JPH02280984A - レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式 - Google Patents
レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式Info
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- JPH02280984A JPH02280984A JP1099139A JP9913989A JPH02280984A JP H02280984 A JPH02280984 A JP H02280984A JP 1099139 A JP1099139 A JP 1099139A JP 9913989 A JP9913989 A JP 9913989A JP H02280984 A JPH02280984 A JP H02280984A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 44
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はノズルに設けられたギャップ検出器の検出信号
を補正するレーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式に
関し、特にワークの材質や表面状態の相違、及び検出器
の経年変化、ドリフト等に起因する検出信号のレベル変
化を自動的に補正可能なレーザ加工機用ギャップ検出器
の補正方式に関、する。
を補正するレーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式に
関し、特にワークの材質や表面状態の相違、及び検出器
の経年変化、ドリフト等に起因する検出信号のレベル変
化を自動的に補正可能なレーザ加工機用ギャップ検出器
の補正方式に関、する。
〔従来の技術］
レーザ加工機はレーザ光を集光レンズ等によって集光し
てワークの一点に照射し、照射した部分を加熱して加工
を行う。非常に小さいスポットに絞って照射した部分を
蒸発させることによってピアシングや切断加工を行い、
また焦点を僅かにずらしてスポット径を広げ、ワークを
溶融状態にして溶接を行う。したがって、実際の加工で
はワークの反り等によってワーク上のスポット径が変化
しないようにすることが必要であり、加工プログラムを
実行しながら、同時にノズルとワークとの距離を一定に
保つギャップ制御を行っている。通常、ギャップ制御で
はノズルにギャップ検出器を設けており、ギャップ検出
器としては、検出信号の絶対量の変化によって距離を測
定する反射光量式や渦電流式の非接触型距離検出器が多
く使用される。
てワークの一点に照射し、照射した部分を加熱して加工
を行う。非常に小さいスポットに絞って照射した部分を
蒸発させることによってピアシングや切断加工を行い、
また焦点を僅かにずらしてスポット径を広げ、ワークを
溶融状態にして溶接を行う。したがって、実際の加工で
はワークの反り等によってワーク上のスポット径が変化
しないようにすることが必要であり、加工プログラムを
実行しながら、同時にノズルとワークとの距離を一定に
保つギャップ制御を行っている。通常、ギャップ制御で
はノズルにギャップ検出器を設けており、ギャップ検出
器としては、検出信号の絶対量の変化によって距離を測
定する反射光量式や渦電流式の非接触型距離検出器が多
く使用される。
一方、この種の距離検出器は測定対象物の材質や表面状
態の違いによって検出信号のレベルが変化してしまうた
め、例えば予めいくつかの補正値を設けておき、加工時
にオペレータが適当な補正値を選択している。
態の違いによって検出信号のレベルが変化してしまうた
め、例えば予めいくつかの補正値を設けておき、加工時
にオペレータが適当な補正値を選択している。
しかし、ワークの材質を換える毎に補正値を切り換えな
ければならない。また、距離検出器の経年変化やドリフ
トによっても検出信号のレベルが変化してしまうので、
正確な検出をすることが困難である。
ければならない。また、距離検出器の経年変化やドリフ
トによっても検出信号のレベルが変化してしまうので、
正確な検出をすることが困難である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ワ
ークの材質や表面状態の相違、及び検出器の経年変化や
ドリフト等に起因するギャップ検出器の検出信号のレベ
ル変化を自動的に補正可能なレーザ加工機用ギャップ検
出器の補正方式を提供することを目的とする。
ークの材質や表面状態の相違、及び検出器の経年変化や
ドリフト等に起因するギャップ検出器の検出信号のレベ
ル変化を自動的に補正可能なレーザ加工機用ギャップ検
出器の補正方式を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、ノズルとワーク
とのギャップ量を一定に保つギャップ制御を行うために
、前記ノズルに設けられたギャップ検出器の検出信号を
補正するレーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式にお
いて、前記ノズルを第１の位置で停止し、ギャップ制御
を中断し、前記第１の位置で前記ギャップ検出器から第
１の検出信号を読み取り、前記ノズルの位置制御手段に
所定の移動指令を指令して、前記ノズルを前記第１の位
置からギャップ方向に一定の移動距離だけ移動した第２
の位置に位置決めし、前記第２の位置で前記ギャップ検
