JPH077031Y2 - レーザ加工装置におけるノズルギャップ検出用センサ付ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、レーザ加工装置におけるノズルギャップ検
出用センサ付ノズルに関する。

（従来の技術） 従来、レーザ加工装置において、レーザビームの焦点位
置およびアシストガスの圧力を一定にするためには、加
工ヘッドに設けられたノズルの先端とワーク表面との距
離を常に一定に保たせる必要があり、その距離を測定す
るためセンサ付ノズルが用いられている。

このセンサ付ノズルに設けられたセンサとしては、渦電
流方式と静電容量方式の２通りが知られている。しか
も、それぞれのセンサは独立した別々の形状で構成され
ている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、水を使用してレーザ加工を行なう場合には、
渦電流センサ付ノズルが用いられると共に、水を使用し
ない通常のレーザ加工を行なう場合には、静電容量セン
サ付ノズルが用いられている。このように加工用途によ
ってセンサを使い分けなければならず、そのときはその
都度、センサ付ノズルを交換しなければならないという
問題があった。

この考案の目的は、上記問題点を改善するため、加工用
途によってセンサを使い分けすることなく、方式の異な
るセンサを一体的に共通化して交換を不要にしたレーザ
加工装置におけるノズルギャップ検出用センサ付ノズル
を提供することにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案は、レーザ加工装
置の加工ヘッドに取付けられたワークの熱的影響を受け
つつワークとの距離を検出するギャップ検出用センサ付
ノズルにして、ノズルに設けられたセンサ用ボビンにコ
イルを巻装すると共に、このコイルの両端間にオン、オ
フ切換用のスイッチを接続してレーザ加工装置における
ノズルギャップ検出用センサ付ノズルを構成した。

（作用） この考案のレーザ加工装置におけるノズルギャップ検出
用センサ付ノズルを採用することにより、ノズルに設け
られたセンサ用ボビンにはコイルが巻装されていると共
に、コイルの両端間にはオン、オフ切換用のスイッチが
接続されているから、水を使用してレーザ加工を行なう
場合には、スイッチをオフでコイルになり渦電流センサ
として用いられる。水を使用しない通常のレーザ加工を
行なう場合には、スイッチをオンにすることによってコ
イルが金属電極になるため静電容量センサとして用いら
れる。

このように、スイッチをオン、オフに切換えるだけで渦
電流センサまたは静電容量センサに使い分けされる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図を参照するに、レーザ加工装置１は、レーザ加工
装置１の後部側（第２図において右側）に、例えば炭酸
ガスレーザ発振器３が装着してあり、レーザビームLBを
レーザ加工装置１へ向けて発振するように構成されてい
る。

レーザ加工装置１は、ベース５と、ベース５に垂直に立
設したポスト７、及びポスト７を介してベース５の上方
に片持状に水平に支持されたビーム部材９等から構成さ
れている。ベース５の上部には、ワークＷを載置するワ
ークテーブル11が設けてあり、ワークＷはクランプ13に
て把持されて、クランプ13はワークＷを把持した状態で
X,Y軸用サーボモータで平面X,Y軸方向に自在に位置決め
することができる。

ビーム部材９の先端部には、加工ヘッド15が設けてあ
り、加工ヘッド15はレーザ発振器３からのレーザビーム
LBを、内蔵したミラー組立体17、集光レンズ19、及びセ
ンサ付ノズル21を介してワークＷへ照射するよう構成さ
れている。

上記構成により、ワークテーブル11上に載置されたワー
クＷをクランプ13で把持してX,Y軸方向へ移動せしめる
と共に、炭酸ガスレーザ発振器３で発振されたレーザビ
ームLBがミラー組立体17、集光レンズ19を経てセンサ付
ノズル21からワークＷへ照射されて、ワークＷに所望の
形状でレーザ加工が行なわれることになる。

ワークＷにレーザ加工を行なっている際には、センサ付
ノズル21のセンサによってノズルの先端とワークＷの表
面との距離を検出し、この距離を常に一定に保ってレー
ザ加工がなされる。

前記センサ付ノズル21は、第１図に示されているよう
に、センサ用ボビン23と、ブッシュ25と、ノズル27とな
どで構成されている。

センサ用ボビン23は、例えばセラミックなどの絶縁材料
で中空円錐形状に形成されており、この先端（第１図に
おいて下側）にはブッシュ25が装着されている。ブッシ
ュ25には内面に雌ねじ29が形成されており、この雌ねじ
29にはノズル27の外周部に形成された雄ねじ31が螺合さ
れている。

前記センサ用ボビン23の外周面には、コイル33が巻装さ
れていると共に、コイル33の両端には図示省略の発振回
路が接続されている。しかもコイル33の両端間には、オ
ン、オフ切換用のスイッチ35が接続されている。

上記構成により、スイッチ35をオフにすると、コイル33
自体はコイルそのものとなり渦電流センサとしての機能
を果すと共に、スイッチ35をオンにすると、コイル33が
金属電極になるため、静電容量センサとしての機能を果
すことになる。

したがって、ワークＷに水を使用してレーザ加工を行な
う場合には、スイッチ35をオフにして渦電流センサにす
ることによってワークの表面とノズル27の先端との距離
を検出し、さらにこの距離を一定に保ちながらレーザ加
工が行なわれるので、ワークＷに良好なレーザ加工を行
なうことができる。

ワークＷに水を使用しないで通常のレーザ加工を行なう
場合には、スイッチ35をオンにして静電容量センサにす
ることによって、ワークＷの表面とノズル27の先端との
距離を検出し、さらにこの距離を一定に保ちながらレー
ザ加工が行なわれるので、ワークＷに良好なレーザ加工
を行なうことができる。

このように、スイッチ35をオン、オフに切換えるだけで
渦電流センサまたは静電容量センサに使い分けすること
ができ、しかも安価であると共に、従来のようにセンサ
付ノズル21を交換する必要がない。

なお、この考案は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。

［考案の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
考案によれば、ノズルに設けられたセンサ用ボビンには
コイルが巻装されていると共に、コイルの両端間にはオ
ン、オフ切換用のスイッチが接続されているから、水を
使用してレーザ加工を行なう場合には、スイッチをオフ
でコイルになり渦電流センサとして用いられる。水を使
用しない通常のレーザ加工を行なう場合には、スイッチ
をオンにすることによってコイルが金属電極になるため
静電容量センサとして用いられる。

このように、スイッチをオン、オフに切換えるだけで渦
電流センサまたは静電容量センサに使い分けすることが
でき、しかも安価であると共に、従来のようにセンサ付
ノズルを交換する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の主要部を示し、第２図におけるレー
ザ加工装置におけるセンサ付ノズルの拡大説明図、第２
図はこの考案を実施する一実施例のレーザ加工装置にお
ける側面図である。 １……レーザ加工装置、15……加工ヘッド 21……センサ付ノズル、23……センサ用ボビン 27……ノズル、33……コイル 35……スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ加工装置の加工ヘッドに取付けられ
   たワークの熱的影響を受けつつワークとの距離を検出す
   るギャップ検出用センサ付ノズルにして、ノズルに設け
   られたセンサ用ボビンにコイルを巻装すると共に、この
   コイルの両端間にオン、オフ切換用のスイッチを接続し
   てなることを特徴とするレーザ加工装置におけるノズル
   ギャップ検出用センサ付ノズル。