JPH069755Y2 - レ−ザ加工機のノズル姿勢角検出装置 - Google Patents
レ−ザ加工機のノズル姿勢角検出装置Info
- Publication number
- JPH069755Y2 JPH069755Y2 JP1987019672U JP1967287U JPH069755Y2 JP H069755 Y2 JPH069755 Y2 JP H069755Y2 JP 1987019672 U JP1987019672 U JP 1987019672U JP 1967287 U JP1967287 U JP 1967287U JP H069755 Y2 JPH069755 Y2 JP H069755Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- attitude angle
- pressure
- workpiece
- processing machine
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、レーザ加工機に適用されるノズル姿勢角検出
装置に関する。
装置に関する。
特開昭６０−７２６９２に示すレーザ加工機において
は、被加工物表面の手前で交差するように複数の光ビー
ムをノズルより照射し、これらの光ビームの上記被加工
物表面における照射スポットを撮像装置で撮像し、これ
によって得られる上記スポットの画像を処理することに
よってノズル姿勢角を検出している。
は、被加工物表面の手前で交差するように複数の光ビー
ムをノズルより照射し、これらの光ビームの上記被加工
物表面における照射スポットを撮像装置で撮像し、これ
によって得られる上記スポットの画像を処理することに
よってノズル姿勢角を検出している。
上記した従来の技術では、以下のような問題点があっ
た。
た。
）撮像手段等の光学系と、画像処理手段とを必要とす
るため、加工機自体が大型化し、かつコスト高になる。
るため、加工機自体が大型化し、かつコスト高になる。
ii）光学系の光路調整等、複雑な調整が必要となる。
iii）画像処理を行なうので検出結果を得るまでに時間
を要し、このため、検出結果に基づいてノズルの姿勢角
を補正制御する場合に、制御に遅れを生じる。
を要し、このため、検出結果に基づいてノズルの姿勢角
を補正制御する場合に、制御に遅れを生じる。
iv）光学系がノズル先端近傍に配置されるので、この光
学系が邪魔になってノズルを被加工物の狭所にもってい
くことができない。
学系が邪魔になってノズルを被加工物の狭所にもってい
くことができない。
本考案は、上記従来の問題点を解決するためになされる
もので、アシストガスを放出するノズルの中心軸線に対
して対称状に設けられ、各々上記ノズル先端から放出さ
れるアシストガスの圧力を検出する一対の圧力検出手段
と、上記圧力検出手段の出力に基づいて、上記被加工物
の上面に対する上記ノズルの姿勢角を検出するノズル姿
勢角検出手段とを備えている。
もので、アシストガスを放出するノズルの中心軸線に対
して対称状に設けられ、各々上記ノズル先端から放出さ
れるアシストガスの圧力を検出する一対の圧力検出手段
と、上記圧力検出手段の出力に基づいて、上記被加工物
の上面に対する上記ノズルの姿勢角を検出するノズル姿
勢角検出手段とを備えている。
以下、図面を参照して本考案の実施例について説明す
る。
る。
第２図は、本考案が適用されるレーザ加工機の加工ヘッ
ドの断面図を示している。
ドの断面図を示している。
同図において加工ヘッド１は、θ１，θ２およびθ３方
向についての回動軸２，３および４を有している。そし
てその内部には、図示されていないレーザ発振器から放
出されたレーザ光Ｌをノズル５に導くための反射鏡６お
よび７が各々４５度の角度で配設されている。
向についての回動軸２，３および４を有している。そし
てその内部には、図示されていないレーザ発振器から放
出されたレーザ光Ｌをノズル５に導くための反射鏡６お
よび７が各々４５度の角度で配設されている。
上記ノズル５には、レーザ光Ｌを集光するレンズ８と、
アシストガス（たとえば酸素、空気、窒素等）の供給口
９が設けられている。
アシストガス（たとえば酸素、空気、窒素等）の供給口
９が設けられている。
上記レンズ８によって集光されたレーザ光Ｌは、被加工
物１０の上面１０ａで集光され、また上記アシストガス
は加工点に吹きつけられる。これにより被加工物１０に
対して切断等の加工が施こされる。このとき、加工精度
・効率を最適ならしめるためには、ノズル５の中心軸線
１と被加工物１０の上面１０ａの法線２が一致する
