し、大きい時にはハイレベル
となる信号を出力端子T8へ出力するようになっている。
Upper limit set value 51 is given a deviation voltage Δe from the summing amplifier 45 together with the given voltage eu corresponding to the upper limit distance control scanning from the input terminal T 4, a distance sensor 25 and the workpiece W from the comparison of the two voltages distance is adapted to determine the greater or not than a predetermined upper limit value, when larger outputs a signal which becomes high level to the output terminal T 8 between.

下限設定値53は、入力端子T5より倣い制御の下限距離
に相当する電圧edを与えられると共に加算増幅器45より
偏差電圧Δeを与えられ、この両電圧の比較より距離セ
ンサ25と被加工物Wとの距離が下限値より小さいか否か
を判別し、前記距離が下限より小さい時にはハイレベル
信号を出力端子T9へ出力するようになっている。
Lower limit set value 53 is given a deviation voltage Δe from the summing amplifier 45 together with the given voltage ed corresponding to the lower limit distance control scanning from the input terminal T 5, the distance sensor 25 and the workpiece W from the comparison of the two voltages the distance between it is determined whether or not smaller than the lower limit value, when said distance is smaller than the lower limit and outputs a high level signal to the output terminal T 9.

出力端子T8とT9の信号は、各々主制御部31に与えら
れ、主制御部31に於ける制御プログラムに従って上限値
超え制御、下限値超え制御或いは第6図に示されている
如きフローチャートに従って異常時退避制御が行われる
ようになっている。
Signal at the output terminal T 8 and T 9 are flowcharts such are shown respectively provided to the main control unit 31, it exceeds the upper limit value in accordance with at control program to the main control unit 31 controls, in control or Figure 6 exceeds the lower limit value The emergency evacuation control is performed according to the following.

主制御部31は出力端子T8とT9のいずれよりもハイレベ
ル信号を与えられていない時には通常の加工状態時とし
て所定の指令高さ信号Zoをノズル高さ制御部35へ出力す
るようになっている。これによりこの状態下に於ては、
ノズル高さ制御部35は主制御部31より所定の指令高さ信
号Zoを与えられ、またパルス信号処理部37より補正値信
号は±ΔZを与えられ、これによって距離センサ25、換
言すれば加工ノズル17と被加工物Wとの間の距離を常時
標準距離に保つように作用する。
The main control unit 31 so as to output the normal processing conditions sometimes nozzle height control unit 35 a predetermined command level signal Zo when not given a high-level signal than either of the output terminal T 8 and T 9 Has become. Due to this, under this condition,
The nozzle height control unit 35 is provided with a predetermined command height signal Zo from the main control unit 31 and the correction value signal is provided with ± ΔZ from the pulse signal processing unit 37, whereby the distance sensor 25, in other words, the processing is performed. It works so that the distance between the nozzle 17 and the workpiece W is always kept at the standard distance.

主制御部31は出力端子T8よりハイレベル信号を与えら
れている時には上述の如き通常時制御に代えて上限値超
え制御を実行するようになっており、この上限値超え制
御実行時は距離センサ25、換言すれば加工ヘッド17が被
加工物Wより相当上方の位置にある時であり、この時に
は比較的速い速度にて加工ノズル17を前記倣い制御時の
標準距離にまで近付ける制御が実行される。
The main control unit 31 is adapted to perform beyond the upper limit value in place of the normal control, such as the above-described control when the given a high-level signal from the output terminal T 8, when control execution exceeds this limit distance This is when the sensor 25, in other words, the processing head 17 is at a position substantially higher than the workpiece W, and at this time, control is performed to move the processing nozzle 17 at a relatively high speed to the standard distance in the copying control. Is done.

主制御部31が出力端子T9よりハイレベル信号を与えら
れている時は距離センサ25、換言すれば加工ノズル17が
被加工物Wに対し下限値を超えて接近したと判断された
時であり、この時は被加工物Wの孔等の開口上に加工ノ
ズル17が位置した場合であり、通常の倣い制御を禁止し
てノズル高さをこの時の状態に維持して加工ノズル17が
被加工物Wの開口部上を通過し得るようにする。
When the main control unit 31 is a distance sensor 25 when given a high-level signal from the output terminal T 9, i.e. processing nozzle 17 if it is determined that close to the lower limit with respect to the workpiece W In this case, the processing nozzle 17 is positioned on an opening such as a hole of the workpiece W. The normal copying control is prohibited, the nozzle height is maintained at this time, and the processing nozzle 17 is The workpiece W can pass over the opening.

