JP4118388B2

JP4118388B2 - Cutting nozzle and cutting machine

Info

Publication number: JP4118388B2
Application number: JP14479698A
Authority: JP
Inventors: 慎治沼田
Original assignee: Nissan Tanaka Corp
Current assignee: Nissan Tanaka Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11333581A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス切断、レーザ切断、プラズマ切断等により、鋼板等の被切断材を切断する切断用ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トーチ先端に設けられた切断用ノズルと被切断材の切断面との距離を一定に保ちながら鋼板等の切断を行う切断機がある。この種の切断機においては、切断時、切断用ノズルから射出されるガス、レーザ、プラズマ等の熱源が被切断材へ到達するまでの距離を一定に保つことが、切断最適条件を維持する上で極めて重要である。
ここで、切断用ノズルと被切断材との距離は、切断用ノズル近傍を取り囲むようにして環状の電極を設け、この電極と被切断材との間の静電容量として検知している。
【０００３】
ところが、上記の切断機では、電極およびこの電極をトーチに支持させる支持部材を別途設ける必要がある。また、急激な高さ変化や障害物を有する被切断材の切断時に、電極がこれらに衝突して破損してしまう危険性もある。
さらに、切断用ノズルと切断面との距離を電極を介して検知しているので、トーチの移動等により電極の位置がずれた場合、切断用ノズルと切断面との距離が正確に検知できないという問題もあった。
【０００４】
そのため、図３に示すように、先端が円錐台の切断用ノズル１とトーチ２との間に絶縁体３を配置して、切断用ノズル１自体を電極として用いる構成のものが提供されている。
この場合、別途、電極や支持部材を設けることもなく、また切断用ノズル１とワーク（被切断材）４の切断面５との間の静電容量を直接検知することができるので、これらの間の距離を正確に検知することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の切断用ノズルには、以下のような問題が存在する。
上記静電容量により検知される切断用ノズル１と被切断材４との距離は、これらの間の最小離間距離である。
ここで、図３（ａ）に示す垂直切断では、切断用ノズル１から射出された熱源がワーク４の切断面５に対して垂直に射出されるので、適正なトーチ高さ（いわゆるスタンドオフ）に設定された切断用ノズル１から熱源がワーク４の切断面５へ到達するまでの距離ｈと、切断用ノズル１からワーク４までの最小離間距離ｈ１とが一致している。
【０００６】
ところが、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、トーチ２を傾斜させた状態で熱源を射出する、いわゆる開先切断では、熱源がワーク４へ到達するまでの距離ｈ２と、切断用ノズル１からワーク４までの最小離間距離ｈ３とが一致しない。
そのため、適正なスタンドオフｈとして、上記最小離間距離ｈ３の静電容量が検知されてしまうと、熱源がワーク４へ到達するまでの距離ｈ２は、適正なスタンドオフｈよりも大きくなってしまい、切断最適条件を得ることができなくなる。これは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、円錐台の先端に円弧部が設けられた切断用ノズル１ａでも同様である。
【０００７】
そこで、検知される最小離間距離ｈ３の静電容量に対して一定の補正をかけることによって、熱源の到達距離ｈ２を適正なスタンドオフｈに一致させることも考えられるが、ノズル形状は一定ではないので、トーチを傾斜させたときに検知される最小離間距離ｈ３と、熱源の到達距離ｈ２との間には安定した相関関係がなく、実現性に乏しかった。
【０００８】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、トーチを傾斜させて開先切断する場合でも、切断最適条件を安定して得ることができる切断用ノズルおよび切断機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
請求項１記載の切断機は、傾斜可能なトーチと、該トーチの先端に絶縁体を介して取り付けられ、被切断材の切断面へ向けて熱源を射出するとともに、前記切断面との間の離間距離が該切断面との間の静電容量に基づいて検知される切断用ノズルとを備えた切断機であって、該切断用ノズルは、前記トーチの傾斜角度を変化させたときに、前記切断面との間の静電容量が一定に保持される球体形状を有することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明の切断機では、トーチが傾斜した際でも、切断用ノズルと切断面との間の離間距離が変化しないので、切断用ノズルと切断面との間の静電容量を一定に保持することを可能にする。
【００１１】
請求項２記載の切断機は、請求項１記載の切断機において、前記トーチが傾斜したときに、前記トーチの軸線方向の先端から前記切断面へ到るまでの前記熱源の射出長が保持される前記離間距離を算出するとともに、該算出された離間距離に基づいて前記切断用ノズルを移動させるオフセット機構を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明の切断機では、トーチが傾斜したときでも、前記トーチの軸線方向の先端から切断面へ到るまでの熱源の射出長が保持される前記離間距離を算出し、この離間距離分、切断用ノズルをオフセット移動させることによって上記熱源の射出長を保持することを可能にする。例えば、トーチの傾斜角をθ、切断用ノズルと切断面との離間距離をｈ１’、切断面へ到達するまでの熱源の射出長をＨ２、切断用ノズルの球体半径をｒとすると、ｈ１’＝（Ｈ２＋ｒ）×ｃｏｓθ−ｒという相関関係が得られる。これにより、射出方向の離間距離Ｈ２を適正なスタンドオフｈとするためには、上記離間距離ｈ１’を（ｈ＋ｒ）×ｃｏｓθ−ｒとすればよいことになる。
