JPH03180293A - レーザ加工機におけるワーク・ノズル間ギャップ検出装置 - 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、レーザ加工機における照射ヘッドのノズル
先端とワークとの間隔を測定するワーク・ノズル間ギャ
ップ測定装置に関する。

（従来の技術） この種のギャップ測定装置としては、機械式、静電容量
式、渦電流式、光学式、超音波式など、測定原理の異な
る各種のセンサが実用化されている。各センサにはそれ
ぞれ利点、欠点があり、レーザ加工機の性格に応じて適
当なセンサを定め、１種のセンサによりギャップを検出
することができるレーザ加工機を形成していた。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 例えば渦電流式センサは、センサ先端が絶縁部で構成さ
れているため、ワーク・ノズル間ギャップを非常に狭く
して（０，２〜０．５ｍｍ）加工する場合、加工の熱や
スパッタの影響によって損傷を受けやすく、寿命が短く
なる。この点、静電容量式センナの先端は金属なので、
狭いギャップ加工でも耐久性の問題は余りない。

また、ノズル先端から水を噴出しながらレーザ加工を行
う方法を実施する場合、静電容量式センサでは水の比誘
電率の影響で測定誤差が大きくなるが、渦電流式センサ
はまったく影響を受けずに正確に測定することができる
。

このように実施しようとする加工方法に応じて適切なセ
ンサが異なるのであるが、従来のものでは１種類のセン
サしか付けることができないので、加工方法を種々変更
する用途には不都合であった。

この問題を解決することが本発明の目的である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） そこでこの発明では、測定原理の異なる複数種類のセン
サ検知部をレーザ照射ヘッドに一体的にまたは交換自在
に取り付け、各センサ検知部に対応した測定回路の出力
信号を選択的に取り出し利用する構成とした。

（作用） 同一の照射ヘッドに一体的にまたは交換自在に取り付け
られた複数種類のセンサによってワーク・ノズル間ギャ
ップを任意のセンサで測定することができ、どのセンサ
系の出力を採用するのかは加工方広に応じて使い分ける
ことになる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例によるギャップ検出装置の構
成を示している。本例は同一ノズルに静電容量式及び過
電流式のセンナを一体的に設けた例で、同図のように照
射ヘッド本体１の下部に絶縁ブツシュ２などを介してナ
ツト３やブツシュ１１によりノズル４が取り付けられて
いる。

このノズル４自体が静電容量式ギャップセンサのセンサ
電極であり、ノズル４は測定回路６に接続されている。

測定回路６は静電容量式ギャップセンサの測定原理に従
ってノズル４の先端とワークＷとの間隔Ｌ（ギャップ）
を検出する。

また、ノズル４の中心部先端には渦電流式ギャップセン
サの検知部５が取り付けられており、測定回路７ととも
に渦電流式ギャップセンサが構成され、これも同じくワ
ーク・ノズル間ギャップＬを検出する。

ただし、静電容量式センサではノズル先端は銅など金属
製としなければならないのに対し、過電流式センサでは
ノズル先端は絶縁物で構成しなければならないので、ノ
ズル４は例えば復層構造として、過電流式センサを構成
するコイル部分を絶縁物で覆ったような構造としなけれ
ばならない。

２つの測定回路６と７の出力はセレクタ８で選択され、
その選択された側のセンサ出力がセンサコントローラ９
を介してレーザ加工機のＮＣ（数値制御）装Ｗ１１０に
人力される。センサコントローラ９はＮＣ装置１０から
の指令に従って両測定回路６，７およびセレクタ９を制
御し、ＮＣ装置１０から要求されたセンサ系の出力をＮ
Ｃ装置１０に渡す。

上記実施例では、局電流式と静電容量式のセンサの例を
示したが、エンコーダなどによる、機械式のものを含め
て２者択一的に所望のセンサを用いるようにしてもよい
。

第２図は、静電容量式のセンサを取付けたノズル４Ａと
、過電流式のセンサを取付けたノズル４Ｂを個別に準備
し、両ノズル４Ａ−，４Ｂを選択的にヘッド本体１に取
付けることにより、センサを使い分けるようにした例で
ある。

本例でも制御回路の構成は第１図のものと同じものを使
用することができ、各センサの端子ＴＡ。

Ｔ、を、対応する測定回路６，７の端子ＴＡＴＢ　−に
コネクタ接続して使用する態様となる。

上述のように、静電容量式のセンサは、センサ先端が銅
など金属のため熱やスパッタに強く適しているのに対し
、ノズル先端から水を噴出させながら加工したい場合、
水の比誘電率が大きく、水の有無が検出性能に大きく影
響し不向きである。

また、過電流方式のセンサは、ノズル先端から水を噴出
させながら加工したい場合、磁力を利用しているため水
の影響を受けず、水無しと同様に検出でき適している。

したがって、本例では、ノズルギャップを０゜２〜０．
５ｍｍに狭くして加工したい場合には静電容量式のセン
サを取付けたノズル４Ａを加工ヘッド本体１に取付け、
ノズル先端から水を噴出させながら加工したい場合には
過電流式のセンサを取付けた方のノズル４Ｂを加工ヘッ
ド本体１に取付けて使用することができ、加工の内容に
応じて最適のノズルを使い分けることができ、加工精度
を良好とすることができると共に、センサ寿命を長くす
ることができ、ひいては加工コストを低減させることが
できる。

また、同様にして３種類以上のギヤップセンザを設ける
ことができる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明では同一の照射ヘ
ッドに測定原理の異なる複数のセンナ検知部を一体的に
または変換自在に設け、各センサ検知部に対応した測定
回路の出力信号を選択的に取り出すようにしたので、各
センサ系の特徴を生かし、加工方法に応じて適切なセン
サ系を選択することで常に信頼性の高いワーク・ノズル
間ギャップ検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるワーク・ノズル間ギャ
ップ検出装置の概略構成図、第２図はノズルを加工ヘッ
ドに対して変換自在とした実施例を示すワーク・ノズル
間ギャップ検出装置の概略構成図である。 ４・・・ノズル ４Ａ・・・ノズル（静電容量式センサのセンサ電極）４
Ｂ・・・ノズル（過電流式センサのセンサ電極）５・・
・渦電流式センサの検知部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワーク・ノズル間ギャップを測定するための測定原理の
   異なる複数種類のセンサ検知部をレーザ照射ヘッドに一
   体的にまたは交換自在に取り付け、各センサ検知部に対
   応した測定回路の出力信号を選択的に取り出し利用する
   ように構成したことを特徴とするレーザ加工機における
   ワーク・ノズル間ギャップ検出装置。