JPH0531592A - レーザ切断機のレーザノズルヘツドおよびその制御方法 - Google Patents
レーザ切断機のレーザノズルヘツドおよびその制御方法Info
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- JPH0531592A JPH0531592A JP3208561A JP20856191A JPH0531592A JP H0531592 A JPH0531592 A JP H0531592A JP 3208561 A JP3208561 A JP 3208561A JP 20856191 A JP20856191 A JP 20856191A JP H0531592 A JPH0531592 A JP H0531592A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0042—Devices for removing chips
- B23Q11/0064—Devices for removing chips by using a magnetic or electric field
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
部品又はスクラップを磁気吸着力で取扱うことができ、
かつ脱着時には残留磁気が残らないようにしたレーザ切
断機のレーザノズルヘッドおよびその制御方法を提供す
る。 【構成】 レーザ切断機のノズルヘッド1に電磁コイル
4を嵌装固着する。ノズルカバー2は鉄製で、電磁コイ
ル4と共同で電磁石を構成し、ノズルカバー2の先端開
口部3の近傍で加工で生ずる工作部品又はスクラップを
吸着する。電磁コイル4への通電において、磁気吸着力
を解除する際、吸着の為の励磁電流を遮断した後、直流
および/または交流の消磁電流を通電する。
Description
着力を利用できるようにしたレーザ切断機のレーザノズ
ルヘッドおよびその制御方法に関する。
切断機の開発が進み、各種産業分野への導入が図られる
ようになっている。例えば、自動車の自動組立ラインに
おけるボディーの穴明け加工や、自動加工ラインにおけ
る工作部品の切断その他の加工などに、このレーザ切断
機が利用されるようになっている。
と制御装置で構成され、レーザノズルヘッドが工作ロボ
ットの腕の先端部分に設置されて、位置制御および姿勢
制御が行なわれ、自動車のボディーや工作部品の所定の
箇所がレーザによって加工されようにしている。
よって加工を行なった場合、切断によって生ずる工作部
品又はスクラップの取扱いが難しい問題点があった。取
扱いの手段としては、機械的な把持、加圧エアーによる
吹き飛ばし、バキュームによる吸引、電磁石による吸着
などの方法があったが、何れの方法も、夫々特有の問題
点があった。
クラップが小さな部材となる場合には、機械的な把持手
段による方法は困難であり、加圧エアー、バキュームに
よる方法では確実性が低く、工作部品又はスクラップが
製品又は半製品の中に落下混入して、トラブルの原因と
なることがあった。
スクラップが小さな部材となる場合には、電磁石によっ
て吸着する方法(加工対象の材料が鉄、その他の強磁性
材料の場合)が適しているが、この方法では、電磁石に
よって吸着した工作部品又はスクラップを離脱しようと
する時に、残留磁気によって思うような離脱ができない
という問題点があった。結局、離脱時に前記加圧エアー
による吹き飛ばし、機械的除去等の補助手段を必要とす
るのが現状である。
されたもので、レーザ切断機による加工で生ずる小型の
工作部品又はスクラップを磁気吸着力で取扱うことがで
き、かつ脱着時には残留磁気が残らないようにしたレー
ザ切断機のレーザノズルヘッドおよびその制御方法を提
供することを目的としている。
発明のレーザ切断機のレーザノズルヘッドは、レーザ切
断機のレーザノズルヘッドに電磁コイルが設置してあ
り、該電磁コイルを嵌装した強磁性部材の一端が、レー
ザビームの放射部に臨ませてあることを特徴としてい
る。
電磁石を構成するもので、例えばレーザノズルヘッドの
ノズルカバーとし、該ノズルカバーに電磁コイルを嵌装
固着する。電磁コイルは少くとも1個設置すれば良い
が、複数個並設するようにしても良い。
