JP3105663B2 - 加工ヘッドの高さ制御方法及び該制御方法を用いた切断加工装置 - Google Patents
加工ヘッドの高さ制御方法及び該制御方法を用いた切断加工装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ、プラズマ、ガ
ス切断など、金属の切断を主とする切断加工装置に用い
られる加工ヘッドにおいて、その加工ヘッド先端部（ノ
ズル）とワーク間の距離を一定の間隔に保持するための
加工ヘッドの高さ制御方法と、該制御方法を用いた切断
加工装置に関する。
ス切断など、金属の切断を主とする切断加工装置に用い
られる加工ヘッドにおいて、その加工ヘッド先端部（ノ
ズル）とワーク間の距離を一定の間隔に保持するための
加工ヘッドの高さ制御方法と、該制御方法を用いた切断
加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】静電容量式センサは、非接
触方式であり、応答性が良いなどの利点を有するため、
切断加工ヘッドの高さ制御に従来より用いられている。
このような静電容量式センサは、センサ電極面とワーク
上面との平行度が変化しないような利用法においては、
センサ電極のワーク上面からの高さに対してのみ静電容
量が変化するため、実用的に何等問題を生じない。
触方式であり、応答性が良いなどの利点を有するため、
切断加工ヘッドの高さ制御に従来より用いられている。
このような静電容量式センサは、センサ電極面とワーク
上面との平行度が変化しないような利用法においては、
センサ電極のワーク上面からの高さに対してのみ静電容
量が変化するため、実用的に何等問題を生じない。
【０００３】しかしながら、開先切断加工などの、ワー
クの法線に対して切断加工ヘッドを傾斜させて切断する
方法において、センサ電極が切断加工ヘッド先端部に設
けられたノズル自身である場合や、センサ電極がノズル
と一体で傾斜するような機構の場合には、加工ヘッドの
傾斜角度によって静電容量が変化し、結果的にはトーチ
高さが変化することになる。開先切断においては、ヘッ
ドの高さが変化すると製品寸法誤差を生ずることにな
る。また、レーザ加工においては、ヘッドの高さが変化
するとレーザビームのワーク上面に対する焦点ずれが生
じ、加工品質に影響することになる。従って、静電容量
式センサは、開先切断などの加工ヘッドとともにセンサ
電極が傾斜する用途では、従来利用することが困難であ
った。
クの法線に対して切断加工ヘッドを傾斜させて切断する
方法において、センサ電極が切断加工ヘッド先端部に設
けられたノズル自身である場合や、センサ電極がノズル
と一体で傾斜するような機構の場合には、加工ヘッドの
傾斜角度によって静電容量が変化し、結果的にはトーチ
高さが変化することになる。開先切断においては、ヘッ
ドの高さが変化すると製品寸法誤差を生ずることにな
る。また、レーザ加工においては、ヘッドの高さが変化
するとレーザビームのワーク上面に対する焦点ずれが生
じ、加工品質に影響することになる。従って、静電容量
式センサは、開先切断などの加工ヘッドとともにセンサ
電極が傾斜する用途では、従来利用することが困難であ
った。
【０００４】本発明は、上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであり、加工ヘッドの先端部を電極とし、該電極
とワークとの間の静電容量の変化に基づいてワークに対
する加工ヘッドの高さ制御を行い、しかも開先切断加工
等の加工ヘッドをワークに対して傾斜させる用途に用い
て好適な、加工ヘッドの高さ制御方法を提供することを
主たる目的とする。
たものであり、加工ヘッドの先端部を電極とし、該電極
とワークとの間の静電容量の変化に基づいてワークに対
する加工ヘッドの高さ制御を行い、しかも開先切断加工
等の加工ヘッドをワークに対して傾斜させる用途に用い
て好適な、加工ヘッドの高さ制御方法を提供することを
主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワークに対し
