JP2716665B2 - レーザビームによる工作物加工方法 - Google Patents

レーザビームによる工作物加工方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを用いて
工作物を加工する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームを用いて工作物を加工する
ことは、すでに一般に知られている。その際にレーザビ
ームを用いた溶接プロセスや、工作物に孔を開けること
などを実施することができる。一般にこの加工プロセス
のためにレーザ加工ノズルと工作物間に設けられる距離
が所望のごとく調節され、乃至は一定に維持されるが、
それは距離測定を前提にしている。そのため、レーザ加
工ノズルの尖端に、電気的な交流信号が印加されるセン
サ電極を設け、測定容量による交流信号の変化をそれに
よって評価することにより、センサ電極と工作物間に存
在する測定容量を求めることができる。その場合に、ま
ず、センサ電極と工作物間の距離に相当する直流信号が
交流信号から形成される。この直流信号はその後制御装
置へ供給され、制御装置は直流信号に従ってレーザ加工
ノズル乃至センサ電極と工作物間の距離を一定に維持す
る。
【０００３】最近では工作物をレーザ加工する場合にオ
ンラインプロセス監視がだんだんと重要になって来てい
る。特にその場合にいくつかの例を挙げると、たとえば
ＣＯ2 レーザを使用しての溶接作業の品質に、あるいは
レーザボール（ＬａｓｅｒＢｏｒｅ）すなわちレーザ孔
あけの際には突き刺し時点を求めることに注意が向けら
れている。
【０００４】突刺し時点を求めることに関しては、すで
にＥＰ０３４４３３９Ａ１から、レーザ加工の際に工作
物から放出された電磁ビーム又は突刺し孔を通して出て
来るレーザビームを１つあるいは多数の検出器を用いて
測定することが知られている。
【０００５】それに対して論文「レーザ溶接品質モニタ
と欠陥診断（Ｌａｓｅｒ ＷｅｌｄＱｕａｌｉｔｙ Ｍ
ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎ
ｏｓｉｓ，Ｌ．Ｌｉ，ｅｔ ａｌ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｌａｓｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｐｐｌｉｃａｉｔｏｎ ｉｎＩｎｄ
ｕｓｔｒｙ（Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ，１９９０年１
１月７〜９日）」は、たとえばレーザボール又はレーザ
溶接の際に、加工時に発生する帯電を測定することによ
るプロセスパラメータの検出を扱っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の方法を改良して、特に材料加工の際に発生する無電荷
の金属飛沫によってもたらされるノイズを、すでに存在
しかつセンサ電極と工作物間の距離を制御するために使
用される信号をさらに処理しながら監視できるように
し、レーザ加工の効率を向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】設定された課題の解決
は、請求項１の特徴部分に記載されている。本発明の好
ましい実施例は従属請求項から明かである。
【０００８】請求項１は、センサ電極（３）と工作物
（２）間に存在する測定容量（ＣMess）を、その測定容
量（ＣMess）による交流信号の変化を評価することによ
って求めるために、工作物（２）に対して位置決め可能
でかつ電気的な上記交流信号が印加されるセンサ電極
（３）を使用して、レーザビームによって工作物（２）
を加工する方法であって、その場合にまず上記交流信号
からセンサ電極（３）と工作物（２）間の距離に相当す
る電気的な直流信号が形成される方法において、周波数
フィルタ処理とその後段の整流によって上記直流信号か
らノイズ測定信号を形成し、このノイズ測定信号を少な
くとも１つの所定のしきい値と比較し、ノイズ測定信号
がしきい値を通過した場合に第１の状態信号を発生させ
ることを特徴とする。
【０００９】請求項２は、請求項１において、周波数フ
ィルタ処理がハイパスフィルタ処理であることを特徴と
する。
【００１０】請求項３は、請求項１において、周波数フ
ィルタ処理がバンドパスフィルタ処理であることを特徴
