JPS6322250A

JPS6322250A - 倣い制御装置

Info

Publication number: JPS6322250A
Application number: JP61064833A
Authority: JP
Inventors: Akira Sengoku; 千石　明
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1988-01-29

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】［産業上の利用分野］この発明は被加工材料（以下、ワークと略称する）と加
工部との間の距離を一定に保つ場合に用いて有用な倣い
制御装置に関する。

［従来技術の説明］例えばレーザ加工機械においては、レーザビームの焦点
位置及びアシストガスの圧力を一定にするために、ワー
クと加工ヘッドとの間の距離を一定に保つことが必要で
ある。

従来、このため、ワークは一水平面上にあることを前提
として、加工ヘッドの高さを常時一定に保つことが行わ
れていた。

しかしながら、この方式では、ワークは一水平面上にあ
ることを前提としているので、ワークに例えば反りがあ
る場合、この反りのある部分でワークと加工ヘッドとの
間の距離が所定のものからずれることになる。

又、従来、ワークと加工ヘッドとの間の距離を前記加工
ヘッドに取付けた例えば光学式の距離検出器で実測し、
該検出器の検出信号を加工機械の高さくＺ）軸サーボ装
置に帰還し、ワークと加工ヘッドとの間の距離を常時一
定に保とうとする方式も提案されている。

しかしながら、距離検出装置を備えた従来よりの倣い制
御装置は、距離検出器で検出された検出信号をそのまま
加工機械のＺ軸サーボ装置に帰還する構造であったため
、当該Ｚ軸サーボ装置と、ワークないし加工ヘッドの平
面的移動を行うＸＹ軸サーボ装置との間で次の如きの問
題点が生じていた。

即ち、Ｚ軸サーボ装置は所定のループゲインを有してい
る。一方、ＸＹ軸サーボ装置は所定のプログラムに従っ
てワークないし加工部を平面ＸＹｈ向に所定の速度で移
動させる。ここに、ワークないし加工ヘッドの平面上で
の移動速度をＶＦとし、倣い角度（ワークの傾斜）をθ
、Ｚ軸サーボ装置のループゲインをＧｓとすると、Ｚ軸
方向の倣い誤差εは、 ε＝　（ＶＦ　／Ｑｓ　）　−ｔａｎθと表わすことが
できるものである。

よって、平面速度ＶＦに対し２軸サーボループゲインＧ
Ｓが所定の値に設定されている場合、ｔａｎθに比例し
て誤差εが大となる。従って、従来の倣い制御装置では
、斜面を有する立体的形状加工の部分において、ヘッド
動作に遅れが生じ、往きと返りとでヒステリシスを生ず
ることになり、倣い精度が悪くなっていた。

［発明の目的］この発明は上記点に鑑みて、立体的形状加工においても
誤差の少ない倣い制御を行わせることができる倣い制御
装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］上記目的を達成するために、この発明では、倣い制御装
置を、被加工材料と加工部との間の目標距離を定める目
標値設定手段と、前記被加工材料と前記加工部との間の
実際距離を検出する距離検出手段と、該手段の検出距離
と前記目標距離との差が所定の制御幅にあるとき前記差
に略比例した偏差信号を出力すると共に誤差が前記制御
幅を越えるとき略一定の最大偏差信号を出力する偏差信
号出力手段と、該手段の偏差信号の単位時間毎の積分値
をサーボ制御の目標位置からの偏差量として、前記被加
工材料と前記加工部との間の距離を目標の値にサーボ制
御するサーボ手段と、を備えて構成し、偏差信号出力手
段の出力信号の大きさを前記距離に関して略Ｚ型とする
ことにより、システムゲインを適正化するようにした。

［実施例の説明］以下、添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

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１３
が設けられ、レーザビーム１Ｂ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軸周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
ろ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を有する截頭円錐形状に
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、グラファイト類の内側部材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＋　、Ｃ２と、これらコ
イルＣＩ　、Ｃ２と連結さへるケーブル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２１「が設けられて
いる。コイルＣＩ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。