第7図は、ピアス時における異常検出方式を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality detection method at the time of piercing.

ステップ701でピアスが開始されると、加工ノズル17
は被加工物Wに対しレーザビームを照射する。
When piercing is started in step 701, the processing nozzle 17
Irradiates the workpiece W with a laser beam.

このとき、ステップ702では距離検出し、この距離l
を主制御部31に与える。この距離は、一般的には、設定
値loでなくてはならない筈である。
At this time, in step 702, the distance is detected, and this distance l
Is given to the main control unit 31. This distance should generally be a set value lo.

そこで、ステップ703では、所定値loと検出値lを比
較し、l<loのとき、ステップ704でスパッタ付着を検
出し、ステップ705で異常処理を実行する。
Therefore, in step 703, the predetermined value lo is compared with the detection value l. When l <lo, the spatter adhesion is detected in step 704, and an abnormal process is executed in step 705.

異常処理は、CRTへの報知と、レーザビームの照射を
停止し加工ノズル17を上昇させる工程から成る。
The abnormality processing includes notification to the CRT and a step of stopping the laser beam irradiation and raising the processing nozzle 17.

ステップ703での異常検出は、単なる距離比較ではな
く、変化の速度を比較したり、或いは変化のカーブ(パ
ターン)を監視するものであってもよい。
The abnormality detection in step 703 may not be a mere distance comparison but may be a comparison of the speed of change or a monitoring of a curve (pattern) of change.

ピアス時以外のモードでも、第8図のステップ801〜8
05に示すように第7図で説明したと同様手順でスパッタ
付着を検出し、異常処理することができる。
In the mode other than the piercing mode, steps 801 to 8 in FIG.
As shown in FIG. 05, spatter adhesion can be detected and abnormal processing can be performed in the same procedure as described with reference to FIG.

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
In the above, the present invention has been described in detail with respect to a specific embodiment. However, the present invention is not limited to this, and various embodiments can be made within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.

[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、レーザ加工装置の加工ノズル(A)の
先端に設けられ当該加工ノズル(A)と被加工物(W)
との間の距離を検出する距離検出手段(B)と、前記距
離検出手段(B)により検出された距離に応じて前記加
工ノズル(A)と前記被加工(W)との間の距離を所定
値に保つべく加工ノズル(A)の位置を制御するサーボ
制御手段(C)とを有する倣い制御装置において、前記
距離検出手段(B)によって検出された検出値と前記所
定値とを比較して所定値>検出値のときに異常として検
出する異常検出手段(D)と、当該異常検出手段(D)
が異常を検出したときに前記加工ノズル(A)を前記被
加工物(W)から離反する方向へ移動せしめる退避制御
手段(E)とを備えると共に、上記異常検出時にはレー
ザビームの照射を停止する構成としてなるものである。
[Effects of the Invention] As can be understood from the above description of the embodiments, in short, the present invention is provided at the tip of the processing nozzle (A) of the laser processing apparatus and the processing nozzle (A) and the workpiece (W). )
And a distance between the processing nozzle (A) and the workpiece (W) according to the distance detected by the distance detection means (B). In a scanning control device having servo control means (C) for controlling the position of a processing nozzle (A) to maintain a predetermined value, a detection value detected by the distance detection means (B) is compared with the predetermined value. Abnormality detection means (D) for detecting an abnormality when the predetermined value> the detection value, and the abnormality detection means (D)
A retreat control means (E) for moving the processing nozzle (A) in a direction away from the workpiece (W) when detecting an abnormality, and stopping the laser beam irradiation when the abnormality is detected. It is a configuration.