出器から第２の検出信号を読み取り、前記一定の移動距
離と前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とから所
定の補正係数を求め、以降、前記ギャップ検出器からの
検出信号を前記所定の補正係数で補正し、ギー？’／プ
制御を開始することを特徴とするレーザ加工機用ギャッ
プ検出器の補正方式が提供される。
とのギャップ量を一定に保つギャップ制御を行うために
、前記ノズルに設けられたギャップ検出器の検出信号を
補正するレーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式にお
いて、前記ノズルを第１の位置で停止し、ギャップ制御
を中断し、前記第１の位置で前記ギャップ検出器から第
１の検出信号を読み取り、前記ノズルの位置制御手段に
所定の移動指令を指令して、前記ノズルを前記第１の位
置からギャップ方向に一定の移動距離だけ移動した第２
の位置に位置決めし、前記第２の位置で前記ギャップ検
出器から第２の検出信号を読み取り、前記一定の移動距
離と前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とから所
定の補正係数を求め、以降、前記ギャップ検出器からの
検出信号を前記所定の補正係数で補正し、ギー？’／プ
制御を開始することを特徴とするレーザ加工機用ギャッ
プ検出器の補正方式が提供される。
一旦ギャップ制御を中断し、位置制御手段によりノズル
をギャップ方向に一定距離移動すると共に、移動前及び
移動後の位置でそれぞれギャップ検出器から検出信号を
読み取る。位置制御手段ではフィードバック制御により
一定距離の位置決めが正確に行われるので、この値を基
準にして検出信号の変化量と比較し、補正係数を求め、
以降はこの補正係数で検出信号を補正してギャップ制御
を開始する。
をギャップ方向に一定距離移動すると共に、移動前及び
移動後の位置でそれぞれギャップ検出器から検出信号を
読み取る。位置制御手段ではフィードバック制御により
一定距離の位置決めが正確に行われるので、この値を基
準にして検出信号の変化量と比較し、補正係数を求め、
以降はこの補正係数で検出信号を補正してギャップ制御
を開始する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明を実施するためのレーザ加工機のハード
ウェアの概略構成図である。図において、プロセッサ１
１はバス１０を介してＲＯＭ１２Ｈに格納されているシ
ステムプログラムを読みだし、これに従って制御装置１
の全体の動作を制御する。
ウェアの概略構成図である。図において、プロセッサ１
１はバス１０を介してＲＯＭ１２Ｈに格納されているシ
ステムプログラムを読みだし、これに従って制御装置１
の全体の動作を制御する。
ＲＡＭ１２ｂはＤＲＡＭであり、−時的な計算データを
格納する。不揮発性メモ！Ｊ１２ｃは図示されないバッ
テリでバックアップされており、加工プログラムや各種
のパラメータを格納する。
格納する。不揮発性メモ！Ｊ１２ｃは図示されないバッ
テリでバックアップされており、加工プログラムや各種
のパラメータを格納する。
プロセッサ１１はレーザ出力指令をインターフェース１
３を介してレーザ発振器２に指令し、これに基づいてレ
ーザ発振器２がレーザ光３を出力する。レーザ光３は集
光レンズ４で集光されてノズル５からテーブル６に固定
されたワーク７に照射される。
３を介してレーザ発振器２に指令し、これに基づいてレ
ーザ発振器２がレーザ光３を出力する。レーザ光３は集
光レンズ４で集光されてノズル５からテーブル６に固定
されたワーク７に照射される。
ギャップ検出器８は反射光量式の距離検出器であり、発
光ダイオードあるいは半導体レーザによって光８ａをワ
ーク７の表面に投射し、反射光８ｂをフォトダイオード
等の光電変換素子で受光してギャップ量に応じてレベル
の変化する検出信号を出力する。
光ダイオードあるいは半導体レーザによって光８ａをワ
ーク７の表面に投射し、反射光８ｂをフォトダイオード
等の光電変換素子で受光してギャップ量に応じてレベル
の変化する検出信号を出力する。
検出信号はＡ／Ｄ変換器１４によってディジタルな値に
変換される。プロセッサ１１はこれをバス１０を介して
読み込み、まず、後述する補正方式によってワーク７の
材質や表面状態の相違、及びギャップ検出器８の経年変
化やドリフト等に起因するレベル変化分を補正する補正
係数を求める。
変換される。プロセッサ１１はこれをバス１０を介して
読み込み、まず、後述する補正方式によってワーク７の
材質や表面状態の相違、及びギャップ検出器８の経年変
化やドリフト等に起因するレベル変化分を補正する補正
係数を求める。
補正係数を求めた後は、距離検出器８からの検出信号を
この補正係数で補正してノズル５とワーク７とのギャッ
プ量を求め、さらにこのギャップ量を基準値と比較して
偏差量を求め、偏差量に比例した速度指令をサーボアン
プ１５に指令する。
この補正係数で補正してノズル５とワーク７とのギャッ
プ量を求め、さらにこのギャップ量を基準値と比較して
偏差量を求め、偏差量に比例した速度指令をサーボアン
プ１５に指令する。
サーボアンプ１５は内部にＤ／Ａ変換器を内蔵しており
、速度指令をアナログ値に変換した後、増幅してサーボ
モータ９を駆動する。サーボモータ９が駆動されること
により、ノズル５が２軸方向に移動する。なお、この他
にテーブル６をＸ軸方向、及び紙面に垂直なＹ軸方向に
制御するサーボ系があり、これらは加工プログラムの軸
移動指令に従って制御されるが、本図ではこれらを省略
しである。
