JPH04356391A - レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ - Google Patents
レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサInfo
- Publication number
- JPH04356391A JPH04356391A JP3109252A JP10925291A JPH04356391A JP H04356391 A JPH04356391 A JP H04356391A JP 3109252 A JP3109252 A JP 3109252A JP 10925291 A JP10925291 A JP 10925291A JP H04356391 A JPH04356391 A JP H04356391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- workpiece
- capacitance
- laser beam
- laser processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、静電容量によって、
レーザ加工機の加工ヘッド先端部のノズルと、被加工物
との距離を検出する静電容量式のハイトセンサに関する
ものである。
レーザ加工機の加工ヘッド先端部のノズルと、被加工物
との距離を検出する静電容量式のハイトセンサに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のレーザ加工機に設けられた
ノズルと被加工物との距離を検出する静電容量式のハイ
トセンサの構成を示す模式図である。図において、１は
レーザ光が出射するノズル、２はガード電極、３はレー
ザ光、４は被加工物、５はガード電極２を同軸ケーブル
８で接続した静電容量センサで、ノズル１の先端部と被
加工物４との間の静電容量を検出し、この検出値に対応
した信号６を制御装置（図示なし）へ出力する。７はノ
ズル１と被加工物４との間でレーザ光３と金属蒸気ガス
とによって発生したプラズマを示す。
ノズルと被加工物との距離を検出する静電容量式のハイ
トセンサの構成を示す模式図である。図において、１は
レーザ光が出射するノズル、２はガード電極、３はレー
ザ光、４は被加工物、５はガード電極２を同軸ケーブル
８で接続した静電容量センサで、ノズル１の先端部と被
加工物４との間の静電容量を検出し、この検出値に対応
した信号６を制御装置（図示なし）へ出力する。７はノ
ズル１と被加工物４との間でレーザ光３と金属蒸気ガス
とによって発生したプラズマを示す。
【０００３】上記のような構成の静電容量式のハイトセ
ンサにおいては、良導体で形成されているノズル１及び
ガード電極と、接地された静電容量センサ５とが同軸ケ
ーブル８で接続されており、一方、金属の被加工物４も
接地されているので、ノズル１の先端と被加工物４との
間の静電容量を電気的に検出し、この検出値に対応した
信号６を制御装置へ出力することによって、上記の静電
容量と相関関係のあるノズル１と被加工物４間の距離ｄ
を測定できる。距離ｄは重要な加工条件であるので、こ
れを一定値に保つように制御して高精度なレーザ加工を
行う。
ンサにおいては、良導体で形成されているノズル１及び
ガード電極と、接地された静電容量センサ５とが同軸ケ
ーブル８で接続されており、一方、金属の被加工物４も
接地されているので、ノズル１の先端と被加工物４との
間の静電容量を電気的に検出し、この検出値に対応した
信号６を制御装置へ出力することによって、上記の静電
容量と相関関係のあるノズル１と被加工物４間の距離ｄ
を測定できる。距離ｄは重要な加工条件であるので、こ
れを一定値に保つように制御して高精度なレーザ加工を
行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような静電容量
式のハイトセンサでは、レーザ加工時にノズルと被加工
物との間に発生する金属蒸気ガスによるプラズマが導電
性を有するので、このプラズマの介在によってノズルと
被加工物間の静電容量が変化し、静電容量を測定してこ
れと相関するノズル、被加工物間の距離を一定値に制御
することが困難となり、特に被加工物がアルミニウム系
の金属の場合は顕著にプラズマが発生し、上記の距離の
制御が一層困難となる。このため、レーザ加工時の被加
工物に対するレーザ光の焦点位置を一定位置に保つこと
ができなくなり、加工不良を生じることがあるという問
題があった。
式のハイトセンサでは、レーザ加工時にノズルと被加工
物との間に発生する金属蒸気ガスによるプラズマが導電
性を有するので、このプラズマの介在によってノズルと
被加工物間の静電容量が変化し、静電容量を測定してこ
れと相関するノズル、被加工物間の距離を一定値に制御
することが困難となり、特に被加工物がアルミニウム系
の金属の場合は顕著にプラズマが発生し、上記の距離の
制御が一層困難となる。このため、レーザ加工時の被加
工物に対するレーザ光の焦点位置を一定位置に保つこと
ができなくなり、加工不良を生じることがあるという問
題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、レーザ加工時にノズルと被加工物
間に発生するプラズマの発生を抑制するように構成し、
高精度のレーザ加工が実現できるレーザ加工機の静電容
量式ハイトセンサを得ることを目的とする。
めになされたもので、レーザ加工時にノズルと被加工物
間に発生するプラズマの発生を抑制するように構成し、
高精度のレーザ加工が実現できるレーザ加工機の静電容
量式ハイトセンサを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工機の静電容量式ハイトセンサは、交流電力をノズルと
被加工物間に印加して両者間の静電容量に応じた検出値
を得る静電容量センサと、高電圧をノズルと被加工物間