て接離（接近又は離隔）駆動可能且つ傾斜駆動可能に設
けられた加工ヘッドの、前記ワークからの高さを調整す
る加工ヘッドの高さ制御方法であって、前記加工ヘッド
の先端部を電極とし、前記ワークに対して平行にダミー
ワークを設け、このダミーワークに対して接離駆動可
能、且つ前記加工ヘッドの前記ワークに対する傾斜駆動
と同期して同一角度傾斜駆動可能にダミー電極を設け、
前記加工ヘッドの前記ワークに対する駆動時、前記ダミ
ー電極を前記ダミーワークに対し、前記加工ヘッドの前
記ワークに対する接近距離の設定値に駆動し、前記加工
ヘッドを、当該加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク間
の静電容量が前記ダミー電極と前記ダミーワーク間の静
電容量と一致するように、前記ワークに対して接離駆動
することを特徴としている。
て接離（接近又は離隔）駆動可能且つ傾斜駆動可能に設
けられた加工ヘッドの、前記ワークからの高さを調整す
る加工ヘッドの高さ制御方法であって、前記加工ヘッド
の先端部を電極とし、前記ワークに対して平行にダミー
ワークを設け、このダミーワークに対して接離駆動可
能、且つ前記加工ヘッドの前記ワークに対する傾斜駆動
と同期して同一角度傾斜駆動可能にダミー電極を設け、
前記加工ヘッドの前記ワークに対する駆動時、前記ダミ
ー電極を前記ダミーワークに対し、前記加工ヘッドの前
記ワークに対する接近距離の設定値に駆動し、前記加工
ヘッドを、当該加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク間
の静電容量が前記ダミー電極と前記ダミーワーク間の静
電容量と一致するように、前記ワークに対して接離駆動
することを特徴としている。
【０００６】また、前記加工ヘッドの駆動時に用いる補
正用データテーブルを設け、この補正用データテーブル
に、前記ワークに対する前記加工ヘッドの所定の高さに
おける、前記加工ヘッドの傾斜角に対する前記加工ヘッ
ドの前記先端部と前記ワーク間の静電容量値に相当する
データを記憶せしめ、前記加工ヘッドの駆動時、前記補
正用データテーブルに記憶された前記データに基づいて
前記加工ヘッドの前記ワークに対する高さを制御するよ
うにしてもよい。
正用データテーブルを設け、この補正用データテーブル
に、前記ワークに対する前記加工ヘッドの所定の高さに
おける、前記加工ヘッドの傾斜角に対する前記加工ヘッ
ドの前記先端部と前記ワーク間の静電容量値に相当する
データを記憶せしめ、前記加工ヘッドの駆動時、前記補
正用データテーブルに記憶された前記データに基づいて
前記加工ヘッドの前記ワークに対する高さを制御するよ
うにしてもよい。
【０００７】また、ワークに対して相対運動可能に設け
られ、レーザ、プラズマ又はガスを先端部から前記ワー
クに対して作用させることにより前記ワークの切断を行
う加工ヘッドを備えた切断加工装置において、前記加工
ヘッドの前記ワークに対する昇降駆動に、上記の加工ヘ
ッドの高さ制御方法を用いてもよい。特に請求項１記載
の高さ制御方法が適用される切断加工装置としては、前
記加工ヘッドの先端部を電極とし、前記ワークに対して
平行にダミーワークを設け、さらに、前記加工ヘッド
を、当該加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク間の静電
容量が前記ダミー電極と前記ダミーワーク間の静電容量
と一致するように、前記ワークに対して接離駆動する制
御回路を備えることを特徴とする切断加工装置を採用す
ることが好ましい。
られ、レーザ、プラズマ又はガスを先端部から前記ワー
クに対して作用させることにより前記ワークの切断を行
う加工ヘッドを備えた切断加工装置において、前記加工
ヘッドの前記ワークに対する昇降駆動に、上記の加工ヘ
ッドの高さ制御方法を用いてもよい。特に請求項１記載
の高さ制御方法が適用される切断加工装置としては、前
記加工ヘッドの先端部を電極とし、前記ワークに対して
平行にダミーワークを設け、さらに、前記加工ヘッド
を、当該加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク間の静電
