JPH0221201A - 加工機械用距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、うず電流式の加工機械用距離検出装置に関
する。

（従来の技術） 各種加工機械では、被加工材料と加工部との間の距離を
検出したい場合がある。例えば、レーザ加工機械におい
ては、被加工材料たる板材と、該板材を熱切断する加工
ヘッドとを有しており、該加工ヘッドには中心線上にレ
ーザビームを通し、かつ、その内部にアシストガスを通
ず加工ノズルが配設されているが、この機械では加工ヘ
ッド（加工ノズル）と被加工材料との間の距離を一定と
するための倣い制御を行うため、被カ■工材料と加工ヘ
ッドとの間の距離を測定づる距離検出センサが必要であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） この必要に応じ、従来より、接触型、非接触型の各種の
ものが提案されているが、これら各種の距離検出＠置に
は、測定範囲、測定精度、寸法、取扱い上の便利さ、耐
久性等について全てを満足さぼるものがない。

この発明は、上記の問題点に鑑みて、加工ヘツドと被加
工材料との間の距離を各種の無加工材料に対して精度良
く測定でき、しかも寸法が小さく、かつ、取扱いが便利
な加工機械用距離検出装置を提供することを目的とづる
。

［発明の構成１ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、レーザ加工機
においてワークと加工ヘッドとの距離を検出する距離検
出装置にして、前記ワークに渦電流を発生させる渦電流
式の距離検出用電気回路に接続した検出用コイルと温度
補償用コイルとを設け、前記加工ヘッドの先端部付近に
取付可能な中空状のコイル保持部材の先端保持部月例に
前記検出用コイルを配置すると共に基部側に温度補償用
コイルを配置して設け、前記コイル保持部材の先９：を
部に、レーザ加工時におけるスパッタや加工部の熟成）
１から前記コイルを保護する保護部を設けて加工機械用
距離検出装置を構成した。

（作用） この発明の加工機械用距離検出装置を採用することによ
り、ノズルと被加工材料との間の距離を各種の材料につ
いて精度よく測定される。

（実施例） 以下、添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はレーザ加工機械の側面図を示している。

図示の如く、レーザ加工機械１は、水平に敷設された固
定のＸＹテーブル３上にワークＷを案内し、このワーク
ＷをレーザビームＬＢで熱切断するものである。

レープビームＬＢはレーザビーム発生装置５で発生され
、強度調整装置７、反ｒＡ鏡９を介して加工ヘッド１１
に案内されでいる。加工ヘッド１１の内部にはレンズ１
３が設けられ、レーザビームＬＢはこのレンズ１３で集
光され、集光位置でワークＷを熱切断する。また、ワー
クＷはクランプ１５で把持されて、切断すべき位置が加
工ヘッド１１の直下に来るように、ＸＹテーブル３上で
水平移動されるようになっている。

クランプ１５は、ワークＷを把持した状態で、ＸＹ軸用
サーボモータで平面Ｘ、Ｙ方向に駆動されるようになっ
ている。加工ヘッド１１は中空形状に形成されてＪ５す
、しかもＺ軸周サーボモータで上下方向に駆動されるよ
うになっている。又、レーザ加工機械１にはＮＣ装置１
７が備えられ、このＮＣ装置１７の操作部にはいわゆる
手動パルス発生器１９が備えられている。

第２図は、前記加工ヘッド１１の下方先端に取付けられ
ろうず電流式の距離検出器（以下、単にセンサと呼ぶ）
２１の一部断面拡大側面図である。

第３図（ａ）は、これを更に拡大して示１断面図である
。

第２図に示すように、センサ２１は、内部に中空状の」
イル保護部材として例えば円錐状の空洞をイｊしＬ部に
フランジ２１ａを有する截頭円錐形状に形成され、加工
ヘッド１１に設けられた円錐状のノズル２３の外側に前
記空洞を合わせる形で取付けられている。コイル保護部
材は截頭円錐形状に形成される以外に、中空な円筒形状
であっても何ら差しつかえない。センサ２１は、グラフ
フィト製の内側部材２１１）と、セラミックス製の外側
部材２１ｃと、内側部材２　ｌ　ｂの外側表面円周上に
設けられた上下２つの溝２１ｄにそれぞれ埋設される上
下２つのコイルＣ＋　、Ｃ２と、これらコイルＣ＋　、
Ｃ２と連結されるケーブル２１ｅとを有して構成されて
いる。ケーブル２１ｅはその表面をテフロン加工され耐
熱性とされている。ケーブル２１ｅの一端にはコネクタ
２１ｆが設けられでいる。コイルＣ１は距離検出用コイ
ルであり、コイルＣ２は温度補償用のコイルである。