とする。
【００１１】請求項４は、請求項１から３までのいずれ
か１項において、上記交流信号の周波数が切替え可能で
あることを特徴とする。
【００１２】請求項５は、請求項１から４までのいずれ
か１項において、上記交流信号が、測定容量（ＣMess）
を流れる一定実効値の交流電流（ｉ〜）によって生成さ
れ印加される交流電圧であることを特徴とする。
【００１３】請求項６は、請求項１から４までのいずれ
か１項において、上記交流信号が、測定容量（ＣMess）
とインダクタンス（Ｌ）によって形成される発振回路
（ＣMess、Ｌ）によって生成され、かつ発振回路（ＣMe
ss、Ｌ）の周波数が周波数／直流電圧変換器（１５）へ
供給され上記直流信号を発生させることを特徴とする。
【００１４】請求項７は、請求項６において、発振回路
（ＣMess、Ｌ）の交流信号の振幅を直接整流した後に上
記直流信号が生成されることを特徴とする。
【００１５】請求項８は、請求項７において、上記交流
信号の振幅に基づいて生成された第２の状態信号に重み
付け係数を乗算し、第１の状態信号から減算することに
より、さらに第３の状態信号が形成されることを特徴と
する。
【００１６】請求項９は、請求項１から８までのいずれ
か１項において、レーザビームを、第１の状態信号の発
生後に初めて工作物（２）に対して移動させることを特
徴とする。
【００１７】請求項１０は、請求項１から８までのいず
れか１項において、レーザビームの工作物（２）に対す
る移動が、第１の状態信号の発生後に停止されることを
特徴とする。
【００１８】請求項１１は、請求項１から１０までのい
ずれか１項においてノイズ測定信号が上方と下方のしき
い値の間にあるかどうかを検査することを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明による方法は、センサ電極と工作物間の
距離に相当する直流信号から周波数フィルタ処理とその
後に行われる整流によってノイズ測定信号が発生される
こと、及びこのノイズ測定信号が所定のしきい値と比較
されること、並びにそれに従ってノイズ測定信号がしき
い値を越えた場合に第１の状態信号が発生されることを
特徴としている。
【００２０】レーザ加工の際に発生するプラズマによっ
てだけでなく、大体においてその際に発生する、センサ
電極と工作物間の測定容量を変化させる無荷電の金属飛
沫によって発生するこのノイズ測定信号によって、多数
の使用目的のために充分なオンラインプロセス監視が実
施され、それによってプロセス安全性の改良及び／又は
レーザ加工の際の作業速度の向上が得られる。
【００２１】たとえば金属薄板をレーザ切断する場合
に、切断の最初にまずレーザビームによって孔が形成さ
れ、それによってその後切断を開始することができる。
この孔あけプロセスの際にすでに説明した金属飛沫によ
ってノイズ測定信号が発生する。板が厚い場合には孔あ
けプロセスは多数秒連続し、その場合に板厚が大きい場
合でも突刺し時間はレーザビームの変動、表面構造の違
いなどによって、必ずしも一定である必要はない。従っ
て従来では突刺し時間は常に本来のものよりも幾分大き
いものを選択する必要があった。それに対して本発明に
よればレーザ孔あけの際にノイズ測定信号について、そ
れが所定のしきい値を越えたか乃至は下回っているかが
監視されるので、第１の状態信号が発生された時にはす
でにレーザビームが工作物に対してさらに移動されるの
で、薄板の突刺しの直後に切断作業を開始することがで
きる。それによって不必要な時間設定が省かれ、それに
よってより迅速な工作物加工とその場合に発生するコス
トの削減がもたらされる。
【００２２】溶接プロセスの監視もこの方法で行われ
る。通常は溶接の際に発生するノイズ測定信号は、所定
のしきい値の下に留まる。しかし、たとえば材料の欠陥
によって、溶接継目の領域に材料障害が発生した場合に
は、それによって飛沫の形成が増大し、それによってノ
イズ測定信号が所定のしきい値を上回ることになる。そ
の場合には第１の状態信号が形成され、それによって加
工されている工作物がくずものであることが明らかにな
る。その場合には溶接プロセスが打ち切られる。
【００２３】さらに、ノイズ測定信号について、それが
上方と下方のしきい値の間にあるかを検査することがで
きる。たとえば溶接の際にノイズ測定信号が上方のしき
い値を越えた場合には、すでに述べたように材料欠陥が
存在する可能性がある。それに対して下方のしきい値を