容量が前記ダミー電極と前記ダミーワーク間の静電容量
と一致するように、前記ワークに対して接離駆動する制
御回路を備えることを特徴とする切断加工装置を採用す
ることが好ましい。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１及び図２は本発明をレーザ加工装置に適
用した例を示し、これらの図において、符号２は水平に
載置されたワーク（被加工対象物）、符号４はレーザ加
工装置の加工ヘッドである。この加工ヘッド４は、図示
しない駆動機構により図上矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に三次元
的に駆動可能とされている。また、この加工ヘッド４
は、レーザ反射用のミラー６，８が装着されるととも
に、その先端側に設けられたトーチ１０の先端部１２が
ノズル電極とされている。このノズル電極１２とワーク
２間の静電容量は、図示しない静電容量検出部により検
出可能とされている。
説明する。図１及び図２は本発明をレーザ加工装置に適
用した例を示し、これらの図において、符号２は水平に
載置されたワーク（被加工対象物）、符号４はレーザ加
工装置の加工ヘッドである。この加工ヘッド４は、図示
しない駆動機構により図上矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に三次元
的に駆動可能とされている。また、この加工ヘッド４
は、レーザ反射用のミラー６，８が装着されるととも
に、その先端側に設けられたトーチ１０の先端部１２が
ノズル電極とされている。このノズル電極１２とワーク
２間の静電容量は、図示しない静電容量検出部により検
出可能とされている。
【０００９】加工ヘッド４の上部に設けられたダミーワ
ーク１４の下面はプーリ２８の回転中心軸上に位置し、
かつワーク２と平行になっており、このダミーワーク１
４の下方には、駆動部１６が設けられている。駆動部１
６は、筒部２０と、この筒部２０に対して図上矢印Ｚ方
向（上下方向）に進退（昇降）可能に支持されたトーチ
１８と、筒部２０の側方に設けられ、トーチ１８の進退
駆動を行う駆動軸２２とを有し、駆動軸２２の外周部に
設けられた歯車部（図示省略）がトーチ１８の側方に設
けられたラック部（図示省略）に噛合せしめられた構成
とされている。そして、トーチ１８の先端部にはダミー
電極２４が設けられ、駆動軸２２の駆動により、ダミー
ワーク１４に対して接近、離隔可能とされている。この
ダミー電極２４とダミーワーク１４との間の静電容量
は、図示しない静電容量検出部により検出可能とされて
いる。
ーク１４の下面はプーリ２８の回転中心軸上に位置し、
かつワーク２と平行になっており、このダミーワーク１
４の下方には、駆動部１６が設けられている。駆動部１
６は、筒部２０と、この筒部２０に対して図上矢印Ｚ方
向（上下方向）に進退（昇降）可能に支持されたトーチ
１８と、筒部２０の側方に設けられ、トーチ１８の進退
駆動を行う駆動軸２２とを有し、駆動軸２２の外周部に
設けられた歯車部（図示省略）がトーチ１８の側方に設
けられたラック部（図示省略）に噛合せしめられた構成
とされている。そして、トーチ１８の先端部にはダミー
電極２４が設けられ、駆動軸２２の駆動により、ダミー
ワーク１４に対して接近、離隔可能とされている。この
ダミー電極２４とダミーワーク１４との間の静電容量
は、図示しない静電容量検出部により検出可能とされて
いる。
【００１０】一方、前記加工ヘッド４の先端側部分４ａ
は、後端側部分（支持部）４ｂに対して、図１上、軸線
Ｏ1回りに回動駆動可能になされ、その外周部にはプー
リ２６が一体に固定されている。また、プーリ２６の上
方にはプーリ２８がプーリ２６との軸間距離を一定とし
て回動自在に設けられ、これらプーリ２６、２８の間に
ベルト３０が巻回されている。プーリ２８の一端側には
前記駆動部１６がブラケット１６ａを介して一体に固定
されており、後端側部分４ｂに対する先端側部分４ａの
回動駆動により、ダミー電極２４は、先端側部分４ａ