センサ２１のフランジ２１ａは、内周面に設けた内ねじ
部を前記加工ヘッド１１本体の下端に設けた外ねじ部と
螺合させる接合用キャップ２５を用いて、加工ヘッド１
１の本体に着脱自在の形で取り付けられるようになって
いる。

距離検出用のコイルＣ１は、測定精度を向上させるため
に下方に位置させるのに対し、コイルＣ２は上記コイル
Ｃ１との相互作用を少なくするため、又センサ２１の下
端直径りを小さくするためその上方に所定の距Ｍｌ）を
置いて配設されている。

すなわち、距離検出用のコイルＣ１と温度補償用のコイ
ルＣ２は、コイル保護部材内に埋め込まれており、外部
へははみ出していない構造となっている。

第３図（ａ）に示すように、グラフフィト製の内側部材
２１１１には、その外表面に、セラミックスコーティン
グ２１ｇが施される。グラファイトは熱伝導性が良好な
割には絶縁性が有るが、この表面にセラミックスコーテ
ィングを行うことにより、絶縁性を更に向上させること
ができる。これにより、コイルＣ＋　、Ｃ２は共に絶縁
されて内側部材２１（１に保持され、両者の温度は略一
定となる。

前記セラミックス製の外側部材２１ｃの下端には前記ノ
ズル２３の下端内方まぐ伸びる底２１ｈが形成されてい
る。この底２１ｈは、レーザ加工時にワークＷ面からの
スパッタを受けるが、セラミックス製であるがため、ス
パッタを溶着さけず、センサ内部、並びに前記ノズル２
３をスパッタから保護することかできる。すなわち、底
２１ｈは保護部としての役目を果すものである。

第３図（ｂ）はセンサ２１の他の実施例を示寸ものであ
る。本例では、セラミックス製の外側部材２１Ｃに底部
を設けることなく、内側部材２１１１の底部に厚めのセ
ラミックスコーティング２１９を施し、かつ、ノズル２
３の先端位置を少し上昇させたものである。

本例によっても、スパッタはセンサ内部やノズル２３の
先端部分に直接触れることがなく、コーテイング膜はセ
ンサ２１及びノズル２３をスパッタや加工部の熟成ＤＩ
から保護することができる。

づなわち、セラミックコーティング２１ｇは保護部とし
ての役目を果すものである。

第３図（ａ）及び第３図（ｂ）に４３いては、外側部材
２１０をセラミックスで作成したが、センサ２１の外側
部材２１Ｃはセラミックス以外の材料、例えばグラファ
イトなどで作ることもできる。ただし、この場合、前記
センサ２１をスパッタないし１１熱から保護するため、
センサ２１の外表面をセラミックスコーティングするの
が望ましい。又、センサ２１の底部は、スパッタから十
分保護されるよう厚めにコーティングされることが望ま
しい。

ざらに、センサ２１の底部にスパッタから十分保護する
ために、金属材からなるノズルチップを着脱交換自在に
設けてワークＷの切断中の輻射熱を遮断するようにして
もよい。

第４図は、センサ２１のブリッジ回路を小している。

該回路２７は、前記コイルＣ１とＣ２と抵抗ＲＲ２とを
点Ｐ１〜Ｐ４で結んだブリッジを基本どして構成されて
いる。点Ｐ＋　、Ｒ３間には交流電源Ｅが接続され、こ
れに、索子Ｒ３、ＶＲ＋ＶＲ２、Ｃぐ構成させるバラン
ス回路が接続されている。これにより、点Ｐ２から、ワ
ークＷと加工へラド１１との間の距離に関連しＩこ電圧
ｅ１が端子Ｔ１に向けＣ出力されるものである。

今、 Ｌｌ・・・検出用コイルＣ１のインピーダンスし２・・
・温度補償用コイルＣ２のインピーダンスＲ＋　、Ｒ２
・・・ブリッジのアーム抵抗ｅＯ・・・電源Ｅの発振゛
電圧 ｄ・・・検出用コイルＣ１とワークＷとの間の距離ａ・
・・検出用コイルＣ１のコイル半径とすると、 ｅ　　＋　　−（Ｌ＋　　／　　（Ｌ＋　　＋１２　　
）−Ｒ＋　／　（Ｒ１−１−Ｒ２）　）　ｅ　。

