激光切割加工機的仿形控制裝置及方法制造方法及圖紙

一種激光切割加工機的仿形控制裝置及方法，當噴嘴再次通過穿孔點附近時，高度傳感器不受材料的凸起和毛刺的影響，可以進行穩定的、高精度的切割加工。其對噴嘴的高度進行仿形控制，使工件與噴嘴的前端之間的距離保持一定。當噴嘴的位置處在包括穿孔點在內的規定范圍以內時，不經常進行噴嘴的仿形控制，當噴嘴的位置處在上述規定范圍以外時，經常要進行仿形控制。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及利用高度傳感器進行噴嘴高度仿形控制的激光切割加工的仿形控制裝置，特別是涉及使穿孔點附近的仿形控制穩定的激光切割加工的仿形控制裝置及方法。以往，用激光對板狀工件進行切割加工的激光切割加工機，需要經常使加工中的噴嘴前端與工件之間的距離保持一定。因此，以往人們提出了使噴嘴前端與工件之間保持一定距離的各種仿形控制裝置的提案，提出用高度傳感器測定噴嘴前端與工件之間的距離、用控制噴嘴高度的仿形控制裝置來使該距離經常保持一定。作為高度傳感器，例如使用靜電容量傳感器、磁性傳感器等，這些靜電容量傳感器及磁性傳感器，是利用噴嘴與工件之間的靜電容量或磁特性與噴嘴前端離工件的距離的相關性原理。例如，使用靜電容量傳感器的仿形控制裝置，對鋁、不銹鋼之類的有色金屬材料工件進行穿孔時會產生等離子氣體，這種等離子氣體使檢測上述靜電容量數值產生波動。這樣，高度傳感器便產生錯誤動作，難以使噴嘴與工件之間的距離保持一定。為此，以往人們提出了關于提高穿孔時噴嘴高度仿形控制穩定性的裝置的提案。例如，在日本專利公開平—164174號公報中就提出了下述提案，即剛開始穿孔之后，就利用高度傳感器進行仿形控制；穿孔完畢后，加工頭經過預先設定的規定時間之后或移動了規定距離之后，再進行仿形控制的仿形控制方法。此外，使用上述靜電容量傳感器等非接觸式傳感器的仿形控制裝置，當噴嘴再一次通過已加工的孔時，用高度傳感器檢測該孔，存在著噴嘴掉入孔內的問題。解決這個問題的方法例如日本專利公開平6-226480號公報中提出以下提案，即根據其設定周期設定好噴嘴高度的下限值，把噴嘴高度下降到該下限值以下的方向上的仿形控制作為無效，即通過孔時，將噴嘴高度固定在下限值的仿形控制裝置。但是，在利用激光切割加工機將工件穿完孔時，上述高度傳感器受穿孔點P(亦稱穿孔中心位置)周圍產生的材料凸起或毛刺等的影響，而使上述仿形控制不穩定的情況是很多的。圖9(1)中是表示凸起的例子，圖9(2)中是表示毛刺的例子。在圖9(1)中，凸起11是在穿孔時熔融的材料產生在工件3的表面、并附著在穿孔點P的孔周圍而形成的，這種凸起11的最大直徑D例如有的達到5mm左右。圖9(2)的毛刺12，是在穿孔時熔融的材料從板狀工件3的表面呈線狀延伸、凝結，并附著在穿孔部的孔周圍而形成的。如上所述，由于這些凸起11及毛刺12是由基本與工件的材料同樣的金屬成分構成的，例如靜電容量等高度傳感器就會把這些凸起、毛刺的高度反應出來。因此，當噴嘴2再一次通過穿孔點P的附近時，高度傳感器會反應凸起或毛刺，噴嘴高度的仿形控制就會受其影響而變得不穩定，出現所謂“擺動”(hunting)之類的問題。附圖說明圖10所示為工件在切割加工時的加工軌跡圖。該圖還表示在工件3內進行下述切割加工的例子，即對細長的長方形切割部3a進行板材下料，切割部3a的縱向尺寸為例如10mm。從工件3上切割該切割部3a時，從穿孔點P開始使噴嘴2向切割部3a的外周線移動，到達切割部3a的外周線之后再沿著該外周線進行切割加工。當噴嘴2再一次通過穿孔點P附近的位置Q時，在穿孔點P周圍產生了上述凸起11或毛刺12的情況下，就會受這些凸起或毛刺的影響，使噴嘴高度的仿形控制不穩定。這樣，就會產生穿孔點P附近的切割精度不良的問題。如上所述的現有仿形控制裝置，例如只在剛開始穿孔之后的一定時間內、或只在一定距離間不進行仿形控制的仿形控制裝置，或把噴嘴2的高度降到規定的下限值以下的方向的仿形控制當作無效的仿形控制裝置，當噴嘴2再一次通過穿孔點P附近時，高度傳感器就會對凸起11或毛刺12等有所反應，就不可能防止仿形控制不穩定問題的發生。因此，會出現不能防止穿孔點附近的切割精度降低的問題。本專利技術是為了解決上述問題而提出的，本專利技術的目的是提供一種。