KR20000046998A - Gap measurer of laser processor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A gap measurer of a non-conductive processed material is provided to measure the processed material gap and to save a replacement time by giving to a power stoppage capacity type sensor in any case that the processed material is conductive or non-conductive. CONSTITUTION: On measuring a gap between a non-conductive processed material(W3) and a processing nozzle(33), a slide bar(42) is put into a spring(46) and is inserted in a fixing ring(40). A touch plate(44) is stuck to the surface of the non-conductive material by the repulsive force of the spring(46). On the other hand, the slide bar is firstly combined in the fixing ring and is fixed with the touch plate by interposing the spring in a lower end. In this state, the capacity of stoppage between the processing nozzle and the touch plate is detected by the stoppage capacity sensor(30). Thus, since the detected stoppage capacity is in proportion to a gap(G3) formed between the processing nozzle and the non-conductive processed material, the gap is easily output.

Description

레이저 가공기의 갭 측정장치Gap Measuring Device of Laser Processing Machine

본 발명은 레이저 가공기의 갭 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전용량형 센서인 비접촉식 센서를 이용하여 비전도성 피가공물과 가공노즐 사이에 형성되는 갭을 측정할 수 있도록하여 피가공물이 전도성 또는 비전도성 어느 경우라도 갭 측정장치 전체의 교환 없이 사용할 수 있도록 한 레이저 가공기의 갭 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gap measuring device of a laser processing machine, and more particularly, by using a non-contact sensor which is a capacitive sensor, the gap formed between the non-conductive workpiece and the processing nozzle can be measured so that the workpiece is conductive or The present invention relates to a gap measuring device of a laser processing machine, which can be used without any replacement of the gap measuring device in any case.

주지하는 바와 같이 레이저 가공기에 있어서는 가공렌즈와 노즐부를 포함하는 가공헤드와 피가공물의 간격을 적정거리로 일정하게 유지시켜야만 가공을 진행할 수 있게 된다.As is well known, in the laser processing machine, the processing can be performed only when the distance between the processing head and the workpiece including the processing lens and the nozzle portion is maintained at a proper distance at a constant distance.

이러한 레이저 가공기에서 가공헤드와 피가공물의 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 가공헤드와 피가공물 간의 간격을 측정하기 위한 갭 측정장치와, 이 갭 측정장치로부터 측정된 간격데이터를 기초로 하여 가공헤드의 높이를 조절하는 서보기구로 구성되는데, 여기에서 갭 측정장치는 피가공물이 전도체일 경우와 부도체일 경우로 구분된다.In order to maintain a constant gap between the processing head and the workpiece in such a laser processing machine, a gap measuring device for measuring the gap between the processing head and the workpiece, and the height of the processing head based on the gap data measured from the gap measuring device. The gap measuring device is divided into a case where the workpiece is a conductor and a case that is a non-conductor.

먼저 피가공물이 전도체인 경우에는 첨부도면 도 1 에 도시된 바와 같은 정전용량을 이용한 비접촉식으로 되어 있는데, 이것은 가공노즐(10)과 전도성 피가공물(W1)을 비접촉으로 한 상태에서 이들에 각각 전원을 인가한 다음 가공헤드(12)에 설치된 정전용량센서(13)에 의해 이 사이에 형성된 정전용량용량을 측정하여 갭(G1)을 측정하도록 되어 있었다.First, when the workpiece is a conductor, it is a non-contact type using the capacitance as shown in FIG. 1, which is connected to the power source in the state where the machining nozzle 10 and the conductive workpiece W1 are in contact with each other. The gap G1 was measured by measuring the capacitance formed therebetween by the capacitive sensor 13 installed in the processing head 12 after application.

그리고, 이와 같은 측정 데이터는 가공헤드(12)의 높낮이를 미세하게 조절하기 위한 서보기구로 전달되면서 초점거리 보정데이터로 활용되어 갭(G1)을 적정거리로 조절하도록 되어 있었다.The measurement data is transmitted to a servo mechanism for finely adjusting the height of the machining head 12 and used as focal length correction data to adjust the gap G1 to an appropriate distance.