となり、距ｆｉｄの関数として出力電圧ｅ１が決定する
。ただし、検出用コイルＣ１のインピーダンスＬ１は距
１１１ｄをコイルＣ１の半径ａ′ｃ″除した値ｄ／ａの
関数である。

バランス回路は、点Ｐ＋　、Ｒ３間に並列に設けられる
可変抵抗ＶＲ＋　、ＶＲ２と、一端を点Ｐ２に接続され
（ｌ！！端を前記可変抵抗Ｖ　Ｒ＋　の可変点ＶＰ１に
接続する抵抗Ｒ３と、一端を点Ｐ４に接続し、他端を前
記可変抵抗ＶＲ２の可変点ＶＰ２に接続するコンデンサ
Ｃとで構成されている。可変抵抗ＶＲ＋　、ＶＲ２にお
ける可変点ＶＰ＋　、ＶＰ２は盤面に設けられるボリュ
ームで容易に調整移動可能となっている。

上記構成のバランス回路において、可変抵抗ＶＲ１の可
変点ＶＰ＋　を移動させることにより、ア−ム抵抗Ｒ＋
　、Ｒ２の比を調整することができる。

即ち、可変点ＶＰ＋の移動により、抵抗Ｒ３を抵抗Ｒ１
側に又はＲ２側に並列に接続させるごとぎ等価回路を形
成ＪることがＣぎる。一方、可変抵抗ＶＲ２の可変点Ｖ
Ｐ２を移動させることにより、インピーダンスＬ＋　、
Ｌ２の比を調整することができる。即ち、可変点Ｐ２の
移動により、容量Ｃをインピーダンスし１側に又はＬ２
側に並列に接続させるがごとき等価回路を形成覆ること
ができる。インピーダンスＬ＋　、Ｌ２の比を調整づる
とは、インピーダンスＬ＋　、Ｌ２の巻線の線径を変え
て行なうちのである。

前記バランス回路における可変点ＶＰ＋　、ＶＰ２の移
動による直流的、交流的なバランス調整は相ｎに影響を
与えるので、調整は交互に行なわれる。なＪ）、前記コ
イルＣ１及びＣ２はセンサ２１側に位置１′るが、他の
電気素子は所定の盤内に位置づるものである。

第５図は前記センサ２１の出力ｅｌ　を増幅するための
増幅回路を示す回路図である。

図示の如く、増幅回路２９は、増幅器２９ａと、１１］
ｍ２９ｂ　と、平滑化回路２，９ｃ　ト、ＬＯＧ増幅器
２９ｄと、増幅器２９ｅと、アラーム出力用増幅器２９
ｆと、を有して構成される。

増幅器２９ａは検出電圧ｅｌ　を増幅し、整流回路２９
ｂはこれを整流する。平滑化回路２９ｃはこれを平滑化
し、ＬＯＧ増幅器２９ｄは検出距離ｄに対し出力電圧が
略比例するよう入力電圧を補正する。増幅器２９ｅはこ
れを増幅し増幅電圧ｅ２を端子Ｔ２に向けて出力する。

オ゛−バーはＬ　ＯＧ増幅器２９ｄに入力する電圧を適
正なものに調整するのに使用するものである。

なお、図示の如く端子Ｔ２と、前記増幅器２９ａの出力
端子は、スイッチ２９（１を介してメータ２９ｈに接続
され、該メータ２９ｈは増幅された侵の出力電圧を表示
すると共に前記バランス調整に利用できるようになって
いる。

第６図は前記増幅器２９ｅから出力された電圧Ｃ２を前
記ＮＣ装置１７で利用するために、所定のパルス信号に
変換するパルス制御回路を示しＣいる。

パルス制御回路３１は、汎用のＮＣ装置と接続するため
に、前記電圧ｅ２をそのままパルス信号に変更するのと
は異なって、若干複雑な構成となっている。

パルス制御回路３１は、加算増幅器３１ａと、これに接
続される絶対値増幅回路３１ｂと、方向判別器３１Ｃと
、上限設定器３１ｄ、下限設定器３１ｅと有している。

又、前記絶対値増幅回路３１ｂに接続されるＶ／Ｆ変換
器３１ｆ及び倣い幅設定器３１りとを有しでいる。更に
、Ｖ／Ｆ変換器３Ｎ及び倣い幅設定器３１（＋にはナン
トゲート３１ｈが接続され、これに分周器３１ｉが接続
され、分周器３１１及び方向判別器３１ｃにはナントゲ
ート３１ｊとが接続され−Ｃいる。