センナ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Ｃ１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Ｃ２は上記コイル
Ｃ１との相互作用を少なくするため、又センサ２１の下
端直径りを小さくするためその上方に所定の距離史を置
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
２１ｂには、その外表面に、セラミックスコーティング
２１（Ｊ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＋　、Ｃ２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２１ｏ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、コーテイング膜はセ
ンサ及びノズル２３を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２１ｃ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Ｃ１とＣ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２
とを点ＰＩ−Ｐ４で結んだブリッジを基本として構成さ
れている。点Ｐ＋　、　Ｒ３ｒｍＩには交流電源Ｅが接
続され、これに、素子Ｒ３、ＶＲ＋　。

ＶＲ２、Ｇ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Ｐ２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ｅが端子Ｔ１に向けて出力
されるものである。

今、Ｌｌ・・・検出用コイルＣ１のインピーダンスし２・・
・温度補償用コイルＣ２のインピーダンスＲ＋　、Ｒ２
・・・ブリッジのアーム抵抗ｅｏ・・・電源Ｅの発振電
圧ｄ・・・検出用コイルＣ１とワークＷとの間の距離ａ・
・・検出用コイルＣ１のコイル半径とすると、ｅ　＋　　＝　（Ｌｌ　／　（Ｌｌ　　＋１２’　）−
Ｒ＋　／　（Ｒ１＋８２　））ｅ。

となり、距離ｄの関数として出力電圧ｅが決定する。た
だし、検出用コイルのインピーダンスＬ１は距離ｄをコ
イルＣ１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＋　、Ｒ３間に並列に設けられる
可変抵抗ＶＲ＋　、ＶＲ２と、一端を点Ｐ２に接続され
他端を前記可変抵抗ＶＲ＋　の可変点■Ｐ＋　に接続す
る抵抗Ｒ３と、一端を点Ｐ４に接続し、他端を前記可変
抵抗ＶＲ２の可変点ＶＰ２に接続するコンデンサＣとで
構成されている。可変抵抗Ｖ　Ｒ＋　、　Ｖ　Ｒ２ニオ
Ｉｔ　ル可変点ＶＰ＋　、ＶＰ２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ＶＲ１の可
変点ＶＰ＋を移動させることにより、アーム抵抗Ｒ＋　
、Ｒ２の比を調整することができる。

即ち、可変点ＶＰ＋　の移動により、抵抗Ｒ３を抵抗Ｒ
１側に又はＲ２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ＶＲ２の可変点
ＶＰ２を移動させることにより、インピーダンスＬ＋　
、Ｌ２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をインピーダンスし１側に又は
Ｌ２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＋　、ＶＰ２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Ｃ１及びＣ２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。

第５図は前記センサ２１の出力ｅ１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ｅ１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２９ｃはこれ
を増幅し増幅電圧ｅ２を端子Ｔ２に向けて出力する。ア
ラームは異常電圧発生時に出力されるものである。

なお、図示の如く端子Ｔ２と、前記増幅器２９ａの出力
端子は、スイッチ２１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２９から出力された電圧ｅ２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ｅ２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３１ｄ１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３１ＣＩ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
トゲート３１ｈが接続され、これに分周器３１ｉが接続
され、分周器３１ｉ及び上限設定器３１ｄにはナントゲ
ート３１ｊとが接続されている。

入力端子Ｔ３には倣い距１１１１を設定用の標準電圧ｅ
ｓ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．
５■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１
７側で設定されるものである。

入力端子Ｔ４　、Ｔｓ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、±１１１０１とさ
れるものである。

入力端子Ｔ６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±ｌｌｌ１１ｍであり、ここで
はその絶対値１ｍ１ｍ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Ｔ２及びＴｓから検
出電圧ｅ２と標準電圧ｅｓとを入力し、検出電圧ｅ２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３１「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トゲート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又。