（ノズル１０）のワーク２に対する傾斜駆動と同期して
同一角度傾斜駆動されるようになっている。また、ダミ
ー電極２４の傾斜運動の回転中心Ｐ1は、図３に示すよ
うに、ダミーワーク１４の表面上（下面）に位置してい
る。
は、後端側部分（支持部）４ｂに対して、図１上、軸線
Ｏ1回りに回動駆動可能になされ、その外周部にはプー
リ２６が一体に固定されている。また、プーリ２６の上
方にはプーリ２８がプーリ２６との軸間距離を一定とし
て回動自在に設けられ、これらプーリ２６、２８の間に
ベルト３０が巻回されている。プーリ２８の一端側には
前記駆動部１６がブラケット１６ａを介して一体に固定
されており、後端側部分４ｂに対する先端側部分４ａの
回動駆動により、ダミー電極２４は、先端側部分４ａ
（ノズル１０）のワーク２に対する傾斜駆動と同期して
同一角度傾斜駆動されるようになっている。また、ダミ
ー電極２４の傾斜運動の回転中心Ｐ1は、図３に示すよ
うに、ダミーワーク１４の表面上（下面）に位置してい
る。
【００１１】上記のレーザ加工装置を用いて、ワーク２
の開先切断加工を行う際には、トーチ１０をワーク２の
法線に対して所定角度傾斜させ、且つ、ノズル１２の先
端中心からワーク２の上面までの距離Ｒ（図９参照）が
所定の距離となるように加工ヘッド４の高さ制御を行う
必要がある。
の開先切断加工を行う際には、トーチ１０をワーク２の
法線に対して所定角度傾斜させ、且つ、ノズル１２の先
端中心からワーク２の上面までの距離Ｒ（図９参照）が
所定の距離となるように加工ヘッド４の高さ制御を行う
必要がある。
【００１２】この場合には、まず、先端側部分４ａを回
動駆動させることにより、トーチ１０と同期させてトー
チ１８を所定角度傾斜せしめ、これと同時に駆動軸２２
を加工ヘッド４の昇降駆動と同期して駆動せしめ、ダミ
ー電極２４とダミーワーク１４との距離（電極２４の先
端中心からダミーワーク１４の上面までの距離）ｄ
0（図３）を正確な設定距離とする。このとき、電極２
４の傾斜運動の回転中心Ｐ1はダミーワーク１４の表面
上に位置する構成とされているため、ダミー電極２４の
傾斜運動によっては距離ｄ0は変化しない。
動駆動させることにより、トーチ１０と同期させてトー
チ１８を所定角度傾斜せしめ、これと同時に駆動軸２２
を加工ヘッド４の昇降駆動と同期して駆動せしめ、ダミ
ー電極２４とダミーワーク１４との距離（電極２４の先
端中心からダミーワーク１４の上面までの距離）ｄ
0（図３）を正確な設定距離とする。このとき、電極２
４の傾斜運動の回転中心Ｐ1はダミーワーク１４の表面
上に位置する構成とされているため、ダミー電極２４の
傾斜運動によっては距離ｄ0は変化しない。
【００１３】次に、上記状態における電極２４とワーク
１４との間の静電容量Ｃrefと、電極１２とワーク２と
の間の静電容量Ｃxとが一致するように、加工ヘッド４
を昇降駆動せしめる。つまり、請求項１記載のように、
加工ヘッド４のワーク２に対する駆動時には、ダミー電
極２４をダミーワーク１４に対し、加工ヘッド４のワー
ク２に対する接近距離の設定値（ｄ 0 ）に駆動し、前記
加工ヘッド４を、当該加工ヘッド４の先端部（ここでは
電極１２）とワーク２との間の静電容量Ｃ x がダミー電
極２４とワーク１４との間の静電容量Ｃ ref （前記設定
値ｄ 0 により設定される静電容量）と一致するように、
前記ワーク２に対して駆動するのである。前述のよう
に、ダミーワーク１４は加工ヘッド４の上部に設けられ
ているから、加工ヘッド４の昇降駆動中も距離ｄ 0 は正
確に確保される。
１４との間の静電容量Ｃrefと、電極１２とワーク２と
の間の静電容量Ｃxとが一致するように、加工ヘッド４
を昇降駆動せしめる。つまり、請求項１記載のように、
加工ヘッド４のワーク２に対する駆動時には、ダミー電
極２４をダミーワーク１４に対し、加工ヘッド４のワー
ク２に対する接近距離の設定値（ｄ 0 ）に駆動し、前記
加工ヘッド４を、当該加工ヘッド４の先端部（ここでは
電極１２）とワーク２との間の静電容量Ｃ x がダミー電
極２４とワーク１４との間の静電容量Ｃ ref （前記設定