入力端子Ｔ３には倣い距１Ｓ１１設定用の標準電圧ｅｓ
が入力される。この４ｉ５準゛市圧ｅｓは、第２図にａ
５いて例えば、ワークＷとセンサ２１との倣い距１ｌＩ
ＩｉｄＳを１．５ｍ＋ｎと設定しようとするとぎ、セン
サ２１が丁度この高さにあるとき出力ザる電圧（例えば
２．５ボルト）を設定でるものＣある。この電圧ｅｓは
、例えばＮＧ装置１７側ぐ設定されるものである。

入力端子Ｔ４　、Ｔ５には倣い制御の上限及び下限距離
に相当する電圧ｅｕ、　ｅｄが設定される。上限及び下
限距離は倣い距゛離ｄｓに対し例えば、±１ｍｍとされ
るものである。

入力端子Ｔ６には倣い範囲を定める電圧ｅｆ／）＜設定
される。倣い範囲は、例えば±１ｍｍであり、ここでは
その絶対値１ｍｌに相当する゛重圧ｅｒ（正の伯〉が設
定されることになる。

前記加算増幅器３１ａは、入力端子Ｔ２及びＴ３から検
出電圧ｅ２と標準電圧ｅＳとを入力し、検出電圧ｅ２の
標ｔｔＩ−電圧ｅｓに対する偏差へ〇を求める。

絶対値増幅回路３１ｂは入力電圧△ｅの絶対値を増幅し
、増幅電圧をＶ／Ｆ変換器３１［及び、倣い上限設定器
３１ｏに出力する。

Ｖ／Ｆ変換器３１［は入力電圧に比例した周波数のパル
ス信号を、２入力端子を有するナンドゲ−ト３１ｈの一
入力端子に出力する。ただし、図示しないが、当該Ｖ／
Ｆ変換器３１ｒには、その内部に入力電圧を制御幅（±
２００μｍ程度）に対応して定められる電圧で規制する
ツェナダイオードが備えられており、入力電圧がこの規
制電圧ｅｍを越える場合には、入力電圧をｅ＋ｉとづ゛
る回路が翁えられている。これは、Ｖ／Ｆ変換器３１［
の感度を良好とし、小さい入力電圧で高密度のパルス信
号を出力できるようにするためであり、出力電圧を所定
のものより大きくしないためＣある。

これについＣの作用は第１１図で詳述する。

前記上限設定器３１（＋の一入力端子は前記入力端子Ｔ
６と接続されＣａ５す、絶対値増幅回路３１ｂの出力が
端子Ｔ６に入力される倣い範囲を定める電圧ｅ［の範囲
にあるとき出力をＯ″とし、電圧ｅ［を越えるとき１″
を出力する。従って、ナントゲート３１ｈは、絶対値増
幅回路３１ｂの出力する電圧が倣い範囲（±１１１ＩＩ
１１）を定める電圧ｅｒ内にあるとぎのみ、所定周波の
パルス信号を分周器３１ｉに出力する。

前記方向判別器３１ｃは、増幅器３１ａから出力される
電圧へ〇の正負符号を検出し、これをナントゲート３１
ｊの一入力端子に与える。一方、ナントゲート３１ｊの
他の一入力端子には、前記分周器３１ｉからの出力パル
ス信号が入力されでいる。そこで、ナントゲート３１ｊ
は方向判別器３１ｃからの正負符号に基づいて分周器３
１１から入力されるパルス・信号に正負の符号をつける
。

第７図は、ナントゲート３１ｊから出力されるパルス信
号Ｐの出力線図を示している。

図示の通り、入力端子Ｔ７へ出力されるパルス信号Ｐは
、標準電圧ｅｓをゼロ点として検出電圧ｅ２　（距ｌｌ
Ｋ！ｄ　）に比例して急勾配で立上がるパルス信号とな
ると共に、前記Ｖ／Ｆ変換器３１「の規制電圧ｅｍに相
当する距離で飽和づる原点（倣い点）Ｏに対して対象的
な線図となっている。数値的には制御幅ＣＤ（１２００
μｍ　＞に対し士ｎ）（１−１ｚ（０：１〜３）程度で
ある。なお、破線は一般のＶ／Ｆ変換器の特性を示すも
のである。

