JPH0615963B2

JPH0615963B2 - うず電流式距離検出装置

Info

Publication number: JPH0615963B2
Application number: JP6483586A
Authority: JP
Inventors: 孝弘小峰
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPS62222102A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はうず電流式の距離検出装置に関し、特に、抵
抗及び容量のバランス調整を容易に行うことができるよ
うにした距離検出装置に関する。

［従来の技術］うず電流式の距離検出装置では、被検出物体に向って配
設される検出用コイルと該コイルと同一温度に保持され
温度補償を行う温度補償用コイルとを直列に接続した回
路に２つのアーム抵抗を直列に接続した回路を並列に接
続してブリッジ回路が構成される。そして、該ブリッジ
回路の直列接続点又は直列接続点には交流電源又は電圧
検出回路（一般には増幅器）が接続される。

ところが、この種うず電流式の距離検出装置では検出装
置本体に２つのコイルを設置すると共に他の部材は、例
えば電気制御盤内部に収納され、両部材はケーブル接続
させる構造上、抵抗、容量に関しいわゆるバランスずれ
が生じ、このバランスずれに対する調整手段が必要とな
る。

従来、このバランス調整は、前記コイルや抵抗にバラン
ス抵抗或いはバランス容量を直接ないし並列に接続する
ことで行われていた。

しかしながら、バランス用の抵抗やコンデンサを固定的
に接続する場合には、距離検出装置本体やケーブルを交
換する毎に接続変更を行わなければならないことにな
る。特に、レーザ加工装置の距離検出装置は、距離検出
器本体の取換えを比較的頻繁に行わなければならないの
で、その作業に多くの手間を要している。

「発明の目的］この発明は上記点に鑑みて、直流的、交流的なバランス
調整を容易に行うことができるうず電流式の距離検出装
置を提供することを目的とする。

［発明の概要］前述したごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、被検出
物に近接配置される検出用コイルと該コイルとほぼ同一
温度に保持される温度補償用コイルとを第１の接続点を
介して直列に接続した回路に、第１，第２のアーム抵抗
を第２の接続点を介して直列に接続した回路を、第３，
第４の接続点を介して並列に接続してブリッジ回路を構
成し、当該ブリッジ回路の前記第１，第２の接続点又は
前記第３，第４の接続点に交流電源又は電圧検出回路を
接続し、前記ブリッジ回路における前記第３，第４の接
続点の間に、第１の可変抵抗と第２の可変抵抗とを並列
に接続して設け、前記ブリッジ回路における前記第２の
接続点を、第３の抵抗を介して前記第１の可変抵抗の可
変点に接続し、前記第１の接続点を、コンデンサを介し
て前記第２の可変抵抗の可変点に接続してなるものであ
る。

［実施例の説明］以下、添付図面を用いてこの発明の実施例を説明する。

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５で熱切断するものである。

レーザビーム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、反射鏡９を介して加工ヘッド１１
に案内されている。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。ヘッド１１はＺ軸用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１７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
る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す断面図である。

第２図に示すように、センサ２１は、内部に円錐状の空
洞を有し上部にフランジ２１ａを有する載頭円錐形状に
形成され、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。セ
ンサ２１は、グラファイト製の内側部材２１ｂと、セラ
ミックス製の外側部材２１ｃと、内側部材２１ｂ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_１，Ｃ_２と、これらコイ
ルＣ_１，Ｃ_２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が設けられている。コイルＣ_１は距離検
出用コイルであり、コイルＣ_２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、ヘッド１１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Ｃ_１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Ｃ_２は上記コイル
Ｃ_１との相互作用を少なくするため、又センサ２１の下
端直径Ｄを小さくするためその上方に所定の距離ｌを置
いて配設されている。

第３図(a)に示すように、グラファイト製の内側部材２
１ｂには、その外表面に、セラミックスコーティング２
１ｇが施される。グラファイトは熱伝導性が良好な割に
は絶縁性が大きいが、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_１，Ｃ_２は共に絶縁され
て内側部材２１ｂ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の下端内方まで伸びる底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
パッタを溶着させず、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ができる。