、速度指令をアナログ値に変換した後、増幅してサーボ
モータ９を駆動する。サーボモータ９が駆動されること
により、ノズル５が２軸方向に移動する。なお、この他
にテーブル６をＸ軸方向、及び紙面に垂直なＹ軸方向に
制御するサーボ系があり、これらは加工プログラムの軸
移動指令に従って制御されるが、本図ではこれらを省略
しである。
サーボモータ９にはパルスコーダ９１が取りつけられて
おり、サーボモータ９が所定角度回転する毎にパルス信
号を発生する。このパルス信号はサーボアンプ１５にフ
ィードバック信号として人力される。
おり、サーボモータ９が所定角度回転する毎にパルス信
号を発生する。このパルス信号はサーボアンプ１５にフ
ィードバック信号として人力される。
この結果、ノズル５は基本的には加工プログラムに従っ
た移動を行いながら、ギャップ制御によりワーク７との
ギャップ量が一定に保たれる。
た移動を行いながら、ギャップ制御によりワーク７との
ギャップ量が一定に保たれる。
第１図（ａ）、（ｂ）は上記のプロセッサ１１が検出器
８からの検出信号を補正する際の処理のフローチャート
である。図においてＳに続く数値はステップ番号を示す
。
８からの検出信号を補正する際の処理のフローチャート
である。図においてＳに続く数値はステップ番号を示す
。
〔Ｓ１〕所定位置よりノズル５をワーク７に接近させる
。
。
〔Ｓ２〕ギヤツプ量がギャップ検出器８の検出可能範囲
に入り、ギャップ制御が安定した時点でノズル５を停止
する。
に入り、ギャップ制御が安定した時点でノズル５を停止
する。
〔Ｓ３〕サーボアンプ１５への速度指令を停止して、ギ
ャップ制御を中断する。
ャップ制御を中断する。
〔Ｓ４〕検出器８から検出信号ＡＯを読み取る。
〔Ｓ５〕検出信号ＡＯに予め設定されている定数Ｋを乗
じてギャップ量ＥＯを求める。
じてギャップ量ＥＯを求める。
〔Ｓ６〕サーボアンプ１５に対して、ノズル５を検出器
８の検出可能範囲内でＺ軸方向に一定の移動距離りだけ
移動させる移動指令を指令して、位置決めする。
８の検出可能範囲内でＺ軸方向に一定の移動距離りだけ
移動させる移動指令を指令して、位置決めする。
〔Ｓ７〕移動後の位置で検出器８から検出信号Ａｌを読
み取る。
み取る。
〔Ｓ８〕検出信号Ａ１に予め設定されている定数Ｋを乗
じてギャップ量Ｅ１を求める。
じてギャップ量Ｅ１を求める。
〔Ｓ９〕移動距離りを検出信号ＡＯと検出信号Ａ１との
差で除して補正係数Ｋａを求める。
差で除して補正係数Ｋａを求める。
［Ｓ１０］以後は、検出器８からの検出信号に補正係数
Ｋａを乗じて補正し、さらに定数Ｋを乗じてギャップ量
とする。
Ｋａを乗じて補正し、さらに定数Ｋを乗じてギャップ量
とする。
［Ｓ１１］補正して求めたギャップ量を用いてギャップ
制御を開始する。
制御を開始する。
なお、上記ではギャップ検出器として反射光量式の距離
検出器を使用したが、これ以外に渦電流式距離検出器、
静電容量式距離検出器、磁気式距離検出器等が使用でき
る。
検出器を使用したが、これ以外に渦電流式距離検出器、
静電容量式距離検出器、磁気式距離検出器等が使用でき
る。
また、補正係数を求める際に移動距離と検出信号の変化
量との比を演算する補正式を用いたが、ギャップ検出器
の特性に応じて別の補正式を用いても良い。
量との比を演算する補正式を用いたが、ギャップ検出器
の特性に応じて別の補正式を用いても良い。
以上説明したように本発明では、−旦ギャップ制御を中
断し、位置制御手段によりノズルをギャップ方向に一定
の移動距離だけ移動させると共に、移動前及び移動後の
位置でそれぞれギャップ検出器から検出信号を読み取り
、これらの検出信号と移動距離とに基づいて補正係数を
求め、以降はこの補正係数で検出信号を補正してギャッ
プ制御を開始するので、従来オペレータが行っていた補
正値の選択操作が不要で、レーザ加工機の操作性が向上
する。
断し、位置制御手段によりノズルをギャップ方向に一定
の移動距離だけ移動させると共に、移動前及び移動後の
位置でそれぞれギャップ検出器から検出信号を読み取り
、これらの検出信号と移動距離とに基づいて補正係数を
求め、以降はこの補正係数で検出信号を補正してギャッ
プ制御を開始するので、従来オペレータが行っていた補
正値の選択操作が不要で、レーザ加工機の操作性が向上
する。
また、ギャップ検出器の経年変化やドリフト等に対して
も、自動的に最適な補正係数を求めて検出信号を補正す
るので正確なギャップ制御が行え、加工精度が向上する
。
も、自動的に最適な補正係数を求めて検出信号を補正す
るので正確なギャップ制御が行え、加工精度が向上する
。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例のレーザ加工
機用ギャップ検出器の補正方式のフローチャート、 第２図は本発明を実施するためのハードウェアの概略構
成図である。 １ 制御装置 ２ °レーザ発振器 ３ レーザ光 ５ ノズル ワーク ギャップ検出器 サーボモータ プロセッサ 補正時の検出信号 移動量 補正係数 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第１図（６）
機用ギャップ検出器の補正方式のフローチャート、 第２図は本発明を実施するためのハードウェアの概略構
成図である。 １ 制御装置 ２ °レーザ発振器 ３ レーザ光 ５ ノズル ワーク ギャップ検出器 サーボモータ プロセッサ 補正時の検出信号 移動量 補正係数 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第１図（６）
Claims (5)