ことが要求される。
物１０の上面１０ａで集光され、また上記アシストガス
は加工点に吹きつけられる。これにより被加工物１０に
対して切断等の加工が施こされる。このとき、加工精度
・効率を最適ならしめるためには、ノズル５の中心軸線
１と被加工物１０の上面１０ａの法線２が一致する
ことが要求される。
ここでノズル５の中心軸線１と被加工物１０の加工面
１０ａの法線２とのなす角θを検出する原理について
説明する。
１０ａの法線２とのなす角θを検出する原理について
説明する。
第３図に示すように、一般に直管から曲がり管に入った
流体は、曲がり部分で遠心力を受けるので、上記流体の
圧力は曲がり部分の外側で高く（正圧に）、内側で低く
（負圧に）なり、その大きさは曲がりがきついほど増大
する。
流体は、曲がり部分で遠心力を受けるので、上記流体の
圧力は曲がり部分の外側で高く（正圧に）、内側で低く
（負圧に）なり、その大きさは曲がりがきついほど増大
する。
第４図(a)に示すノズル５の先端面上の位置Ａ，Ｂは、
該ノズルの軸線１に関して対称となるように設定され
ている。いま、同図に示すように被加工物１０の上面１
０ａに対して、ノズル５が垂直に位置している場合（θ
＝０）を考えると、ノズルから放出されたガスが矢印で
示すように上記管路と等価な流路に沿って流れ、したが
って位置Ａ，Ｂに負圧が発生する。そして、同図の場
合、左右の流路が対称となるので、位置Ａ，Ｂのガス圧
は等しくなる。
該ノズルの軸線１に関して対称となるように設定され
ている。いま、同図に示すように被加工物１０の上面１
０ａに対して、ノズル５が垂直に位置している場合（θ
＝０）を考えると、ノズルから放出されたガスが矢印で
示すように上記管路と等価な流路に沿って流れ、したが
って位置Ａ，Ｂに負圧が発生する。そして、同図の場
合、左右の流路が対称となるので、位置Ａ，Ｂのガス圧
は等しくなる。
つぎに同図(b)に示すように被加工物１０の上面１０ａ
に対して上記ノズル５が姿勢角θをもっている場合に
は、この姿勢角θに比例して上記Ａ点で負圧が増大し、
上記Ｂ点で負圧が減少する。このときＡ，Ｂ各点ＰＡ，
ＰＢは下記(1)，(2)式で表わされる。
に対して上記ノズル５が姿勢角θをもっている場合に
は、この姿勢角θに比例して上記Ａ点で負圧が増大し、
上記Ｂ点で負圧が減少する。このときＡ，Ｂ各点ＰＡ，
ＰＢは下記(1)，(2)式で表わされる。
ＰＡ＝−Ｋθ＋Ｐ０ ……(1) ＰＢ＝ Ｋθ＋Ｐ０ ……(2) ただし、Ｋ； 比例定数 Ｐ０；＝０のときのＰＡ，ＰＢの圧力 したがって、ノズル姿勢角θは、上記(1)，(2)式から下
記(3)式で表わされる。
記(3)式で表わされる。
θ＝ＰＡ−ＰＢ／−２Ｋ ……(3) 第１図は、上記した原理に基づいた本考案の実施例を示
す。
す。
同図において、ノズル５の先端部には、該ノズルの中心
軸線１に対して対称状にガス導入通路１１，１２が設
けられている。各通路１１および１２の先端はノズル５
の先端面の位置Ａ′およびＢ′で開口し、またそれらの
通路１１，１２の基端はそれぞれチューブ１３および１
４を介して圧力センサ１５および１６に接続されてい
る。
軸線１に対して対称状にガス導入通路１１，１２が設
けられている。各通路１１および１２の先端はノズル５
の先端面の位置Ａ′およびＢ′で開口し、またそれらの
通路１１，１２の基端はそれぞれチューブ１３および１
４を介して圧力センサ１５および１６に接続されてい
る。
また、上記ノズル５には、ガス導入通路１７，１８が上
記通路１１，１２と同様に対称状に設けられている。そ
して、これらの通路１７および１８の先端はそれぞれ上
記ノズル先端面の位置Ａ″およびＢ″で開口し、それら
の基端はそれぞれチューブ１９および２０を介して圧力
センサ２１および２２に接続されている。
記通路１１，１２と同様に対称状に設けられている。そ
して、これらの通路１７および１８の先端はそれぞれ上
記ノズル先端面の位置Ａ″およびＢ″で開口し、それら
の基端はそれぞれチューブ１９および２０を介して圧力
センサ２１および２２に接続されている。
第５図は、ノズル５の底面図であり、第１図の上部およ
び下部に示したノズル断面は、それぞれ第５図のａ−ａ
断面およびｂ−ｂ断面である。そして第５図のａ−ａ方
向は、第２図における左右方向を示し、またｂ−ｂ方向
は同図における紙面に垂直な方向を示している。
び下部に示したノズル断面は、それぞれ第５図のａ−ａ
断面およびｂ−ｂ断面である。そして第５図のａ−ａ方
向は、第２図における左右方向を示し、またｂ−ｂ方向
は同図における紙面に垂直な方向を示している。
