JPH09220685A - Method for measuring material to be machined in laser beam machine - Google Patents
Method for measuring material to be machined in laser beam machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工機におけ
る被加工材の測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a material to be processed in a laser processing machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】被加工材をレーザ加工機に取付けた状態
においての被加工材の測定方法は、測定用のタッチプロ
ーブ１０１が図４に示す様にレーザ加工ヘッド１００に
設けてあり、このタッチプローブ１０１の先端の接触子
１０３を被加工材の測定部１０５に接触させて、その接
触面の座標を図示省略のコンピュータなどの演算装置に
よって求める方法がよく用いられている。この様なタッ
チプローブによる測定装置と測定方法は従来から三次元
測定器において実施されていたものであり、それをレー
ザ加工機のレーザ加工ヘッド１００に応用付加したもの
である。2. Description of the Related Art In a method of measuring a work piece with the work piece attached to a laser processing machine, a touch probe 101 for measurement is provided on a laser processing head 100 as shown in FIG. A method is often used in which the contactor 103 at the tip of the probe 101 is brought into contact with the measuring portion 105 of the workpiece, and the coordinates of the contact surface are obtained by a computing device such as a computer (not shown). Such a measuring device and a measuring method using a touch probe have been conventionally implemented in a three-dimensional measuring device, and are applied to a laser processing head 100 of a laser processing machine.
【０００３】前記タッチプローブ１０１はＺ軸方向に伸
縮自在に設けられており、測定を行わない時にはタッチ
プローブ収納部１０７に収納できるようになっている。
また測定を行う時には図４に示す様にタッチプローブ１
０１を伸長させると共にレーザ加工ヘッド１００のノズ
ル１０９を測定の邪魔にならない様にＢ軸回りに９０度
回転退避した状態にする。The touch probe 101 is provided so as to be expandable and contractible in the Z-axis direction, and can be housed in the touch probe housing section 107 when measurement is not performed.
When performing measurement, touch probe 1 as shown in FIG.
01 is extended and the nozzle 109 of the laser processing head 100 is rotated and retracted by 90 degrees around the B axis so as not to interfere with the measurement.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の被加工材の測定
方法は、高精度な測定を容易に実施することが可能であ
るがタッチプローブシステムによる測定装置は非常に高
価であるという問題がある。また、ノギス、マイクロメ
ータなどの測定工具を使用しての測定も可能であるが、
高精度な測定を行うには高い測定技術が要求されると共
に長いスパンを有する測定は困難である。The above-described method for measuring a work piece can easily perform highly accurate measurement, but has a problem that the measuring device using the touch probe system is very expensive. . It is also possible to measure using a measuring tool such as a caliper or micrometer,
High-precision measurement requires a high measurement technique and measurement with a long span is difficult.
【０００５】本発明は、上述の如き問題に鑑みてなされ
たものであり、本発明の課題は、レーザ加工機が有する
機能を利用して、被加工材をレーザ加工機から取外すこ
となく安価で高精度な測定が可能な被加工材の測定方法
を提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use the function of a laser processing machine to make it inexpensive without removing the workpiece from the laser processing machine. An object of the present invention is to provide a method for measuring a work material that enables highly accurate measurement.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１に記載のレーザ加工機における
被加工材の測定方法は、レーザ加工ヘッドのアシストガ
ス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを設け、この静
電容量センサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先
端と被加工材との間隙を設定値に制御する様にしたレー
ザ加工機において、前記被加工材に加工された加工部端
部における前記設定値に対する位置偏差出力を前記静電
容量センサーにより検出すると共に、この検出した位置
偏差出力と該位置偏差出力を検出した位置における前記
レーザ加工ヘッドの現在位置座標とをディスプレイに表
示させ、前記被加工材に加工された加工部端部の位置を
求めることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] As a means for solving the above-mentioned problems, a method for measuring a material to be processed in a laser processing machine according to claim 1 is such that an electrostatic discharge is applied to a tip of an assist gas injection nozzle of a laser processing head. In a laser processing machine in which a capacitance sensor is provided, and the gap between the tip of the assist gas injection nozzle and the workpiece is controlled to a set value by the capacitance sensor, the end of the processing portion machined in the workpiece Position deviation output with respect to the set value in the section is detected by the capacitance sensor, and the detected position deviation output and the current position coordinates of the laser processing head at the position where the position deviation output is detected are displayed on the display. The position of the end of the processed portion processed on the workpiece is determined.
