JP3378062B2 - Calibration method for height sensor of laser beam machine - Google Patents
Calibration method for height sensor of laser beam machineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機のハイ
トセンサの較正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工機によって、被加工物の切断
または溶接をする場合には、レーザビームの焦点が、被
加工物の所定の位置にくるようにすることが必要であ
る。レーザビームの焦点は、通常、固定焦点で、加工ヘ
ッドのノズルの先端から一定の距離にある。従って、図
３のように、ノズル１の先端付近に例えば被加工物との
距離によって静電容量の変化するハイトセンサ３を設
け、センサ制御部５によってセンサと被加工物との距離
に比例した出力を得、ＮＣ制御部７、サーボ制御部９等
によって加工ヘッドの駆動モータを制御し、Ｚ軸の先端
にあるノズルが所定位置になるように制御している。
【０００３】ハイトセンサは、これを交換した場合や、
ノズル径や形状の違ったものを使用した場合には、特性
が異なってくるので、較正が必要になる。
【０００４】次に、前図３によって従来の較正方法を説
明する。まず、ＮＣ制御部によってＺ軸を操作し、加工
ヘッドのノズルの先端をその下方のＰ1 点まで、比較的
早い速度Ｖh で下降させ、そこから、ステンレス等の金
属板からなる較正点Ｐ2 まで、比較的遅い速度Ｖl で、
ノズルの先端が較正点Ｐ2 に接触するまで下降させる。
ノズルが較正点Ｐ2 に接触すると、接触検出器１１の検
出信号によってノズルは下降を停止する。
【０００５】次に、この較正点Ｐ2 を基準にして、ＮＣ
制御部によりＺ軸を操作し、ノズルを一定距離ごと上昇
させ，ハイトセンサの出力を測定し、センサの較正を行
なう。この操作は手動でも自動でも行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ハイトセンサの較正
は、従来、前記のようにして行われているが、ノズルの
先端と較正点Ｐ2 の接触不良が発生すると、ノズルはそ
のまま下降を続け、Ｚ軸の駆動装置の過負荷検出装置の
アラーム信号等によって停止する。このようになると、
較正のやり直しに無駄な時間を要し、また、ノズル等が
変形する恐れがあり、そのまま使用すれば、不良加工等
の原因になる。
【０００７】この発明は、このような問題に着目してな
されたもので、較正点の接触不良によってＺ軸の駆動装
置が過負荷になる前に、接触不良を検知し所定の操作を
行い、較正時間の短縮を図ると共に、ノズルの変形等の
生じないレーザ加工機のハイトセンサの較正方法を提供
することを目的とする。
【０００８】
【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、被加工物の較正点
の上方の所定高さ位置から前記較正点に近接した第１の
位置までレーザ加工機のノズルを高速で下降し、この第
１の位置から前記較正点まで前記ノズルを低速で下降し
て当該ノズルの先端を前記較正点に接触し、この接触し
た位置から前記ノズルを一定距離ごと上昇させ、前記ノ
ズルに備えたセンサの出力を測定して前記センサの較正
を行うレーザ加工機のハイトセンサの較正方法におい
て、前記ノズルの先端が前記較正点に下降したときに接
触信号異常検出タイマをスタートし、当該タイマの設定
時間内に接触信号があったときには前記ノズルの下降を
停止し、当該ノズルを一定距離ごと上昇して較正を行
い、前記タイマの前記設定時間内に接触信号がなかった
ときには少なくとも前記第１の位置より上方に前記ノズ
ルを上昇させると共にＸ，Ｙ軸方向に僅かに移動し、再
度前記ノズルを下降して前記被加工物に接触し、前記タ
イマの設定時間内に接触信号があったか否かを判断する
ことを繰り返し、この繰り返し回数がリトライカウンタ
に予め設定した設定数を越えたときには較正作業を停止
するレーザ加工機のハイトセンサの較成方法である。
【０００９】
【作用】このように構成されているので、ノズルと較正
点の接触信号がタイマの設定時間内にあれば、従来どお
り、ノズルを一定距離ごと上昇させてセンサの出力を測
定し、センサの較正を行う。接触信号がタイマの設定時
間内にない場合は、リトライカウンタの設定数内であれ
ば、ノズルの位置（Ｘ、Ｙ軸）をずらせてリトライ（繰
返し操作）する。リトライによって接触信号が設定時間
内にあれば、前記のようにしてセンサの較正を行う。こ
のリトライ回数が、リトライカウンタの設定回数以上に
なれば、センサに異常があるものと判断して、センサの
較正作業を停止する。
【００１０】
【実施例】次に、この発明の実施例について、図面によ
って説明する。図１はこの発明の実施に必要な機器の説
明図である。前述の図３と異なる所は、接触信号異常検
出タイマ１３とリトライカウンタ１５を設けたことであ
る。接触信号異常検出タイマ１３は、ハイトセンサの較
正において、ノズル１の先端が較正点Ｐ2 に下がった時
スタートし、設定時間後に動作信号を出力するものであ
る。また、リトライカウンタ１５は、較正の繰り返し回
数をカウントし、設定数以上になった場合に、動作信号
を出力するものである。接触信号異常検出タイマおよび