ス信号を出力できるようにするためであり、ｖＢ力雷電
圧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３１ｏの一入力端子は前記入力端子Ｔ６
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“Ｏ″とし、電圧ｅｆを越えるとき“１”を
出力する。従って、ナントゲート３１ｈは、絶対値増幅
器３１ｂ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３１１に出力する。

前記方向判別器３１Ｇは、増幅器３１ａから出力される
電圧△ｅの正負符号を検出し、これをナントゲート３１
ｊの一入力端子に与える。一方、ナントゲート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、ナントゲート３１ｊ
は方向判別器３１Ｃからの正負符号に基づいて分周器３
１ｉ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、ナントゲート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Ｔ７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ｅ２　（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ｅＩ１１に相当す
る距離で飽和する原点（倣い点）Ｏ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（±２０Ｃ１ｌ
　”）に対し±ｎ　ＫＨｚ（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１１１ｔｄｕ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Ｔ８に出力する。同様に
下限設定器３１ｅ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Ｔ９
に出力する。

第８図に示すように、ＮＯ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、ＣＰＬｌ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して
おり、ＲＯＭ内のＩＩＩ＋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５（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５（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〜Ｖ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５（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５（Ｚ）を入力
し、指令高さＺＯに後述補正値±ΔＺを和し、ヘッド高
さがこの値Ｚ＝Ｚｏ±ΔＺ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＝Ｚｏ±ΔＺ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１つ又は前記パルス！ＩＩ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１つのパルス発生状況を第９図に示す
と共に、パルス１ＩＩＩ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１つは、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ＰＨを出力する。

パルスＰＨ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３３０μｓ
ｅｃ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ＰＨ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
補正値上△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ΔＴ１例えば、１０１ＳｅＧ毎に行
われるが、この場合の補正値ΔＺは、所定時間ΔＴ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図で示したように制御幅
ＣＤ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）、Ｃｄ）に示したような正負符号のパ
ルス信号ＰＨが出力されることになる。

パルス信号処理部２７は、入力パルスＰＨを単位時間Δ
王で積分し、ヘッド高さの移動指令値上△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３７は、現在手動モードであるので、
指令信号５（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±Δ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を移動量上△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
Ｚｏ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ｅ１
を出力し、パルス制御回路３１はこの電圧ｅ１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。標準パルス信号処理部２７は
このパルス信号Ｐに基いて補正値上△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Ｔ８
と接続されており、上限路＃１１ｄｕ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３つ、ヘッド高
さ制御部３７は、偏差ｍ士△Ｚを受け、ヘッド１１とワ
ークＷとの距離を常時標準路Ｍｄｓ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）部の直径り
を極力小さくするよう、温度補償用のコイルＣ２を検出
用コイルＣ１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、このとぎ、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（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Ｔ９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、Ｎ’　Ｃ装
置１７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を検出したとぎ、端子Ｔ
９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］以上の通り、この発明によれば、システムゲインを適正
化することができ、立体的形状加工においても誤差の少
ない倣いυ１１１１を行わせることができる。

【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回毎）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、増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）　。 ■は手動パルス発生器のエンコーダ信号の説明図、第１
０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１°７・・
・ＮＣ装＠　　　　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・・・パルス信号第３図［ａｌ　　　　　　　
　　　第３図（ｂ）第４図第５図第６図手続ネ市１１ミｉ幕（方式）昭和６２年８月７日

Claims

【特許請求の範囲】

被加工材料と加工部との間の目標距離を定める目標値設
定手段と、前記被加工材料と前記加工部との間の実際距
離を検出する距離検出手段と、該手段の検出距離と前記
目標距離との差が所定の制御幅にあるとき前記差に略比
例した偏差信号を出力すると共に該差が前記制御幅を越
えるとき略一定の最大偏差信号を出力する偏差信号出力
手段と、該手段の偏差信号の単位時間毎の積分値をサー
ボ制御の目標位置からの偏差量として前記被加工材料と
前記加工部との間の距離を目標の値にサーボ制御するサ
ーボ手段と、を備えて構成される倣い制御装置。