上記構成より明らかなように、本発明においては、レ
ーザ加工装置の加工ノズルの先端と被加工物との間の距
離を距離検出手段によって検出し、この検出値と所定値
とを比較して所定値>検出値のときには異常として検出
して、レーザビームの照射を停止すると共に被加工物か
ら加工ノズルを離反する方向へ移動せしめる構成である
から、距離検出手段に対するスパッタ等の付着によって
前述のごとく異常が検出されると、レーザビームの照射
が停止されると共に、被加工物から加工ノズルを離反す
ることとなり、距離検出手段に対するスパッタの多量の
付着を防止できると共に安全性の向上を図ることができ
るものである。
As is clear from the above configuration, in the present invention, the distance between the tip of the processing nozzle of the laser processing apparatus and the workpiece is detected by the distance detecting means, and the detected value is compared with a predetermined value to determine the predetermined value. When the value is greater than the detection value, it is detected as abnormal, the laser beam irradiation is stopped, and the processing nozzle is moved in a direction away from the workpiece. When an abnormality is detected, the irradiation of the laser beam is stopped, and the processing nozzle is separated from the workpiece, thereby preventing a large amount of spatter from adhering to the distance detection means and improving safety. You can do it.

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

第1図は本発明による倣い制御装置のクレーム対応図、
第2図は本発明による倣い制御装置が適用されるレーザ
加工装置の一例を示す正面図、第3図はレーザ加工装置
の加工ノズルに設けられる距離センサの一例を示す縦断
面図、第4図は本発明による倣い制御装置を含むレーザ
加工装置の制御装置の一例を示すブロック線図、第5図
は第4図に示された制御装置に用いられるパルス制御回
路の一例を示すブロック線図、第6図はパルス信号の周
波数特性を示すグラフ、第7図及び第8図は本発明によ
る倣い制御装置に用いられる制御プログラムの一例を示
すフローチャートである。 1……レーザ加工装置、11……ワークテーブル 17……加工ノズル、25……距離センサ 29……ブリッジ回路、31……主制御部 35……ノズル高さ制御部 37……パルス信号処理部 43……パルス制御回路、65……増幅回路
FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the copying control device according to the present invention,
FIG. 2 is a front view showing an example of a laser processing apparatus to which the copying control apparatus according to the present invention is applied, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a distance sensor provided in a processing nozzle of the laser processing apparatus, and FIG. Is a block diagram showing an example of a control device of a laser processing apparatus including the copying control device according to the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing an example of a pulse control circuit used in the control device shown in FIG. 4, FIG. 6 is a graph showing the frequency characteristics of the pulse signal, and FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing an example of a control program used in the copying control device according to the present invention. 1 laser processing device 11 work table 17 processing nozzle 25 distance sensor 29 bridge circuit 31 main control unit 35 nozzle height control unit 37 pulse signal processing unit 43 …… Pulse control circuit, 65 …… Amplifier circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ加工装置の加工ノズル(A)の先端
に設けられ当該加工ノズル(A)と被加工物(W)との
間の距離を検出する距離検出手段(B)と、前記距離検
出手段(B)により検出された距離に応じて前記加工ノ
ズル(A)と前記被加工物(W)との間の距離を所定値
に保つべく加工ノズル(A)の位置を制御するサーボ制
御手段(C)とを有する倣い制御装置において、前記距
離検出手段(B)によって検出された検出値と前記所定
値とを比較して所定値>検出値のときに異常として検出
する異常検出手段(D)と、当該異常検出手段(D)が
異常を検出したときに前記加工ノズル(A)を前記被加
工物(W)から離反する方向へ移動せしめる退避制御手
段(E)とを備えると共に、上記異常検出時にはレーザ
ビームの照射を停止する構成としてなることを特徴とす
る倣い制御装置。
1. A distance detecting means (B) provided at a tip of a processing nozzle (A) of a laser processing apparatus and detecting a distance between the processing nozzle (A) and a workpiece (W); Servo control for controlling the position of the processing nozzle (A) to keep the distance between the processing nozzle (A) and the workpiece (W) at a predetermined value according to the distance detected by the detection means (B). Means (C) for comparing the detection value detected by the distance detection means (B) with the predetermined value, and detecting an abnormality when the predetermined value> the detection value (abnormality detection means ( D) and retreat control means (E) for moving the processing nozzle (A) in a direction away from the workpiece (W) when the abnormality detection means (D) detects an abnormality. Laser beam irradiation is stopped when the above abnormality is detected. It is configured so as to copying control device and said.
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