前記位置Ａ′およびＢ′におけるガス圧力ＰＡ′および
ＰＢ′を示すセンサ１５および１６の出力信号は、それ
ぞれ増幅器２３および２４を介して演算器２５に加えら
れる。この演算器２５では、前記(3)式の演算が実行さ
れ、これにより被加工物１０の上面１０ａに対するノズ
ル５の姿勢角θ１が検出される。
ＰＢ′を示すセンサ１５および１６の出力信号は、それ
ぞれ増幅器２３および２４を介して演算器２５に加えら
れる。この演算器２５では、前記(3)式の演算が実行さ
れ、これにより被加工物１０の上面１０ａに対するノズ
ル５の姿勢角θ１が検出される。
また、前記位置Ａ″およびＢ″におけるガス圧力ＰＡ″
およびＰＢ″を示すセンサ２１および２２の出力信号
は、それぞれ増幅器２６および２７を介して演算器２８
に加えられる。この演算器２８では、前記(3)式の演算
が実行され、これにより被加工物１０の上面１０ａに対
するノズル５の姿勢角θ２が検出される。そして上記演
算器２５および２８で演算された姿勢角θ１およびθ２
は、それぞれディスプレイ２９に表される。
およびＰＢ″を示すセンサ２１および２２の出力信号
は、それぞれ増幅器２６および２７を介して演算器２８
に加えられる。この演算器２８では、前記(3)式の演算
が実行され、これにより被加工物１０の上面１０ａに対
するノズル５の姿勢角θ２が検出される。そして上記演
算器２５および２８で演算された姿勢角θ１およびθ２
は、それぞれディスプレイ２９に表される。
さらにまた、演算器３０では、下記(4)式の演算が実行
され、前記位置Ａ′，Ｂ′，Ａ″およびＢ″における各
ガス圧力の平均圧力Ｐが求められる。
され、前記位置Ａ′，Ｂ′，Ａ″およびＢ″における各
ガス圧力の平均圧力Ｐが求められる。
Ｐ＝ＰＡ′＋ＰＢ′＋ＰＡ″＋ＰＢ″／４……(4) 比較器３１では、上記演算器３０によって得られた平均
圧力Ｐが、設定機３２に予め設定された基準圧力Ｐｒと
比較される。この基準圧力Ｐｒは、ノズル５と被加工物
１０が離れ過ぎているか否かまたはノズル５の先端部に
被加工物１０が存在しているか否かを判断するためのし
きい値であり、上記比較器３２はＰ≦Ｐｒである場合、
つまり被加工物が離れ過ぎているか、または被加工物が
存在していない場合に警報信号を発生する。なお、この
警報信号は、警報器３３の駆動やレーザ光の緊急停止等
に適用される。
圧力Ｐが、設定機３２に予め設定された基準圧力Ｐｒと
比較される。この基準圧力Ｐｒは、ノズル５と被加工物
１０が離れ過ぎているか否かまたはノズル５の先端部に
被加工物１０が存在しているか否かを判断するためのし
きい値であり、上記比較器３２はＰ≦Ｐｒである場合、
つまり被加工物が離れ過ぎているか、または被加工物が
存在していない場合に警報信号を発生する。なお、この
警報信号は、警報器３３の駆動やレーザ光の緊急停止等
に適用される。
上記実施例におけるノズル姿勢角θ１およびθ２は、テ
ィーチング時の被加工物に対するノズル姿勢角の確認お
よび切断等の加工時におけるノズル姿勢角補正制御に役
立てることができる。
ィーチング時の被加工物に対するノズル姿勢角の確認お
よび切断等の加工時におけるノズル姿勢角補正制御に役
立てることができる。
なお上記実施例では、ガス圧を検出するためにノズル５
に通路１０，１１，１６および１７を形成したが、第６
図に示すように、上記ノズル側方部にチューブ３４，３
５を設け、これらのチューブ３４，３５の先端をノズル
先端面に臨ませて圧力を検出するようにしてもよい。
に通路１０，１１，１６および１７を形成したが、第６
図に示すように、上記ノズル側方部にチューブ３４，３
５を設け、これらのチューブ３４，３５の先端をノズル
先端面に臨ませて圧力を検出するようにしてもよい。
また、上記実施例では、Ａ′，Ｂ′，Ａ″およびＢ″と
４点の圧力から２方向についてのノズル姿勢角θ１，θ
２を検出するようにしているが、圧力の測定点を増やす
ことによって測定精度を上げることも可能である。
４点の圧力から２方向についてのノズル姿勢角θ１，θ
２を検出するようにしているが、圧力の測定点を増やす
ことによって測定精度を上げることも可能である。
上記したように本考案によれば、アシストガスの圧力を
検出することによってノズルの姿勢角を検出することが
できる。したがって、撮像手段等を用いて姿勢角を検出
する従来装置の前記した問題点ｉ）〜iv）のすべてを解
決することができる。
検出することによってノズルの姿勢角を検出することが
できる。したがって、撮像手段等を用いて姿勢角を検出
する従来装置の前記した問題点ｉ）〜iv）のすべてを解
決することができる。