リトライカウンタは共に、ＮＣ制御部の機能を利用して
構成することもできる。
【００１１】次に、図２のフローチャートによって較正
方法を説明する。
【００１２】ステップ１、２で、ノズル１を所定位置Ｐ
1 点まで比較的早い速度Ｖh で下降させる。
【００１３】ステップ３、４で、ノズル１をＰ1 点から
較正点Ｐ2 へＶh より低い速度Ｖlで下降させる。
【００１４】ステップ５で、接触信号異常検出タイマ１
３をスタートさせる。
【００１５】ステップ６で、ノズル１と較正点Ｐ2 の接
触信号が設定時間内にあったか否かの判断をする。あれ
ばステップ７へ、なければステップ８へ進む。
【００１６】ステップ７でノズル１の下降を止め、一定
距離ごと上昇させ、センサの出力を測定し、センサの較
正を行う。
【００１７】ステップ８でノズル１の下降を止め、リト
ライカウンタ１５の積算回数が設定数内か否かの判断を
する。設定数内であればステップ９へ、設定数外であれ
ばステップ１０へ進む。
【００１８】ステップ９でノズル１をＰ1 点より上に上
昇させる。
【００１９】ステップ１１でノズル１のＸ、Ｙ軸の位置
を僅かに移動し、ステップ１へ戻り、ステップ９までの
操作を繰り返す。
【００２０】ステップ１０では、較正装置の不良と判断
し較正作業を停止する。
【００２１】このように較正作業を行うので、従来のよ
うな過負荷によるＮＣ装置の停止やノズルの変形等がな
くなる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明は特許請求の範囲に記載の構成を備えているので、
従来のようにハイトセンサの較正装置に不具合があって
も、ノズルを移動させるＺ軸の駆動装置が過負荷になる
ことがなく、従って、過負荷によるＮＣ装置の停止等の
中断がないため、較正時間の短縮を図ることができる。
また、較正装置の不具合による従来のようなノズルの変
形等もない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calibrating a height sensor of a laser processing machine. [0002] When a workpiece is cut or welded by a laser beam machine, it is necessary that the focal point of the laser beam be at a predetermined position of the workpiece. The focal point of the laser beam is usually a fixed focal point and is at a certain distance from the tip of the nozzle of the processing head. Therefore, as shown in FIG. 3, for example, a height sensor 3 whose capacitance changes depending on the distance to the workpiece is provided near the tip of the nozzle 1, and is proportional to the distance between the sensor and the workpiece by the sensor control unit 5. The output is obtained, and the drive motor of the machining head is controlled by the NC control unit 7, the servo control unit 9, etc., so that the nozzle at the tip of the Z axis is controlled to a predetermined position. The height sensor can be used when it is replaced,
When using nozzles with different nozzle diameters or shapes, the characteristics will be different and calibration is required. Next, a conventional calibration method will be described with reference to FIG. First, the Z-axis is operated by the NC control unit, and the tip of the nozzle of the machining head is lowered to the lower point P1 at a relatively high speed Vh, and from there to a calibration point P2 made of a metal plate such as stainless steel. At a relatively slow speed Vl
The nozzle tip is lowered until it contacts the calibration point P2.
