JP2011227094A - 状態検出装置およびレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】状態検出装置1は、レーザ加工ノズルに設けられた測定電極とワークWの間に参照信号を供給する信号発生回路10と、測定電極とワークWの間の状態に応じて変化する電気信号を測定するバッファ回路20およびA/Dコンバータ21と、レーザ加工ノズルとワークWの間に発生するプラズマPを抵抗成分と静電容量成分の並列回路としてモデル化し、測定電極とワークWの間のギャップを静電容量成分としてモデル化して、該抵抗成分と、プラズマPに起因した該静電容量成分およびギャップに起因した該静電容量成分の和である合成静電容量とを入力変数とし、検出対象である前記状態を出力変数とする関数モデルを有し、測定データに基づいて、前記状態、例えば、ギャップ長やプラズマなどを演算するための演算回路40などで構成される。
【選択図】図1
Description
レーザ加工ノズルに設けられた測定電極とワークの間に参照信号を供給するための信号発生回路と、
測定電極とワークの間の状態に応じて変化する電気信号を測定するための測定回路と、
レーザ加工ノズルとワークの間に発生するプラズマを抵抗成分と静電容量成分の並列回路としてモデル化し、測定電極とワークの間のギャップを静電容量成分としてモデル化して、該抵抗成分と、プラズマに起因した該静電容量成分およびギャップに起因した該静電容量成分の和である合成静電容量とを入力変数とし、検出対象である前記状態を出力変数とする関数モデルを有し、測定回路による測定データに基づいて前記状態を演算するための演算回路とを備えたことを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。加工ヘッドHDの先端には、レーザ発振器(不図示)から供給されるレーザ光を照射するためのレーザ加工ノズルが設けられる。レーザ加工の際、レーザ加工ノズルは、加工対象であるワークWに接近し、焦点位置で加工できるように位置決めされる。
・入出力信号データから周波数伝達関数F(jω)を求める。
・数式3aにF(jω)を代入して、Y0(jω)を求める。
・ステップS1の方法で求めた、現在の環境温度での測定箇所アドミタンスY1に対して、下記の式(4)で表される温度モデルに基づいて、温度Tのときの1/R成分とC成分のシフト量を求め、基準温度でのアドミタンスY0を求める。
・ステップS2で求めた基準温度での測定箇所アドミタンスY0(複素数)の1/R成分から、下記の式(7)に示すように、プラズマアドミタンスYPの1/R成分が判る。
10 信号発生回路、 11 リファレンス素子、 12 測定端子、
20 バッファ回路、 30 温度検出回路、 21,31,42 A/Dコンバータ
40 演算回路、 41 D/Aコンバータ、
HD 加工ヘッド、 P プラズマ、 W ワーク。
Claims (5)
- レーザ加工ノズルとワークの間の状態を検出する状態検出装置であって、
レーザ加工ノズルに設けられた測定電極とワークの間に参照信号を供給するための信号発生回路と、
測定電極とワークの間の状態に応じて変化する電気信号を測定するための測定回路と、
レーザ加工ノズルとワークの間に発生するプラズマを抵抗成分と静電容量成分の並列回路としてモデル化し、測定電極とワークの間のギャップを静電容量成分としてモデル化して、該抵抗成分と、プラズマに起因した該静電容量成分およびギャップに起因した該静電容量成分の和である合成静電容量とを入力変数とし、検出対象である前記状態を出力変数とする関数モデルを有し、測定回路による測定データに基づいて前記状態を演算するための演算回路とを備えたことを特徴とする状態検出装置。 - 環境温度を検出するための温度検出回路をさらに備え、
前記関数モデルは、検出した環境温度を追加の入力変数として処理することを特徴とする請求項1記載の状態検出装置。 - 前記演算回路は、ギャップ長およびプラズマ量の少なくとも1つを出力することを特徴とする請求項1または2記載の状態検出装置。
- 前記関数モデルは、ルックアップテーブルまたは数式で定義されていることを特徴とする請求項1または2記載の状態検出装置。
- レーザ加工ノズルと、
レーザ加工ノズルにレーザ光を供給するためのレーザ発振器と、
請求項1〜4のいずれかに記載の状態検出装置と、を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
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