下回った場合には、たとえばレーザビームが許容できな
いほど大きく低下したか、あるいはレーザがオフにされ
た可能性がある。その場合にも同様に状態信号が発生さ
れ、それが装置を停止させるために用いられる。同様な
ことが、たとえば溶接の際に溶接ビームによって工作物
に誤って孔をあけてしまった場合にも発生し得る。
【００２４】レーザ切断の場合にもノイズ測定信号が上
方及び下方のしきい値と比較される。それが下方のしき
い値を下回っている場合には、完璧な切断が得られ、そ
れが該当する状態信号によって表示される。それに対し
てレーザ切断の際にノイズ測定信号が上方のしきい値を
越えた場合には、これはレーザビームの低下又は材料の
欠陥を表すと見ることができる。というのは上方のしき
い値を越えることは飛沫形成を示唆しており、それは完
璧な切断が行われないことを意味するからである。
【００２５】本発明の好ましい実施例によれば、直流信
号がハイパスフィルタ処理されて、それによって比較的
概括的なノイズ測定信号が得られる。というのはその場
合には周波数が非常に大きな領域にわたって加算される
からである。この種の概括的なノイズ測定信号によって
多くの場合に充分に完璧なプロセス監視が行われる。
【００２６】本発明の他の実施例によれば、直流信号は
バンドパスフィルタ処理されて、それによって制限され
た周波数領域における情報に基づいてノイズ測定信号を
求めることができる。この種の周波数領域は経験的な方
法で求めることができる。
【００２７】さらにまた、それぞれ予測されるノイズに
従って測定方法の感度を改良することができるようにす
るために、電気的な交流信号の周波数が切り替えられ
る。
【００２８】交流信号はたとえば測定容量に流れる一定
実効値の交流電流によって生成され印加される交流電圧
とすることができる。交流電圧がまず整流されて、ロー
パス処理され、それによって距離制御に必要な直流信号
を得ることができる。これはその後さらに周波数フィル
タ処理され、整流されて、予め調節されたしきい値と比
較されて状態信号が生成される。
【００２９】それとは異なり電気的な交流信号を、測定
容量とインダクタンスによって形成される発振回路によ
って発生させることもできる。その場合には直流信号を
発生させるために発振回路の周波数が周波数／直流電圧
変換器へ供給され、その場合に直流信号がさらに距離制
御に使用される。また同一の直流信号が他の周波数フィ
ルタ処理とそれに続く整流を受け、それによって予め調
節されたしきい値と比較することにより状態信号を得る
ことができる。
【００３０】さらに発振回路の交流信号の振幅が直接直
流信号を発生させるために整流され、それがその後また
ハイパス又はバンドパスフィルタ処理され、整流され
て、予め設定されたしきい値と比較されて、それによっ
て他の状態信号を得ることができる。
【００３１】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に詳細
に説明する。
【００３２】以下、図１を参照して、本発明による方法
を実施する回路の第１の実施例を詳細に説明する。
【００３３】レーザ加工ノズル１を通して不図示のレー
ザビームが軸方向へ導かれて、工作物２上に合焦されて
いる。レーザ加工ノズル１の尖端には、たとえば銅から
なるセンサ電極３が取り付けられている。その場合にセ
ンサ電極３はレーザビームを同心に包囲し、そのために
リング状に形成されている。センサ電極は工作物２と共
に距離に関係する測定容量ＣMessを形成する。
【００３４】工作物２自体はアース電位に接続されてお
り、センサ電極３は一定の交流電流源４並びに整流器５
の入力と接続されており、整流器の出力はローパスフィ
ルタ６へ供給される。ローパスフィルタ６の出力は距離
制御回路７の入力と接続されると共に、他のフィルタ８
の入力とも接続されており、このフィルタはたとえばハ
イパスフィルタ又はバンドパスフィルタとすることがで
きる。この他のフィルタ８の出力は他の整流器９を介し
て比較回路１０へ供給され、それによって調節回路１１
によって予め調節されたしきい値と比較される。比較回
路１０の出力と接続された端子１２から状態信号を取り
出すことができる。さらに距離制御回路７は機械的な調
節機構を介してレーザ加工ノズル１と結合されており、
それによってレーザ加工ノズルの工作物２に対する距離
がローパスフィルタ６から供給された直流信号に従って
所望の値に維持される。
【００３５】たとえば溶接する場合、あるいは工作物２
