JPH04505290A - シートエッヂ位置決定方法 - 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】 シートエッヂ位置決定方法 発明の分野 本発明は、機械加工される表面に対して処理工具を位置決めする方法に関し、特 に、座標機械の作業テーブルの上のシートのエツジの位置を決定する方法に関す るものである。

本発明は、シート材料の水圧および熱切断のための機械やラベリングおよびマー キング機械において使用するのに適している。

従来の技術 が、そのキャリッジに支持されている。キャリッジの動きは、数値制御装置から の信号によって制御される。

処理しようとするシートは、ある平面からの偏差によって特徴なわち、シートま での距離のためのセンサを組み込んでおり、そ行われる。そうする際に、シート に対する工具の初期位置決めを正確に行うことが重要であり、そうすることは、 機械の適切な動作を行うのに有用である。

機械加工すべきシートは、シート配置器によって作業テーブルへ送られ、そのテ ーブルの上の任意の位置に置かれる。シートに対する工具の初期位置決めを正確 に行うために、シートは、テーブルの上に置かれた後、厳密に予め定められた位 置をとるために、シフトされる。あるシートは大きな買置およびサイズを有する ので、手動的に、またはブツシャ−を用いて行われるこのようなシフティングは 、難しい動作である。

正確な位置決めをなす別の方法としては、あるシート処理プログラムを、作業テ ーブル上のシートの特定の位置へ適合させるものがあり、この方法によれば、か さばったシートをシフトさせる必要性をなくし、作業テーブルの設計を簡単化す ることができ、また、無人化技法への切り換えも可能となる。

そのプログラムをテーブル上のシートの位置に適合させるためには、その位置を 高精度にて決定する必要があり、そのためには、シートのエツジに沿う特定の数 の点の座標を知り、そのシート処理プログラムをそれらの座標に従って修正する ことが必要である。

それなので、シートエツジの位置を高精度で決定するためにはどのようにすれば 良いかという問題がある。

でこぼこの表面を有し座標機械の作業テーブルρ上に有るシートのエツジの位置 を決定するある方法が知られている（ＳＯ，Ａ、　８５８２５０）。この方法は 、キャリッジを、その上に設置された処理工具および工具とシート表面との間の クリアランスの調整器のセンサと共に、その調整器をスイッチオンした状態にて 、シートの工限界を越えた後直ぐに調整器をスイッチオフするような方法である 。シートの位置は、センサ信号がその所定の限界を越えた瞬時における工具の座 標によって、判定される。

調整器は、シートエツジの方ヘキャリッジが進行している間はスイッチオンの状 態に保持される。何故ならば、そうしないと、でこぼこの表面がキャリッジの移 動の障害となってしまうかもしれないからである。

センサを有するキャリッジがシートの端に達すると、シートの端の部分において 、その移動中にセンサの出力信号の急激な変化を生じる終端効果を観察すること ができる。この信号の変化は端を越えた空間のセンサ上への影響によって生じる 。センサは端の存在をシート面への距離の増加のために誤る。調整器がこの距離 を減少し、センサを低くしようとする間に、指示された距離の増加に対応してい る方向で、センサ信号が急激に変化する。センサ信号が所定の制限を一旦越える と、調整器はセンサの衝突を避けるためにスイッチが切られ、そしてツールはシ ートの端にあるセンサを移動する。

経験によって判るように、センサがシートの端に達すると、センサの移動距離は 明らかに限定されていないし、シート面までの距離の調整器の電気的駆動のダイ ナミックエラーに依存する。所定の制限を越えたセンサ信号の発生する時期はシ ート面からの種々の距離、従って、シート面に平行な方向での端、即ち水平線を 越えたセンサのいろいろな距離において生じる。端部分でのシート面上のセンサ が高ければ高い程、センサ信号は所定の制限を越えるのが遅くなり、逆に、シー ト面上のセンサが低ければ低いほど、信号が所定の制限を越える時期が早（なる 。従って、センサがシートの端に達すると、センサの移動距離の不確定性が後者 の位置の決定を不正確にする。