【００１３】
請求項３記載の切断用ノズルは、傾斜可能なトーチ先端に絶縁体を介して取り付けられ、被切断材の切断面へ向けて熱源を射出するとともに、前記切断面との間の離間距離が該切断面との間の静電容量に基づいて検知される切断用ノズルであって、前記トーチの傾斜角度を変化させたときに、前記切断面との間の静電容量が一定に保持される球体形状を有することを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明の切断用ノズルでは、トーチが傾斜したときに、切断面との間の離間距離が変化しないので、切断面との間の静電容量を一定に保持することを可能にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の切断用ノズルおよび切断機の実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。
ここでは、例えば、熱源としてレーザを用いるレーザ切断機の例を用いて説明する。これらの図において、従来例として示した図３および図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１６】
図１において、符号６はレーザ切断機（切断機）であり、符号４はワークである。レーザ切断機６は、ワーク４の切断面５に沿って、且つワーク４の高さに倣って移動して該ワーク４を切断するものであって、トーチ２、切断用ノズル７、ハイトセンサ８およびオフセット機構１１とから概略構成されている。
【００１７】
トーチ２は、図示しない駆動機構によって、上下動自在、且つワーク４の切断面５に対して傾斜可能な構成とされている。
切断用ノズル７は、半径ｒの球体形状を有して、トーチ２の略軸線方向に沿って切断用のレーザを照射するものであって、トーチ２の先端に絶縁体３を介して取り付けられている。
ハイトセンサ８は、切断用ノズル７およびワーク４に接続され、これらの間の離間距離を静電容量として測定するとともに、測定された静電容量に対応する電圧をオフセット機構１１の電圧補正部９へ出力するものである。
【００１８】
オフセット機構１１は、トーチ２が傾斜したときに、射出されたレーザ光線が前記トーチの軸線方向の先端から切断面５へ到達するまでの射出長Ｈ２を適正なスタンドオフｈに保持するものであって、電圧補正部９と制御部１０とから構成されている。
【００１９】
電圧補正部９は、切断面５に対向する方向における切断用ノズル７と切断面５との間の離間距離ｈ１’と、レーザ光線の射出長Ｈ２との相関関係に基づいて、ハイトセンサ８から出力された電圧を補正し制御部１０へ出力するものである。制御部１０は、ハイトセンサ８から出力され、電圧補正部９で補正された電圧に基づいて駆動機構を駆動させるものである。
【００２０】
上記の構成の切断用ノズルおよび切断機の作用について以下に説明する。
図１に示すように、二点鎖線で示す垂直切断位置から実線で示す開先切断位置へ、トーチ２をワーク４の切断面５に対して傾斜角θ、いわゆる開先角度θで傾斜させると、切断用ノズル７のレーザ照射方向も傾斜する。
【００２１】
ここで、切断用ノズル７は球体形状を有しているので、開先切断位置における切断面５と切断用ノズル７との間の離間距離ｈ１’は、開先角度θの大きさに拘わらず垂直切断位置における切断面５と切断用ノズル７との間の離間距離、すなわち適正なスタンドオフｈと同一になる。従って、レーザ光線の切断面５へ到達するまでの射出長Ｈ２は、上記離間距離ｈ１’との間に次式の相関関係を生ずる。
（Ｈ２＋ｒ）×ｃｏｓθ＝ｈ１’＋ｒ …（１）
そして、式（１）を変形すると次式が得られる。
ｈ１’＝（Ｈ２＋ｒ）×ｃｏｓθ−ｒ …（２）
【００２２】
このとき、ハイトセンサ８は、垂直切断位置における上記離間距離ｈに対応する静電容量と同一に保持された離間距離ｈ１’に対応する静電容量を測定するとともに、測定された静電容量に対応する指令電圧Ｖ１を電圧補正部９へ出力する。
電圧補正部９は、上記レーザ光線の切断面５へ到達するまでの射出長Ｈ２が適正なスタンドオフｈになるような、切断面５と切断用ノズル７との間の離間距離ｈ２を、式（２）に基づいて次式で算出する。
ｈ２＝（ｈ＋ｒ）×ｃｏｓθ−ｒ …（３）
【００２３】
そして、電圧補正部９は、ハイトセンサ８から出力された指令電圧Ｖ１を、式（３）で得られる離間距離ｈ２に対応する指令電圧Ｖ２へ次式を用いて補正するとともに制御部１０へ出力する。
Ｖ２＝Ｖ１×Ｋ１ …（４）
ここで、Ｋ１は式（３）に基づくオフセット係数である。
【００２４】
制御部１０は、指令電圧Ｖ２を受け取ると、駆動機構を駆動させてトーチ２を下降させることにより、切断用ノズル７が切断面５から距離ｈ２離間したところに位置するようにオフセットをかける。
かくして、切断用ノズル７は、レーザ光線が切断面５へ到達するまでの射出長Ｈ１が、切断最適条件を得ることのできるスタンドオフｈになる位置にオフセット移動される。
【００２５】
本実施の形態の切断用ノズルおよび切断機では、切断用ノズル７が球体形状を有しているので、図３に示す切断用ノズルをノズルＡ、図４に示す切断用ノズルをノズルＢ、図１に示す切断用ノズルをノズルＣとしたときに、図２に示すように、開先角度θを種々変化させた場合でも、ワーク４の切断面５との間の離間距離が一定となる。
そのため、ハイトセンサ８によって測定される離間距離ｈ１’と、レーザ光線の射出長Ｈ２との間に安定した相関関係が生ずることになり、オフセットをかける際に必要な値を容易に、且つ安定して得ることができる。
【００２６】