再び第６図において、上限設定器３１ｄは、電圧△ｅと
電圧ｅｕを比較し、上限距離ｄｕを検出し、ワークＷと
加工へラド１１との間の距離が上限ｄｕより大きいとき
ハイレベルとなる信号を端子Ｔ８に出力する。同様に下
限設定器３１ｅは下限距離ｄｄを検出し、加工ヘッド１
１がｄｄより小さいときハイレベルとなる信号を端子Ｔ
９に出力する。

第８図に示すように、ＮＣ装置１７は、主制御部３３と
、ワーク（クランプ）位置制御部３５と、ヘッド高さ制
御部３７ど、パルス信号処理部３９とを有している。

主制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を４してお
り、ＲＯＭ内の制御ブＯグラムに阜いＣ各制御部材に指
令信号を出力する。主制御部３３は各種のインターフェ
イスと接続され、各種の制ＯＩＩを行うが、ここでは、
ワーク位置指令信号Ｓ（Ｘ、Ｙ）と、ヘッド高さの指令
信号５（Ｚ）を出力するだけのものとする。

ワーク位置指令信号Ｓ　（Ｘ、Ｙ）は、ワークＷを所定
形状に切断するために、クランプ１５の平面状での移ｆ
ｊノ軌跡を指令するものである。ヘッド高さ指令信＠５
（Ｚ）は、加工ヘッド１１の高さを固定テーブル３に対
しで指定するもので、一般には、ワークＷに反りが無い
ことを想定して、テーブル３上に載置されたワークＷの
高さにレーザビーム５の焦点が合うようヘッド高さを指
令１゛るものである。この指令信号５（Ｚ）は、ワーク
形状や切断形状に基いて、ワーク水面位置が異なる位置
でその高さが所定のものとなるように、又、ワーク端面
では倣いを停止させ加工ヘッド１１を上昇させるように
指令でるものである。

ワーク位置制御部３５は、指令信＠Ｓ　（Ｘ、Ｙ）を入
力し、所定の補間を行って、Ｘ軸駆動部４１、Ｙ軸駆動
部４３に駆動信号を出力する。駆動部４１．４３はサー
ボアンプで構成され、駆動信号に基いてＸ、ＹＩＮＩサ
ーボモータＭｘ　、Ｍｙを駆動する。モータＭＸ　、ｖ
ｙにはエンコーダＥが取付けられ、移動結果を駆動部４
１．４３に帰還しでいる。これにより、ワークＷ（クラ
ンプ１５）は指令のＸ、Ｙ位置に所定速度で制御される
ことになる。

ヘッド高さ制御部３７は、高さ指令信号５（Ｚ）を入力
し、指令高さＺＯに後述補正値±ΔＺを和し、ヘッド高
さがこの値Ｚ＝Ｚｏ±ΔＺとなるように軸駆動部４５に
駆動信号を出力する。Ｚ軸部動部４５はサーボアンプで
構成され、駆動信号に基いて、Ｚ軸サーボモータＭｚを
駆動する。モータＭ７には、エンコーダＥが取付けられ
移動結果を駆動部４５に帰還している。これにより、加
工ヘッド１１は高さＺ−Ｚｏ±△７に所定速度で制０１
１されることになる。

パルス信号処理部３９は、スイッチ４７を介して、手動
パルス発生器１つ又は１′Ｉへ記パルス制御回路３１と
接続されるようになっている。

手動パルス発生器１９のパルス発生状況を第９図に示す
と共に、パルス制御回路３１のパルス発生状況を第１０
図に示した。

第９図に示づように、手動パルス発生器１９は、その内
部に設けられたエンコーダを手動で回転さＶることによ
り、（ａ　）　　（ｂ　）図に示したように位相が１／
４異なる２相の１ンコ一ダ信号Ｈ△。

ＨＢを生成し、（Ｃ）　　（ｄ　）図に示したような正
逆転の方向付けをされたパルス信号ＰＨを出力する。パ
ルスＰＨの量は回転速度に比例する。なお、パルス信号
処理部３９への入力パルスのパルス周期が３３０μｓｅ
ｃ以下とならないためにリミッタが設けられている。