に印加する直流電源とを備えると共に、静電容量センサ
に対しては直流を阻止するためのキャパシタ、直流電源
に対しては交流を阻止するためのインダクタをそれぞれ
設けたものである。
工機の静電容量式ハイトセンサは、交流電力をノズルと
被加工物間に印加して両者間の静電容量に応じた検出値
を得る静電容量センサと、高電圧をノズルと被加工物間
に印加する直流電源とを備えると共に、静電容量センサ
に対しては直流を阻止するためのキャパシタ、直流電源
に対しては交流を阻止するためのインダクタをそれぞれ
設けたものである。
【０００７】また、交流電力をノズルと被加工物間に印
加して両者間の静電容量に応じた検出値を得る静電容量
センサと、高電圧をノズルの外周に間隙を隔てて配設さ
れた導体リングと被加工物間に印加する直流電源を設け
たものである。
加して両者間の静電容量に応じた検出値を得る静電容量
センサと、高電圧をノズルの外周に間隙を隔てて配設さ
れた導体リングと被加工物間に印加する直流電源を設け
たものである。
【０００８】
【作用】この発明における直流電源による高電圧は、被
加工物側よりノズルに対して印加され、レーザ加工中に
両者間の隙間に発生するプラズマを電界によって抑制す
る。
加工物側よりノズルに対して印加され、レーザ加工中に
両者間の隙間に発生するプラズマを電界によって抑制す
る。
【０００９】
実施例１．図１はこの発明の第１の実施例によるレーザ
加工機の静電容量式ハイトセンサの構成を示す模式図で
ある。図において、１〜８及びｄは従来例を示した図３
の同符号の部分と同一又は相当部分である。９はノズル
１と被加工物４との空間部に直流電界を発生させるため
の高圧の直流電源、１０は静電容量センサ５の測定用交
流電流を阻止して直流電源９に流入させないためのイン
ダクタ、１１は直流電圧源９の電圧を静電容量センサ５
に印加させないためのキャパシタ、Ｃ１はノズル１と被
加工物４間の静電容量を示す。
加工機の静電容量式ハイトセンサの構成を示す模式図で
ある。図において、１〜８及びｄは従来例を示した図３
の同符号の部分と同一又は相当部分である。９はノズル
１と被加工物４との空間部に直流電界を発生させるため
の高圧の直流電源、１０は静電容量センサ５の測定用交
流電流を阻止して直流電源９に流入させないためのイン
ダクタ、１１は直流電圧源９の電圧を静電容量センサ５
に印加させないためのキャパシタ、Ｃ１はノズル１と被
加工物４間の静電容量を示す。
【００１０】上記のような構成の静電容量式ハイトセン
サにおいて、先ず、静電容量センサ５よりの測定用交流
電圧は、キャパシタ１１及びガード電極２を経てノズル
１と被加工物４との間に印加される。キャパシタ１１の
静電容量をノズル１と被加工物４間の静電容量Ｃ１より
はるかに大きく選べば、静電容量センサ５よりキャパシ
タ１１、ノズル１等を経て被加工物４に流れる交流電流
は静電容量Ｃ１に比例するので、この検出した交流電流
値に対応する静電容量センサ５よりの信号６を制御装置
（図示なし）へ出力する。
サにおいて、先ず、静電容量センサ５よりの測定用交流
電圧は、キャパシタ１１及びガード電極２を経てノズル
１と被加工物４との間に印加される。キャパシタ１１の
静電容量をノズル１と被加工物４間の静電容量Ｃ１より
はるかに大きく選べば、静電容量センサ５よりキャパシ
タ１１、ノズル１等を経て被加工物４に流れる交流電流
は静電容量Ｃ１に比例するので、この検出した交流電流
値に対応する静電容量センサ５よりの信号６を制御装置
（図示なし）へ出力する。
【００１１】一方、直流電源９よりの直流高電圧は被加
工物４とノズル１との間に印加され、被加工物４側が正
極となるので、被加工物４よりノズル１に印加される直
流電圧と、ノズル１及び被加工物４がなす両極間の面積
に相関する電界が被加工物４よりノズル１の方向に発生
する。この電界の作用によってレーザ加工中のノズル１
と被加工物４との間のプラズマの発生を抑制するので、
プラズマによるノズル１と被加工物４間の静電容量Ｃ１
の乱れを軽減し、距離ｄをより正確に検出することがで
き、高精度にレーザ加工を行うことができる。
工物４とノズル１との間に印加され、被加工物４側が正
極となるので、被加工物４よりノズル１に印加される直
流電圧と、ノズル１及び被加工物４がなす両極間の面積
に相関する電界が被加工物４よりノズル１の方向に発生
する。この電界の作用によってレーザ加工中のノズル１
と被加工物４との間のプラズマの発生を抑制するので、
プラズマによるノズル１と被加工物４間の静電容量Ｃ１
の乱れを軽減し、距離ｄをより正確に検出することがで
き、高精度にレーザ加工を行うことができる。
【００１２】実施例２．図２はこの発明の第２の実施例
によるレーザ加工機の静電容量式ハイトセンサの構成を
示す斜視図である。図において、１〜１０は上記実施例
１の構成を示した図１の同符号の部分と同一又は相当部
分を示す。１２は絶縁物で形成された支持部材、１３は
導体リングで、その内周部はノズル１の外周と所定の間
隙を有し、支持部材１２の一部に固定されている。また
、支持部材１２の他端はガード電極２に固定され、導体
リング１３の内周部とノズル１の外周部との間隙を所定
値に保持している。
によるレーザ加工機の静電容量式ハイトセンサの構成を
示す斜視図である。図において、１〜１０は上記実施例
１の構成を示した図１の同符号の部分と同一又は相当部
分を示す。１２は絶縁物で形成された支持部材、１３は
導体リングで、その内周部はノズル１の外周と所定の間
隙を有し、支持部材１２の一部に固定されている。また
、支持部材１２の他端はガード電極２に固定され、導体
リング１３の内周部とノズル１の外周部との間隙を所定
値に保持している。
【００１３】上記のような構成による静電容量式ハイト
センサにおいて、ノズル１と被加工物４との間の静電容
量を検出する基本的な動作は、上記第１の実施例と同様
に静電容量センサ５からノズル１を経て被加工物４に流
れる交流電流を検出し、この検出量に応じた信号６を制