に孔をあける場合などレーザビームを用いて工作物を加
工する場合に、通常のプラズマの他に工作物２とセンサ
電極３間の領域に電気的に中性の熱い金属飛沫が発生
し、その場合に特に金属飛沫は測定容量ＣMessを変化さ
せる。それに応じたノイズ容量が図１にＣstで示されて
おり、プラズマの影響は測定容量ＣMessに対して並列に
接続された電圧発生器ＵG とプラズマ内部抵抗Ｒi とか
らなる等価直列回路によって図示されている。
【００３６】レーザ加工ノズル１のセンサ電極３は、す
でに説明したように、工作物２と共に距離に関係する測
定容量ＣMessを形成し、それは約０．１ｐＦから約１０
ｐＦの間である。
【００３７】約１００ｎＡの実効電流Ｉeff を供給する
一定交流電源を用いて測定容量ＣMessに１０ｋＨｚから
約１００ｋＨｚの範囲の周波数を有する交流が供給され
る。工作物２とセンサ電極３によって形成される測定コ
ンデンサが理想的なプレートコンデンサに相当する場合
には、そこで降下する交流電圧の実効値は直接センサ電
極３の工作物２からの距離に比例し、かつ測定容量ＣMe
ssに反比例する。
【００３８】測定容量ＣMessを介して降下する交流電圧
（交流信号）が整流器５によって整流されて、後段のロ
ーパスフィルタ（たとえば１００Ｈｚから３ｋＨｚ）に
よって直流電圧（直流信号）に変換される。この直流電
圧がローパスフィルタ６の出力から距離制御回路７の入
力へ供給され、距離制御回路は入手した直流電圧に従っ
て操作機構１３を介してレーザ加工ビーム１乃至センサ
電極３と工作物２間の距離を調節、たとえば一定に維持
する。この距離制御は一般に知られており、ここでは詳
しくは説明しない。
【００３９】また、本発明によれば、ローパスフィルタ
６の出力に現れる直流電圧を他のフィルタ８へ供給する
ことができ、他のフィルタはたとえば５０Ｈｚのハイパ
スフィルタとすることができる。この手段によって、直
流信号内の金属飛沫アクティビティに関連する周波数成
分が濾波されて、それによってその後にたとえば整流器
９によって飛沫アクティビティの大きさに相当する直流
信号へ変換することができる。場合によっては整流器９
の後段にさらに他のローパスフィルタ（不図示）を設け
ることができる。整流器９の出力のこの直流電圧がノイ
ズ測定信号を表し、それが比較回路１０（比較器）へ供
給される。この直流電圧が調節回路１１によって設定さ
れたしきい値を上回り、乃至は下回ると、比較回路１０
によって状態信号が端子１２へ供給される。
【００４０】たとえばレーザビームを用いて孔あけを行
う場合には、ノイズ測定信号は、突き刺しが終了するま
での間、整流器９の出力に現れる。その後は金属飛沫は
もはや発生しないので、ノイズ測定信号は設定されたし
きい値を下回る。それによって発生される状態信号は、
レーザ加工ノズル１の駆動を開始させるために使用さ
れ、それによってレーザ加工ノズル１が工作物２に対し
て一定の距離で移動されて切断プロセスが実施される。
【００４１】それに対して溶接の場合には、比較しきい
値は、ノイズ測定信号が最初はこのしきい値を越えない
ように調節される。材料の欠陥によって非常に強い飛沫
アクティビティが発生し、それによってノイズ測定信号
が大きくなった時に初めてしきい値が越えられ、状態信
号が発生されて、それが溶接プロセスを打ち切るために
使用される。
【００４２】図２は本発明による方法を実施する他の回
路を示すものである。
【００４３】この場合にもレーザ加工ノズル１の尖端の
センサ電極３はアースされた工作物２と共に距離に関係
する測定容量ＣMessを形成する。この測定容量ＣMess
は、測定容量ＣMessに対して直列に接続された固定のイ
ンダクタンスＬと共に発振回路を形成する。インダクタ
ンスＬの測定容量ＣMessとは反対側の端部は励振器回路
１４と接続され、さらに周波数／直流電圧変換器１５と
接続されている。周波数／直流電圧変換器の出力にはす
でに説明した直流信号が発生される。周波数／直流電圧
変換器１５の出力には、図１に示す回路におけるのと同
様に構成ユニット８、９、１０、１１及び１２と、７及
び１３が接続されている。これらについてはここで再度
説明はしない。しかしさらに、インダクタンスＬをレー
ザ加工ノズル１の内部に配置することができることを述
べておく。
【００４４】インダクタンスＬの測定容量ＣMessとは反
対側の端部にはさらに他の整流器１６が接続されてお
り、発振回路から取り出された測定信号がこの整流器に