第１図は本考案に係るレーザ加工機のノズル姿勢角検出
装置の一実施例を示したブロック図、第２図はレーザ加
工機の加工ヘッド部分の断面図、第３図は曲がり管にお
ける圧力分布を示した図、第４図(a)，(b)はそれぞれア
シストガス放出の様子を示した図、第５図は実施例に係
るノズルの底面図、第６図は本考案の他の実施例を示し
た図である。 １…加工ヘッド、２，３，４…回動軸、６，７…反射
鏡、８…レンズ、９…供給口、１０…被加工物、１０ａ
…上面、１１，１２，１７，１８…通路、１３，１４，
１９，２０…チューブ、１５，１６，２１，２２…圧力
センサ、２３，２４，２６，２７…増幅器、２５，２８
…演算器
装置の一実施例を示したブロック図、第２図はレーザ加
工機の加工ヘッド部分の断面図、第３図は曲がり管にお
ける圧力分布を示した図、第４図(a)，(b)はそれぞれア
シストガス放出の様子を示した図、第５図は実施例に係
るノズルの底面図、第６図は本考案の他の実施例を示し
た図である。 １…加工ヘッド、２，３，４…回動軸、６，７…反射
鏡、８…レンズ、９…供給口、１０…被加工物、１０ａ
…上面、１１，１２，１７，１８…通路、１３，１４，
１９，２０…チューブ、１５，１６，２１，２２…圧力
センサ、２３，２４，２６，２７…増幅器、２５，２８
…演算器
Claims (1)
- 【請求項１】先端開口より被加工物に向けてアシストガ
スおよびレーザ光を放出するノズルを備えたレーザ加工
機において、 上記ノズルの中心軸線に対して対称状に設けられ、各々
上記ノズル先端から放出されるアシストガスの圧力を検
出する一対の圧力検出手段と、 上記一対の圧力検出手段でそれぞれ検出された圧力の差
に基づいて、上記被加工物の上面に対する上記ノズルの
姿勢角を検出するノズル姿勢角検出手段 とを備えることを特徴とするレーザ加工機におけるノズ
ル姿勢角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987019672U JPH069755Y2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | レ−ザ加工機のノズル姿勢角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987019672U JPH069755Y2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | レ−ザ加工機のノズル姿勢角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174987U JPS63174987U (ja) | 1988-11-14 |
| JPH069755Y2 true JPH069755Y2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=30814482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987019672U Expired - Lifetime JPH069755Y2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | レ−ザ加工機のノズル姿勢角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069755Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014124648A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242779A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド | レ−ザ加工装置におけるレ−ザ光の傾斜及び焦点を検出する方法 |
| JPS61242778A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド | レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP1987019672U patent/JPH069755Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63174987U (ja) | 1988-11-14 |
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