本発明の概要 本発明の目的は、座標マシンの作業テーブル上に置かれているシートの端の位置 を決定するための方法において、センサがシートの端に達すると、座標マシンの キャリッジの移動がシート面までの距離の調整器のセンサの移動距離の不確定さ によって引き起こされるエラーを減少するようにする方法を提供することであり 、そしてそれによって、端の位置の決定の正確さを増すことである。

ここに示す目的に関して、平坦でない表面をしており、テーブル上に置かれた処 理ツールを有するキャリッジと処理ツールとシート面の距離を制御する自動調整 器とからなる座標マシンの作業テーブルに置かれたシートの端の位置を決定する 方法を提供する。

更に調整器をスイッチオンし、モしてセンサ信号が所定の制限を一旦越えると、 続いてスイッチオフするシートの端にむかってシート面に沿ってキャリッジを移 動するステップからなるキャリッジ上に設けられた距離センサを提供する０本発 明によれば、センサ信号が所定の制限を越えた後で、しかも調整器がオフになる 前に、キャリッジの移動の方向が逆になり、キャリッジは予め決められた距離シ フトされる。調整器がオフになるために、信号が所定の制限を越える瞬間に、キ ャリッジの座標によって判断されるシートの位置で、キャリッジはシートの同じ 端に向かって再び移動する。

センサ信号が最初に所定の制限を越えた後、キャリッジがシートの端から離れて 移動させられる予め決められた距離は非常に小さく選ばれるので、シート面への 距離は実質的に変わらない。キャリッジが二回めにシートの端に達すると、調整 器はスイッチオフされるので、センサは垂直に、例えばシート面に向かっては移 動じないが、シート面に平行な方向に動かされる。従って、センサ信号が所定の 制限を越える瞬間は常にセンサとシートの端の間の水平面にわたって同じ距離に なる。このことはセンサがシートの端に達するとセンサの移動距離の不確定さの ため従来の方法において発生するエラーを減少し、そしてその結果はシートの端 の位置を決定する場合、正確さを増加する。

本発明は図面を参照して実施例の下記の詳細な説明から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 この図は、本発明に従１てシートエツジの位置を決定する際の、座標マシーンの キャリッジの垂直方向における移動制御技術と、その移動経路を示すものである 。

本発明の最良の実行方法 提案された方法の実現において、例えば、導電体材料から成り、処理加工される べきシートｌが、座標機構の作業台（図示せず）上に位置している。シートｌは 高低のある面を有している。高低の割合、即ち、この面の平面からの偏差が！メ ートル当たりｌＧ鮒にも到達する場合がある。

座標機構は処理器具３が取り付けられたキャリッジ２を有している。この処理器 具３はカッター、ラベリング又はマーキング装置の何れかにすることが出来る。

座標機構はまた自動調整器を有し、器具３と端部１ａを有する金属シートｌの面 との間の距離を制御する。この調整器には、渦電流距離検出器４を有しており、 この検出器４はキャリッジ２にマウントされている。渦電流検出器４は公知の技 術により作成された、金属導電体のコイルである。調整器はまたホルダー６を介 して検出器４と接続された変換ユニット５を更に含む。この変換ユニット５は公 知の技術により作成された、周波数電圧変換器である。ユニット５は、検出器４ として機能するコイルを組み込む発振回路を備える発生器（図示せず）、発振回 路から電圧が入力に供給される整流器（図示せず）、及びこの整流器の出力に接 続されたフィルター（図示せず）からなっている。この様な変換ユニットは例え ば、ＳＵ％Ａ、８５８２５０に開示されている。

調整器は一方の入力がユニット５の他方の端子に接続され、他方の入力が直流源 （図示せず）に接続された作動増幅器７、入力が増幅器７の出力に接続された閾 値ユニット８、接点の一方が増幅器７の出力に接続しているリレー９、リレー９ の別の接点に接続している巻線を有するモータｌＯ、モータ１０のシャフトに接 続された入力軸を有する減速ギア１１．及びキャリッジ２に取り付けられ、減速 ギア１１に接続されたラック１２を更に有している。閾値ユニット８の出力及び リレー９の巻線が数値制御システム１３に接続されている。この数値制御システ ム１３はまた、シートｌの表面に沿って２つの相互に直交する方向に、即ち、水 平上にキャリッジ２を駆動するモータ（図示せず）の制御入力が接続されている 。