【０００７】従って、被加工材のＸ軸またはＹ軸方向の
端部の位置を非接触で測定することができる。そして、
この端部の位置の測定から被加工材の幅またはその中心
位置や被加工材に加工された溝部分の幅またはその中心
位置などを求めることが可能となる。また端部の測定ス
パンが１ｍ越えるような場合でも高精度な測定を行うこ
とができる。これらの測定は通常のレーザ加工機に備わ
る機能を利用するものであるので従来の様な高価なタッ
チプローブ方式の測定装置が不要となる。Therefore, the position of the end portion of the workpiece in the X-axis or Y-axis direction can be measured without contact. And
From the measurement of the position of the end portion, it is possible to obtain the width of the work material or the center position thereof, the width of the groove portion machined in the work material or the center position thereof, and the like. Further, even if the measurement span at the end exceeds 1 m, highly accurate measurement can be performed. Since these measurements utilize the functions provided in an ordinary laser processing machine, an expensive touch probe type measuring device as in the conventional case is not required.
【０００８】請求項２に記載のレーザ加工機における被
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、前記レーザ加工機
のＸ、Ｙ両軸に対称な形状を有する前記被加工材に加工
された穴部のＸ軸方向の両端部の２か所の位置とＹ軸方
向の両端部の２か所の位置とを測定し、該Ｘ軸方向の２
か所の測定値の平均値とＹ軸方向の２か所の測定値の平
均値とを求め前記穴部の中心位置座標を求めることを特
徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a work material in a laser processing machine, wherein the X and Y axes of the laser processing machine are the same as those in the first method. The two positions of both ends in the X-axis direction and the two positions of both ends in the Y-axis direction of the hole processed in the workpiece having a symmetrical shape are measured, and the positions are measured. Of 2
It is characterized in that the average value of the measured values at two locations and the average value of the measured values at two locations in the Y-axis direction are determined to determine the center position coordinates of the hole.
【０００９】従って、被加工材に加工された穴部の直径
および中心位置座標を高精度に求めることができる。こ
の被加工材に加工された穴部の直径および中心位置座標
の測定結果とこの穴の加工プログラム上での座標値とを
比較することにより、レーザ加工機の加工誤差を知るこ
とも可能である。Therefore, the diameter and center position coordinates of the hole machined in the workpiece can be obtained with high accuracy. It is also possible to know the processing error of the laser processing machine by comparing the measurement result of the diameter and center position coordinate of the hole machined in this workpiece with the coordinate value on the machining program of this hole. .
【００１０】請求項３に記載のレーザ加工機における被
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、レーザ加工ヘッド
のアシストガス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを
設け、この静電容量センサーにより前記アシストガス噴
射ノズルの先端と被加工材との間隙を設定値に制御する
様にしたレーザ加工機において、該レーザ加工機のＸ軸
に平行に載置されたパイプの外径からＺ軸方向に一定距
離離隔した位置に、前記レーザ加工ヘッドが前記Ｘ軸に
直交するＹ軸方向に移動するパスラインを設け、該パス
ラインに沿って前記レーザ加工ヘッドを移動させ、前記
静電容量センサーの位置偏差出力が最小値を示したとき
のＹ座標をパイプの中心位置座標とすることを特徴し、
請求項４に記載のレーザ加工機における被加工材の測定
方法は、前記パイプの測定を丸パイプに適用したもので
ある。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a work material in a laser processing machine, wherein the tip of an assist gas injection nozzle of a laser processing head is the same as the work material measuring method in the first laser processing machine. In a laser processing machine provided with a capacitance sensor, and controlling the gap between the tip of the assist gas injection nozzle and the workpiece to a set value by the capacitance sensor, parallel to the X axis of the laser processing machine. A path line for moving the laser processing head in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis is provided at a position separated from the outer diameter of the pipe mounted in the Z-axis direction by a predetermined distance, and the path line is moved along the path line. The laser processing head is moved, and the Y coordinate when the position deviation output of the capacitance sensor shows the minimum value is set as the center position coordinate of the pipe,
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a workpiece in a laser beam machine, wherein the pipe measurement is applied to a round pipe.
