JP3944718B2

JP3944718B2 - Article processing equipment

Info

Publication number: JP3944718B2
Application number: JP2002191486A
Authority: JP
Inventors: 憲志畑; 雅人吉田
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004034051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品加工装置に関し、より詳しくは、静電容量センサを備えた物品加工装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電容量センサを備えたレーザ加工装置として、例えば特開平６−１５５０６７号公報の装置が知られている。
この公報の装置においては、加工ヘッドの下端となるノズルの先端を板状の被加工物に対して０．１ｍｍ程度まで接近させることにより、切断加工時におけるアシストガスの十分な圧力を確保すると同時にアシストガスの消費量を抑制するようにしている。
上記公報の装置においては、ノズルの先端と被加工物との間隔が０．１ｍｍ程度まで接近した状態で切断加工を行うので、静電容量センサの検出精度の誤差によって被加工物にノズルの先端が当接して加工不良を起こす虞がある。そこで、上記公報の装置においては、上記ノズルの先端部を非導電性材料で構成し、静電容量センサの検出電極を検出精度が十分に確保される適正な高さ位置に配置するようにしている。
また、上記従来技術のほかに静電容量センサを備えたレーザ加工装置として、例えば特開２０００−３４３２５５号公報が知られており、この公報の装置においては、静電容量センサの出力ゲイン（ならいゲイン）を上げることでセンサの応答性を向上させ、アプローチ動作時のノズルとワークの干渉を高速に回避させることが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１５５０６７号公報の装置においては、上記静電容量センサの検出電極は上下方向のみならず横方向にも離れるため、厳密にいえば実際の加工箇所とノズルとの間隔を測定していることにならない。つまり、加工中においてノズルに対して相対的に移動してくる被加工物の表面に反りや撓みがある場合には、そのような反りや撓みの部分とノズルとの間隔を静電容量センサで早目のタイミングで検出することになる。そのために、ノズルの高さが、そのような反りや撓みに応じて少し速いタイミングで調整されることになり、ノズルと被加工物との間隔を予め設定した間隔に維持できないという欠点があった。特に、ノズルの被加工物との間隔を１ｍｍ未満となる接近状態に維持しようとする場合には、検出精度上、大きな欠点となるものであった。
また、上記特開２０００−３４３２５５号公報に開示されるように、静電容量センサの出力ゲインを高くすることでセンサの応答性が向上され、ひいては検出精度の向上に有効であることは知られている。
しかしながら、静電容量センサの出力ゲインを高くすると、静電容量センサによって検出可能な範囲は、例えば２ｍｍ程度と小さくなる。そして、その検出範囲内でなければノズルの移動が制動されることはなく、２ｍｍの高さでは通常用いる送り速度と同等の速度でノズルは移動される。つまりは、加工開始に際し、倣い制御を有効にしてノズルを被加工物に対し、１ｍｍ未満となる極めて接近した高さまで下降させて位置決めを行うと、ノズルの下降に充分な制動をかけることが困難となり、ノズルが被加工物に衝突する危険性がある。また、仮に被加工物への衝突を回避できたとしても、ゲインの高い静電容量センサからの出力に基づいてノズルが倣い制御されているので、ノズルは高速で上昇され設定した高さ位置を境に上下動を繰り返し、動作が振動的となる。このように静電容量センサのゲインを高くした状態でノズルを被加工物に接近させて加工を開始すると、ノズルの動作が不安定で必要な間隔に維持できないという欠点が生じる。
本発明の目的は、ノズルを被加工物に対して接近させて加工する場合であっても、被加工物との間隔を高精度に維持して加工を施すことが可能な物品加工装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、被加工物に所要の加工を施す加工ヘッドと、上記被加工物に対して加工ヘッドを接近あるいは離隔させる間隔調整手段と、上記加工ヘッドと被加工物との間隔を測定して測定結果を出力する静電容量センサと、上記静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御する制御装置とを備えて、上記加工ヘッドと被加工物とを所要の間隔に維持して該被加工物に加工を施すように構成した物品加工装置において、
上記静電容量センサの出力ゲインを、上記加工ヘッドと被加工物との間隔が変化した際の間隔の変化量に対する出力の変化量の比率を大きくしたハイゲインと、上記加工ヘッドと被加工物との間隔が変化した際の間隔の変化量に対する出力の変化量の比率を小さくしたローゲインとに変更可能なゲイン変更手段を設け、
上記制御装置は、加工ヘッドを所定距離まで被加工物に接近させる際には上記ゲイン変更手段によるローゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御するとともに、被加工物の加工中においては上記ゲイン変更手段によるハイゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御するようにしたものである。
このような構成によれば、加工ヘッドを所定距離まで被加工物に接近させて位置決めする際には、制御装置は上記ローゲインによる静電容量センサの出力に基づいて間隔調整手段の作動を制御するので、必要な間隔に安定的に加工ヘッドを位置決めすることができ、これに続く被加工物の加工中においては、制御装置は、上記ハイゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御するので、被加工物との間隔を高精度に維持して加工を施すことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をレーザ加工装置に適用した実施例について説明する。図１において、１はレーザ加工装置であり、このレーザ加工装置１は金属からなる板状の被加工物２にレーザ光を照射して所要の形状に切断加工を行なうことができる。
レーザ加工装置１は、被加工物２を支持して水平面におけるＸ方向に往復移動される加工テーブル３と、加工テーブル３の上方側に配置されて被加工物２に向けてレーザ光を照射する加工ヘッド４と、この加工ヘッド４を昇降させて該加工ヘッド４と被加工物２との間隔を調整する間隔調整手段５とを備えている。また、レーザ加工装置１は、図示しないレーザ発振器、および被加工物２と加工ヘッド４との間隔を測定する静電容量センサ６を備えるとともに、制御装置７を備えている。この制御装置７は、上記レーザ発振器の作動を制御するとともに、上記静電容量センサ６の出力に基づいて上記間隔調整手段５のモータ８の作動を制御するようになっている。
【０００６】
加工テーブル３は、図示しない駆動源によって水平面におけるＸ方向に移動されるようになっており、この加工テーブル３の駆動源の作動は、上記制御装置７によって制御されるようになっている。
上記加工テーブル３の上方側にはガイドレール１１を配置している。このガイドレール１１は図示しない一対の支柱にわたって架設されており、上記Ｘ方向と直交するＹ方向に水平に支持されている。このガイドレール１１に可動フレーム１２をＹ方向に沿って移動可能に取り付けてあり、さらに、この可動フレーム１２に上記加工ヘッド４および上記間隔調整手段５のモータ８を連結している。