シートｌの端部１ａの位置の決定は以下のようにして行われる。

初期位置において、キャリッジ２はシート１の表面上に設置され、器具３とシー トｌとの間のクリアランスの調整器がスイッチオンにされ、リレー９が解放され 、近くに近接する。直流源からの信号が、作動増幅器７の入力の一方に送られる 。この信号は、器具９とシート１の表面との間の所定の距離に比例する。この距 離は、シート処理パラメータによって決定され、通常は１５ｍｍである。初期位 置において、検出器４は、器具及びシート１の面との間の所定の距離に対応して 、シートｌの面に対して成る距離にある。

水平上にキャリッジ２を駆動するモータの制御入力に送られる数値制御のシステ ム１３からの信号によって、キャリッジ２は端部１ａに向かってシートｌの表面 上を移動する。このキャリッジ２の移動中に、スイッチが入っている調整器によ って、検出器４はシート１の表面から一定の距離に存在し、平面からの偏差に追 従する。検出器４とシートｌの面との間の距離の変化は、金属コイルのインダク タンスの変化、変換ユニット５の発生器の発振回路の共振周波数の変化をもたら し、変換ユニットの出力端子に、共振周波数の変動に比例する直流電圧が発生さ れる。この電圧は、増幅器７の入力に供給され、増幅器７の他方の入力に供給さ た、器具３及びシートｌの表面との間の現在の作動クリアランスに対応する電圧 と比較される。増幅器７の出力からの電圧がモータｌＯの巻線に送られ、この結 果として、モータ１０のシャフト及びこれに接続した減速ギア１１のシャフトが 回転し、垂直方向にラック１２及びこれと共にキャリッジ２がシフトする。器具 ３とシートｌの表面との間の所定の距離が、現実の距離を越える場合、キャリッ ジ２は上昇し、現実の距離が所定の距離を越える場合は、下降する。

キャリッジ２が端部１ａに近づくと、終端効果が観測される。

センサ４の中央が点Ａにある時、センサ４の一部は端部１ａを越えて突き出てい る。端部１ａを超えてスペースのあることが、シート１の表面への距離の増加と してセンサ４によって誤って検出される。その結果として、発振回路の共振周波 数が急に減少し、そしてその電圧の振幅が増大してユニット５の出力電圧が急激 に増大する。差動増幅器７の出力電圧が比例して増大し、モータｌＯの軸が、工 具３とシートｌとの表面との間の距離の減少に相当する方向に回転を始め、そし てキャリッジが下降する。センサのコイル中心の移動経路の結果が、点ＡとＢと の間の破線で示されている。コイル中心がシートｌの端部１ａの近くの点Ｂにあ るとき、増幅器７の出力電圧が増加して所定の制限を超え、その結果閾値・ユニ ット８が状態を変える。

この時のコイル中心の座標によって、正確度は落ちるが、端部の位置を検出でき 、実験によって示されるように、±（４，、。

５）ｍｍに等しい。そのような誤差の大きさは、センサの移動経路ＡＢの不確実 性による。そして、それが端部１ａに近づき、その結果センサ４の信号が所定の 限界を超えるとき、シート１の表面から垂直上に異なる距離にあり、そして結果 として端部１ａから水平上に異なる距離にもある。

閾値・ユニット８からの信号が数値制御システム１３に入る。

システム１３において生じた命令によって、閾値・ユニットが状態を変えた時に キャリッジ２が移動している方向が反転され、そしてそれは、端部１ａから僅か な所定の距離−例えばセンサ４のコイルの直径に等しい距離−離れる方向に移動 され、コイル中心が点Ｃにある位置を得るようになる。そのような距離内でその 平面からシート表面離れていることは重要ではなく、端部１ａの近くのシートｌ の表面が水平であるならば、無視することができる。