値ｄ 0 により設定される静電容量）と一致するように、
前記ワーク２に対して駆動するのである。前述のよう
に、ダミーワーク１４は加工ヘッド４の上部に設けられ
ているから、加工ヘッド４の昇降駆動中も距離ｄ 0 は正
確に確保される。
【００１４】このときの加工ヘッド４の駆動方法として
は、図４に示すように、静電容量Ｃxを信号αとして取
り出し、静電容量Ｃrefを信号βとして取り出すととも
に、これら信号をセンサアンプ３２，３４を介してアン
プ３６に導いてその差を検出し、この信号をサーボアン
プ３８を介して加工ヘッド４を昇降駆動するサーボモー
タ４０に導くようにしてもよい。両センサアンプ３２，
３４、静電容量Ｃ x として取り出された信号αと静電容
量Ｃ ref として取り出された信号βとの差を検出するア
ンプ３６、アンプ３６からの信号に基いてサーボアンプ
３８を介して加工ヘッド４を昇降駆動するサーボモータ
４０は、Ｃ x ＝Ｃ ref となるように加工ヘッド４の駆動を
制御する制御回路を構成する。
は、図４に示すように、静電容量Ｃxを信号αとして取
り出し、静電容量Ｃrefを信号βとして取り出すととも
に、これら信号をセンサアンプ３２，３４を介してアン
プ３６に導いてその差を検出し、この信号をサーボアン
プ３８を介して加工ヘッド４を昇降駆動するサーボモー
タ４０に導くようにしてもよい。両センサアンプ３２，
３４、静電容量Ｃ x として取り出された信号αと静電容
量Ｃ ref として取り出された信号βとの差を検出するア
ンプ３６、アンプ３６からの信号に基いてサーボアンプ
３８を介して加工ヘッド４を昇降駆動するサーボモータ
４０は、Ｃ x ＝Ｃ ref となるように加工ヘッド４の駆動を
制御する制御回路を構成する。
【００１５】また、図５に示すような静電容量Ｃ1、
Ｃx、Ｃ2、Ｃrefのコンデンサを用いるブリッジ回路と
等価の回路を組み、交流電圧Ｖrefを加えた際に生ずる
出力電圧Ｖoutを取り出し、この出力電圧Ｖoutで加工ヘ
ッド４を昇降駆動する構成としてもよい。この場合、Ｃ
1＝Ｃ2＝Ｃrefとする。この等価回路もＣ x ＝Ｃ ref とな
るように加工ヘッド４の駆動を制御する制御回路を構成
する。
Ｃx、Ｃ2、Ｃrefのコンデンサを用いるブリッジ回路と
等価の回路を組み、交流電圧Ｖrefを加えた際に生ずる
出力電圧Ｖoutを取り出し、この出力電圧Ｖoutで加工ヘ
ッド４を昇降駆動する構成としてもよい。この場合、Ｃ
1＝Ｃ2＝Ｃrefとする。この等価回路もＣ x ＝Ｃ ref とな
るように加工ヘッド４の駆動を制御する制御回路を構成
する。
【００１６】上記の制御方法によれば、Ｃx＝Ｃrefとな
ったところで加工ヘッド４の昇降駆動が停止され、電極
１２のノズル中心とワーク２の上面との距離Ｒは常に正
確な設定距離となる。
ったところで加工ヘッド４の昇降駆動が停止され、電極
１２のノズル中心とワーク２の上面との距離Ｒは常に正
確な設定距離となる。
【００１７】次に、図６乃至図９を参照して本発明の他
の実施例を説明する。上記実施例においてはダミー電極
２４とダミーワーク１４を用いているが、本実施例では
これらを用いずに、上記実施例と同様の補正動作を、補
正用データテーブルを用いて行うものである。
の実施例を説明する。上記実施例においてはダミー電極
２４とダミーワーク１４を用いているが、本実施例では
これらを用いずに、上記実施例と同様の補正動作を、補
正用データテーブルを用いて行うものである。
【００１８】開先角度（トーチの傾斜角度）と、ノズル
中心からワーク上面までの距離Ｒとの関係は、ノズル高
さが例えば１.０，１.５，２.０mmのとき、図８に示す
ような関係にある。図６に示す補正用データテーブル
（以下、「補正テーブル」という。）４２には、上記図
８に示すようなワーク２に対する加工ヘッド４の所定の
高さにおける、加工ヘッド４の傾斜角に対する加工ヘッ
ド４の電極１２とワーク２間の静電容量値に相当するデ
ータが記憶されている。
中心からワーク上面までの距離Ｒとの関係は、ノズル高
さが例えば１.０，１.５，２.０mmのとき、図８に示す