直接供給される。その出力側には順次構成ユニット
８’、９’、１０’と付属の調節回路１１’及び端子１
２’が設けられており、その場合にこれら構成ユニット
は図１の回路の構成ユニット８、９、１０、１１及び１
２に相当し、かつ図１の場合と同様に互いに接続されて
いる。
【００４５】図２に示す回路においては、中性の金属飛
沫によって発生されるノイズ容量ＣStもプラズマを表す
等価回路も発振回路に対して並列である。たとえばノイ
ズ容量ＣStによってもたらされる発振回路の容量変化は
ここでは発振回路の周波数変化をもたらす。測定周波数
はたとえば多数ＭＨｚの領域にあって、かつレーザ加工
プロセスに合わせて最適化することができる。たとえば
測定周波数は１０．７ＭＨｚとすることができる。発振
回路の周波数変化は周波数／電圧変換器１５によって、
直接容量変化に関係する電圧変化に変換される。従って
周波数／電圧変換器１５の出力には直流電圧（直流信
号）が発生され、それが距離制御回路１７へ供給される
と共に、他のフィルタ８の入力にも達する。ここではそ
れぞれ所望の観察方式に従って、たとえば５０Ｈｚの限
界周波数で他のハイパスフィルタ処理が行われ、あるい
はバンドパスフィルタ処理が行われる。最適なフィルタ
特性はプロセスに関係し、かつ経験的に求めなければな
らない。従って他のフィルタ８によって、測定信号から
工作物のレーザ加工の際に発生された金属飛沫によりも
たらされる容量変化を濾波することができる。整流器９
における他の整流乃至ローパスフィルタ処理によってこ
の変化が、金属飛沫アクティビティの大きさに相当する
直流電圧に変換される。この直流電圧がここでもノイズ
測定信号を形成する。ノイズ測定信号は次に比較回路１
０へ供給されて、そこで調節回路１１によって設定され
たしきい値と比較される。ノイズ測定信号が予め調節さ
れ、かつ前もって経験的に求められたしきい値を上回り
乃至は下回った場合には、状態信号が端子１２へ出力さ
れる。
【００４６】この第１の状態信号に加えてさらに第２の
状態信号が端子１２’に発生されるようにすることがで
きる。この第２の状態信号はレーザ加工の際に発生する
プラズマの影響を特徴づけるものである。
【００４７】そのために発振回路において測定信号が取
り出されて、整流器１６へ供給される。発生された直流
信号はここでは振動の振幅に相当する。プラズマの抵抗
はそれぞれプロセス状態に従って変化し、従って振動の
振幅が多かれ少なかれ減衰されることが明らかにされて
いる。直流信号内のプラズマによって発生された高周波
成分は他のフィルタ８’（ハイパス又はバンドパスフィ
ルタ）によって所望のように濾波されて、次に整流回路
９’によって整流され、それによってプラズマに関係す
るノイズ測定信号が得られ、その信号がその後比較回路
１０’の内部で調節回路１１’によって設定されたしき
い値と比較されて、それによって第２の状態信号が端子
１２’で得られる。
【００４８】端子１２’におけるこの第２の状態信号は
乗算段１７へ供給して、たとえば１より小さい重みづけ
係数で乗算することができる。重みづけ係数で乗算され
たこの第２の状態信号はその後引算器１８において端子
１２における第１の状態信号から引算され、それによっ
て引算器１８の出力１２”にはほぼプラズマの影響を除
かれた第３の状態信号が得られる。
【００４９】もちろん上述の回路素子の代わりに、対応
するソフトウエアを有するプロセッサ回路によって全体
的な状態信号を発生させることも可能である。
【００５０】さらに図１に示す回路においても印加され
た交流に一定の直流電圧を重畳することによって、図２
に示す回路との関連で説明したプラズマの抵抗に関係す
る他の状態信号を発生させる他の評価を実施することが
できる。そのためには図２の整流器１６の入力を図３の
センサ電極と接続し、図２の引算器１８の乗算段と接続
されていない入力を図１の端子１２と接続することが必
要である。その場合には残りの構成ユニット８’、
９’、１０’、１１’、１７及び１８は単を図２に示す
ように受け継ぐだけでよい。さらに一定の直流電圧を図
１に点線で示すジェネレータＵを介してセンサ電極へ供
給しなければならない。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、レーザ加工の際に発生するプラズマによって
だけでなく、大体においてその際に発生する、センサ電
極と工作物間の測定容量を変化させる無荷電の金属飛沫