方、パルス制御回路３１は、第７図に示した如きパルス
信号Ｐを発生する。

パルス信号処理部３９は、手動パルス発生器１９又は、
パルス制御回路３１からパルス信号ＰＨ又はＰを入力す
る。そして、１パルスをμｍに換算して、ヘッド高さの
補正値±ΔＺを前記ヘッド高さ制御部３７に出力する。

この出力は所定時間ΔＴ１例えば、１０ｍ５ｅｃ毎に行
われるが、この場合の補正値ΔＺは、所定時間△Ｔ内に
入力されたパルス信号の積分値に対して行われるもので
ある。ここに、本例では、第７図で示したようにａ」１
］御幅ＣＤに対して高密度のパルス信号Ｐを出力するこ
とができるので、小さな制御幅ＣＤ（±２００μｍ）に
対して十分高密度のパルス信号Ｐが得られることになる
。

今、スイッチ４７が手動パルス発生器１９へ切換えられ
ていると覆る。このスイッチ４７は図示しないモード切
換スイッチに連絡され、手動モードへの切換えに連動し
て切換えられるものである。

そこで、オペレータが手動パルス発生器１９のエンコー
ダを回転させたとする。すると、手動パルス発生器１９
から第９図（Ｃ）、（ｄ）に示したＪ：うな正負符号の
パルス信号ＰＨが出力されることになる。

パルス信号処理部３９は、入力パルスｐＨを単位時間Δ
王で積分し、ヘッド高さの移動指令値上△７を形成し、
ヘッド高さ制御部３７に出力する。

ヘッド高さ制御部３７は、現在手動モードであるので、
指令化ＭＳ（Ｚ）は入力されていない。従って、ヘッド
高さ制御部３７は、パルス信号処理部３９から入力した
移動指令値±ΔＺをそのままＺ軸駆動部４５へ出力づる
。Ｚ＠駆動部４５は、入力された駆動信号に基いて、サ
ーボモータＭＺを移動覆土△Ｚに相当する分だけ駆動す
る。

次にスイッチ４７が、パルス制御回路３１側へ切換えら
れているとげる。この切、換えはモード切換スイッチと
連動して行われるものである。

ヘッド高さ制御部３７には、主制御部３３から指令信号
Ｚｏが入力されている。センサ２１は、ワークＷと加工
ヘッド１１との間の距離ｄに基いて第４図に示した電圧
ｅ１を出力し、パルス制御回路３１はこの電圧ｅ１と標
準電圧ｅｓとの差に基いて第７図に示したパルス信号Ｐ
を出力する。標準電圧ｅｓは標準距１１１ｄｓに対応し
て予め設定されているものである。標準パルス信号処理
部３つはこのパルス信号Ｐに基いて補正値上△Ｚを演締
する。

演算内容は手動パルス発生器１９からパルス信号ＰＨを
入力したときと同様である。

加工開始に際し加工ヘッド１１は、始め、相当上方位置
にあり、比較的速い速度でその高さＺを低くしワークＷ
の表面に近づくが、ＮＣ装置１７は第６図に示した端子
Ｔ８と接続されており、上限距１１１ｄｕから速度を落
し、以下の倣い制御を開始する。

パルス制御回路３１、パルス信号処理部３つ、ヘッド高
さ制御部３７は、偏差吊上△Ｚを受け、加工ヘッド１１
とワークＷとの距離を常時標準距［ｄｓに保つように作
用する。

第７図及び第１０図に示すように、パルス制御回路３１
から出力されるパルス信号Ｐは、制御幅ＣＤに関して距
離差に比例すると共に、この範囲を越えると一定値とな
るが、フィードバックの性質上、フィードバック特性に
なんらの無理はない。

第１１図に、加工ヘッド１１が、ワークＷ上を図にＪ３
いて右方向へ移動する例を示した。

加工ヘッド１１は、常時ワークＷとの間の距離を例えば
１．５ｍｍに保とうとする。

ところが、ワークＷは充分に平滑でなく、また、図左方
に示Ｊように穴４９を有したり、図の中央部分に示づよ
うに形状部分５１を有する場合もある。

ここに、本例では、第３図（ａ）ｉｂ）に示すように、
センサ２１の底（ないし加工ヘッド１１の底）部の直径
りを極力小さくするよう、温度補償用のコイルＣ２を検
出用コイルＣ＋の上方に位置させている。従って、本例
では、センサ２１の底部がワークＷと干渉することがな
く傾斜Ｏが大きな形状部分の加工を行うことができる。