- （１）ノズルとワークとのギャップ量を一定に保つギャ
ップ制御を行うために、前記ノズルに設けられたギャッ
プ検出器の検出信号を補正するレーザ加工機用ギャップ
検出器の補正方式において、前記ノズルを第１の位置で
停止し、 ギャップ制御を中断し、 前記第１の位置で前記ギャップ検出器から第１の検出信
号を読み取り、 前記ノズルの位置制御手段に所定の移動指令を指令して
、前記ノズルを前記第１の位置からギャップ方向に一定
の移動距離だけ移動した第２の位置に位置決めし、 前記第２の位置で前記ギャップ検出器から第２の検出信
号を読み取り、 前記一定の移動距離と前記第１の検出信号と前記第２の
検出信号とから所定の補正係数を求め、以降、前記ギャ
ップ検出器からの検出信号を前記所定の補正係数で補正
し、 ギャップ制御を開始することを特徴とするレーザ加工機
用ギャップ検出器の補正方式。 - （２）前記の補正係数を求める一連の動作はサブプログ
ラム化されており加工プログラムの中でこのサブプログ
ラムを指定すればいつでも必要なときに動作させること
ができることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式。 - （３）前記所定の補正係数は前記第１の検出信号に基づ
いて求めたギャップ量と前記第２の検出信号に基づいて
求めたギャップ量との差分を前記一定の移動距離に等し
くする係数であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のレーザ加工機用ギャップ検出器の補正方式。 - （４）前記ギャップ検出器は測定距離に応じて検出信号
の絶対量を変化して出力することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のレーザ加工機のギャップ制御方式。 - （５）前記ギャップ検出器は非接触型距離検出器である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加
工機のギャップ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099139A JP2796346B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099139A JP2796346B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280984A true JPH02280984A (ja) | 1990-11-16 |
| JP2796346B2 JP2796346B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=14239379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1099139A Expired - Fee Related JP2796346B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | レーザ加工機用ギャップ検出器の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796346B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5624587A (en) * | 1993-03-08 | 1997-04-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus and method of setting focus thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6478691A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-24 | Nippei Toyama Corp | Device for sampling sensor output of laser beam machine |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1099139A patent/JP2796346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6478691A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-24 | Nippei Toyama Corp | Device for sampling sensor output of laser beam machine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5624587A (en) * | 1993-03-08 | 1997-04-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus and method of setting focus thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2796346B2 (ja) | 1998-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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