한편, 피가공물이 나무, 아크릴, 종이, 옷감 등과 같이 가공노즐과 충분한 정전용량을 가질 수 없는 경우에는 첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 비전도성 피가공물(W2)에 직접 접촉하는 접촉식으로 되어 있는데, 이는 비전도성 피가공물(W2)의 표면에 접촉하고, 가공노즐(20)을 통과하여 이 비전도성 피가공물(W2)을 향하는 레이저 빔(B)을 통과시키도록 중앙에 구멍이 형성되어 있는 터치플레이트(22)를, 가공헤드(24)가 고정되어 있는 세로축상에 설치된 리니어 포텐셔메터(25)의 슬라이더(26)에 고정자(27)를 이용하여 고정되어 있는 구조로 구성하여, 가공노즐(20)과 비전도성 피가공물(W2) 사이에 형성된 갭(G2)을 측정하도록 구성되어 있었다.On the other hand, when the workpiece does not have sufficient capacitance with the processing nozzle, such as wood, acrylic, paper, cloth, etc., as shown in Figure 2 attached to the contact type in direct contact with the non-conductive workpiece (W2) It is in contact with the surface of the non-conductive workpiece W2, and a hole is formed in the center so as to pass through the processing nozzle 20 and pass the laser beam B toward the non-conductive workpiece W2. The touch plate 22 is constructed in a structure in which the stator 27 is fixed to the slider 26 of the linear potentiometer 25 provided on the vertical axis on which the processing head 24 is fixed. It was configured to measure the gap G2 formed between the 20 and the nonconductive workpiece W2.

이 또한 앞에서 설명한 바와 같이 서보기구로 측정데이터가 전송되어 초점거리를 보정하기 위한 보정데이터로 활용된다.As described above, the measurement data is transmitted to the servo mechanism and used as the correction data for correcting the focal length.

그러나 종래에는 비접촉 갭 측정장치에 의해 가공을 마친 다음 피가공물을 비전도성 피가공물로 교체하게 되면, 가공헤드도 접촉식 갭 측정장치로 교체한 다음 초점조정과 함께 레이저 빔 센트링을 재조정 한 후 가공할 수밖에 없었으므로, 가공시간보다 헤드교체시간이 더 많이 걸리게 되는 문제점을 가지고 있었다.Conventionally, however, if the workpiece is replaced by a non-conductive workpiece after finishing the process by the non-contact gap measuring device, the machining head is also replaced by the contact gap measuring device, and then the laser beam centring is readjusted with focus adjustment. Since it was necessary to do so, there was a problem that it takes more time to replace the head than the machining time.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 피가공물이 전도성 또는 비전도성으로 되어 있는 어느 경우라도 비접촉방식인 정전용량형 센서에 부가하여 비전도성 재질로 되어 있는 피가공물의 갭을 측정할 수 있도록 교체시간을 줄일 수 있는 레이저 가공기의 비접촉식 센서를 이용한 비전도성가공물 갭 측정장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is the gap of the workpiece is made of a non-conductive material in addition to the non-contact capacitive sensor in any case the workpiece is conductive or non-conductive. The present invention provides a non-conductive workpiece gap measuring apparatus using a non-contact sensor of a laser processing machine that can reduce the replacement time so that the measurement time can be measured.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 가공헤드에 고정되는 고정링과, 상기 고정링에 미끄럼결합되어 상하방향으로 승강되는 슬라이드 바와, 상기 슬라이드 바의 하단부에 고정되어 비전도성 피가공물의 표면에 접촉되며, 가공노즐과 갭을 이루면서 정전용량형센서에 의해 이 가공노즐과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치플레이트와, 상기 고정링과 터치플레이트의 사이에 설치되어 이 터치플레이트를 비전도성 피가공물로 밀어내도록 반발하는 스프링과, 상기 고정링에 나사결합되어 상기 슬라이드 바를 압박에 의해 고정하는 고정볼트로 구성하여 레이저 가공기의 갭 측정장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a fixed ring fixed to the processing head, a slide bar which is slid to the fixed ring and lifts up and down, is fixed to the lower end of the slide bar is in contact with the surface of the non-conductive workpiece And a touch plate that forms a gap between the processing nozzle and a capacitive sensor by forming a gap with the processing nozzle, and is installed between the fixing ring and the touch plate to push the touch plate to the non-conductive workpiece. The gap measuring device of the laser processing machine is provided by being composed of a spring repulsing to come out and a fixing bolt screwed to the fixing ring to fix the slide bar by pressing.

도 1 은 종래 전도성 피가공물의 갭을 측정하기 위한 레이저 가공기의 갭 측정장치를 보이는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a gap measuring device of a laser processing machine for measuring the gap of a conventional conductive workpiece;

도 2 는 종래 비전도성 피가공물의 갭을 측정하기 위한 레이저 가공기의 갭 측정장치를 보이는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a gap measuring device of a laser processing machine for measuring the gap of a conventional non-conductive workpiece;

도 3 은 본 발명에 따른 레이저 가공기의 갭 측정장치를 보이는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a gap measuring device of a laser processing machine according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호설명Explanation of Signs of Major Parts of Drawings