第３図(b)はセンサ２１の他の実施例を示すものであ
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２１ｂの底部に厚めのセラ
ミックスコーティング２１ｇを施し、かつ、ノズル２３
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、コーティング膜はセ
ンサ及びノズル２３スパッタや加工部の熱放射から保護
することができる。

第３図(a)及び第３図(b)においては、外側部材２１ｃを
セラミックスで作成したが、センサ２１の外側部材２１
ｃはセラミックス以外の材料、例えば鉄や銅或いはアル
ミニウムで作ることもできる。ただし、この場合、セン
サを前記スパッタないし放射熱から保護するため、セン
サ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
れるように厚めにコーティングされることが望ましい。

第４図は、センサ２１のブリッジ回路を示している。

該回路２７は、前記コイルＣ_１とＣ_２と抵抗Ｒ_１，Ｒ_２
とを点Ｐ_１〜Ｐ_４で結んだブリッジを基本として構成さ
れている。点Ｐ_１，Ｐ_３間には交流電源Ｅが接続され、
これに、素子Ｒ_３，ＶＲ_１，ＶＲ_２，Ｃで構成させるバ
ランス回路が接続されている。これにより、点Ｐ_２か
ら、ワークＷと加工ヘッド１１との間の距離に関連した
電圧e₁が端子Ｔ_１に向けて出力されるものである。

今、Ｌ_１…検出用コイルＣ_１のインピーダンスＬ_２…温度補償用コイルＣ_２のインピーダンスＲ_１，Ｒ_２…ブリッジのアーム抵抗ｅ_０…電源Ｅの発振電圧ｄ…検出用コイルＣ_１とワークＷとの間の距離ａ…検出用コイルＣ_１とコイル半径とすると、ｅ_１＝｛Ｌ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２） −Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ｅ_０となり、距離ｄの関数として出力電圧e₁が決定する。た
だし、検出用コイルのインピーダンスＬ_１は距離ｄをコ
イルＣ_１の半径ａで除した値ｄ／ａの関数である。

バランス回路は、点Ｐ_１，Ｐ_３間に並列に設けられる可
変抵抗ＶＲ_１，ＶＲ_２と、一端を点Ｐ_２に接続され他端
を前記可変抵抗ＶＲ_１の可変点ＶＰ_１に接続する抵抗Ｒ
_３と、一端を点Ｐ_４に接続し、他端を前記可変抵抗ＶＲ
_２の可変点ＶＰ_２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_１，ＶＲ_２における可変点Ｖ
Ｒ_１，ＶＰ_２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ＶＲ_１の可
変点ＶＰ_１を移動させることにより、アーム抵抗Ｒ_１，
Ｒ_２の比を調整することができる。即ち、可変点ＶＰ_１
の移動により、抵抗Ｒ_３を抵抗Ｒ_１側に又はＲ_２側に並
列に接続させるごとき等価回路を形成することができ
る。一方、可変抵抗ＶＲ_２の可変点ＶＰ_２を移動させる
ことにより、インピーダンスＬ_１，Ｌ_２の比を調整する
ことができる。即ち、可変点ＶＰ_２の移動により、容量
ＣをインピーダンスＬ_１側に又はＬ_２側に並列に接続さ
せるがごとき等価回路を形成することができる。

前記バランス回路における可変点ＶＰ_１，ＶＰ_２の移動
による直流的、交流的なバランス調整は相互に影響を与
えるので、調整は交互に行なわれる。なお、前記コイル
Ｃ_１及びＣ_２はセンサ２１側に位置するが、他の電気素
子は所定の盤内に位置するものである。

前記構成において、例えば加工ヘッド１１の交換等に応
じてセンサ２１を交換した場合には、センサ２１におけ
る各コイルＣ_１，Ｃ_２のインピーダンスＬ_１，Ｌ_２は必
ずしも一定でないので、センサ２１を交換する毎にバラ
ンス調整が必要である。すなわち、各コイルＣ_１，Ｃ_２
はそれぞれ漂遊容量が必ずしも一致せずに異なり、イン
ピーダンスＬ_１，Ｌ_２の位相、振幅が異なるので平衡に
する調整が必要である。