可動フレーム１２は図示しない駆動源によってガイドレール１１に沿ってＹ方向に往復移動されるようになっており、この駆動源の作動は制御装置７によって制御されるようになっている。制御装置７によって、上記加工テーブル３および可動フレーム１２の駆動源の作動を制御することで、加工ヘッド４と被加工物２とを水平面におけるＸＹ方向に相対移動させることができるようになっている。
【０００７】
上記加工ヘッド４は、可動フレーム１２に鉛直下方へ向けて連結した筒状の導光路１３と、この導光路１３の下端部に連結した蛇腹状の伸縮部材１４と、この伸縮部材１４の下端部に連結した筒状のノズル１５とから構成している。
上記ノズル１５における先端側（下方部）は、先細りのテーパとなっており、ノズル１５内にはアシストガスの供給源１６からパイプ１７を介してアシストガスが供給されるようになっている。
図示しないレーザ発振器から放射されたレーザ光は図示しない複数の反射鏡を介して導光路１３へ導かれて、この導光路１３および伸縮部材１４の内部を通過した後にノズル１５内で集光されてから、その下端部１５ａに設けた孔から被加工物２に照射されるようになっている。その際には、上記アシストガスの供給源１６からノズル１５内に供給されたアシストガスが下端部１５ａの孔から被加工物２の加工位置へ噴射されるようになっている。
【０００８】
ノズル１５における上方外周部には、半径方向外方へ突出させた突出部１５ｂを形成してあり、この突出部１５ｂに上下方向の貫通孔を穿設し、そこにめねじ部１５ｃを形成している。上記モータ８の駆動軸に鉛直下方へ向けたねじ軸１８を接続してあり、このねじ軸１８を上記突出部１５ｂのめねじ部１５ｃに螺合させて貫通させている。これにより、上記ノズル１５が鉛直下方に向けて支持されている。
本実施例の間隔調整手段５は、上記モータ８、ねじ軸１８、ノズル１５のめねじ部１５ｃおよび上記モータ８に作動電圧を付与するサーボアンプ２１によって構成している。上記モータ８の作動は、サーボアンプ２１を介して制御装置７によって制御されるようになっている。
【０００９】
次に、静電容量センサ６は、上記ノズル１５の下端部１５ａに接続されて、その下端部１５ａと被加工物２との間の間隔の変化に応じた静電容量を検出する電極２２と、この電極２２で検出した静電容量の変化を電圧量の変化に変換して上記制御装置７へ出力する処理部２３とから構成している。
制御装置７は、静電容量センサ６の処理部２３から出力された電圧量をモータ８の作動電圧に換算して、その換算した電圧量を指令信号として上記サーボアンプ２１に伝達するようになっている。サーボアンプ２１は、上記制御装置７から伝達された電圧量をモータ８に付与して該モータ８を所要量だけ正逆に回転させるようになっている。これにより、ねじ軸１８が正逆に所要量だけ回転されるのでノズル１５が昇降されて、ノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔（ノズル１５の下端部１５ａの高さ）を所要の間隔に維持できるようになっている。
制御装置７には、ピアッシング加工時におけるノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔のデータが予め記憶されている。また、制御装置７には、切断加工時におけるノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔のデータが予め記憶されている。そして、制御装置７は、上記静電容量センサ６の処理部２３からの出力電圧を基にして上記間隔調整手段５の作動を制御して、ピアッシング時および切断加工時におけるノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔を予め記憶した所定間隔に維持する倣い制御を行なうようになっている。
【００１０】
しかして、本実施例は、上述した構成を前提とした上で、静電容量センサ６の出力ゲインをハイゲインとローゲインとに変更可能なゲイン変更手段２４を設けたものでありノズル１５を所定高さ位置まで下降させて位置決めする際には、ローゲインによる処理部２３からの出力電圧に基づいて制御装置７が間隔調整手段５を制御するとともに、切断加工中においては、ハイゲインによる処理部２３からの出力電圧に基づいて制御装置７が間隔調整手段５を制御するようにしたものである。
本実施例のゲイン変更手段２４は処理部２３に設けている。ゲイン変更手段２４は第１記憶部２４Ａを備えており、この第１記憶部２４Ａは、ノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔の変化量に対して出力電圧の変化量の比率を大きくしたハイゲインＨ（図２の想像線）のデータを記憶している。また、上記第１記憶部２４Ａは、ノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔の変化量に対して出力電圧の変化量の比率を小さくしたローゲインＬ（図２の実線）のデータを記憶している。
そして、本実施例では、切断加工中には、制御装置７からゲイン変更手段２４に対して、静電容量センサ６のゲインをハイゲインＨに変更するように指令信号を伝達するようにしている。すると、ゲイン変更手段２４は、静電容量センサ６のゲインを第１記憶部２４Ａに記憶したハイゲインＨに変更するようになっている。
また、本実施例では、切断加工に際し、ノズル１５を所定高さ位置まで下降させて位置決めする際には、制御装置７からゲイン変更手段２４に対してゲインをローゲインＬに変更するように指令信号を伝達するようにしている。すると、ゲイン変更手段２４はゲインを第１記憶部２４Ａに記憶したローゲインＬに変更するようになっている。
【００１１】
本実施例では、出力ゲインとして、図２に示すハイゲインＨとローゲインＬとを備えている。ハイゲインＨは被加工物２とノズル１５の間隔が０．２ｍｍ変化する（０．２ｍｍに相当する静電容量の変化が検出される）毎に１Ｖの電圧を出力する割合（ゲイン）に設定されていて、間隔が２ｍｍの時に１０Ｖの電圧を出力させ、２ｍｍを越えると検出不能となるので１０Ｖの電圧を出力させ続けるよう設定されている。一方、ローゲインＬは被加工物２とノズル１５の間隔が１ｍｍ変化する（１ｍｍに相当する静電容量の変化が検出される）毎に１Ｖの電圧を出力する割合（ゲイン）に設定されていて、間隔が１０ｍｍの時に１０Ｖの電圧を出力させ、１０ｍｍを越えると検出不能となるので１０Ｖの電圧を出力させ続けるよう設定されている。
制御装置７は静電容量センサ６の処理部２３が出力する電圧量に応じて、モータ８を作動させるのに必要な作動電圧値をサーボアンプ２１に指令するようになっており、例えば、図２で示すローゲインＬを用いた場合では、１０Ｖの電圧が処理部２３から出力されると、制御装置７はこれに対応したモータ８の作動電圧値をサーボアンプ２１に指令し、モータ８をノズル１５が下降する方向に回転させる。モータ８の作動でノズル１５が下降して被加工物２とノズル１５の間隔が小さくなると、それに伴い処理部２３からの出力電圧も減少してくるのでモータ８の作動量（回転量）も減少されノズル１５の下降速度は減速される。そして、被加工物２とノズル１５の間隔が０ｍｍとなったら、処理部２３からの出力電圧は０Ｖとなるのでモータ８の作動は停止されることになる。
本実施例における倣い制御では、静電容量センサ６からの出力電圧が０Ｖを維持するように、ノズル１５の昇降動を制御するようにしている。このような倣い制御において、被加工物２とノズル１５が維持する所定間隔の設定の仕方について説明する。