によって発生するこのノイズ測定信号によって、多数の
使用目的のために充分なオンラインプロセス監視が実施
され、それによってプロセス安全性の改良及び／又はレ
ーザ加工の際の作業速度の向上が得られる。
【００５２】たとえば金属薄板をレーザ切断する場合
に、切断の最初にまずレーザビームによって孔が形成さ
れ、それによってその後切断を開始することができる。
【００５３】本発明によればレーザ孔あけの際にノイズ
測定信号について、それが所定のしきい値を越えたか乃
至は下回っているかが監視されるので、状態信号が発生
された時にはすでにレーザビームが工作物に対してさら
に移動されるので、薄板の突刺しの直後に切断作業を開
始することができる。それによって不必要な時間設定が
省かれ、それによってより迅速な工作物加工とその場合
に発生するコストの削減がもたらされる。
【００５４】溶接プロセスの監視もこの方法で行われ
る。通常は溶接の際に発生するノイズ測定信号は、所定
のしきい値の下に留まる。しかし、たとえば材料の欠陥
によって、溶接継目の領域に材料障害が発生した場合に
は、それによって飛沫の形成が増大し、それによってノ
イズ測定信号が所定のしきい値を上回ることになる。そ
の場合には状態信号が形成され、それによって加工され
ている工作物がくずものであることが明らかになる。そ
の場合には溶接プロセスが打ち切られる。
【００５５】さらに、ノイズ測定信号について、それが
上方と下方のしきい値の間にあるかを検査することがで
きる。たとえば溶接の際にノイズ測定信号が上方のしき
い値を越えた場合には、すでに述べたように材料欠陥が
存在する可能性がある。それに対して下方のしきい値を
下回った場合には、たとえばレーザビームが許容できな
いほど大きく低下したか、あるいはレーザがオフにされ
た可能性がある。その場合にも同様に状態信号が発生さ
れ、それが装置を停止させるために用いられる。同様な
ことが、たとえば溶接の際に溶接ビームによって工作物
に誤って孔をあけてしまった場合にも発生し得る。
【００５６】レーザ切断の場合にもノイズ測定信号が上
方及び下方のしきい値と比較される。それが下方のしき
い値を下回っている場合には、完璧な切断が得られ、そ
れが該当する状態信号によって表示される。それに対し
てレーザ切断の際にノイズ測定信号が上方のしきい値を
越えた場合には、これはレーザビームの低下又は材料の
欠陥を表すと見ることができる。というのは上方のしき
い値を越えることは飛沫形成を示唆しており、それは完
璧な切断が行われないことを意味するからである。
【００５７】本発明によれば、直流信号がハイパスフィ
ルタ処理されて、それによって比較的概括的なノイズ測
定信号が得られる。というのはその場合には周波数が非
常に大きな領域にわたって加算されるからである。この
種の概括的なノイズ測定信号によって多くの場合に充分
に完璧なプロセス監視が行われる。
【００５８】本発明によれば、直流信号はバンドパスフ
ィルタ処理されて、それによって制限された周波数領域
における情報に基づいてノイズ測定信号を求めることが
できる。この種の周波数領域は経験的な方法で求めるこ
とができる。
【００５９】さらにまた、それぞれ予測されるノイズに
従って測定方法の感度を改良することができるようにす
るために、電気的な交流信号の周波数が切り替えられ
る。
【００６０】交流信号はたとえば測定容量に流れる一定
実効値の交流電流により生成され印加される交流電圧と
することができる。交流電圧がまず整流されて、ローパ
ス処理され、それによって距離制御に必要な直流信号を
得ることができる。これはその後さらに周波数フィルタ
処理され、整流されて、予め調節されたしきい値と比較
されて状態信号が生成される。
【００６１】それとは異なり電気的な交流信号を、測定
容量とインダクタンスによって形成される発振回路によ
って発生させることもできる。その場合には直流信号を
発生させるために発振回路の周波数が周波数／直流電圧
変換器へ供給され、その場合に直流信号がさらに距離制
御に使用される。また同一の直流信号が他の周波数フィ
ルタ処理とそれに続く整流を受け、それによって予め調
節されたしきい値と比較することにより状態信号を得る
ことができる。
【００６２】さらに発振回路の交流信号の振幅が直接直
流信号を発生させるために整流され、それがその後また
ハイパス又はバンドパスフィルタ処理され、整流され
て、予め設定されたしきい値と比較されて、それによっ