上記調整は、センサ２１がワークＷ等を検出しないよう
にワークＷから大きく離反して行うものである。本実施
例においては、前記したように、可変抵抗ＶＲ_２の可変
点ＶＰ_２を移動調節することにより、コンデンサＣをイ
ンピーダンスＬ_１側又はＬ_２側に並列に接続した場合と
同等の回路を形成することができ、インピーダンス
Ｌ_１，Ｌ_２の位相を合せることができる。

また、可変抵抗ＶＲ_１の可変点ＶＰ_１を移動調節するこ
とにより、アーム抵抗Ｒ_１側又はＲ_２側に抵抗Ｒ_３を並
列に接続した場合と同等の回路を形成することができ、
インピーダンスＬ_１，Ｌ_２の振幅を合せることができ
る。

上述のごとく、インピーダンスＬ_１，Ｌ_２の位相，振幅
の調整を行ったときを基準電圧とし、前記検出用コイル
Ｃ_１とワークＷとの距離ｄの変化に起因するコイルＣ_１
のインピーダンスＬ_１の変化による出力電圧と前記基準
の電圧との差により、前記距離ｄを正確に検出すること
ができるものである。

すなわち、本実施例によれば、センサ２１を交換した場
合には、可変抵抗ＶＲ_１，ＶＲ_２を調整するだけでバラ
ンス調整を容易に行うことができるものである。

なお、前記説明は、センサ２１をワークＷから大きく離
反して調整を行う旨説明したが、逆に、前記センサ２１
をワークＷに接触せしめた状態で調整を行うことも可能
である。

第５図は前記センサ２１の出力ｅ_１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、整流回
路２９ｂと、平滑化回路２９ｃと、ＬＯＧ増幅器２９ｄ
と、増幅器２９ｅと、アラーム出力用増幅器２９ｆと、
を有して構成される。

増幅器２９ａは検出電圧ｅ_１を増幅し、整流回路２９ｂ
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ｅ_２を端子Ｔ_２に向けて出力する。
オーバーはＬＯＧ増幅器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Ｔ_２と、前記増幅器２９ａの出力
端子は、スイッチ２９ｇを介してメータ２９ｈに接続さ
れ、該メータ２９ｈは増幅された後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ｅ_２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ている。

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ｅ_２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器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３０ｇとを有している。更
に、Ｖ／Ｆ変換器３１ｆ及び倣い幅設定器３１ｇにはナ
ンドゲート３１ｈが接続され、これに分周器３１ｉが接
続され、分周器３１ｉ及び方向判別器３１ｃにはナンド
ゲート３１ｊとが接続されている。

入力端子Ｔ_３には倣い距離設定用の標準電圧esが入力さ
れる。この標準電圧esは、第２図において例えば、ワー
クＷとセンサ２１との倣い距離dsを１．５mmと設定しよ
うとするとき、センサ２１が丁度この高さにあるとき出
力する電圧（例えば２．５ボルト）を設定するものであ
る。この電圧esは、例えばＮＣ装置１７側で設定される
ものである。

入力端子Ｔ_４，Ｔ_５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備えられている。これ
は、Ｖ／Ｆ変換器３１ｆ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で
ある。これについての作用は第１１図で詳述する。

前記上限設定器３１ｇの一入力端子は前記入力端子Ｔ_６
と接続されており、絶対値増幅器３１ｂの出力が端子Ｔ
_６に入力される倣い範囲を定める電圧efの範囲にあると
き出力を“０”とし、電圧efを越えるとき“１”を出力
する。従って、ナンドゲート３１ｈは、絶対値増幅器３
１ｂの出力する電圧が倣い範囲（±１mm）を定める電圧
ef内にあるときのみ、所定周波のパルス信号を分周器３
１ｉ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△ｅの正負符号を検出し、これをナンドゲート３１
ｊの一入力端子に与える。一方、ナンドゲート３１ｊの
他の一入力端子には、前記分周器３１ｉからの出力パル
ス信号が入力されている。そこで、ナンドゲート３１ｊ
は方向判別器とされるものである。