【００１１】従って請求項３または請求項４の手段によ
り、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定する
ことができる。また、Ｘ軸方向の複数箇所でパイプの中
心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの真直度を求め
ることができる。Therefore, by means of the third or fourth aspect, the center position coordinates of the pipe can be measured with high accuracy without contact. Further, the straightness of the pipe with respect to the Y axis can be obtained by measuring the center position of the pipe at a plurality of points in the X axis direction.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１には静電容量センサー付きのレ
ーザ加工ヘッド１を用いて被加工材を測定する方法の一
例が示してある。図１に示すレーザ加工ヘッド１のアシ
ストガス噴射ノズル３の先端には、静電容量センサー５
が設けられており、この静電容量センサー５は図示省略
の公知の静電容量検出回路に接続されている。この静電
容量検出回路により静電容量センサー５と被加工材Ｗと
の間の静電容量Ｃを検出することによって前記アシスト
ガス噴射ノズルの先端と被加工材Ｗとの距離を測定する
ことができる様に設けてある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a method for measuring a workpiece by using a laser processing head 1 having a capacitance sensor. At the tip of the assist gas injection nozzle 3 of the laser processing head 1 shown in FIG.
Is provided, and the capacitance sensor 5 is connected to a known capacitance detection circuit (not shown). By detecting the capacitance C between the capacitance sensor 5 and the workpiece W by this capacitance detection circuit, the distance between the tip of the assist gas injection nozzle and the workpiece W can be measured. It is provided so that you can do it.
【００１３】前記レーザ加工ヘッド１は、レーザ加工機
の位置決め装置（図示省略）に設けられており、Ｘ、
Ｙ、Ｚの３軸がＣＮＣ装置（図示省略）により制御さ
れ、被加工材Ｗ上の任意の位置に位置決め自在になって
いるものである。なお、前記静電容量センサー５と被加
工材Ｗとの距離を測定する原理は、平板電極間の静電容
量をＣ、電極の間の誘電体の誘電率をε、電極の面積を
Ｓ、電極間の距離をｄとするとき、Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄ、で
表される関係を利用したものであり、静電容量Ｃを求め
ることにより電極間の距離ｄが計算により求めることが
できる。The laser processing head 1 is provided in a positioning device (not shown) of a laser processing machine, and is provided with X,
The three axes of Y and Z are controlled by a CNC device (not shown) and can be positioned at arbitrary positions on the workpiece W. The principle of measuring the distance between the capacitance sensor 5 and the workpiece W is that the capacitance between the plate electrodes is C, the dielectric constant of the dielectric between the electrodes is ε, the area of the electrode is S, When the distance between the electrodes is d, the relationship represented by C = ε * S / d is used, and the distance d between the electrodes can be calculated by calculating the capacitance C. .
【００１４】さて、前記静電容量センサー５からのＺ軸
方向の位置出力Ｚが一定となる様に位置出力をＺset に
設定すれば、すなわち、静電容量センサー５と被加工材
Ｗとの距離が一定となる様に、前記ＣＮＣ装置に位置出
力Ｚset を設定すれば、レーザ加工ヘッド１と被加工材
Ｗとの距離は、前記ＣＮＣ装置によって前記位置出力Ｚ
が設定値Ｚset になる様に制御されると共に、前記静電
容量センサー５と被加工材Ｗとの距離の変化は、Ｚ軸方
向の前記設定値Ｚset に対する位置偏差出力Ｚとして前
記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に表示される
様になっている。Now, if the position output is set to Z set so that the position output Z in the Z-axis direction from the capacitance sensor 5 is constant, that is, the capacitance sensor 5 and the workpiece W are If the position output Z set is set in the CNC device so that the distance becomes constant, the distance between the laser processing head 1 and the workpiece W is determined by the CNC device.
Is controlled so that it becomes a set value Z set , and the change in the distance between the capacitance sensor 5 and the workpiece W is the CNC device as a position deviation output Z with respect to the set value Z set in the Z-axis direction. Is displayed on the display (not shown).
【００１５】例えば、被加工材Ｗにレーザ加工した丸穴
７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合について
前記図１および図２を参照しながら説明する。For example, a case of measuring the central coordinates O (X 1 , Y 1 ) of the round hole 7 laser-processed in the workpiece W will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【００１６】先ず、位置決め装置を手動送りにして測定
する方法について説明する。先ず、丸穴７の中心のＸ座
標Ｘ1 を測定するために、レーザ加工ヘッド１をＸ軸方
向に移動させたとき、測定する丸穴７を必ず横断する適
宜な位置Ａにレーザ加工ヘッド１を移動させる。この位
置Ａにおける位置出力Ｚは前記設定値Ｚset と同じであ
るから、前記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に
は、位置偏差出力、Ｚ＝０．００ｍｍと、レーザ加工ヘ
ッド１の現在位置座標（Ｘ，Ｙ）とが表示される。First, a method of manually feeding the positioning device will be described. First, when the laser processing head 1 is moved in the X-axis direction in order to measure the X coordinate X 1 of the center of the round hole 7, the laser processing head 1 is placed at an appropriate position A that always crosses the round hole 7 to be measured. To move. Since the position output Z at the position A is the same as the set value Z set , the position deviation output, Z = 0.00 mm, and the current position coordinate of the laser processing head 1 are displayed on the display (not shown) of the CNC device. (X, Y) is displayed.