ローゲインＬでは図３に実線で示すように、間隔が１ｍｍ変化する毎に１Ｖの電圧を出力する割合に設定されているので、例えば、維持する被加工物２とノズル１５の間隔を２ｍｍに設定する場合には、２ｍｍに相当する静電容量の変化が検出される時に０Ｖの電圧が出力されるようにすればよく、予め設定された実線で示す割合で出力される電圧に対して、処理部２３において２Ｖ分を差し引き、実線で示す予め設定したゲインに基づく電圧値に対して−２Ｖ分オフセットさせたオフセット電圧を制御装置７に出力するようにする。これにより、モータ８は被加工物２とノズル１５の間隔が２ｍｍの時は回転されず２ｍｍを推持する。また、被加工物２とノズル１５の横方向への相対移動により被加工物２の反りや撓みのある個所がノズル１５の下方に位置されたときには、検出される静電容量の変化に対応した電圧が処理部２３から出力されるので、制御装置７はこれに対応した作動指令をサーボアンプ２１に出力してモータ８を作動させて、処理部２３からの出力電圧が０Ｖとなるようにノズル１５を昇降させ、設定した２ｍｍの間隔を推持するように制御する。なお、以上においては主にノズル１５を下降させるケースについて説明したが、例えば、被加工物２とノズル１５の間隔が２ｍｍを下回った場合には、負の値のオフセット電圧が出力され、この場合には制御装置７はモータ８をノズル１５が上昇する方向へ回転させるよう制御する。
−方、ハイゲインＨの場合は、図４に２点鎖線で示すように、間隔が０．２ｍｍ変化する毎に１Ｖの電圧を出力する割合に設定されているので、例えば、維持する被加工物２とノズル１５の間隔を０．２ｍｍに設定する場合には、０．２ｍｍに相当する静電容量の変化が検出される時に０Ｖの電圧が出力されるようにすればよく、予め設定された２点鎖線で示す割合で出力される電圧に対して、処理部２３において１Ｖ分を差し引き、２点鎖線で示す予め設定したゲインに基づく電圧値に対して−１Ｖ分オフセットさせたオフセット電圧を制御装置７に出力するようにする。これにより上述したローゲインＬの場合と同様に、モータ８は被加工物２とノズル１５の間隔が０．２ｍｍの時は回転されず０．２ｍｍを維持する。
これら維持すべき被加工物２とノズル１５の間隔に対するオフセットさせる電圧値のデータは制御装置７に記憶されており、設定される間隔の値に応じて処理部２３に指令されるようになっている。また、以上の説明からも明らかなように、図３で示すローゲインＬの場合と図４で示すハイゲインＨの場合とでは、仮に間隔を０．２ｍｍに設定しようとすると、ローゲインＬの場合はオフセットさせる電圧の値は−０．２ＶとなりハイゲインＨの場合は−１Ｖとなるように、ゲインが異なればオフセットさせる電圧値も異なるので、制御装置７はオフセットさせる電圧値のデータを各ゲイン毎に記憶していて、用いる出力ゲインに対応させてオフセットさせる電圧値を指令するようになっている。
【００１２】
以上の構成において、レーザ加工装置１によってノズル１５の高さ条件を、ピアッシング時２ｍｍ、切断時０．２ｍｍに設定して、被加工物２に切断加工を行う場合を例にとり作動を説明する。
加工開始時には、予め処理部２３に用いる出力ゲインをローゲインＬとすること、および倣い制御により維持する間隔を２ｍｍ、つまり、−２Ｖ分を出力電圧をオフセットすることが制御装置７により設定されている。
そして、制御装置７により加工ヘッド４および可動フレーム１２の駆動源の作動を制御して、加工ヘッド４を被加工物２における加工開始位置２ａの上方まで移動させる。この時点においては、ノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔（下端部１５ａの高さ）は３００ｍｍとなっている。
次に、制御装置７は、倣い制御を有効にした状態で間隔調整手段５のサーボアンプ２１に作動指令を出力するので、サーボアンプ２１からモータ８に作動電圧が付与されてモータ８が回転される。これにより加工ヘッド４（ノズル１５の下端部１５ａ）が被加工物２上の３００ｍｍの高さから−２Ｖ分オフセットされた８Ｖの出力電圧に対応する速度で下降される。
【００１３】
そして、加工ヘッド４が下降されて、ノズル１５の下端部１５ａの高さが１０ｍｍ以下となると、静電容量センサ６の処理部２３からローゲインＬに基づく出力電圧が低下され始めるので、これに伴ないノズル１５の下降速度は減少される。そして、処理部２３からの出力電圧が零となったら、すなわちノズル１５の下端部１５ａと被加工物２との間隔が２ｍｍとなったら、モータ８の回転を停止させる。
これにより、ノズル１５の下端部１５ａの高さ、すなわちこの下端部１５ａと被加工物２との間隔（距離）が２ｍｍとなるようにノズル１５が位置決めされる。
この後、制御装置７は、間隔調整手段５に対する倣い制御を一旦無効にして加工開始位置２ａにピアッシング加工を行う。
【００１４】
ピアッシング加工が終了すると、制御装置７は、オフセットさせる電圧を−２Ｖから−０．２Ｖに変更して倣い制御により維持する間隔を、切断時の条件である０．２ｍｍに変更するとともに、レーザ発振器を作動させて、加工ヘッド４と被加工物２とを相対移動させてノズル１５を加工開始位置２ａから横方向に移動させて切断加工を開始させる。その後で、制御装置７は、間隔調整手段５に対する倣い制御を有効にするので、処理部２３からローゲインＬに基づく出力電圧が制御装置７に出力され、制御装置７はそれに基づきノズル１５をピアッシング加工時の２ｍｍの高さから切断加工時の条件である０．２ｍｍまで下降させて接近させる。
そして、処理部２３から制御装置７への出力電圧が零となると、すなわち、ノズル１５ａの下端部１５ａと被加工物２との間隔（距離）が０．２ｍｍとなると、制御装置７はゲイン変更手段２４に対して出力ゲインをハイゲインＨに変更するように指令信号を伝達する。また、それと同時に、制御装置７は、処理部２３に対してその出力電圧を−１Ｖ分オフセットして制御装置７へ出力するように指令信号を伝達する。
これにより、制御装置７は、ノズル１５ａの下端部１５ａと被加工物２との間隔がハイゲインＨに基づいて０．２ｍｍに維持されるように間隔調整手段５を制御して切断加工を行う。
【００１５】
以上の様に、加工ヘッドを３００ｍｍから２ｍｍ、２ｍｍから０．２ｍｍといった所定距離まで被加工物２に接近させる際には、出力ゲインをローゲインに基づいて間隔調整手段５の作動を制御するようにしたので、加工ヘッド４は十分に減速されながら接近され、振動的にならず安定的かつ速やかに位置決めすることができる。
さらに、加工中においては、ハイゲインに基づいて間隔調整手段５の作動を制御するようにしたので応答性が良く、また、加工中であれば加工ヘッド４の上下方向の変化はごく小さなものであるため振動的になることはなく、０．１ｍｍ未満といった極めて接近した間隔であっても高精度に維持することができる。
なお、上記実施例においては、ゲイン変更手段２４を、静電容量センサ６の処理部２３に設けていたが、この処理部２３ではなく制御装置７にゲイン変更手段２４を設けても良い。そのような構成であっても、上述した実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
次に、本発明に関する他の実施例としては、次のような構成であっても良い。すなわち、上記ゲイン変更手段２４を、上記処理部２３に設けられてハイゲインＨのデータとローゲインＬのデータとのいずれか一方を記憶する第１記憶部２４Ａと、上記制御装置７に設けられてハイゲインＨのデータとローゲインＨのデータとを記憶する第２記憶部２４Ｂとで構成する。
そして、制御装置７は、間隔調整手段５により上記ノズル１５を被加工物２に接近させて位置決めする際には、上記第２記憶部２４ＢからローゲインＬのデータを第１記憶部２４Ａにダウンロードする。そして、このときには第１記憶部２４Ａに記憶されたローゲインＬに基づく出力電圧が制御装置７へ出力され、制御装置７はその出力電圧に基づいて上記間隔調整手段５の作動を制御する。
また、制御装置７は、被加工物２の切断加工中においては上記第２記憶部２４ＢからハイゲインＨのデータを第１記憶部２４Ａにダウンロードするとともに、この第１記憶部２４Ａに記憶されたハイゲインＨに基づく出力が制御装置７へ出力されて、制御装置７はその出力電圧に基づいて上記間隔調整手段５の作動を制御する。
その他の構成は、上記最初の実施例と同じである。このような第２実施例によっても、上記最初の実施例と同様の作用、効果を得ることができる。
【００１７】