ような関係にある。図６に示す補正用データテーブル
（以下、「補正テーブル」という。）４２には、上記図
８に示すようなワーク２に対する加工ヘッド４の所定の
高さにおける、加工ヘッド４の傾斜角に対する加工ヘッ
ド４の電極１２とワーク２間の静電容量値に相当するデ
ータが記憶されている。
【００１９】そして、本実施例では、上記補正テーブル
４２を用いて、加工ヘッド４の駆動時、補正テーブル４
２に記憶されたデータに基づいて加工ヘッド４のワーク
２に対する高さを制御するものである。この場合には、
ハイトセンサー４４からの出力データに対して、加工ヘ
ッド４を駆動するＮＣ盤側からのトーチ角度情報に基づ
き、補正テーブル４２から零点電圧、ゲイン指令を与え
て加工ヘッド４の昇降駆動を行うサーボモータの高さ制
御信号を得る。なお、トーチ角度情報は、加工ヘッド４
の傾斜角を検出するトランスデューサの信号から得るよ
うにしてもよい。
４２を用いて、加工ヘッド４の駆動時、補正テーブル４
２に記憶されたデータに基づいて加工ヘッド４のワーク
２に対する高さを制御するものである。この場合には、
ハイトセンサー４４からの出力データに対して、加工ヘ
ッド４を駆動するＮＣ盤側からのトーチ角度情報に基づ
き、補正テーブル４２から零点電圧、ゲイン指令を与え
て加工ヘッド４の昇降駆動を行うサーボモータの高さ制
御信号を得る。なお、トーチ角度情報は、加工ヘッド４
の傾斜角を検出するトランスデューサの信号から得るよ
うにしてもよい。
【００２０】この場合のゲイン調整において、θ0、
θ1、θ2での微小高さ変位Δｈに対する電圧変化をΔＶ
0、ΔＶ1、ΔＶ2とする。θ2点でのゲインをＧ0とする
と、
θ1、θ2での微小高さ変位Δｈに対する電圧変化をΔＶ
0、ΔＶ1、ΔＶ2とする。θ2点でのゲインをＧ0とする
と、
【数１】 となるように制御できる。但し、実際のゲインは上式よ
り少し小さくするのがよい。
り少し小さくするのがよい。
【００２１】上記実施例においては補正テーブルを用い
ているが、補正テーブルの代わりに出力電圧と傾斜角の
関係を折れ線状に近似した補正用の電気回路を用い、こ
れによりサーボモータの指令信号を作成し制御してもよ
い。
ているが、補正テーブルの代わりに出力電圧と傾斜角の
関係を折れ線状に近似した補正用の電気回路を用い、こ
れによりサーボモータの指令信号を作成し制御してもよ
い。
【００２２】なお、上述の各実施例においては、レーザ
加工装置に本発明を適用した場合を示したが、本発明は
レーザ加工装置に限られるものではなく、プラズマやガ
ス等を用いる切断加工装置に適用してもよいことは勿論
である。
加工装置に本発明を適用した場合を示したが、本発明は
レーザ加工装置に限られるものではなく、プラズマやガ
ス等を用いる切断加工装置に適用してもよいことは勿論
である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る加
工ヘッドの高さ制御手段及び該制御方法を用いた切断加
工装置によれば、加工ヘッド先端部を電極とし、該電極
とワークとの間の静電容量の変化に基づいてワークに対
する加工ヘッドの高さ制御を行うため、ワークに対して
非接触であるとともに応答性がよく、しかも、加工ヘッ
ドをワークに対して傾斜させても、この傾斜角度に応じ
て加工ヘッドの高さが正確に補正されるため、切断寸法
精度の向上と安定化が図れる。
工ヘッドの高さ制御手段及び該制御方法を用いた切断加
工装置によれば、加工ヘッド先端部を電極とし、該電極
とワークとの間の静電容量の変化に基づいてワークに対
する加工ヘッドの高さ制御を行うため、ワークに対して
非接触であるとともに応答性がよく、しかも、加工ヘッ
ドをワークに対して傾斜させても、この傾斜角度に応じ
て加工ヘッドの高さが正確に補正されるため、切断寸法
精度の向上と安定化が図れる。
【００２４】また、切断加工装置においては、レーザ、
プラズマ、ガス等のワークに作用する位置が正確に一定
の位置に保たれるため、常に安定した加工品質が得られ
るという効果が存する。
プラズマ、ガス等のワークに作用する位置が正確に一定
の位置に保たれるため、常に安定した加工品質が得られ