【００１７】次にレーザ加工ヘッド１をＸ軸方向に移動
させ、測定する丸穴７の端部のＢ位置まで移動させる。
このＢ位置においては、前記静電容量センサー５の一部
が測定する丸穴７の端部からはみ出した状態になるから
静電容量が変化して、位置偏差出力Ｚは図２（ｂ）に示
す様に増加傾向になる。この位置偏差出力Ｚが増加傾向
に変化するときのＢ位置における位置偏差出力Ｚx2と、
レーザ加工ヘッド１の現在位置のＸ座標Ｘ2 とを前記デ
ィスプレイ（図示省略）から読取る。なお、本測定は静
電容量センサー５の倣い機能をオフにして行なう。Next, the laser processing head 1 is moved in the X-axis direction to the position B at the end of the round hole 7 to be measured.
At the position B, a part of the capacitance sensor 5 is in a state of protruding from the end of the round hole 7 to be measured, so that the capacitance changes and the position deviation output Z is shown in FIG. 2 (b). As shown, it tends to increase. The position deviation output Z x2 at the B position when the position deviation output Z changes in an increasing tendency,
The X coordinate X 2 of the current position of the laser processing head 1 is read from the display (not shown). The main measurement is performed with the copying function of the capacitance sensor 5 turned off.
【００１８】次にレーザ加工ヘッド１をＢ位置から、さ
らにＸ軸方向のＣ位置に移動させ、今度は、Ｃ位置から
前記Ａ位置方向にレーザ加工ヘッド１を逆行させて、測
定する丸穴７の端部のＤ位置まで移動させる。このＤ位
置においても、前記Ｂ位置の場合と同様に位置偏差出力
Ｚは図２（ｂ）に示す様に増加傾向になる。なお、この
ときの位置偏差出力Ｚの増加曲線は前記Ｂ位置における
位置偏差出力Ｚの増加曲線と同一の増加曲線でありＺ軸
に対称となっている。Next, the laser processing head 1 is moved from the B position to the C position in the X-axis direction, and this time, the laser processing head 1 is moved backward from the C position in the direction of the A position to measure the circular hole 7 to be measured. Move to the D position at the end of. Also at the D position, the position deviation output Z tends to increase as shown in FIG. 2B, as in the case of the B position. The increasing curve of the position deviation output Z at this time is the same increasing curve as the increasing curve of the position deviation output Z at the B position and is symmetrical with respect to the Z axis.
【００１９】そして、このＤ位置における位置偏差出力
Ｚが前記Ｂ位置における位置偏差出力Ｚx2と同一になっ
た時のレーザ加工ヘッド１のＤ位置の現在位置のＸ座標
Ｘ3 を前記ディスプレイ（図示省略）から読取る。Then, the X coordinate X 3 of the current position of the D position of the laser processing head 1 when the position deviation output Z at the D position becomes the same as the position deviation output Z x2 at the B position, the display (shown in the figure). (Omitted)
【００２０】上記測定結果から、丸穴７の中心のＸ座標
Ｘ1 は次の計算式で求められる。From the above measurement results, the X coordinate X 1 of the center of the round hole 7 can be obtained by the following formula.
【００２１】Ｘ1 ＝（Ｘ2 ＋Ｘ3 ）／２…（１） また、丸穴７の中心のＹ座標Ｙ1 は、図２（ａ）に示す
様ように、レーザ加工ヘッド１を丸穴７を横断する様に
位置Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＨのようにＹ軸方向に移動させ、前記
Ｘ1 を求める方法と同様にして、丸穴７の中心のＹ座標
Ｙ1 はＦ点のＹ座標Ｙ2 とＨ点のＹ座標Ｙ3 とから次の
計算式で求められる。X 1 = (X 2 + X 3 ) / 2 (1) Further, the Y coordinate Y 1 of the center of the round hole 7 is the same as that shown in FIG. In the same manner as in the method of obtaining X 1 by moving in the Y-axis direction such as positions E, F, G, and H so as to traverse 7, the Y coordinate Y 1 of the center of the round hole 7 is the Y of the F point. It is calculated from the coordinate Y 2 and the Y coordinate Y 3 of the H point by the following calculation formula.