入力端子Ｔ_６には倣い範囲を定める電圧efが設定され
る。倣い範囲は、例えば±１mmであり、ここではその絶
対値１mmに相当する電圧ef（正の値）が設定されること
になる。

前記加算増幅器３１ａは、入力端子Ｔ_２及びＴ_３から検
出電圧ｅ_２と標準電圧esとを入力し、検出電圧ｅ_２の標
準電圧esに対する偏差△ｅを求める。

絶対値増幅器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３１ｆ及び、倣い上限設定器３
１ｇに出力する。

Ｖ／Ｆ変換器３１ｆ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ート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３１ｆ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emとする回路が
３１ｃからの正負符号に基づいて分周器３１ｉ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、ナンドゲート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Ｔ_７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ｅ_２（距離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３１ｆの規制電圧emに相当する距離で
飽和する原点（倣い点）０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（±２００μｍ）に対し
±ｎＫＨｚ（ｎ：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とヘッ
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Ｔ_８に出力する。同様に下限設定器３
１ｅは下限距離ddを検出し、ヘッド１１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と、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等を有してお
り、ＲＯＭ内の制御プログラムに基いて各制御部材に指
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、各種の制御を行うが、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
Ｓ（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の平面状での移動軌
跡を指令するものである。ヘッド高さ指令信号Ｓ（Ｚ）
は、ヘッド１１の高さを固定テーブル３に対して指定す
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するもの
である。この指令信号Ｓ（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
止させヘッド１３を上昇させるように指令するものであ
る。

ワーク位置制御部３５は、指令信号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，Ｙ軸サーボモ
ータＭｘ，Ｍｙを駆動する。モータＭｘ，Ｍｙにはエン
コーダＥが取付けられ、移動結果を駆動部４１，４３に
帰還している。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Ｓ（Ｚ）を入力
し、指令高さＺ_０に後述補正値±△Ｚを和し、ヘッド高
さがこの値Ｚ＝Ｚ_０±△Ｚとなるように軸駆動部４５に
駆動信号を出力する。Ｚ軸駆動部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Ｍｚ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、ヘ
ッド１１は高さＺ＝Ｚ_０±△Ｚに所定速度で制御される
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１９又は前記パルス制御回路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図に示すように、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せることによ
り、（ａ）（ｂ）図に示したように位相が１／４異なる
２相のエンコーダ信号Ｈａ，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Ｐ_Ｈを出力する。パルスＰ_Ｈ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３３０μsec 以下とならないためにリミッ
タが設けられている。

一方、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Ｐ_Ｈ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±△Ｚ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△Ｔ、例えば１０ｍsec毎に行われ
るが、この場合の補正値△Ｚ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図に示したように制御幅Ｃ
Ｄ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
ているとする。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）に示したような正負符号のパ
ルス信号Ｐ_Ｈ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Ｐ_Ｈを単位時間△
Ｔで積分し、ヘッド高さの移動指令値±△Ｚ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３
７は、現在手動モードであるので、指令信号Ｓ（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±△をそ
のままＺ軸駆動部４５へ出力する。Ｚ軸駆動部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
量±△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
れているとする。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
Ｚ_０が入力されている。センサ２１は、ワークＷとヘッ
ド１１との間の距離ｄに基いて第４図に示した電圧ｅ_１
を出力し、パルス制御回路３１はこの電圧ｅ_１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は標準距離dsに対応して予め設定され
ているものである。パルス信号処理部３９はこのパルス
信号Ｐに基いて補正値±△Ｚを演算する。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Ｔ_８
と接続されており、上限距離du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３９、ヘッド高
さ制御部３７は、偏差量±△Ｚを受け、ヘッド１１とワ
ークＷとの距離を常時標準距離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、ヘッド１１が、ワークＷ上を図において右
方向へ移動する例を示した。