ッドの制御方法であるこの発明の制御方法は、レーザノ
ズルヘッドに設置した電磁コイルに対して、励磁電流を
通電して、レーザビームの放射部に磁気吸着力を得る一
方、磁気吸着力を解除する際には、前記励磁電流を遮断
した後、直流および/または交流の消磁電流を通電する
ことを特徴としている。励磁電流の通電は、レーザビー
ムの加工完了直前に行なわれる。又、励磁電流の遮断お
よび消磁電流の通電は、レーザノズルヘッドを前記工作
ロボットの腕を介して、加工場所より外部の所定の位置
に移動された後に行なわれる。
電流は、初期を大電流とし、所定時間経過後は初期電流
より小さい電流とするのが、電力経済上、望ましい。
に小さくする為に、徐々に電流を減らすようにするのが
望ましい。
後、タイムインターバルをおいて通電するようにするの
が望ましい。タイムインターバルは、電磁コイルと強磁
性体で構成される電磁石およびこの電磁石で吸着される
工作部品又はスクラップの形状等を考慮して、個々に設
定する。
ち、交流の消磁電流は減衰電流とする。直流の消磁電流
は1個の方形パルスまたは1個の鋸歯状パルス電流とす
る。
イルに一定振幅、一定周波数の高周波電流を通電するよ
うにしても良い。電磁コイルが1個の場合には励磁電流
に前記高周波電流を重畳するようにする。電磁コイルが
複数個の場合には、そのうちの1個を、高周波電流通電
用とすることができる。
によれば、レーザノズルヘッドに設置した電磁コイルと
強磁性部材によって吸着用の電磁石が構成され、レーザ
ビームの放射部の近傍で生ずる工作部品又はスクラップ
を電磁石を介して吸着することができる。
ノズルヘッドの制御方法によれば、レーザビームの放射
部の近傍で生ずる工作部品又はスクラップを確実に吸着
できると共に、残留磁気を残すことなく工作部品又はス
クラップの脱着が可能である。
る。
のように構成した。即ち、1がレーザ切断機のノズルヘ
ッドで工作ロボット(図示していない)の腕の先端部に
設置される。このノズルヘッド内にはレーザ発振器等、
レーザビーム発生用の装置が収容されており、工作ロボ
ットの本体側等に設置された制御装置で制御されるよう
になっている。発生したレーザビームは、先端側を円錐
状とした筒状のノズルカバー2の先端開口部3から放射
されるようになっている。
側の円筒状部分に電磁コイル4を嵌装固着し、該電磁コ
イル4とノズルカバー2で電磁石を構成できるようにし
た。
の加工を行う場合、レーザビームが放射される、ノズル
カバー2の先端開口部3を加工部品に近接して臨ませる
ようにするので、加工によって生ずる工作部品又はスク
ラップが生ずる時、即ち加工が終了する時に、前記電磁
コイル4に励磁電流を通電するようにすれば、工作部品
又はスクラップをノズルカバー2の先端部に吸着支持す
ることができる。
工作ロボットの腕の移動によって外部へ運ぶことが可能
で、所定の場所で、電磁コイル4の励磁電流を遮断すれ
ば、磁気吸着力を無くして、工作部品又はスクラップを
解放することができる。
を電磁コイル4とノズルカバー2による電磁石で吸着し
た場合、工作部品又はスクラップには、励磁電流を遮断
した後も磁気(残留磁気)が残る。この結果、工作部品
又はスクラップが小形の部材となるに従って、工作部品
又はスクラップの脱着、解放が難しくなる。
図2に示したように、いくつかの制御パターン(電流パ
ターン)で制御するようにして、残留磁気を無くしたの
である。図においてP1 はスタートタイミング区間、P
2は吸着区間、P3 は保持区間、P4 は停止区間であ
る。
区間P2 、即ち吸着初期に大きな電流を電磁コイル4に
励磁電流として通電して工作部品又はスクラップの吸着
に十分な磁気吸着力を発生させる。次いで、工作部品又
はスクラップの吸着を完了した後は、吸着状態の保持に
必要かつ十分や電流値の励磁電流に減流して、工作部品
又はスクラップの吸着を保持する(P3 )。P2 におけ
る時間と電流値およびP3 における時間と電流値は、電
磁コイル4とノズルカバー2で構成した電磁石の特性、
工作部品又はスクラップの形状、サイズに従って決定す
る。
期の磁気吸着力を十分大きくして、工作部品又はスクラ
ップを確実に吸着することができ、かつ吸着完了後は、
電磁コイル4に対する励磁電流を必要かつ十分や電流値
とするので、電力の節減を図ることができる。