When the nozzle contacts the calibration point P2, the nozzle stops descending by the detection signal of the contact detector 11. Next, with reference to this calibration point P2, NC
The Z-axis is operated by the control unit, the nozzle is raised by a certain distance, the output of the height sensor is measured, and the sensor is calibrated. This operation can be performed manually or automatically. The height sensor is conventionally calibrated as described above. However, when a contact failure between the tip of the nozzle and the calibration point P2 occurs, the nozzle is lowered as it is. Subsequently, the operation is stopped by an alarm signal of the overload detection device of the Z-axis drive device. When this happens,
It takes time to recalibrate, and there is a possibility that the nozzle and the like may be deformed. If it is used as it is, it may cause defective machining. The present invention has been made paying attention to such a problem. Before the Z-axis drive device is overloaded due to a poor contact at the calibration point, the poor contact is detected and a predetermined operation is performed. It is an object of the present invention to provide a method for calibrating a height sensor of a laser beam machine that reduces the calibration time and does not cause nozzle deformation. The present invention is as described above.
In view of conventional problems, the calibration point of the work piece
A first position close to the calibration point from a predetermined height position above
Lower the nozzle of the laser processing machine to the position at high speed,
Lower the nozzle at a low speed from position 1 to the calibration point
The tip of the nozzle in contact with the calibration point.
The nozzle is raised at a certain distance from the position, and the nozzle
Calibrate the sensor by measuring the output of the sensor
The calibration method of the height sensor of the laser processing machine
When the tip of the nozzle is lowered to the calibration point,
Start the tactile signal abnormality detection timer and set the timer
If there is a contact signal within the time,
Stop and raise the nozzle by a certain distance for calibration.
No contact signal within the set time of the timer
Sometimes at least the nose above the first position
And move it slightly in the X and Y axis directions.
The nozzle is lowered to contact the workpiece,
Determine whether there was a contact signal within the set time
Repeat this and the number of repetitions
Calibration work is stopped when the preset number exceeds
This is a method for comparing the height sensor of a laser beam machine. Since it is configured in this way, if the contact signal between the nozzle and the calibration point is within the set time of the timer, the output of the sensor is measured by raising the nozzle by a certain distance, as in the past, Calibrate the sensor. If the contact signal is not within the set time of the timer, if the number is within the set number of the retry counter, the nozzle position (X, Y axis) is shifted and the retry is performed (repeated operation). If the contact signal is within the set time due to the retry, the sensor is calibrated as described above. If the number of retries is equal to or greater than the set number of retry counters, it is determined that the sensor is abnormal, and the sensor calibration operation is stopped. Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of equipment necessary for carrying out the present invention. The difference from FIG. 3 described above is that a contact signal abnormality detection timer 13 and a retry counter 15 are provided. The contact signal abnormality detection timer 13 starts when the tip of the nozzle 1 is lowered to the calibration point P2 in the height sensor calibration, and outputs an operation signal after a set time. The retry counter 15 counts the number of times the calibration is repeated, and outputs an operation signal when the number exceeds the set number. Both the contact signal abnormality detection timer and the retry counter can be configured using the function of the NC control unit. Next, the calibration method will be described with reference to the flowchart of FIG. In steps 1 and 2, the nozzle 1 is moved to a predetermined position P.
Decrease to 1 point at relatively fast speed Vh. In steps 3 and 4, the nozzle 1 is lowered from the point P1 to the calibration point P2 at a speed Vl lower than Vh. In step 5, the contact signal abnormality detection timer 1
Start 3 In step 6, it is determined whether the contact signal between the nozzle 1 and the calibration point P2 is within the set time. If yes, go to Step 7, otherwise go to Step 8. In step 7, the lowering of the nozzle 1 is stopped, the nozzle 1 is raised at a certain distance, the output of the sensor is measured, and the sensor is calibrated. In step 8, the lowering of the nozzle 1 is stopped, and it is determined whether the number of integrations of the retry counter 15 is within the set number. If it is within the set number, the process proceeds to step 9; In step 9, the nozzle 1 is raised above the point P1. In step 11, the X and Y axis positions of the nozzle 1 are slightly moved, the process returns to step 1, and the operations up to step 9 are repeated. In step 10, it is determined that the calibration apparatus is defective, and the calibration operation is stopped. Since the calibration operation is performed in this way, the NC apparatus is not stopped or the nozzle is not deformed due to overload as in the prior art. As can be understood from the above description, since the present invention has the structure described in the claims,
Even if there is a problem with the height sensor calibration device as in the past, the Z-axis drive device that moves the nozzle will not be overloaded, and therefore there will be no interruption such as stoppage of the NC device due to overload, Calibration time can be shortened.