また、オフセット機構１１の電圧補正部９が、この相関関係に基づいて上記離間距離ｈ１’に対応する指令電圧Ｖ１を、離間距離ｈ２に対応する指令電圧Ｖ２に自動的に補正しているので、開先角度θを適宜変更した場合でも、切断用ノズル７は、切断最適条件を得ることのできるスタンドオフｈを常に保持することができるとともに、倣い高さが変化することなくワーク４を安定して切断することができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態において、本発明の切断用ノズルをレーザ切断機に適用した構成としたが、これに限られることなく、例えば、ガス切断機やプラズマ切断機に用いるような構成であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る切断機は、トーチを傾斜させたときでも、切断用ノズルと切断面との間の静電容量が一定に保持される球体形状を有する構成となっているので、トーチを傾斜させて開先角度を適宜変化させた場合でも、切断用ノズルと被切断材との間隔を一定に維持することができる。また、オフセットをかける際に必要な値を容易に、且つ安定して得られるという優れた効果が得られる。加えて、静電容量測定時に必要な電極として切断用ノズルを用いて開先切断を行うので、別途電極や電極支持部材を設ける必要がなく、より正確で、且つ安価な切断機を得ることができる。
【００２９】
請求項２に係る切断機は、トーチが傾斜したときに、前記トーチの軸線方向の先端から切断面へ到るまでの熱源の射出長が保持される離間距離を算出するとともに、この離間距離に基づいて切断用ノズルを移動させるオフセット機構を備える構成となっている。これにより、この切断機では、開先角度を適宜変更した場合でも、切断用ノズルが切断最適条件を得ることのできる位置を維持することができるので、倣い高さが変化することなく被切断材を安定して切断できるという効果が得られる。
【００３０】
請求項３に係る切断用ノズルは、トーチの傾斜角度を変化させたときに、切断面との間の静電容量が一定に保持される構成となっているので、開先角度を適宜変化させた場合でも被切断材との間の離間距離が一定となり、オフセットをかける際に必要な値を容易に、且つ安定して得られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、球体形状を有する切断用ノズルが設けられたトーチの正面図である。
【図２】ワークとノズルの間隔と開先角度との関係を示す関係図である。
【図３】従来技術による切断用ノズルの一例を示す正面図である。
【図４】従来技術による切断用ノズルの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
２トーチ
３絶縁体
４ワーク（被切断材）
５切断面
６レーザ切断機（切断機）
７切断用ノズル
１１オフセット機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting nozzle for cutting a material to be cut such as a steel plate by gas cutting, laser cutting, plasma cutting or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a cutting machine that cuts a steel sheet or the like while keeping a distance between a cutting nozzle provided at a tip of a torch and a cutting surface of a material to be cut constant. In this type of cutting machine, at the time of cutting, it is necessary to keep the distance until the heat source such as gas, laser, plasma, etc. injected from the cutting nozzle reaches the material to be cut. It is extremely important.
Here, the distance between the cutting nozzle and the material to be cut is detected as a capacitance between the electrode and the material to be cut by providing an annular electrode so as to surround the vicinity of the cutting nozzle.
[0003]
However, in the above cutting machine, it is necessary to separately provide an electrode and a support member for supporting the electrode on the torch. There is also a risk that the electrode collides with and breaks when a material to be cut having a sudden height change or an obstacle is cut.
Furthermore, since the distance between the cutting nozzle and the cutting surface is detected via the electrode, the distance between the cutting nozzle and the cutting surface cannot be accurately detected when the position of the electrode is shifted due to movement of the torch or the like. There was also a problem.