を吸着保持した後、工作部品又はスクラップの脱着を図
2のP4 、P5 、P6の区間で行なう。P4 は前記電磁
コイル4に通電して励磁電流の遮断区間、P5 はタイム
インターバルの区間、P6 は消磁区間である。P4 の遮
断区間は、電流の遮断時に発生する逆起電力(−dV/
dt)が大きくならないようにし、結果としてP5 の区
間への移行を速かにできるようにするための区間であ
る。励磁電流は、図に示したように急に遮断する事なく
P4 の区間で徐々に電流を減らしていく。この遮断区間
P4 の時間、即ち電流パターンにおける傾斜は、前記吸
着区間P2 および保持区間P3 と同様に、吸着用に構成
した電磁石の特性、工作部品又はスクラップの形状、サ
イズに従って決定される。
〜(e)に記載したようにいくつかのパターンがある。
図2(a)はタイムインターバルP5 を経た後、P6 で
交流の減衰電流を通電するようにしてあり、図2(b)
はタイムインターバルP5 を経た後、P6 で1個の方形
パルスの波形でなる直流電流を通電するようにしてあ
り、図2(c)ではタイムインターバルP5 を経た後、
P6 で1個の鋸歯状パルスの波形でなる直流電流を通電
するようにしてある。又、図2(d)では、タイムイン
ターバルP5 を経た後、前記(c)とは時間と電流値の
関係を反対にした1個の鋸歯状パルスの波形でなる直流
電流を通電するようにしてあり、図2(e)ではタイム
インターバルP5 を経た後、P6 で前記(b)と同様の
方形パルス電流と前記(a)の交流減衰電流を続けて通
電するようにしてある。
解除する際に上記のようにすると、吸着用の電磁石を構
成しているノズルカバー2は勿論、吸着した工作部品又
はスクラップに残留磁気を無くすることができる。交流
の減衰電流によって、残留磁気の方向を交互に逆向きと
し乍ら、その大きさを小さくできるからであり、直流の
負の電流によって生ずる磁気で残留磁気が打消されるか
らである。この場合、P5 のタイムインターバルは、消
磁区間P6 を短時間にする上で有効であることが実験的
に観察された。例えば、図2の(b)において、P5 と
して0.1秒のタイムインターバルを置くと、P6 の消
磁区間を0.15秒とできることが認められた。図2
(e)のP6 のように消磁電流を交流と直流で行う場合
の直流電流は図2の(c)、(d)のような鋸歯状波形
のパルス電流としても良い。
確実な吸着はほとんど問題なくできるので、吸着力を得
る際は一定電流とし、吸着力を解除する際に、図2
(a)〜(e)のように制御することも可能である。
ズルヘッドを示したもので、ノズルカバー2には電磁コ
イル4aと4bの2つのコイルが嵌装固着してある。
施例と同様にして、工作部品又はスクラップの吸着およ
び残留磁気の無い脱着を行なうことが可能である。前記
電磁コイル4a、4bのうち一方の電磁コイル4aは工
作部品又はスクラップの吸着用とし、他方の電磁コイル
4bをセンサー用コイルとすることができる。
4bに、常時、一定振幅、一定周波数の高周波電流を通
電しておくと、工作部品又はスクラップがノズルカバー
2へ吸着された際、又は脱着された際に、電磁石として
のインダクタンスが変化し、これを高周波電流の変化と
して検出することが可能で、工作ロボットに与える動作
信号を形成することができる。又、電磁コイル4bに前
記高周波電流を通電しておくと、もう一方の電磁コイル
4aが断熱した時には、相互インダクタンスが変化する
ので、この変化を電流値の変化として検出することがで
き、電磁コイル4aの断線のセンサーも兼ねることがで
きる。
を1個とした場合でも可能である。図4は、その様子を
示した電磁コイル4に対する電流パターンの一例を示し
たもので、吸着や脱着の為に通電する直流電流に一定振
幅、一定周波数の高周波電流を重畳する。工作部品又は
スクラップの吸着又は脱着によって電磁石としてのイン
ダクタンスが変化すると高周波電流が変化するので、前
記と同様の検出を行なえば良い。又、電磁コイル4の断
線も、高周波電流の不導通として検出することができ
る。
ば、レーザ切断機による加工で生ずる小型の工作部品又
はスクラップを落下させることなく吸着支持して外部へ
取り出し、かつ残留磁気を無くして確実に脱着、解放で
きる効果がある。
を断面で表わした正面図である。