て他の状態信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施するための第１の回路
を示すブロック図である。
【図２】発振回路を有する、本発明による方法を実施す
るための第２の回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ レーザ加工ノズル ２ 工作物 ３ センサ電極 ４ 定電流源 ５ 整流器 ６ ローパス ７ 距離制御回路 ８、８’ フィルタ ９、９’ 整流器 １０、１０’ 比較回路 １１、１１’ 調節回路 １２、１２’ 端子 １４ 励振器 １５ 周波数／直流電圧変換器 １８ 引算器

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサ電極（３）と工作物（２）間に存
    在する測定容量（ＣMess）を、その測定容量（ＣMess）
    による交流信号の変化を評価することによって求めるた
    めに、工作物（２）に対して位置決め可能でかつ電気的
    な上記交流信号が印加されるセンサ電極（３）を使用し
    て、レーザビームによって工作物（２）を加工する方法
    であって、その場合にまず上記交流信号からセンサ電極
    （３）と工作物（２）間の距離に相当する電気的な直流
    信号が形成される方法において、 周波数フィルタ処理とその後段の整流によって上記直流
    信号からノイズ測定信号を形成し、このノイズ測定信号
    を少なくとも１つの所定のしきい値と比較し、 ノイズ測定信号がしきい値を通過した場合に第１の状態
    信号を発生させることを特徴とするレーザビームによる
    工作物加工方法。
  2. 【請求項２】 周波数フィルタ処理がハイパスフィルタ
    処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 周波数フィルタ処理がバンドパスフィル
    タ処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記交流信号の周波数が切替え可能であ
    ることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記交流信号が、測定容量（ＣMess）を
    流れ一定の実効値で印加される交流電流（ｉ〜）によっ
    て生成される交流電圧であることを特徴とする請求項１
    から４までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記交流信号が、測定容量（ＣMess）と
    インダクタンス（Ｌ）によって形成される発振回路（Ｃ
    Mess、Ｌ）によって生成され、かつ発振回路（ＣMess、
    Ｌ）の周波数が周波数／直流電圧変換器（１５）へ供給
    され上記直流信号を発生させることを特徴とする請求項
    １から４までのいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 発振回路（ＣMess、Ｌ）の交流信号の振
    幅を直接整流した後に上記直流信号が生成されることを
    特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記交流信号の振幅に基づいて生成され
    た第２の状態信号に重み付け係数を乗算し、第１の状態
    信号から減算することにより、さらに第３の状態信号が
    形成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 レーザビームを、第１の状態信号の発生
    後に初めて工作物（２）に対して移動させることを特徴
    とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 レーザビームの工作物（２）に対する
    移動が、第１の状態信号の発生後に停止されることを特
    徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 ノイズ測定信号が上方と下方のしきい
    値の間にあるかどうかを検査することを特徴とする請求
    項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
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