コイルの中心が点Ｃに一度あると、キャリッジ２は、数値制御システム１３の出 力からの命令によって停止される。このとき、システム１３から信号が巻線９に も送られて、接点を開放して工具３とシートｌとの間の調整器をオフする。

その後、数値制御システム１３からの命令に従い、キャリッジ２は、再び端部１ ａの方向に移動される。キャリッジ２が端部ｌａに近づ＜本終端効果の影響のも とて増幅器７の出力電圧は、鋭く上昇し始め、そしてコイルの中心が点りにある とき、所定の限界を超える。閾値・ユニット８は状態を変え、そしてその出力か らの信号は数値制御システム１３に入る。数値制御システム１３からの命令によ って、キャリッジ２が停止され、そしてこの時のキャリッジ２の位置を特定する 座標によって、シートｌの端部ｌａの位置が決定される。

点Ｃから点りまでに移動の間距離調整器をオフにして、センサ４は、シート１の 表面に平衡の方向に移動していて、常に同じ距離にいる（上に示したように、端 部１ａに対して点Ｃの近接を考慮して、点Ｃから点りまでの移動の間センサ４の 下のシート表面が平らであると仮定している）。このように、センサ４の信号が 所定の限界を超えるときまでには、それは、所定の値によって定義される同じ距 離で常にシートｌの表面上に位置する。それゆえ、センサ４の信号が所定の限界 を超えるときに、キャリッジ２は、シートｌの端部１ａに対して水平上に同一の 距離だけ常に移動される。一定の座標の機械に対して、そしてシート１の表面へ の距離に対しての移動の大きさは、実験によって見出され、そしてセンサ４の中 心が点りにあるときにキャリッジ２の座標によって端部１ａの位置を決定するよ うに使用される。この移動が同じ大きさであることによって、端部１ａの位置が 高い精度をもって決定され、それは、実験で示されるように、±１ｍｍに等しい 。

クリアランス・調整器の渦電流センサの代わりに、異なるタイプ、例えば、容量 タイプのセンサを用いれば、その提案された方法も使用可能である。

工業上の利用可能性 シート端位置の発見方法は、ラベリングやマーキングマシーンと同様に、熱及び 水力切断のためのマシーンに使用され得る。シート表面までの距離の調整器の使 用が最も効果的なのは、渦電流あるいは容量タイプのセンサである。これらのセ ンサは、高温、機械処理されるべき表面状態や、機械の動作中につくり出されれ るすす、小滴等にあまり影響されない。

熊手の金属プレートをプラズマ切断する場合でも、渦電流型センサは、この種の 機械処理中に形成された磁界の影響をあまり受けなこの端座標の判断の正確さは ±１ミリ順であり、これは、シートの処理プログラミングを座標マシーンの作業 テーブル上のその位置に適合させるのに十分なものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 でこぼこな表面を有し、且つ座標マシーンの作業テーブル上に配置されているよ うなシート（１）の端（１ａ）位置を決定する方法であって、前記座標マシーン は、その上に載置されている処理工具（７）を有するキャリッジ（２）と、工具 （■）とシート（１）との間の距離を自動的に調整するものであって、前記キャ リッジ（２）上に設置された前記距離のセンサ（４）が与えられているような自 動調整器とを備えており、前記キャリッジ（２）をシート（１）の表面上方でそ の端（１ａ）に向かって移動させる方法は、前記調整器のスイッチがＯＮとされ 、それに続いてセンサ（４）の信号が所定の限界を超過した後前記調整器のスイ ッチがオフとなるまでの間において、前記センサ（４）の信号が所定の限界を超 過した後であってしかも前記調整器のスイッチがオフとなる前に、前記キャリッ ジ（２）の移動方向が反転され、且つ前記キャリッジが所定の距離だけシフトさ れ、その結果、前記調整器のスイッチがオフとされ、前記キャリッジ（２）がセ ンサ（４）が所定の限界値を再び超過した瞬時に、該キャリッジ（２）の座標に よって、シート（１）の同一の端（１ａ）に向かって再び移動させられることを 特徴とする方法。