30 : 정전용량형센서 33 : 가공노즐30: capacitive sensor 33: processing nozzle

32 : 가공헤드 G3 : 갭32: machining head G3: gap

40 : 고정링 44 : 터치플레이트40: fixing ring 44: touch plate

42 : 슬라이드 바 46 : 스프링42: slide bar 46: spring

W3 : 비전도성 피가공물 48 : 고정볼트W3: Non-conductive workpiece 48: Fixing bolt

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 3 은 본 발명에 따른 레이저 가공기의 갭 측정장치를 보이는 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 가공헤드(32)에 고정되는 고정링(40)과, 상기 고정링(40)에 미끄럼결합되어 상하방향으로 승강되는 슬라이드 바(42)와, 상기 슬라이드 바(42)의 하단부에 고정되어 비전도성 피가공물(W3)의 표면에 접촉되며, 가공노즐(33)과 갭(G3)을 이루면서 정전용량형센서(30)에 의해 이 가공노즐(33)과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치플레이트(44)와, 상기 고정링(40)과 터치플레이트(44)의 사이에 설치되어 이 터치플레이트(44)를 비전도성 피가공물(W3)로 밀어내도록 반발하는 스프링(46)과, 상기 고정링(40)에 나사결합되어 상기 정전용량형센서(30)의 외주면에 압박 고정하는 고정볼트(48)로 구성하였다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a gap measuring device of the laser processing machine according to the present invention, as shown in the fixed ring 40 is fixed to the processing head 32, and is fixed to the fixed ring 40 The slide bar 42 which is lifted in the vertical direction and fixed to the lower end of the slide bar 42 is in contact with the surface of the non-conductive workpiece (W3), forming a gap (G3) with the machining nozzle 33 The touch plate 44 which forms a capacitance between the processing nozzle 33 by the type sensor 30, and is provided between the fixing ring 40 and the touch plate 44, the touch plate ( A spring 46 which repels 44 to push the non-conductive workpiece W3 and a fixing bolt 48 which are screwed to the fixing ring 40 to press-fix to the outer circumferential surface of the capacitive sensor 30. It consisted of.

상기 슬라이드 바(42)는 상기 고정링(40)의 중심을 기점으로해서 예컨대, 3개를 120°등각도로 형성하였다. 그리고 슬라이드바(42)는 고정링(40)의 상하 이동을 가능하게하면서 이탈을 방지하는 가능한 구조로 결합한다. 또한 슬라이드바(42)의 하단과 터치플레이트(44)는 나사 결합 또는 용접 등에 의하여 결합 가능하다.The slide bars 42 are formed at, for example, three 120 degree angles, starting from the center of the fixing ring 40. And the slide bar 42 is coupled to the possible structure to prevent the separation while enabling the vertical movement of the fixing ring (40). In addition, the lower end of the slide bar 42 and the touch plate 44 may be coupled by screwing or welding.

상기 터치플레이트(44)는 접시모양으로 형성되며, 중앙에는 레이저 빔을 통과시키기 위한 구멍을 가지고 있으며, 그 중앙은 비전도성 피가공물(W3)을 향해 아래쪽으로 오목하게 형성되어 있는 구조로 형성하였다.The touch plate 44 is formed in a dish shape, and has a hole for passing the laser beam in the center thereof, and the center of the touch plate 44 is formed to be concave downward toward the non-conductive workpiece W3.

또한, 상기 가공노즐(33)과 비전도성 피가공물(W3)의 사이에 위치되어 이 가공노즐(33)과는 갭(G3)을 형성하고, 비전도성 피가공물(W3)에는 접촉하도록 구성된다.It is also located between the processing nozzle 33 and the non-conductive workpiece W3 to form a gap G3 with the machining nozzle 33 and to contact the non-conductive workpiece W3.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 첨부도면 도 3 에 도시된 바와 같이 비전도성 피가공물(W3)과 가공노즐(33) 사이의 갭(G3)을 측정하는 경우에는 터치플레이트(44)에 하단이 나사 결합으로 고정되어 있는 슬라이드 바(42)를 스프링(46)을 사이에 두고 고정링(40)에 끼우게 되면, 터치플레이트(44)가 스프링(46)의 반발력에 의해 비전도성 피가공물(W3)의 표면에 밀착된다. 이 경우 반대로 고정링(40)에 슬라이드 바(42)를 먼저 결합(예를들면 상하 이동 가능한 키결합)시키고, 하단에 스프링(46)을 개재하여 터치플레이트(44)와 결합고정시킬 수도 있다. 물론 이러한 조립 상태의 세트를 미리 준비하고, 단지 고정볼트(48)로 고정링(40)을 통하여 정전용량형센서(30)에 고정 또는 분리시키는 방식으로 결합사용할 수도 있다.First, as shown in FIG. 3, in the case of measuring the gap G3 between the non-conductive workpiece W3 and the processing nozzle 33, the slide having the lower end fixed to the touch plate 44 by screwing is provided. When the bar 42 is inserted into the fixing ring 40 with the spring 46 therebetween, the touch plate 44 is in close contact with the surface of the non-conductive workpiece W3 by the repulsive force of the spring 46. In this case, on the contrary, the slide bar 42 is first coupled to the fixing ring 40 (for example, the key is movable up and down), and the coupling is fixed to the touch plate 44 through the spring 46 at the lower end thereof. Of course, such a set of assembled state is prepared in advance, it can also be used in a manner that is fixed to or separated from the capacitive sensor 30 through the fixing ring 40 with only the fixing bolt 48.