【００２２】Ｙ1 ＝（Ｙ2 ＋Ｙ3 ）／２…（２） なお、上記測定方法で丸穴７の中心のＸ座標Ｘ1 を求め
るのにレーザ加工ヘッド１をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと移動させ
たが、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｃのように同一方向に移動させても
同様に測定することが可能である。また、Ｙ座標Ｙ1 を
求める場合にも同様にＥ、Ｆ、Ｈ、Ｇの様に同一方向に
移動させて同様に測定することが可能である。Y 1 = (Y 2 + Y 3 ) / 2 (2) In order to obtain the X coordinate X 1 of the center of the round hole 7 by the above measuring method, the laser processing head 1 is moved to A, B, C, D. However, the measurement can be performed in the same manner by moving in the same direction as in A, B, D, and C. Further, when obtaining the Y coordinate Y 1 , it is possible to move in the same direction like E, F, H, and G and perform the same measurement.
【００２３】上述の測定方法は、オペレーターがレーザ
加工ヘッド１を手動で移動させて測定を行ったがこれを
自動で行わせることも可能である。In the above-described measuring method, the operator manually moves the laser processing head 1 to perform the measurement, but it is also possible to perform the measurement automatically.
【００２４】自動で測定する場合には、前記設定値Ｚ
set と、図２（ｂ）に示す様に該設定値Ｚset よりも少
し大きな基準偏差Ｚstd と、前記の計算式（１）および
計算式（２）とを測定プログラムとして前記ＣＮＣ装置
に登録しておく。そして、オペレーターが測定する穴の
位置と、穴の直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１は測定する穴の近傍の適宜位置に設定
値Ｚset で自動的に位置決めされる様にプログラムして
ある。In the case of automatic measurement, the set value Z
The set , the reference deviation Z std which is a little larger than the set value Z set as shown in FIG. 2B, and the calculation formulas (1) and (2) are registered in the CNC device as a measurement program. I'll do it. Then, when the operator inputs the position of the hole to be measured and the diameter D of the hole and instructs the measurement, the laser processing head 1 is automatically positioned at an appropriate position near the hole to be measured with the set value Z set. Is programmed as follows.
【００２５】さらに、上述の如くレーザ加工ヘッド１が
測定する穴の近傍の位置に位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定する丸穴を横断するようにＸ軸方向およ
びＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ座標およびＹ
座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算式（１）およ
び計算式（２）を用いて、丸穴７の中心Ｏの座標
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果を前記ディスプ
レイ（図示省略）に表示するようにプログラムしてあ
る。Further, after the laser processing head 1 is positioned near the hole to be measured as described above, the laser processing head is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to traverse the round hole to be measured. X coordinate and Y when the position deviation output Z becomes equal to the reference deviation Z std.
The coordinates are taken into the CNC device, the coordinates (X 1 , Y 1 ) of the center O of the round hole 7 are calculated using the calculation formulas (1) and (2), and the calculation result is displayed on the display ( (Not shown) is programmed to be displayed.
【００２６】従って、オペレーターが測定する穴の位置
と直径を入力して測定を指示すれば、レーザ加工ヘッド
１が測定する穴の近傍の適宜な位置に位置決めされた
後、レーザ加工ヘッドが測定する丸穴を横断するように
Ｘ軸方向またはＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏
差出力Ｚがこの基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ
座標およびＹ座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算
式（１）および計算式（２）を用いて、丸穴７の中心位
置Ｏの座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果が前
記ディスプレイ（図示省略）に表示されることになる。Therefore, if the operator inputs the position and diameter of the hole to be measured and instructs the measurement, the laser processing head 1 is positioned at a proper position in the vicinity of the hole and then measured by the laser processing head. X when the position deviation output Z becomes equal to the reference deviation Z std by being moved in the X-axis direction or the Y-axis direction so as to traverse the round hole.
The coordinates and the Y coordinate are taken into the CNC device, the coordinates (X 1 , Y 1 ) of the center position O of the round hole 7 are calculated using the calculation formulas (1) and (2), and the calculation result is obtained. Will be displayed on the display (not shown).
【００２７】上述の手動または自動による測定方法は、
丸穴７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合につ
いて説明したが、本発明の測定方法は丸穴７の中心座標
Ｏの測定に限られるものではなく、例えば正方形、長方
形、正６角形などの左右対称形の穴の中心座標、板幅な
どその他の測定にも適用することができる。The above-mentioned manual or automatic measuring method is
The case of measuring the central coordinates O (X 1 , Y 1 ) of the round hole 7 has been described, but the measuring method of the present invention is not limited to the measurement of the central coordinates O of the round hole 7, and may be, for example, a square, a rectangle, It can also be applied to other measurements such as the center coordinates of a symmetrical hole such as a regular hexagon and the plate width.