為了達到上述目的，本專利技術的第一種切割加工機的仿形控制方法包括利用設在加工頭1上的高度傳感器測定工件3與噴嘴2的前端之間的距離L，對噴嘴2的高度進行仿形控制，使距離L保持一定，其中，當上述噴嘴2的位置處在包含了穿孔點P的規定范圍A以內時，經常不進行噴嘴2的上述仿形控制，而是把噴嘴2的高度固定在規定高度上。根據本專利技術的第一種方法，要經常判斷噴嘴的位置是否進入包含了穿孔點P的規定范圍A以內，當進入了規定A以內時，就可以認為噴嘴正在從穿孔點P附近通過。這時，由于不進行噴嘴高度的仿形控制，所以高度傳感器不會受穿孔點P周圍的凸起和毛刺的影響，噴嘴高度的仿形控制就穩定。由于噴嘴高度穩定，所以穿孔點P附近的切割精度提高，切割質量提高。本專利技術的第二種方法是在第一種方法所述的激光切割加工機的仿形控制方法中，當上述噴嘴2的位置處在上述規定范圍A以外時，用上述仿形控制經常對噴嘴2的高度進行控制的方法。根據本專利技術的第二種方法，當噴嘴的位置處在包含穿孔點P的規定范圍A以外時，要進行噴嘴高度的仿形控制。這時，一旦進入上述規定范圍A以內之后，再移動到該規定范圍A以外時，就再進行噴嘴高度的仿形控制。因此，高度傳感器不受穿孔點P周圍的凸起和毛刺的影響，而且在離開穿孔點P的位置上進行噴嘴高度仿形控制，所以噴嘴高度穩定。因此，穿孔點P附近的切割精度良好，切割質量提高。本專利技術的第三種結構的激光切割加工機的仿形控制裝置包括高度傳感器，該傳感器配設在加工頭1上，用于測定工件3與噴嘴2的前端之間的距離L；仿形控制部6，該控制部用于對噴嘴2的高度進行仿形控制，以使高度傳感器所測定的距離L保持一定。該仿形控制裝置一邊控制噴嘴2的位置、沿著預先設定的切割加工軌跡移動噴嘴2，一邊切割工件3，其中，所述仿形控制裝置由以下幾部分構成第一存儲機構31，它用于存儲穿孔點P的位置。第二存儲機構32，它用于存儲對上述高度傳感器有影響的、離以穿孔點P為中心的規定范圍A的中心之距離R；噴嘴距離演算機構33，它用于計算噴嘴2現在的位置與第一存儲機構31存儲的穿孔點P的位置之間的距離r；判斷機構34，它的作用是將噴嘴距離演算機構33計算出的噴嘴2的現在位置與穿孔點P之間的距離r、與第二存儲機構31存儲的距離R進行比較，并判斷距離r是否在距離R以內；噴嘴高度控制機構35，它的作用是當判斷機構34判斷出距離r是在距離R以內時，不經常進行噴嘴2的仿形控制，將噴嘴2的仿形控制“斷開”指令輸出到上述仿形控制部6內。根據本專利技術的第三種結構，第一存儲機構31將穿孔點P的位置存儲起來，第二存儲機構32預測對高度傳感器(該高度傳感器用于測定工件與噴嘴前端之間的距離)的影響，并預先把離開以穿孔點P為中心的規定范圍A的中心的距離R存儲起來。于是，在切割加工中，噴嘴距離演算機構33經常對噴嘴與穿孔點P之間的距離r進行計算，判斷機構34經常判斷上述計算出的距離r是否進入了規定范圍A的上述距離R以內。判斷結果認為距離r已進入距離R以內時，噴嘴高度控制機構35就認為噴嘴正在通過穿孔點P的附近，這時，便不經常進行噴嘴高度的仿形控制，將噴嘴仿形控制“斷開”指令輸出到仿形控制部。這樣，高度傳感器就不受穿孔點P附近的凸起和毛刺的影響，使噴嘴高度穩定。因此，穿孔點P附近的切割精度得到改善，切割質量提高。本專利技術的第四種結構的激光切割加工機的仿形控制裝置包括高度傳感器，該傳感器配設在加工頭1上，用于測定工件3與噴嘴2的前端之間的距離L本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光切割加工機的仿形控制方法，所述方法是通過設在加工頭（１）上的高度傳感器測定工件（３）與噴嘴（２）的前端之間的距離（Ｌ），并對噴嘴（２）的高度進行仿形控制，以便使距離（Ｌ）保持一定，其特征在于，當所述噴嘴（２）的位置處在包括穿孔點（Ｐ）的規定范圍（Ａ）以內時，不經常進行噴嘴（２）的所述仿形控制，而是將噴嘴（２）的高度固定在規定高度上。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿戶敦雄，
申請(專利權)人：株式會社小松制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]