さらに、第３実施例として、次のような構成であっても良い。
つまり、上記処理部２３にゲイン変更手段２４を設けて、そのゲイン変更手段２４の第１記憶部２４Ａに、ハイゲインＨのデータとローゲインＬのデータとが一体となった複合データを記憶させる（図６）。この複合データでは、上記ノズル１５の下端部１５ａの高さが０．２ｍｍを越える高さにおいてはローゲインＬに基づいて電圧を出力するよう設定してあり、また、ノズル１５の下端部１５ａの高さが０．２ｍｍを下回ると、ハイゲインＨに基づいて電圧を出力するよう設定している。
このような第３実施例であっても上記各実施例と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００１８】
なお、上記各実施例においては、静電容量センサ６から制御装置７へ電圧を出力していたが、電流を用いていも良い。
また、上記実施例は、静電容量センサ６を備えたレーザ加工装置１に本発明を適用した場合を説明したものであるが、静電容量センサを備えたウォータジェット加工機やその他の加工ヘッドを備えた切断加工機にも本発明を適用することが出来ることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、加工ヘッドを被加工物に対して接近させて加工する場合であっても、被加工物との間隔を高精度に維持して加工を施すことが出来るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の構成図。
【図２】ハイゲインとローゲインとの関係を示す図。
【図３】ローゲインとオフセット電圧との関係を示す図。
【図４】ハイゲインとオフセット電圧との関係を示す図。
【図５】本発明の第２実施例の要部を示す図。
【図６】第３実施例におけるローゲインとハイゲインを複合した出力ゲインを示す図。
【符号の説明】
１…レーザ加工装置２…被加工物
３…加工テーブル４…加工ヘッド
５…間隔調整手段６…静電容量センサ
７…制御装置２４…ゲイン変更手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an article processing apparatus, and more particularly to an improvement of an article processing apparatus provided with a capacitance sensor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, an apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-1555067 is known as a laser processing apparatus including a capacitance sensor.
In the apparatus of this publication, the tip of the nozzle, which is the lower end of the machining head, is brought close to the plate-like workpiece to about 0.1 mm, and at the same time sufficient pressure of the assist gas is ensured during cutting. The consumption of assist gas is suppressed.
In the apparatus disclosed in the above publication, cutting is performed with the distance between the tip of the nozzle and the workpiece close to about 0.1 mm, so that the tip of the nozzle is placed on the workpiece due to an error in detection accuracy of the capacitance sensor. May come into contact and cause processing defects. Therefore, in the apparatus of the above publication, the tip of the nozzle is made of a non-conductive material, and the detection electrode of the capacitance sensor is arranged at an appropriate height position where sufficient detection accuracy is ensured. Yes.
Moreover, as a laser processing apparatus provided with a capacitance sensor in addition to the above-described conventional technology, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-343255 is known. It is disclosed that the response of the sensor is improved by increasing the (gain), and the interference between the nozzle and the workpiece during the approach operation is avoided at high speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-1555067, the detection electrode of the capacitance sensor is not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. I'm not measuring. In other words, if there is warping or bending on the surface of the workpiece that moves relative to the nozzle during processing, the capacitance sensor can be used to determine the distance between the warping or bending portion and the nozzle. It will be detected at an early timing. Therefore, the height of the nozzle is adjusted at a slightly faster timing according to such warpage and deflection, and there is a drawback that the interval between the nozzle and the workpiece cannot be maintained at a preset interval. . In particular, when trying to maintain the distance between the nozzle and the workpiece to be close to less than 1 mm, this is a significant drawback in terms of detection accuracy.