[0004]
Therefore, as shown in FIG. 3, there is provided a configuration in which an insulator 3 is disposed between a cutting nozzle 1 having a truncated cone and a torch 2 and the cutting nozzle 1 itself is used as an electrode. .
In this case, it is possible to directly detect the electrostatic capacitance between the cutting nozzle 1 and the cutting surface 5 of the workpiece (material to be cut) 4 without providing an electrode or a supporting member. The distance between them can be detected accurately.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional cutting nozzle as described above has the following problems.
The distance between the cutting nozzle 1 and the material to be cut 4 detected by the electrostatic capacity is the minimum separation distance between them.
Here, in the vertical cutting shown in FIG. 3 (a), the heat source injected from the cutting nozzle 1 is injected perpendicularly to the cutting surface 5 of the workpiece 4, so that an appropriate torch height (so-called standoff) is obtained. The distance h from the cutting nozzle 1 set to 1 to the time when the heat source reaches the cutting surface 5 of the workpiece 4 and the minimum separation distance h1 from the cutting nozzle 1 to the workpiece 4 coincide with each other.
[0006]
However, as shown in FIGS. 3B and 3C, in the so-called groove cutting in which the heat source is injected with the torch 2 inclined, the distance h2 until the heat source reaches the workpiece 4 and the cutting source are used. The minimum separation distance h3 from the nozzle 1 to the workpiece 4 does not match.
Therefore, if the capacitance of the minimum separation distance h3 is detected as an appropriate standoff h, the distance h2 until the heat source reaches the workpiece 4 becomes larger than the appropriate standoff h. The optimum cutting condition cannot be obtained. The same applies to the cutting nozzle 1a in which an arc portion is provided at the tip of the truncated cone as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c).
[0007]
Therefore, it may be possible to make the reach h2 of the heat source coincide with the appropriate standoff h by applying a certain correction to the capacitance of the detected minimum separation distance h3, but the nozzle shape is not constant. Therefore, there is no stable correlation between the minimum separation distance h3 detected when the torch is tilted and the reach distance h2 of the heat source, and the feasibility is poor.