御装置（図示なし）へ出力する。ただし、上記交流電流
はインダクタ１０のリアクタンスに阻止されて直流電源
９側へは流れない。
センサにおいて、ノズル１と被加工物４との間の静電容
量を検出する基本的な動作は、上記第１の実施例と同様
に静電容量センサ５からノズル１を経て被加工物４に流
れる交流電流を検出し、この検出量に応じた信号６を制
御装置（図示なし）へ出力する。ただし、上記交流電流
はインダクタ１０のリアクタンスに阻止されて直流電源
９側へは流れない。
【００１４】直流電源９に接続された導体リング１３と
被加工物４とに印加される直流高電圧によって、被加工
物４側が正極になるので、被加工物４よりノズル１の方
向に電界が生じ、この電界の作用でレーザ加工中のノズ
ル１と被加工物４との間のプラズマの発生を抑制し、実
施例１と同様にプラズマによるノズル１と被加工物４間
の静電容量の乱れを軽減することができる。
被加工物４とに印加される直流高電圧によって、被加工
物４側が正極になるので、被加工物４よりノズル１の方
向に電界が生じ、この電界の作用でレーザ加工中のノズ
ル１と被加工物４との間のプラズマの発生を抑制し、実
施例１と同様にプラズマによるノズル１と被加工物４間
の静電容量の乱れを軽減することができる。
【００１５】なお、上記実施例１、２ともに直流電圧源
９による被加工物４とノズル１間の直流高電圧は、危険
防止のためにレーザ加工中のみに限定して印加する。
９による被加工物４とノズル１間の直流高電圧は、危険
防止のためにレーザ加工中のみに限定して印加する。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれぱ、ノズ
ルと被加工物との間に直流高電圧を印加して電界を形成
させるようにし、プラズマの発生を抑制して静電容量の
乱れを軽減するように構成したので、レーザ加工中のノ
ズルと被加工物との間の隙間を安定した値に制御でき、
高精度なレーザ加工を行う静電容量式ハイトセンサが得
られる。
ルと被加工物との間に直流高電圧を印加して電界を形成
させるようにし、プラズマの発生を抑制して静電容量の
乱れを軽減するように構成したので、レーザ加工中のノ
ズルと被加工物との間の隙間を安定した値に制御でき、
高精度なレーザ加工を行う静電容量式ハイトセンサが得
られる。
【図１】この発明の第１の実施例の構成図。
【図２】この発明の第２の実施例の構成図。
【図３】従来のレーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ
の構成図。
の構成図。
１ ノズル
２ ガード電極
３ レーザ光
４ 被加工物
５ 静電容量センサ
９ 直流電源
１０ インダクタ
１１ キャパシタ
１３ 導体リング
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光が出射するノズルと被加工物
との間の静電容量を検出し、上記ノズルと被加工物との
間隙を制御するようにしたレーザ加工機において、キャ
パシタを介して上記ノズルと被加工物間に交流電力を印
加し、上記静電容量に応じた検出値を得る静電容量セン
サと、上記キャパシタの上記ノズル側に接続されたリア
クタを介して上記ノズルと被加工物間に高電圧を印加す
る直流電源とを備えたことを特徴とするレーザ加工機の
静電容量式ハイトセンサ。 - 【請求項２】 レーザ光が出射するノズルと被加工物
との間の静電容量を検出し、上記ノズルと被加工物との
間隙を制御するようになされたレーザ加工機において、
上記ノズルと被加工物間に交流電力を印加し、上記静電
容量に応じた検出値を得る静電容量センサと、上記ノズ
ルの外周と所定の間隙を隔てて配設された導体リングと
上記被加工物間に高電圧を印加する直流電源とを備えた
ことを特徴とするレーザ加工機の静電容量式ハイトセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109252A JPH04356391A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109252A JPH04356391A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356391A true JPH04356391A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=14505468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109252A Pending JPH04356391A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04356391A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002094498A1 (fr) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Appareil d'usinage au laser |
| JP2007330981A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用のギャップ検出装置及びレーザ加工システム並びにレーザ加工機用のギャップ検出方法 |
| WO2008124615A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | Hypertherm, Inc. | Plasma insensitive height sensing |