이와 같은 상태에서 정전용량형센서(30)에 의해 가공노즐(33)과 터치플레이트(44) 사이의 정전용량이 검출되는데, 이것은 가공노즐(33)과 비전도성 피가공물(W3)의 사이에 형성된 갭(G3)과 비례하기 때문에 이 정전용량이 측정되면, 갭(G3)은 간단히 산출된다.In this state, the capacitance between the machining nozzle 33 and the touch plate 44 is detected by the capacitive sensor 30, which is formed between the machining nozzle 33 and the non-conductive workpiece W3. Since this capacitance is measured because it is proportional to the gap G3, the gap G3 is simply calculated.

그리고 전도성 피가공물에 적용하는 경우에는 고정링(40)으로부터 슬라이드 바(42), 스프링(46) 및 터치플레이트(44)을 분리하게 되면, 기존과 같은 비접촉식 갭 측정장치로 되어 전도성 피가공물에 간단히 적용할 수 있게 되는 것이다.In the case of applying to the conductive workpiece, when the slide bar 42, the spring 46, and the touch plate 44 are separated from the fixing ring 40, it becomes a non-contact gap measuring device, which is the same as the conventional one. It will be applicable.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 비접촉식 갭 측정장치에 간단하게 탈부착되는 터치플레이트에 의해 전도성 피가공물은 물론이고, 비전도성 피가공물의 갭도 측정할 수 있도록 구성되어 있으므로, 기존과 같은 접촉식 갭 측정장치를 필요로하지 않게 되고, 헤드교환에 따른 초점 재조정과 빔 센트링작업도 하지 않아도 되어 피가공물 변경에 따른 가공헤드의 조정시간을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to measure not only the conductive workpiece but also the gap of the non-conductive workpiece by a touch plate which is simply detachable from the non-contact gap measuring apparatus. There is no need for a device, and the need for refocusing and beam centrifugation due to a head change can be eliminated, which greatly reduces the adjustment time of the processing head due to the change of the workpiece.

Claims (2)

정전용량형센서(30)를 갖는 레이저 가공기의 갭 측정장치에 있어서,In the gap measuring device of a laser processing machine having a capacitive sensor 30, 가공헤드(32)에 고정되는 고정링(40)과;A fixed ring 40 fixed to the processing head 32; 상기 고정링(40)에 미끄럼결합되어 상하방향으로 승강되는 슬라이드 바(42)와;A slide bar 42 which is slid to the fixed ring 40 and is lifted in the vertical direction; 상기 슬라이드 바(42)의 하단부에 고정되어 비전도성 피가공물(W3)의 표면에 접촉되며, 가공노즐(33)과 갭(G3)을 이루면서 상기 정전용량형센서(30)에 의해 이 가공노즐(33)과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치플레이트(44)와;It is fixed to the lower end of the slide bar 42 is in contact with the surface of the non-conductive workpiece (W3), the processing nozzle 33 by the capacitive sensor 30 while forming a gap (G3) with the machining nozzle ( A touch plate 44 for forming a capacitance therebetween; 상기 고정링(40)과 터치플레이트(44)의 사이에 설치되어 이 터치플레이트(44)를 비전도성 피가공물(W3)로 밀어내도록 반발하는 스프링(46)과;A spring 46 installed between the fixing ring 40 and the touch plate 44 to repel the touch plate 44 to the non-conductive workpiece W3; 상기 고정링(40)에 나사결합되어 상기 슬라이드 바(42)를 압박에 의해 고정하는 고정볼트(48)로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공기의 갭 측정장치.The gap measuring device of the laser processing machine, characterized in that consisting of a fixing bolt (48) screwed to the fixing ring (40) to fix the slide bar (42) by pressing. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이드 바(42)는 상기 고정링(40)의 중심을 기점으로해서 등각도로 형성되는 것임을 특징으로 하는 레이저 가공기의 갭 측정장치.The gap measuring apparatus of claim 1, wherein the slide bar (42) is formed at an isometric angle from the center of the fixing ring (40).
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