【００２８】次に、丸パイプの中心位置座標（Ｙ座標ま
たはＸ座標）を測定する場合について、図３を参照しな
がら説明する。例えば、外径Ｄの丸パイプ９の軸芯がＸ
軸方向（Ｙ軸に直交）に一致する様に固定されている場
合、丸パイプ９の中心からＺ軸方向に一定距離離隔した
位置、例えば、（Ｄ／２）＋ｄｚなる位置に前記レーザ
加工ヘッド１がＹ軸方向に移動するパスラインを設定す
る。Next, the case of measuring the center position coordinates (Y coordinate or X coordinate) of the round pipe will be described with reference to FIG. For example, the axis of the round pipe 9 having the outer diameter D is X.
When fixed so as to match the axial direction (perpendicular to the Y-axis), the laser processing is performed at a position separated from the center of the round pipe 9 in the Z-axis direction by a certain distance, for example, a position of (D / 2) + d z. A pass line along which the head 1 moves in the Y-axis direction is set.
【００２９】そして、このパスラインと丸パイプ９のＺ
軸方向の中心線との交点の位置を位置Ｂとし、この位置
ＢからＹ軸方向に適宜に離隔した前後の位置を位置Ａと
位置Ｃとするとき、前記レーザ加工ヘッド１をこのパス
ライン上をＹ軸方向に沿って、位置Ａから位置Ｃまで移
動させると、位置偏差出力Ｚは図３（ｂ）の様に変化す
る。この位置偏差出力Ｚが最小値Ｚmin を示したときの
Ｙ座標を読取ればそれが丸パイプ９の中心位置の座標Ｙ
0 となる。Then, Z of this pass line and the round pipe 9
When the position of the intersection with the center line in the axial direction is position B, and the front and rear positions appropriately separated from this position B in the Y-axis direction are positions A and C, the laser processing head 1 is on this path line. When is moved from the position A to the position C along the Y-axis direction, the position deviation output Z changes as shown in FIG. If the Y coordinate when this position deviation output Z shows the minimum value Z min is read, it is the coordinate Y of the center position of the round pipe 9.
It becomes 0 .
【００３０】なお、この測定を前述の様に自動的に行わ
せることも可能である。例えば、前記位置偏差出力Ｚの
最小値Ｚmin よりは少し大きい基準偏差Ｚstd と、中心
位置の座標Ｙ0 を計算する次の計算式 Ｙ0 ＝（Ｙ1 ＋Ｙ2 ）／２…（３） を前記ＣＮＣ装置に測定プログラムとして登録してお
く。さらに、オペレーターが測定するパイプ９の位置
（Ｙ座標）と直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１が測定する丸パイプ９の中心からＺ軸
方向に一定距離離隔した適宜位置、例えば（Ｄ／２）＋
ｄｚなる位置のパスラインに位置決めされる様にプログ
ラムしてある。It is also possible to automatically perform this measurement as described above. For example, a reference deviation Z std slightly larger than the minimum value Z min of the position deviation output Z, and the following calculation formula for calculating the center position coordinate Y 0 : Y 0 = (Y 1 + Y 2 ) / 2 (3) Is registered as a measurement program in the CNC device. Further, when the operator inputs the position (Y coordinate) of the pipe 9 to be measured and the diameter D to instruct the measurement, the laser processing head 1 appropriately positions at a certain distance in the Z-axis direction from the center of the round pipe 9 to be measured. , For example (D / 2) +
It is programmed to be positioned on the pass line at the position d z .
【００３１】上述の如くレーザ加工ヘッド１が測定する
パイプ９の近傍のパスライン位置に位置決めされた後、
レーザ加工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するよう
にＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記Ｃ
ＮＣ装置に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ
９の中心Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果を前記デ
ィスプレイに表示するようにプログラムしてある。After the laser processing head 1 is positioned at the pass line position near the pipe 9 to be measured as described above,
The laser processing head is moved in the Y-axis direction so as to traverse the pipe 9 to be measured, and the Y coordinate when the position deviation output Z becomes equal to the reference deviation Z std is the C coordinate.
It is programmed so that it is taken into the NC device, the coordinate Y 0 of the center O of the pipe 9 is calculated using the calculation formula (3), and the calculation result is displayed on the display.