しかも、このとき、第７図に示したように、パルス信号
Ｐの密度を十分高くしているので、パルス制御回路３１
は傾斜θに基づくパルス信号処理部３９へのパルス帰還
聞の遅れを補い、加工ヘッド１１を傾斜θに迅速に追従
させることができる。

又、ワークＷに穴４９があると、センサ２１はこの穴４
９の下方のテーブル位置を検出し、加工ヘッド１１を穴
４つの下方へ沈める恐れがある。

しかし、本例では、第６図に示したように下限設定器３
１ｅ（！−設け、センサ２１が下限距離を検出したとき
、端子Ｔ９を介してその旨をＮＣ装冒１７に連絡するよ
うにしているので、ＮＣ装置１７は、この穴４９部分に
ついては、ＩＪ０エヘット１１を倣い制御せず、ヘッド
高さをそのままとして穴４９部分を通過するが如く制御
することができる。

更に、第１１図において右方に示すように、加工ヘッド
１１はワークＷの端面に差しかかり、加工ヘッド１１を
ワークＷの端面から落してしまう恐れがある。しかし、
本例では、前記下限設定器３１ｅが下限距離ｄｄを検出
したとき、端子Ｔ９を介してその旨ＮＣ装置１７へ連絡
し、ＮＣ装置はこれに基いて作業を一時中所する等処理
できるようにしている。なＣ３、下限設定器３１ｅが、
下限距因１を検出したときに、それが穴４９であるか、
端面であるかの判断は、ワークの形状及び加工データ等
から容易に判断できるものである。

〔発明の効果１ 以上の通り、この発明に係る距離検出装置によれば、ノ
ズルと被加工材料との間の距離を各種の材わ１について
精度良＜　１ｌｌ１１定でき、しかも寸法が小ざく、か
つ、取扱いが便利である。

加工ヘッドの先端部付近に検出コイルと温度補償コイル
からなるセンサを配置して設けたことにより、被加工材
の凹凸や３次元形状であっても加工ヘッドの干渉動作範
囲は少くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ加工機械の側面図、第２図は上記レーザ
加工機械のヘッド部分の拡大説明図、第３図（ａ）及び
第３図（ｂ）はうず電流式のセンナの断面説明図、第４
図はセンサの検出信号を処理するブリッジ回路の回路図
、第５図は、増幅回路のブロック図、第６図はパルス制
御回路のブロック図、第７図は出力パルス（ｇ号の特性
を示す線図、第８図はＮＣ装置のブロック図、第９図（
ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）　。 （ｄ）は手動パルス発生器のエンコーダ信号の説明図、
第１０図（ａ）ｉｂ）はパルス制御回路のパルス信号出
力状態の説明図、第１１図は加工ヘッドとワークとの位
置関係を示Ｊ説明図である。 １・・・レーザ加工機械　１１・・・加工ヘッド１７・
・・ＮＣ装置　　　　２１・・・センサ２３・・・ノズ
ル　　　　　２７・・・ブリッジ回路２９・・・増幅回
路　　　　３１・・・パルス制御回路Ｗ・・・ワーク　
　　　　　Ｐ・・・パルス信号Ｃ＋　・・・検出用コイ
ル　　Ｃ２・・・温度補償用コイル代理人　弁理士　　
三　好　保　男 １・・・レーザ加工機械 １７・・・ＮＧ装置 ２３・・・ノズル ２９・・・増幅回路 Ｗ・・・ワーク Ｃ１・・・検出用コイル １１・・・加工ヘッド ２１・・・センサ ２７・・・ブリッジ回路 ３１・・・パルスｌｌｌ１１１回路 Ｐ・・・パルス信号 Ｃ２・・・１度補償用コイル ＊３図（ａ） 第３図（ｂ） 第４図 第１図 第２図 １１！５図 第６２ 第７１！ｉｌ！ 、４７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ加工機においてワークと加工ヘッドとの距離を検
   出する距離検出装置にして、前記ワークに渦電流を発生
   させる渦電流式の距離検出用電気回路に接続した検出用
   コイルと温度補償用コイルとを設け、前記加工ヘッドの
   先端部付近に取付可能な中空状のコイル保持部材の先端
   保持部材側に前記検出用コイルを配置すると共に基部側
   に温度補償用コイルを配置して設け、前記コイル保持部
   材の先端部に、レーザ加工時におけるスパッタや加工部
   の熱放射から前記コイルを保護する保護部を設けてなる
   ことを特徴とする加工機械用距離検出装置。