るという効果が存する。
【図１】本発明の一実施例に係る開先切断用レーザ加工
装置を示す側面図である。
装置を示す側面図である。
【図２】図１の矢印II方向からの矢視図である。
【図３】ダミー電極方式の原理を示す図である。
【図４】高さ制御を示すブロック図である。
【図５】静電容量センサの基本原理を示す回路図であ
る。
る。
【図６】データテーブル方式を示す原理図である。
【図７】トーチ角度と出力電圧の変化の関係を示す図で
ある。
ある。
【図８】開先角度とノズル中心からワークまでの距離の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図９】ノズル中心からワークまでの距離を説明するた
めの図である。
めの図である。
２ ワーク ４ 加工ヘッド １２ 電極（加工ヘッド） １４ ダミーワーク ２４ ダミー電極 ４２ 補正用データテーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 26/02 Ｂ２３Ｋ 26/02 Ｚ 26/06 26/06 Ａ Ｇ０１Ｂ 7/16 Ｇ０１Ｂ 7/22 (56)参考文献 特開 平２−57904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−109888（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−123381（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−39585（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 102 B23K 26/00 - 26/18
Claims (4)
- 【請求項１】 ワークに対して接離駆動可能且つ傾斜駆
動可能に設けられた加工ヘッドの、前記ワークからの高
さを調整する加工ヘッドの高さ制御方法であって、前記
加工ヘッドの先端部を電極とし、前記ワークに対して平
行にダミーワークを設け、このダミーワークに対して接
離駆動可能、且つ前記加工ヘッドの前記ワークに対する
傾斜駆動と同期して同一角度傾斜駆動可能にダミー電極
を設け、前記加工ヘッドの前記ワークに対する駆動時、
前記ダミー電極を前記ダミーワークに対し、前記加工ヘ
ッドの前記ワークに対する接近距離の設定値に駆動し、
前記加工ヘッドを、当該加工ヘッドの前記先端部と前記
ワーク間の静電容量が前記ダミー電極と前記ダミーワー
ク間の静電容量と一致するように、前記ワークに対して
接離駆動することを特徴とする加工ヘッドの高さ制御方
法。 - 【請求項２】 ワークに対して接離駆動可能且つ傾斜駆
動可能に設けられた加工ヘッドの、前記ワークからの高
さを調整する加工ヘッドの高さ制御方法であって、前記
加工ヘッドの先端部を電極とし、前記加工ヘッドの駆動
時に用いる補正用データテーブルを設け、この補正用デ
ータテーブルに、前記ワークに対する前記加工ヘッドの
所定の高さにおける、前記加工ヘッドの傾斜角に対する
前記加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク間の静電容量
値に相当するデータを記憶せしめ、前記加工ヘッドの駆
動時、前記補正用データテーブルに記憶された前記デー
タに基づいて前記加工ヘッドの前記ワークに対する高さ
を制御することを特徴とする加工ヘッドの高さ制御方
法。 - 【請求項３】 ワークに対して相対運動可能に設けら
れ、レーザ、プラズマ又はガスを先端部から前記ワーク
に対して作用させることにより前記ワークの切断を行う
加工ヘッドを備えた切断加工装置において、前記加工ヘ
ッドの前記ワークに対する昇降駆動に、請求項１又は２
記載の加工ヘッドの高さ制御方法を用いたことを特徴と
する切断加工装置。 - 【請求項４】 ワークに対して接離駆動可能且つ傾斜駆
動可能に設けられた加工ヘッドの、前記ワークからの高
さを調整して切断する切断加工装置であって、前記加工
ヘッドの先端部を電極とし、前記ワークに対して平行に