Further, as disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-343255, it is known that increasing the output gain of a capacitance sensor improves the responsiveness of the sensor and is effective in improving detection accuracy. ing.
However, when the output gain of the capacitance sensor is increased, the range that can be detected by the capacitance sensor becomes, for example, about 2 mm. If it is not within the detection range, the movement of the nozzle is not braked, and at a height of 2 mm, the nozzle is moved at a speed equivalent to the normally used feed speed. In other words, at the start of machining, if positioning is performed by enabling the scanning control and lowering the nozzle to a very close height of less than 1 mm with respect to the workpiece, it is difficult to apply sufficient braking to the lowering of the nozzle. There is a risk that the nozzle will collide with the workpiece. Even if the collision with the workpiece can be avoided, the nozzle is controlled by copying based on the output from the high-capacitance capacitive sensor. Repeated up and down movement at the border, the movement becomes vibration. When machining is started with the nozzle approaching the workpiece with the capacitance sensor gain being increased in this way, there is a drawback that the operation of the nozzle is unstable and cannot be maintained at a necessary interval.
An object of the present invention is to provide an article processing apparatus capable of performing processing while maintaining a high-precision distance from a workpiece even when the nozzle is moved close to the workpiece. It is to be.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In view of the circumstances described above, The present invention described in claim 1 , A processing head for performing required processing on the workpiece, a distance adjusting means for moving the processing head toward or away from the workpiece, and a distance between the processing head and the workpiece to measure the measurement result. An output capacitance sensor, and a control device for controlling the operation of the interval adjusting means based on the output of the capacitance sensor, and maintaining the processing head and the workpiece at a required interval. In an article processing apparatus configured to process the workpiece,
The output gain of the capacitance sensor is a high gain in which the ratio of the change amount of the output to the change amount of the interval when the interval between the processing head and the workpiece changes, and the processing head and the workpiece Provided with a gain changing means that can be changed to a low gain in which the ratio of the change amount of the output to the change amount of the interval when the interval of
When the control device brings the processing head close to the workpiece up to a predetermined distance, the control device Capacitance sensor output by low gain by gain changing means And controlling the operation of the interval adjusting means based on the above and during the processing of the workpiece Capacitance sensor output with high gain by gain changing means Based on this, the operation of the interval adjusting means is controlled.
According to such a configuration, when positioning the machining head close to the workpiece up to a predetermined distance, the control device reduces the low gain. According to the output of capacitance sensor Since the operation of the interval adjusting means is controlled on the basis of this, it is possible to stably position the machining head at a necessary interval. During the subsequent machining of the workpiece, the control device controls the high gain. Capacitance sensor output by Since the operation of the interval adjusting means is controlled based on the above, the interval between the workpiece and the workpiece can be maintained with high accuracy.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments in which the present invention is applied to a laser processing apparatus will be described below. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a laser processing apparatus. The laser processing apparatus 1 can irradiate a plate-like workpiece 2 made of metal with a laser beam and cut it into a required shape.
The laser processing apparatus 1 supports the workpiece 2 and is reciprocated in the X direction on the horizontal plane. The laser processing apparatus 1 is disposed above the processing table 3 and irradiates the workpiece 2 with laser light. The machining head 4 includes a machining head 4 and an interval adjusting means 5 that moves the machining head 4 up and down to adjust the gap between the machining head 4 and the workpiece 2. The laser processing apparatus 1 includes a laser oscillator (not shown) and a capacitance sensor 6 that measures the distance between the workpiece 2 and the processing head 4, and a control device 7. The control device 7 controls the operation of the laser oscillator and also controls the operation of the motor 8 of the interval adjusting means 5 based on the output of the capacitance sensor 6.
[0006]
The processing table 3 is moved in the X direction on the horizontal plane by a drive source (not shown), and the operation of the drive source of the processing table 3 is controlled by the control device 7.
A guide rail 11 is disposed above the processing table 3. The guide rail 11 is installed over a pair of pillars (not shown), and is supported horizontally in the Y direction orthogonal to the X direction. A movable frame 12 is attached to the guide rail 11 so as to be movable along the Y direction. Further, the machining head 4 and the motor 8 of the interval adjusting means 5 are coupled to the movable frame 12.
The movable frame 12 is reciprocated in the Y direction along the guide rail 11 by a drive source (not shown), and the operation of this drive source is controlled by the control device 7. By controlling the operation of the drive source of the processing table 3 and the movable frame 12 by the control device 7, the processing head 4 and the workpiece 2 can be relatively moved in the XY directions on the horizontal plane. .
[0007]
The processing head 4 includes a cylindrical light guide path 13 connected to the movable frame 12 vertically downward, a bellows-like elastic member 14 connected to a lower end portion of the light guide path 13, and a lower end portion of the elastic member 14. It is comprised from the cylindrical nozzle 15 connected with this.
The tip side (lower part) of the nozzle 15 has a tapered shape, and the assist gas is supplied into the nozzle 15 from the assist gas supply source 16 through the pipe 17.
Laser light emitted from a laser oscillator (not shown) is guided to the light guide path 13 through a plurality of reflectors (not shown), and is condensed in the nozzle 15 after passing through the inside of the light guide path 13 and the elastic member 14. Therefore, the workpiece 2 is irradiated from the hole provided in the lower end portion 15a. At that time, the assist gas supplied into the nozzle 15 from the assist gas supply source 16 is jetted from the hole of the lower end portion 15 a to the processing position of the workpiece 2.
[0008]
A protruding portion 15b that protrudes outward in the radial direction is formed on the upper outer peripheral portion of the nozzle 15. A vertical through hole is formed in the protruding portion 15b, and a female screw portion 15c is formed there. ing. A screw shaft 18 directed vertically downward is connected to the drive shaft of the motor 8, and the screw shaft 18 is threadedly engaged with the female screw portion 15c of the projecting portion 15b to penetrate therethrough. Thereby, the nozzle 15 is supported vertically downward.