| US8373425B2 (en) | 2007-04-06 | 2013-02-12 | Hypertherm, Inc. | Plasma insensitive height sensing |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP3109252A patent/JPH04356391A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002094498A1 (fr) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Appareil d'usinage au laser |
| JP4729245B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2011-07-20 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2007330981A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用のギャップ検出装置及びレーザ加工システム並びにレーザ加工機用のギャップ検出方法 |
| US7557589B2 (en) | 2006-06-13 | 2009-07-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Gap detection device for laser beam machine, laser beam machining system and gap detection method for laser beam machine |
| DE102007003850B4 (de) * | 2006-06-13 | 2014-05-28 | Mitsubishi Electric Corp. | Spalterfassungsvorrichtung für Laserstrahlmaschine, Laserstrahlbearbeitungssystem und Spalterfassungsverfahren für Laserstrahlmaschine |
| WO2008124615A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | Hypertherm, Inc. | Plasma insensitive height sensing |
| US8244494B2 (en) | 2007-04-06 | 2012-08-14 | Hypertherm, Inc. | Plasma insensitive height sensing |
| US8373425B2 (en) | 2007-04-06 | 2013-02-12 | Hypertherm, Inc. | Plasma insensitive height sensing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5717187A (en) | Plasma torch condition monitoring | |
| US8410392B2 (en) | Machining device and method for machining material | |
| Li et al. | Plasma charge sensor for in-process, non-contact monitoring of the laser welding process | |
| US20130264322A1 (en) | Welding systems having non-contact temperature measurement systems | |
| WO2002094498A1 (fr) | Appareil d'usinage au laser | |
| US6509744B1 (en) | Method for measuring the distance between a sensor electrode and a workpiece | |
| US4015101A (en) | Scanning device for welding torches | |
| JP4646525B2 (ja) | プラズマ検出装置、及びプラズマ検出装置付きレーザ加工機 | |
| JP2006026855A (ja) | 加工装置 | |
| JPH04356391A (ja) | レーザ加工機の静電容量式ハイトセンサ | |
| US11446758B2 (en) | Insulation part and laser machining head with insulation part detecting sensor | |
| JP4397508B2 (ja) | ノズルの静電容量検出方法及びノズルの静電容量検出センサ及びレーザ加工機のノズル | |
| JP2019181551A (ja) | 静電容量式ハイトセンサ、レーザ加工ノズルおよびレーザ加工装置 | |
| JP2017122672A (ja) | 渦電流センサおよびそれを備えたツールホルダ装着状態検出装置並びに方法 | |
| WO2018216275A1 (ja) | 静電容量式ハイトセンサ及びそれを用いたレーザ加工ノズル、レーザ加工装置 | |
| JPH0321828Y2 (ja) | ||
| JP6719264B2 (ja) | レーザ加工装置および状態検出装置 | |
| JPH0615963B2 (ja) | うず電流式距離検出装置 | |
| JPH0275484A (ja) | レーザ加工機のノズル装置 | |
| JP4574893B2 (ja) | 導体検出装置 | |
| JPH0646636Y2 (ja) | レーザ加工機のノズル | |
| JPH10202386A (ja) | レーザー加工用ノズル | |
| JPH032392Y2 (ja) | ||
| JPH03165989A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH0324300Y2 (ja) |