【００３２】従って、オペレーターが測定するパイプ９
の位置と直径Ｄとを入力して測定を指示すれば、レーザ
加工ヘッド１が測定するパイプ９の中心からＤ／２＋ｄ
ｚなる位置のパスラインに位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するようにＹ軸方
向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこの基準偏
差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記ＣＮＣ装置
に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ９の中心
Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果が前記ディスプレ
イに表示されることになる。Therefore, the pipe 9 measured by the operator
If the position and the diameter D are input to indicate the measurement, the laser processing head 1 measures D / 2 + d from the center of the pipe 9 to be measured.
After being positioned on the pass line at the position z , the laser processing head is moved in the Y-axis direction so as to traverse the pipe 9 to be measured, and the position deviation output Z becomes equal to this reference deviation Z std . The Y coordinate at this time is taken into the CNC device, the coordinate Y 0 of the center O of the pipe 9 is calculated using the calculation formula (3), and the calculation result is displayed on the display.
【００３３】[0033]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、レーザ
加工機において加工中の被加工材をレーザ加工機から取
外すことなく、またタッチプローブを使用した特別な測
定装置を使用せずに、通常のレーザ加工機が備えている
レーザ加工ヘッドのノズルの先端と被加工材との間隙を
一定に保つための静電容量センサーを利用して、被加工
材のＸ軸またはＹ軸方向の端部の位置を非接触で測定す
ることができる。そして、この端部の位置の測定から被
加工材の幅またはその中心位置や被加工材に加工された
溝部分の幅またはその中心位置などを求めることが可能
となる。また端部の測定スパンが１ｍ越えるような場合
でも高精度な測定を行うことができる。According to the invention as set forth in claim 1, the workpiece being processed in the laser processing machine is not removed from the laser processing machine, and a special measuring device using a touch probe is not used. Using a capacitance sensor for maintaining a constant gap between the tip of the nozzle of the laser processing head and the material to be processed, which is included in a normal laser processing machine, the X-axis or Y-axis direction of the material is processed. The position of the edge can be measured without contact. Then, from the measurement of the position of the end portion, it is possible to obtain the width of the work material or the center position thereof, the width of the groove portion machined in the work material or the center position thereof, and the like. Further, even if the measurement span at the end exceeds 1 m, highly accurate measurement can be performed.
【００３４】請求項２に記載の発明によれば、加工材に
加工された穴部の直径および中心位置座標を求めること
ができる。そして、この中心位置座標の測定結果とこの
穴の加工プログラム上での座標値とを比較することによ
り、レーザ加工機の加工誤差を知ることも可能である。According to the second aspect of the present invention, the diameter and center position coordinates of the hole machined in the machined material can be obtained. Then, by comparing the measurement result of the center position coordinates with the coordinate value of the hole on the machining program, it is possible to know the machining error of the laser beam machine.
【００３５】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定す
ることができる。また、パイプの軸心方向の複数箇所の
パイプの中心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの軸
心の偏れを求めることができるの。According to the third or fourth aspect of the invention, the center position coordinates of the pipe can be measured with high accuracy without contact. Further, by measuring the center positions of the pipe at a plurality of positions in the axial direction of the pipe, the deviation of the axial center of the pipe with respect to the Y axis can be obtained.
【図１】本発明に係わる被加工材を測定する方法での測
定状態を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a measurement state in a method for measuring a work material according to the present invention.
【図２】（ａ）丸穴の中心位置を測定する場合のレーザ
加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘッド
を丸穴の上をＡからＣにＸ軸方向に移動させた場合の位
置偏差出力Ｚの変化を示す図。FIG. 2A shows an example of a moving position of a laser processing head when measuring the center position of a round hole. (B) A diagram showing a change in the position deviation output Z when the laser processing head is moved in the X-axis direction from A to C on the round hole.
【図３】（ａ）丸パイプの中心位置を測定する場合のレ
ーザ加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘ
ッドを丸パイプの上をＡからＣにＹ軸方向に移動させた
場合の位置偏差出力Ｚの変化を示す図。FIG. 3A is an example of a moving position of a laser processing head when measuring the center position of a round pipe. (B) The figure which shows the change of the position deviation output Z when a laser processing head is moved in the Y-axis direction from A to C on a round pipe.
【図４】タッチプローブをレーザ加工ヘッドに設けた従
来の被加工材の測定装置。FIG. 4 is a conventional device for measuring a workpiece, in which a laser processing head is provided with a touch probe.
【図５】図４のレーザ加工ヘッドによる被加工材の測定
方法の説明図。5 is an explanatory view of a method of measuring a work piece by the laser processing head of FIG.