ターンを説明する電流波形の図である。
一部を断面で表わした正面図である。
パターンを示した電流波形の図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 レーザ切断機のレーザノズルヘッドに電
磁コイルが設置してあり、該電磁コイルを嵌装した強磁
性部材の一端が、レーザービームの放射部に臨ませてあ
ることを特徴としたレーザ切断機のレーザノズルヘッド - 【請求項2】 強磁性部材は、レーザノズルヘッドのノ
ズルカバーとし、電磁コイルがノズルカバーに嵌装固着
してある請求項1記載のレーザ切断機のレーザノズルヘ
ッド - 【請求項3】 電磁コイルは、1個又は複数個とした請
求項1又は2記載のレーザ切断機のレーザノズルヘッド - 【請求項4】 請求項1記載のレーザ切断機のレーザノ
ズルヘッドに設置した電磁コイルに対して、励磁電流を
通電して、レーザビームの放射部に磁気吸着力を得る一
方、磁気吸着力を解除する際には、前記励磁電流を遮断
した後、直流および/または交流の消磁電流を通電する
ことを特徴とするレーザ切断機のレーザノズルヘッドの
制御方法 - 【請求項5】 磁気吸着力を得る際の励磁電流は、初期
を大電流とし、所定時間経過後は初期電流より小さい電
流とする請求項4記載のレーザ切断機のレーザノズルヘ
ッドの制御方法 - 【請求項6】 励磁電流の遮断は、徐々に電流を減らし
て行う請求項4又は5記載のレーザ切断機のレーザノズ
ルヘッドの制御方法 - 【請求項7】 消磁電流は、励磁電流の遮断後、タイム
インターバルをおいて通電する請求項4又は5記載のレ
ーザ切断機のレーザノズルヘッドの制御方法 - 【請求項8】 交流の消磁電流は、減衰電流とする請求
項4又は5記載のレーザ切断機のレーザノズルヘッドの
制御方法 - 【請求項9】 直流の消磁電流は、1個の方形パルス又
は1個の鋸歯状パルス電流とする請求項4又は5記載の
レーザ切断機のレーザノズルヘッドの制御方法 - 【請求項10】 磁気吸着力を得る際に、電磁コイルに
一定振幅、一定周波数の高周波電流を通電し、該高周波
電流の変動を検出する請求項4又は5記載のレーザ切断
機のレーザノズルヘッドの制御方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3208561A JPH0815675B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ切断機のレーザノズルヘッドの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3208561A JPH0815675B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ切断機のレーザノズルヘッドの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0531592A true JPH0531592A (ja) | 1993-02-09 |
JPH0815675B2 JPH0815675B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=16558225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3208561A Expired - Lifetime JPH0815675B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ切断機のレーザノズルヘッドの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0815675B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-07-25 JP JP3208561A patent/JPH0815675B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0815675B2 (ja) | 1996-02-21 |
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