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
に示すように穴４９を有したり、図の中央部分に示すよ
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)，(b)に示すように、セン
サ２１の底（ないしヘッド１１の底）部の直径Ｄを極力
小さくするよう、温度補償用のコイルＣ_２を検出用コイ
ルＣ_１の上方に位置させている。従って、本例では、セ
ンサ２１の底部がワークと干渉することがなく傾斜θ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へのパルス帰還量の遅れを
補い、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、ヘッド１１を穴４９
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３１ｅを設け、センサ２１が
下限距離を検出したとき、端子Ｔ_９を介してその旨をＮ
Ｃ装置１７に連絡するようにしているので、ＮＣ装置１
７は、この穴４９部分については、ヘッド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図右方に示すように、ヘッド１１はワーク
Ｗの端面に差しかかり、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断する等処理できるようにしてい
る。なお、下限設定器３１ｅが、下限距離を検出したと
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］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、被検出物Ｗに近接配置される検出用コイ
ルＣ１と該コイルＣ１とほぼ同一温度に保持される温度
補償用コイルＣ２とを第１の接続点Ｐ_４を介して直列に
接続した回路に、第１，第２のアーム抵抗Ｒ_１，Ｒ_２を
第２の接続点Ｐ_２を介して直列に接続した回路を、第
３，第４の接続点Ｐ_１，Ｐ_３を介して並列に接続してブ
リッジ回路２７を構成し、当該ブリッジ回路２７の前記
第１，第２の接続点Ｐ_４，Ｐ_２又は前記第３，第４の接
続点Ｐ_１，Ｐ_３に交流電源Ｅ又は電圧検出回路を接続
し、前記ブリッジ回路２７における前記第３，第４の接
続点Ｐ_１，Ｐ_３の間に、第１の可変抵抗ＶＲ１と第２の
可変抵抗ＶＲ２とを並列に接続して設け、前記ブリッジ
回路２７における前記第２の接続点Ｐ_２を、第３の抵抗
Ｒ_３を介して前記第１の可変抵抗ＶＲ１の可変点ＶＰ_１
に接続し、前記第１の接続点Ｐ_４を、コンデンサＣを介
して前記第２の可変抵抗ＶＲ２の可変点ＶＰ_２に接続し
てなるものである。

したがって本発明によれば、可変抵抗ＶＲ_１，ＶＲ_２を
調整するだけで検出用コイルＣ_１と温度補償用コイルＣ
_２とのインピーダンスの位相及び振幅を合せることがで
き、交流的，直流的なバランス調整を容易に行うことが
できるものである。

【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サの断面説明図、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、振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図は出力パルス信号の特性を示す
線図、第８図はＮＣ装置のブロック図、第９図(a)，
(b)，(c)，(d)の手動パルス発生器のエンコーダ信号の
説明図、第１０図(a)，(b)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
の位置関係を示す説明図である。１……レーザ加工機械、１１……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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検出物（Ｗ）に近接配置される検出用コ
イル（Ｃ１）と該コイル（Ｃ１）とほぼ同一温度に保持
される温度補償用コイル（Ｃ２）とを第１の接続点（Ｐ
_４）を介して直列に接続した回路に、第１，第２のアー
ム抵抗（Ｒ_１，Ｒ_２）を第２の接続点（Ｐ_２）を介して
直列に接続した回路を、第３，第４の接続点（Ｐ_１，Ｐ
_３）を介して並列に接続してブリッジ回路（２７）を構
成し、当該ブリッジ回路（２７）の前記第１，第２の接
続点（Ｐ_４，Ｐ_２）又は前記第３，第４の接続点
（Ｐ_１，Ｐ_３）に交流電源（Ｅ）又は電圧検出回路を接
続し、前記ブリッジ回路（２７）における前記第３，第
４の接続点（Ｐ_１，Ｐ_３）の間に、第１の可変抵抗（Ｖ
Ｒ１）と第２の可変抵抗（ＶＲ２）とを並列に接続して
設け、前記ブリッジ路（２７）における前記第２の接続
点（Ｐ_２）を、第３の抵抗（Ｒ_３）を介して前記第１の
可変抵抗（ＶＲ１）の可変点（ＶＰ_１）に接続し、前記
第１の接続点（Ｐ_４）を、コンデンサ（Ｃ）を介して前
記第２の可変抵抗（ＶＲ２）の可変点（ＶＰ_２）に接続
してなることを特徴とするうず電流式距離検出装置。