The interval adjusting means 5 of this embodiment is constituted by the motor 8, the screw shaft 18, the female screw portion 15 c of the nozzle 15, and a servo amplifier 21 that applies an operating voltage to the motor 8. The operation of the motor 8 is controlled by the control device 7 via the servo amplifier 21.
[0009]
Next, the capacitance sensor 6 is connected to the lower end portion 15a of the nozzle 15 and has an electrode 22 for detecting capacitance according to a change in the interval between the lower end portion 15a and the workpiece 2. The processing unit 23 converts the change in capacitance detected by the electrode 22 into a change in voltage and outputs the change to the control device 7.
The control device 7 outputs from the processing unit 23 of the capacitance sensor 6. Was The voltage amount is converted into the operating voltage of the motor 8 and the converted voltage amount is transmitted to the servo amplifier 21 as a command signal. The servo amplifier 21 applies the voltage amount transmitted from the control device 7 to the motor 8 and rotates the motor 8 forward and backward by a required amount. As a result, the screw shaft 18 is rotated forward and backward by a required amount, so that the nozzle 15 is raised and lowered, and the distance between the lower end portion 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 (the height of the lower end portion 15a of the nozzle 15) is increased. It can be maintained at the required interval.
The control device 7 stores in advance data on the distance between the lower end 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 during piercing. Further, the control device 7 stores in advance data on the distance between the lower end portion 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 during the cutting process. And The control device 7 The operation of the distance adjusting means 5 is controlled on the basis of the output voltage from the processing unit 23 of the capacitance sensor 6, and the lower end 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 during piercing and cutting The scanning control is performed to maintain the interval at a predetermined interval stored in advance.
[0010]
Thus, the present embodiment is provided with gain changing means 24 that can change the output gain of the capacitance sensor 6 between a high gain and a low gain on the premise of the above-described configuration. When the position is lowered to the position, the control device 7 controls the interval adjusting means 5 based on the output voltage from the processing unit 23 by low gain, and during the cutting process, the control unit 7 outputs from the processing unit 23 by high gain. The control device 7 controls the interval adjusting means 5 based on the output voltage.
The gain changing means 24 of this embodiment is provided in the processing unit 23. The gain changing unit 24 includes a first storage unit 24A. The first storage unit 24A is a ratio of the change amount of the output voltage to the change amount of the interval between the lower end portion 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2. High gain H (imaginary line in FIG. 2) is stored. In addition, the first storage unit 24A has low gain L (solid line in FIG. 2) data in which the ratio of the change amount of the output voltage to the change amount of the gap between the lower end portion 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 is reduced. Is remembered.
In the present embodiment, the command signal is transmitted from the control device 7 to the gain changing means 24 so as to change the gain of the capacitance sensor 6 to the high gain H during the cutting process. Then, the gain changing unit 24 changes the gain of the capacitance sensor 6 to the high gain H stored in the first storage unit 24A.
Further, in this embodiment, when the nozzle 15 is moved down to a predetermined height position for positioning in the cutting process, the control device 7 instructs the gain changing means 24 to change the gain to the low gain L. To communicate. Then, the gain changing unit 24 changes the gain to the low gain L stored in the first storage unit 24A.
[0011]
In this embodiment, a high gain H and a low gain L shown in FIG. The high gain H is set to a ratio (gain) for outputting a voltage of 1 V every time the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 changes by 0.2 mm (a change in capacitance corresponding to 0.2 mm is detected). In this case, a voltage of 10 V is output when the interval is 2 mm, and detection is impossible when the distance exceeds 2 mm, so that the voltage of 10 V is continuously output. On the other hand, the low gain L is set to a ratio (gain) at which a voltage of 1 V is output every time the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 changes by 1 mm (a change in capacitance corresponding to 1 mm is detected). When the interval is 10 mm, a voltage of 10 V is output, and when the interval exceeds 10 mm, detection becomes impossible, so that the voltage of 10 V is continuously output.
The control device 7 instructs the servo amplifier 21 to provide an operating voltage value necessary for operating the motor 8 in accordance with the voltage amount output from the processing unit 23 of the capacitance sensor 6. For example, FIG. When the low gain L shown in FIG. 2 is used, when a voltage of 10V is output from the processing unit 23, the control device 7 instructs the servo amplifier 21 to operate the motor 8 corresponding to the voltage, and the motor 8 is connected to the nozzle. 15 is rotated in the direction of descending. When the nozzle 15 is lowered by the operation of the motor 8 and the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 is reduced, the output voltage from the processing unit 23 is also reduced accordingly, so the operation amount (rotation amount) of the motor 8 is also reduced. The lowering speed of the nozzle 15 is decelerated. When the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 becomes 0 mm, the output voltage from the processing unit 23 becomes 0 V, so that the operation of the motor 8 is stopped.
In the scanning control in this embodiment, the up and down movement of the nozzle 15 is controlled so that the output voltage from the capacitance sensor 6 is maintained at 0V. A method of setting a predetermined interval maintained by the workpiece 2 and the nozzle 15 in such copying control will be described.
In the low gain L, as indicated by a solid line in FIG. 3, the voltage is set at a rate of outputting a voltage of 1 V every time the interval changes by 1 mm. For example, the interval between the workpiece 2 to be maintained and the nozzle 15 is set to 2 mm. In this case, it is only necessary to output a voltage of 0 V when a change in capacitance corresponding to 2 mm is detected. For a voltage output at a rate indicated by a solid line set in advance, a process is performed. The unit 23 subtracts 2V and outputs to the control device 7 an offset voltage offset by -2V with respect to a voltage value based on a preset gain indicated by a solid line. As a result, the motor 8 is not rotated when the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 is 2 mm, and is 2 mm. Further, when the workpiece 2 and the nozzle 15 are located under the nozzle 15 at a position where the workpiece 2 is warped or bent due to the relative movement of the workpiece 2 and the nozzle 15 in the lateral direction, it corresponds to the detected capacitance change. Since the voltage is output from the processing unit 23, the control device 7 outputs an operation command corresponding to this to the servo amplifier 21 to operate the motor 8 so that the output voltage from the processing unit 23 becomes 0V. 15 is moved up and down to control the set interval of 2 mm. In the above description, the case where the nozzle 15 is mainly lowered has been described. For example, when the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 is less than 2 mm, a negative offset voltage is output. The control device 7 controls the motor 8 to rotate in the direction in which the nozzle 15 rises.