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a cutting nozzle and a cutting machine that can stably obtain optimum cutting conditions even when a groove is cut by tilting the torch. For the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The cutting machine according to claim 1 is attached to the tip of the tiltable torch via an insulator, injects a heat source toward the cutting surface of the material to be cut, and between the cutting surface and the cutting machine. A cutting machine including a cutting nozzle whose separation distance is detected based on a capacitance between the cutting surface and the cutting nozzle, when the inclination angle of the torch is changed, It has a spherical shape in which the electrostatic capacitance between the cut surfaces is kept constant.
[0010]
Therefore, in the cutting machine of the present invention, even when the torch is inclined, the separation distance between the cutting nozzle and the cutting surface does not change, so that the electrostatic capacitance between the cutting nozzle and the cutting surface is kept constant. Make it possible to do.
[0011]
The cutting machine according to claim 2 is the cutting machine according to claim 1, wherein when the torch is inclined, the injection length of the heat source from the tip end in the axial direction of the torch to the cutting surface is maintained. And an offset mechanism for moving the cutting nozzle based on the calculated separation distance.
[0012]
Therefore, in the cutting machine of the present invention, even when the torch is inclined, the separation distance that maintains the injection length of the heat source from the tip end in the axial direction of the torch to the cutting surface is calculated, and the amount of the separation distance is calculated. The injection length of the heat source can be maintained by offset-moving the cutting nozzle. For example, if the inclination angle of the torch is θ, the separation distance between the cutting nozzle and the cutting surface is h1 ′, the injection length of the heat source until reaching the cutting surface is H2, and the sphere radius of the cutting nozzle is r, h1 ′. = (H2 + r) × cos θ−r correlation is obtained. Thus, in order to set the separation distance H2 in the injection direction to an appropriate standoff h, the separation distance h1 ′ may be set to (h + r) × cos θ−r.
[0013]
The cutting nozzle according to claim 3 is attached to the tip of the tiltable torch via an insulator, and injects a heat source toward the cutting surface of the material to be cut, and a separation distance from the cutting surface is A cutting nozzle that is detected based on the electrostatic capacitance between the cutting surface and the electrostatic capacitance between the cutting surface and the cutting surface is kept constant when the inclination angle of the torch is changed. It has a spherical shape.
[0014]
Therefore, in the cutting nozzle according to the present invention, when the torch is inclined, the separation distance from the cutting surface does not change, so that the capacitance between the cutting surface and the cutting surface can be kept constant.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a cutting nozzle and a cutting machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
Here, for example, description will be made using an example of a laser cutting machine using a laser as a heat source. In these drawings, the same components as those in FIGS. 3 and 4 shown as conventional examples are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0016]
In FIG. 1, the code | symbol 6 is a laser cutting machine (cutting machine), and the code | symbol 4 is a workpiece | work. The laser cutting machine 6 moves along the cutting surface 5 of the workpiece 4 along the height of the workpiece 4 to cut the workpiece 4. The laser cutting machine 6 includes a torch 2, a cutting nozzle 7, and a height sensor 8. And an offset mechanism 11.
[0017]
The torch 2 is configured to be movable up and down and tiltable with respect to the cut surface 5 of the work 4 by a drive mechanism (not shown).
The cutting nozzle 7 has a spherical shape with a radius r and irradiates a cutting laser along the substantially axial direction of the torch 2, and is attached to the tip of the torch 2 via an insulator 3. ing.
The height sensor 8 is connected to the cutting nozzle 7 and the workpiece 4, measures the distance between them as an electrostatic capacity, and outputs a voltage corresponding to the measured electrostatic capacity to the voltage correction unit 9 of the offset mechanism 11. To output.
[0018]
When the torch 2 is tilted, the offset mechanism 11 holds the emission length H2 until the emitted laser beam reaches the cutting surface 5 from the tip end in the axial direction of the torch at an appropriate standoff h. The voltage correction unit 9 and the control unit 10 are configured.