１ レーザ加工ヘッド ３ アシストガス噴射ノズル ５ 静電容量センサー ７ 丸穴 ９ 丸パイプ Ｃ 静電容量 Ｏ 丸穴中心位置 Ｘ1 ，Ｙ1 丸穴の中心位置座標 Ｙ0 丸パイプの中心位置座標 Ｗ 被加工材 Ｚ 位置偏差出力 Ｚset 位置偏差出力の設定値 Ｚstd 基準偏差1 Laser processing head 3 Assist gas injection nozzle 5 Capacitance sensor 7 Round hole 9 Round pipe C Capacitance O Round hole center position X 1 , Y 1 Round hole center position coordinate Y 0 Round pipe center position coordinate W Covered Processed material Z Position deviation output Z set Position deviation output setting value Z std Standard deviation
Claims (4)
ズルの先端に静電容量センサーを設け、この静電容量セ
ンサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端と被加
工材との間隙を設定値に制御する様にしたレーザ加工機
において、前記被加工材に加工された加工部端部におけ
る前記設定値に対する位置偏差出力を前記静電容量セン
サーにより検出すると共に、この検出した位置偏差出力
と該位置偏差出力を検出した位置における前記レーザ加
工ヘッドの現在位置座標とをディスプレイに表示させ、
前記被加工材に加工された加工部端部の位置を求めるこ
とを特徴とするレーザ加工機における被加工材の測定方
法。1. A capacitance sensor is provided at a tip of an assist gas injection nozzle of a laser processing head, and the gap between the tip of the assist gas injection nozzle and a workpiece is controlled to a set value by the capacitance sensor. In the laser processing machine described above, the position deviation output with respect to the set value at the end of the processed portion processed on the workpiece is detected by the capacitance sensor, and the detected position deviation output and the position deviation output are Display the current position coordinates of the laser processing head at the detected position on the display,
A method of measuring a workpiece in a laser beam machine, wherein the position of the end of the processed portion processed in the workpiece is obtained.
形状を有する前記被加工材に加工された穴部のＸ軸方向
の両端部の２か所の位置とＹ軸方向の両端部の２か所の
位置とを測定し、該Ｘ軸方向の２か所の測定値の平均値
とＹ軸方向の２か所の測定値の平均値とを求め前記穴部
の中心位置座標を求めることを特徴とする請求項１に記
載のレーザ加工機における被加工材の測定方法。2. The laser processing machine has two positions on both ends in the X-axis direction of a hole formed in the workpiece having a shape symmetrical with respect to both X and Y axes and both ends in the Y-axis direction. Position of the hole is measured, and the average value of the measured values at the two positions in the X-axis direction and the average value of the measured values at the two positions in the Y-axis direction are calculated to obtain the center position coordinates of the hole. The method for measuring a workpiece in a laser beam machine according to claim 1, wherein
ズルの先端に静電容量センサーを設け、この静電容量セ
ンサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端と被加
工材との間隙を設定値に制御する様にしたレーザ加工機
において、該レーザ加工機のＸ軸に平行に載置されたパ
イプの外径からＺ軸方向に一定距離離隔した位置に、前
記レーザ加工ヘッドが前記Ｘ軸に直交するＹ軸方向に移
動するパスラインを設け、該パスラインに沿って前記レ
ーザ加工ヘッドを移動させ、前記静電容量センサーの位
置偏差出力が最小値を示したときのＹ座標をパイプの中
心位置座標とすることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザ加工機における被加工材の測定方法。3. A capacitance sensor is provided at the tip of the assist gas injection nozzle of the laser processing head, and the gap between the tip of the assist gas injection nozzle and the workpiece is controlled to a set value by this capacitance sensor. In the laser processing machine described above, the Y axis of the laser processing head orthogonal to the X axis is located at a position separated from the outer diameter of the pipe placed in parallel with the X axis of the laser processing machine by a certain distance in the Z axis direction. A path line that moves in the direction is provided, the laser processing head is moved along the path line, and the Y coordinate when the position deviation output of the capacitance sensor shows the minimum value is set as the center position coordinate of the pipe. The method for measuring a workpiece in a laser beam machine according to claim 1, wherein
とする請求項３に記載のレーザ加工機における被加工材
の測定方法。4. The method for measuring a workpiece in a laser beam machine according to claim 3, wherein the pipe is a round pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028086A JPH09220685A (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method for measuring material to be machined in laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028086A JPH09220685A (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method for measuring material to be machined in laser beam machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09220685A true JPH09220685A (en) | 1997-08-26 |
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ID=12238980
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8028086A Pending JPH09220685A (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method for measuring material to be machined in laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09220685A (en) |
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1996
- 1996-02-15 JP JP8028086A patent/JPH09220685A/en active Pending
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