Further, there is no nozzle deformation or the like due to a malfunction of the calibration device.
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のハイトセンサの較正装置の説明図で
ある。
【図２】この発明のハイトセンサの較正方法のフローチ
ャートである。
【図３】従来のハイトセンサの較正装置および較正方法
の説明図である。
【符号の説明】
１ ノズル（電極）
３ ハイトセンサ
５ センサ制御部
７ ＮＣ制御部
９ サーボ制御部
１１ 接触検出器
１３ 接触信号異常検出タイマ
１５ リトライカウンタ
Ｐ1 ノズルの下方の所定位置
Ｐ2 較正点BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of a height sensor calibration apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a height sensor calibration method according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional height sensor calibration apparatus and calibration method; [Explanation of Symbols] 1 Nozzle (electrode) 3 Height sensor 5 Sensor control unit 7 NC control unit 9 Servo control unit 11 Contact detector 13 Contact signal abnormality detection timer 15 Retry counter P1 Predetermined position P2 below the nozzle Calibration point
Claims (1)
高さ位置から前記較正点（Ｐ２）に近接した第１の位置
（Ｐ１）までレーザ加工機のノズル（１）を高速で下降
し、この第１の位置（Ｐ１）から前記較正点（Ｐ２）ま
で前記ノズル（１）を低速で下降して当該ノズル（１）
の先端を前記較正点（Ｐ２）に接触し、この接触した位
置から前記ノズル（１）を一定距離ごと上昇させ、前記
ノズル（１）に備えたセンサ（３）の出力を測定して前
記センサ（３）の較正を行うレーザ加工機のハイトセン
サの較正方法において、前記ノズル（１）の先端が前記
較正点（Ｐ２）に下降したときに接触信号異常検出タイ
マ（１３）をスタートし、当該タイマ（１３）の設定時
間内に接触信号があったときには前記ノズル（１）の下
降を停止し、当該ノズル（１）を一定距離ごと上昇して
較正を行い、前記タイマ（１３）の前記設定時間内に接
触信号がなかったときには少なくとも前記第１の位置
（Ｐ１）より上方に前記ノズル（１）を上昇させると共
にＸ，Ｙ軸方向に僅かに移動し、再度前記ノズル（１）
を下降して前記被加工物に接触し、前記タイマ（１３）
の設定時間内に接触信号があったか否かを判断すること
を繰り返し、この繰り返し回数がリトライカウンタ（１
５）に予め設定した設定数を越えたときには較正作業を
停止することを特徴とするレーザ加工機のハイトセンサ
の較成方法。(57) [Claims] [Claim 1] Predetermined above the workpiece calibration point (P2)
A first position close to the calibration point (P2) from a height position
Lower the nozzle (1) of the laser processing machine at high speed until (P1)
Then, from this first position (P1) to the calibration point (P2)
The nozzle (1) is lowered at a low speed and the nozzle (1)
The tip of the touching point to the calibration point (P2)
The nozzle (1) is lifted from the position by a certain distance,
Before measuring the output of the sensor (3) in the nozzle (1)
Heitsen, a laser processing machine that calibrates the sensor (3)
In the calibration method, the tip of the nozzle (1) is
Contact signal abnormality detection tie when lowered to calibration point (P2)
Start the timer (13) and set the timer (13)
When there is a contact signal in the middle, below the nozzle (1)
Stop descending and raise the nozzle (1) by a certain distance
Perform calibration and connect within the set time of the timer (13).
When there is no tactile signal, at least the first position
When the nozzle (1) is raised above (P1),
Slightly moved in the X and Y axis directions, and again the nozzle (1)
Down and contact the workpiece, the timer (13)
To determine if there was a contact signal within the set time
The number of repetitions is the retry counter (1
5) When the preset number set in 5) is exceeded, perform calibration work.
A method of comparing a height sensor of a laser beam machine characterized by stopping .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795593A JP3378062B2 (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Calibration method for height sensor of laser beam machine |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795593A JP3378062B2 (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Calibration method for height sensor of laser beam machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136786A JPH07136786A (en) | 1995-05-30 |
| JP3378062B2 true JP3378062B2 (en) | 2003-02-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP28795593A Expired - Fee Related JP3378062B2 (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Calibration method for height sensor of laser beam machine |
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1993
- 1993-11-17 JP JP28795593A patent/JP3378062B2/en not_active Expired - Fee Related
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