-On the other hand, in the case of high gain H, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 4, since the voltage is set to a rate of outputting 1 V whenever the interval changes by 0.2 mm, for example, the workpiece to be maintained When the distance between the nozzle 2 and the nozzle 15 is set to 0.2 mm, a voltage of 0 V may be output when a change in capacitance corresponding to 0.2 mm is detected. The processing unit 23 subtracts 1V from the voltage output at the rate indicated by the two-dot chain line, and controls the offset voltage offset by -1V with respect to the voltage value based on the preset gain indicated by the two-dot chain line. Output to the device 7. As a result, as in the case of the low gain L described above, the motor 8 is not rotated when the distance between the workpiece 2 and the nozzle 15 is 0.2 mm, and is maintained at 0.2 mm.
Data of the voltage value to be offset with respect to the interval between the workpiece 2 and the nozzle 15 to be maintained is stored in the control device 7 and is instructed to the processing unit 23 according to the set interval value. Yes. As is clear from the above description, if the interval is set to 0.2 mm in the case of the low gain L shown in FIG. 3 and the case of the high gain H shown in FIG. Since the voltage value to be offset is different for each gain such that the value of the voltage to be offset is -0.2V and the voltage value to be offset is different if the gain is different so that it is -1V in the case of the high gain H. Thus, a voltage value to be offset corresponding to the output gain to be used is commanded.
[0012]
In the above configuration, the operation will be described by taking as an example a case where the laser machining apparatus 1 sets the height condition of the nozzle 15 to 2 mm at the time of piercing and 0.2 mm at the time of cutting to cut the workpiece 2.
At the start of machining, the control device 7 sets the output gain used in the processing unit 23 in advance to be a low gain L, and the interval maintained by the scanning control is 2 mm, that is, the output voltage is offset by -2V. .
Then, the control device 7 controls the operation of the drive source of the machining head 4 and the movable frame 12 to move the machining head 4 to above the machining start position 2a in the workpiece 2. At this time, the distance between the lower end 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 (the height of the lower end 15a) is 300 mm.
Next, since the control device 7 outputs an operation command to the servo amplifier 21 of the interval adjusting means 5 in a state in which the scanning control is enabled, an operation voltage is applied from the servo amplifier 21 to the motor 8 and the motor 8 is rotated. The As a result, the machining head 4 (the lower end 15a of the nozzle 15) is lowered at a speed corresponding to an output voltage of 8V offset by -2V from a height of 300 mm on the workpiece 2.
[0013]
When the machining head 4 is lowered and the height of the lower end portion 15a of the nozzle 15 becomes 10 mm or less, the output voltage based on the low gain L starts to decrease from the processing unit 23 of the capacitance sensor 6. The lowering speed of the missing nozzle 15 is reduced. When the output voltage from the processing unit 23 becomes zero, that is, when the distance between the lower end 15a of the nozzle 15 and the workpiece 2 is 2 mm, the rotation of the motor 8 is stopped.
Accordingly, the nozzle 15 is positioned so that the height of the lower end portion 15a of the nozzle 15, that is, the distance (distance) between the lower end portion 15a and the workpiece 2 is 2 mm.
Thereafter, the control device 7 once invalidates the scanning control for the interval adjusting means 5 and performs piercing processing at the processing start position 2a.
[0014]
When the piercing process is completed, the control device 7 changes the voltage to be offset from −2 V to −0.2 V and changes the interval maintained by the scanning control to 0.2 mm, which is the condition at the time of cutting, and the laser oscillator Is operated to move the machining head 4 and the workpiece 2 relative to each other and move the nozzle 15 laterally from the machining start position 2a to start cutting. Thereafter, since the control device 7 validates the scanning control for the interval adjusting means 5, an output voltage based on the low gain L is output from the processing unit 23 to the control device 7, and the control device 7 pierces the nozzle 15 based on the output voltage. The height is lowered from 2 mm at the time to 0.2 mm, which is the condition at the time of cutting, and approached.
When the output voltage from the processing unit 23 to the control device 7 becomes zero, that is, when the distance (distance) between the lower end 15a of the nozzle 15a and the workpiece 2 becomes 0.2 mm, the control device 7 changes the gain. A command signal is transmitted to the means 24 so as to change the output gain to the high gain H. At the same time, the control device 7 transmits a command signal to the processing unit 23 so that the output voltage is offset by -1 V and output to the control device 7.
Thereby, the control device 7 performs the cutting process by controlling the interval adjusting means 5 so that the interval between the lower end portion 15a of the nozzle 15a and the workpiece 2 is maintained at 0.2 mm based on the high gain H.
[0015]
As described above, when the machining head is brought close to the workpiece 2 up to a predetermined distance of 300 mm to 2 mm, 2 mm to 0.2 mm, the operation of the interval adjusting means 5 is controlled based on the low gain. Therefore, the machining head 4 is approached while being sufficiently decelerated, and can be positioned stably and quickly without being vibrated.
Further, since the operation of the interval adjusting means 5 is controlled based on the high gain during machining, the responsiveness is good, and the vertical movement of the machining head 4 is very small during machining. Therefore, it does not become vibrational and can be maintained with high accuracy even at extremely close intervals of less than 0.1 mm.
In the above embodiment, the gain changing unit 24 is provided in the processing unit 23 of the capacitance sensor 6, but the gain changing unit 24 may be provided in the control device 7 instead of the processing unit 23. Even with such a configuration, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiments.
[0016]
Next, as another embodiment of the present invention, the following configuration may be used. That is, the gain changing unit 24 is provided in the processing unit 23 and includes a first storage unit 24A that stores either high gain H data or low gain L data, and the control device 7 provides a high gain. The second storage unit 24B stores H data and low gain H data.
The control device 7 downloads the low gain L data from the second storage unit 24B to the first storage unit 24A when the interval adjusting unit 5 positions the nozzle 15 close to the workpiece 2. . At this time, an output voltage based on the low gain L stored in the first storage unit 24A is output to the control device 7, and the control device 7 controls the operation of the interval adjusting means 5 based on the output voltage.
Further, the control device 7 downloads the high gain H data from the second storage unit 24B to the first storage unit 24A during the cutting of the workpiece 2, and the high gain stored in the first storage unit 24A. An output based on H is output to the control device 7, and the control device 7 controls the operation of the interval adjusting means 5 based on the output voltage.
Other configurations are the same as those in the first embodiment. Also according to the second embodiment, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained.
[0017]
Furthermore, the following configuration may be used as the third embodiment.