[0019]
Based on the correlation between the separation distance h1 ′ between the cutting nozzle 7 and the cutting surface 5 in the direction facing the cutting surface 5 and the laser beam emission length H2, the voltage correction unit 9 applies the The output voltage is corrected and output to the control unit 10. The control unit 10 drives the drive mechanism based on the voltage output from the height sensor 8 and corrected by the voltage correction unit 9.
[0020]
The operation of the cutting nozzle and the cutting machine configured as described above will be described below.
As shown in FIG. 1, when the torch 2 is inclined with respect to the cutting surface 5 of the workpiece 4 at an inclination angle θ, that is, a so-called groove angle θ, from a vertical cutting position indicated by a two-dot chain line to a groove cutting position indicated by a solid line. The laser irradiation direction of the cutting nozzle 7 is also inclined.
[0021]
Here, since the cutting nozzle 7 has a spherical shape, the separation distance h1 ′ between the cutting surface 5 and the cutting nozzle 7 at the groove cutting position is independent of the size of the groove angle θ. The distance between the cutting surface 5 and the cutting nozzle 7 at the vertical cutting position is the same as the proper standoff h. Accordingly, a correlation of the following equation is generated between the emission length H2 until the laser beam reaches the cut surface 5 and the separation distance h1 ′.
(H2 + r) × cos θ = h1 ′ + r (1)
Then, when the equation (1) is modified, the following equation is obtained.
h1 ′ = (H2 + r) × cos θ−r (2)
[0022]
At this time, the height sensor 8 measures the electrostatic capacitance corresponding to the separation distance h1 ′ held in the same manner as the electrostatic capacitance corresponding to the separation distance h at the vertical cutting position, and the measured electrostatic capacitance. The corresponding command voltage V1 is output to the voltage correction unit 9.
The voltage correction unit 9 calculates the separation distance h2 between the cutting surface 5 and the cutting nozzle 7 so that the emission length H2 until the laser beam reaches the cutting surface 5 is an appropriate standoff h. Based on (2), the following equation is used.
h2 = (h + r) × cos θ−r (3)
[0023]
Then, the voltage correction unit 9 corrects the command voltage V1 output from the height sensor 8 to the command voltage V2 corresponding to the separation distance h2 obtained by the equation (3) using the following equation and outputs the command voltage V1 to the control unit 10. To do.
V2 = V1 × K1 (4)
Here, K1 is an offset coefficient based on Expression (3).
[0024]
When receiving the command voltage V2, the control unit 10 drives the drive mechanism to lower the torch 2 so as to offset the cutting nozzle 7 so as to be located at a distance h2 away from the cutting surface 5.
Thus, the cutting nozzle 7 is offset to a position where the emission length H1 until the laser beam reaches the cutting surface 5 becomes the standoff h where the optimum cutting condition can be obtained.
[0025]
In the cutting nozzle and cutting machine of the present embodiment, since the cutting nozzle 7 has a spherical shape, the cutting nozzle shown in FIG. 3 is the nozzle A, the cutting nozzle shown in FIG. When the nozzle for cutting shown in FIG. 1 is the nozzle C, as shown in FIG. 2, even when the groove angle θ is variously changed, the distance from the cutting surface 5 of the workpiece 4 is constant.
For this reason, a stable correlation is generated between the separation distance h1 ′ measured by the height sensor 8 and the laser beam emission length H2, and a value necessary for applying the offset can be easily and stably set. Can be obtained.
[0026]
Further, the voltage correction unit 9 of the offset mechanism 11 automatically corrects the command voltage V1 corresponding to the separation distance h1 ′ based on this correlation to the command voltage V2 corresponding to the separation distance h2. Even when the groove angle θ is appropriately changed, the cutting nozzle 7 can always hold the standoff h that can obtain the optimum cutting condition, and can stabilize the workpiece 4 without changing the scanning height. Can be cut.