ダミーワークを設け、さらに、前記加工ヘッドを、当該
加工ヘッドの前記先端部と前記ワーク 間の静電容量が前
記ダミー電極と前記ダミーワーク間の静電容量と一致す
るように、前記ワークに対して接離駆動する制御回路を
備えることを特徴とする切断加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274656A JP3105663B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 加工ヘッドの高さ制御方法及び該制御方法を用いた切断加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274656A JP3105663B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 加工ヘッドの高さ制御方法及び該制御方法を用いた切断加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123603A JPH06123603A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3105663B2 true JP3105663B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17544732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04274656A Expired - Fee Related JP3105663B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 加工ヘッドの高さ制御方法及び該制御方法を用いた切断加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105663B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6529887B1 (en) | 1998-07-17 | 2003-03-04 | Agency Of Industrial Science And Technology | Agent learning machine |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008030783B3 (de) * | 2008-06-28 | 2009-08-13 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Laserstrahlschrägschneiden und Laserbearbeitungsmaschine |
| CN103028824A (zh) * | 2011-10-09 | 2013-04-10 | 武汉伊万博格科技有限公司 | 数控坡口切割机 |
| WO2024023985A1 (ja) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | ファナック株式会社 | 数値制御装置および数値制御プログラム |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP04274656A patent/JP3105663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6529887B1 (en) | 1998-07-17 | 2003-03-04 | Agency Of Industrial Science And Technology | Agent learning machine |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06123603A (ja) | 1994-05-06 |
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