That is, the processing unit 23 is provided with the gain changing unit 24, and the first storage unit 24A of the gain changing unit 24 stores the composite data in which the high gain H data and the low gain L data are integrated (see FIG. 6). In this composite data, when the height of the lower end portion 15a of the nozzle 15 exceeds 0.2 mm, the voltage is set to be output based on the low gain L, and the height of the lower end portion 15a of the nozzle 15 is set. When the distance is less than 0.2 mm, the voltage is set to be output based on the high gain H.
Even in the third embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the above embodiments.
[0018]
In each of the above embodiments, a voltage is output from the capacitance sensor 6 to the control device 7, but a current may be used.
Moreover, although the said Example demonstrated the case where this invention was applied to the laser processing apparatus 1 provided with the electrostatic capacitance sensor 6, the water jet processing machine and other processing head provided with the electrostatic capacitance sensor were demonstrated. Of course, the present invention can also be applied to a cutting machine equipped with the above.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the processing head is moved close to the workpiece, the processing can be performed while maintaining the distance from the workpiece with high accuracy. The effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between high gain and low gain.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a low gain and an offset voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a high gain and an offset voltage.
FIG. 5 is a diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an output gain obtained by combining a low gain and a high gain in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser processing apparatus 2 ... Workpiece
3 ... Processing table 4 ... Processing head
5 ... Space adjustment means 6 ... Capacitance sensor
7 ... Control device 24 ... Gain changing means

Claims

被加工物に所要の加工を施す加工ヘッドと、上記被加工物に対して加工ヘッドを接近あるいは離隔させる間隔調整手段と、上記加工ヘッドと被加工物との間隔を測定して測定結果を出力する静電容量センサと、上記静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御する制御装置とを備えて、上記加工ヘッドと被加工物とを所要の間隔に維持して該被加工物に加工を施すように構成した物品加工装置において、
上記静電容量センサの出力ゲインを、上記加工ヘッドと被加工物との間隔が変化した際の間隔の変化量に対する出力の変化量の比率を大きくしたハイゲインと、上記加工ヘッドと被加工物との間隔が変化した際の間隔の変化量に対する出力の変化量の比率を小さくしたローゲインとに変更可能なゲイン変更手段を設け、
上記制御装置は、加工ヘッドを所定距離まで被加工物に接近させる際には上記ゲイン変更手段によるローゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御するとともに、被加工物の加工中においては上記ゲイン変更手段によるハイゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御することを特徴とする物品加工装置。A processing head for performing a required processing on the workpiece, a distance adjusting means for moving the processing head toward or away from the workpiece, and measuring a distance between the processing head and the workpiece and outputting a measurement result And a control device that controls the operation of the interval adjusting means based on the output of the capacitance sensor, and maintains the processing head and the workpiece at a required interval. In an article processing apparatus configured to process a workpiece,
The output gain of the capacitance sensor is a high gain in which the ratio of the change amount of the output to the change amount of the interval when the interval between the processing head and the workpiece changes, and the processing head and the workpiece Provided with a gain changing means that can be changed to a low gain in which the ratio of the change amount of the output to the change amount of the interval when the interval of
The control device controls the operation of the interval adjusting means based on the output of the capacitance sensor by the low gain by the gain changing means when the machining head is brought close to the workpiece to a predetermined distance, and the workpiece During the processing of the article, the article processing apparatus is characterized in that the operation of the interval adjusting means is controlled based on the output of the capacitance sensor by the high gain by the gain changing means .

上記静電容量センサは、上記加工ヘッドに設けられて上記被加工物との間の間隔に応じた静電容量を検出する検出電極と、この検出電極で検出された静電容量の変化を電圧量の変化に変換する処理部と備え、
上記ゲイン変更手段は、上記処理部に設けられてハイゲインのデータとローゲインのデータとの２つのデータを記憶した第１記憶部を備え、
上記制御装置は、上記加工ヘッドを所定距離まで被加工物に接近させる際には、上記第１記憶部のデータからローゲインを選択するとともに、被加工物の加工中においては上記第１記憶部のデータからハイゲインを選択することを特徴とする請求項１に記載の物品加工装置。The capacitance sensor includes a detection electrode that is provided in the processing head and detects a capacitance according to a distance from the workpiece, and a change in capacitance detected by the detection electrode is a voltage. With a processing unit that converts it into a change in quantity,
The gain changing means includes a first storage unit that is provided in the processing unit and stores two data of high gain data and low gain data,
The control device selects a low gain from the data stored in the first storage unit when the processing head is brought close to the workpiece up to a predetermined distance, and during the processing of the workpiece, The article processing apparatus according to claim 1, wherein a high gain is selected from the data.

上記静電容量センサは、上記加工ヘッドに設けられて上記被加工物との間の間隔に応じた静電容量を検出する検出電極と、この検出電極で検出された静電容量の変化を電圧量の変化に変換して制御装置へ出力する処理部と備え、
上記ゲイン変更手段は、上記処理部に設けられてハイゲインのデータとローゲインのデータとのいずれか一方を記憶する第１記憶部と、上記制御装置に設けられてハイゲインのデータとローゲインのデータとを記憶する第２記憶部とを備え、
上記制御装置は、上記加工ヘッドを所定距離まで被加工物に接近させる際には、上記第２記憶部からローゲインのデータを第１記憶部にダウンロードするとともに、この第１記憶部に記憶されたローゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御し、被加工物の加工中においては上記第２記憶部からハイゲインのデータを第１記憶部にダウンロードするとともに、この第１記憶部に記憶されたハイゲインによる静電容量センサの出力に基づいて上記間隔調整手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の物品加工装置。The capacitance sensor includes a detection electrode that is provided in the processing head and detects a capacitance according to a distance from the workpiece, and a change in capacitance detected by the detection electrode is a voltage. With a processing unit that converts it into a change in quantity and outputs it to the control device,
The gain changing means includes a first storage unit provided in the processing unit for storing either high gain data or low gain data, and a high gain data and low gain data provided in the control device. A second storage unit for storing,
The control device downloads low gain data from the second storage unit to the first storage unit and stores the low gain data in the first storage unit when the processing head is brought close to the workpiece up to a predetermined distance. The operation of the interval adjusting means is controlled based on the output of the capacitance sensor by low gain, and during processing of the workpiece, high gain data is downloaded from the second storage unit to the first storage unit, and 2. The article processing apparatus according to claim 1, wherein the operation of the interval adjusting unit is controlled based on an output of a capacitance sensor with a high gain stored in one storage unit.