[0027]
In the above embodiment, the cutting nozzle according to the present invention is applied to the laser cutting machine. However, the present invention is not limited to this. For example, the cutting nozzle is configured to be used for a gas cutting machine or a plasma cutting machine. Also good.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, the cutting machine according to claim 1 has a spherical shape in which the capacitance between the cutting nozzle and the cutting surface is kept constant even when the torch is inclined. Therefore, even when the groove angle is appropriately changed by tilting the torch, the interval between the cutting nozzle and the material to be cut can be kept constant. In addition, it is possible to obtain an excellent effect that a value necessary for applying an offset can be obtained easily and stably. In addition, since the groove cutting is performed using a cutting nozzle as an electrode necessary for capacitance measurement, it is not necessary to provide a separate electrode or electrode support member, and a more accurate and inexpensive cutting machine can be obtained. it can.
[0029]
The cutting machine according to claim 2 calculates a separation distance in which the injection length of the heat source from the tip end in the axial direction of the torch to the cutting surface is held when the torch is inclined, and the separation distance is calculated as follows. Based on this, an offset mechanism for moving the cutting nozzle is provided. Thereby, in this cutting machine, even when the groove angle is appropriately changed, the cutting nozzle can maintain the position where the optimum cutting condition can be obtained, so that the material to be cut is not changed without changing the scanning height. Can be stably cut.
[0030]
The cutting nozzle according to claim 3 is configured such that when the inclination angle of the torch is changed, the electrostatic capacitance between the cutting nozzle and the cutting surface is kept constant, so that the groove angle is appropriately changed. Even in such a case, the separation distance from the material to be cut is constant, and an excellent effect is obtained that a value necessary for applying the offset can be obtained easily and stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a front view of a torch provided with a cutting nozzle having a spherical shape.
FIG. 2 is a relationship diagram illustrating a relationship between a work-nozzle interval and a groove angle.
FIG. 3 is a front view showing an example of a cutting nozzle according to the prior art.
FIG. 4 is a front view showing an example of a cutting nozzle according to the prior art.
[Explanation of symbols]
2 Torch 3 Insulator 4 Workpiece (material to be cut)
5 Cutting surface 6 Laser cutting machine (cutting machine)
7 Cutting nozzle 11 Offset mechanism

Claims

傾斜可能なトーチ（２）と、
該トーチの先端に絶縁体（３）を介して取り付けられ、被切断材（４）の切断面（５）へ向けて熱源を射出するとともに、前記切断面との間の離間距離が該切断面との間の静電容量に基づいて検知される切断用ノズル（７）とを備えた切断機（６）であって、
該切断用ノズルは、前記トーチの傾斜角度を変化させたときに、前記切断面との間の静電容量が一定に保持される球体形状を有することを特徴とする切断機。A tiltable torch (2);
The torch is attached to the tip of the torch via an insulator (3), injects a heat source toward the cut surface (5) of the material to be cut (4), and the distance from the cut surface is the cut surface. A cutting machine (6) having a cutting nozzle (7) detected based on the capacitance between
The cutting machine has a spherical shape in which a capacitance between the cutting nozzle and the cutting surface is kept constant when the inclination angle of the torch is changed.

請求項１記載の切断機において、
前記トーチが傾斜したときに、前記トーチの軸線方向の先端から前記切断面へ到るまでの前記熱源の射出長が保持される前記離間距離を算出するとともに、該算出された離間距離に基づいて前記切断用ノズルを移動させるオフセット機構を備えてなることを特徴とする切断機。The cutting machine according to claim 1, wherein
When the torch is tilted, the separation distance that maintains the injection length of the heat source from the tip in the axial direction of the torch to the cut surface is calculated, and based on the calculated separation distance A cutting machine comprising an offset mechanism for moving the cutting nozzle.

傾斜可能なトーチ先端に絶縁体を介して取り付けられ、被切断材の切断面へ向けて熱源を射出するとともに、前記切断面との間の離間距離が該切断面との間の静電容量に基づいて検知される切断用ノズルであって、
前記トーチの傾斜角度を変化させたときに、前記切断面との間の静電容量が一定に保持される球体形状を有することを特徴とする切断用ノズル。It is attached to the tip of the torch capable of tilting through an insulator, and a heat source is injected toward the cut surface of the material to be cut, and the distance from the cut surface is set to the capacitance between the cut surface. A cutting nozzle detected on the basis of:
A cutting nozzle having a spherical shape in which a capacitance between the cutting surface and the cutting surface is kept constant when the inclination angle of the torch is changed.