JPH09220685A - レーザ加工機における被加工材の測定方法 - Google Patents
レーザ加工機における被加工材の測定方法Info
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- JPH09220685A JPH09220685A JP8028086A JP2808696A JPH09220685A JP H09220685 A JPH09220685 A JP H09220685A JP 8028086 A JP8028086 A JP 8028086A JP 2808696 A JP2808696 A JP 2808696A JP H09220685 A JPH09220685 A JP H09220685A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ加工機が有する機能を利用して、被加
工材をレーザ加工機から取外すことなく安価で高精度な
測定が可能な被加工材の測定方法の提供。 【解決手段】 レーザ加工ヘッド１のアシストガス噴射
ノズル３の先端に静電容量センサー５を設け、この静電
容量センサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端
と被加工材との間隙を設定値Ｚset に制御する様にした
レーザ加工機において、前記被加工材に加工された加工
部端部における前記設定値に対する位置偏差出力Ｚを前
記静電容量センサーにより検出すると共に、この検出し
た位置偏差出力と該位置偏差出力を検出した位置におけ
る前記レーザ加工ヘッドの現在位置座標とをディスプレ
イに表示させ、前記被加工材に加工された加工部端部の
位置を求めることを特徴とするレーザ加工機における被
加工材の測定方法。
工材をレーザ加工機から取外すことなく安価で高精度な
測定が可能な被加工材の測定方法の提供。 【解決手段】 レーザ加工ヘッド１のアシストガス噴射
ノズル３の先端に静電容量センサー５を設け、この静電
容量センサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端
と被加工材との間隙を設定値Ｚset に制御する様にした
レーザ加工機において、前記被加工材に加工された加工
部端部における前記設定値に対する位置偏差出力Ｚを前
記静電容量センサーにより検出すると共に、この検出し
た位置偏差出力と該位置偏差出力を検出した位置におけ
る前記レーザ加工ヘッドの現在位置座標とをディスプレ
イに表示させ、前記被加工材に加工された加工部端部の
位置を求めることを特徴とするレーザ加工機における被
加工材の測定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工機におけ
る被加工材の測定方法に関する。
る被加工材の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】被加工材をレーザ加工機に取付けた状態
においての被加工材の測定方法は、測定用のタッチプロ
ーブ１０１が図４に示す様にレーザ加工ヘッド１００に
設けてあり、このタッチプローブ１０１の先端の接触子
１０３を被加工材の測定部１０５に接触させて、その接
触面の座標を図示省略のコンピュータなどの演算装置に
よって求める方法がよく用いられている。この様なタッ
チプローブによる測定装置と測定方法は従来から三次元
測定器において実施されていたものであり、それをレー
ザ加工機のレーザ加工ヘッド１００に応用付加したもの
である。
においての被加工材の測定方法は、測定用のタッチプロ
ーブ１０１が図４に示す様にレーザ加工ヘッド１００に
設けてあり、このタッチプローブ１０１の先端の接触子
１０３を被加工材の測定部１０５に接触させて、その接
触面の座標を図示省略のコンピュータなどの演算装置に
よって求める方法がよく用いられている。この様なタッ
チプローブによる測定装置と測定方法は従来から三次元
測定器において実施されていたものであり、それをレー
ザ加工機のレーザ加工ヘッド１００に応用付加したもの
である。
【０００３】前記タッチプローブ１０１はＺ軸方向に伸
縮自在に設けられており、測定を行わない時にはタッチ
プローブ収納部１０７に収納できるようになっている。
また測定を行う時には図４に示す様にタッチプローブ１
０１を伸長させると共にレーザ加工ヘッド１００のノズ
ル１０９を測定の邪魔にならない様にＢ軸回りに９０度
回転退避した状態にする。
縮自在に設けられており、測定を行わない時にはタッチ
プローブ収納部１０７に収納できるようになっている。
また測定を行う時には図４に示す様にタッチプローブ１
０１を伸長させると共にレーザ加工ヘッド１００のノズ
ル１０９を測定の邪魔にならない様にＢ軸回りに９０度
回転退避した状態にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の被加工材の測定
方法は、高精度な測定を容易に実施することが可能であ
るがタッチプローブシステムによる測定装置は非常に高
価であるという問題がある。また、ノギス、マイクロメ
ータなどの測定工具を使用しての測定も可能であるが、
高精度な測定を行うには高い測定技術が要求されると共
に長いスパンを有する測定は困難である。
方法は、高精度な測定を容易に実施することが可能であ
るがタッチプローブシステムによる測定装置は非常に高
価であるという問題がある。また、ノギス、マイクロメ
ータなどの測定工具を使用しての測定も可能であるが、
高精度な測定を行うには高い測定技術が要求されると共
に長いスパンを有する測定は困難である。
【０００５】本発明は、上述の如き問題に鑑みてなされ
たものであり、本発明の課題は、レーザ加工機が有する
機能を利用して、被加工材をレーザ加工機から取外すこ
となく安価で高精度な測定が可能な被加工材の測定方法
を提供することである。
たものであり、本発明の課題は、レーザ加工機が有する
機能を利用して、被加工材をレーザ加工機から取外すこ
となく安価で高精度な測定が可能な被加工材の測定方法
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１に記載のレーザ加工機における
被加工材の測定方法は、レーザ加工ヘッドのアシストガ
ス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを設け、この静
電容量センサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先
端と被加工材との間隙を設定値に制御する様にしたレー
ザ加工機において、前記被加工材に加工された加工部端
部における前記設定値に対する位置偏差出力を前記静電
容量センサーにより検出すると共に、この検出した位置
偏差出力と該位置偏差出力を検出した位置における前記
レーザ加工ヘッドの現在位置座標とをディスプレイに表
示させ、前記被加工材に加工された加工部端部の位置を
求めることを特徴とするものである。
の手段として、請求項１に記載のレーザ加工機における
被加工材の測定方法は、レーザ加工ヘッドのアシストガ
ス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを設け、この静
電容量センサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先
端と被加工材との間隙を設定値に制御する様にしたレー
ザ加工機において、前記被加工材に加工された加工部端
部における前記設定値に対する位置偏差出力を前記静電
容量センサーにより検出すると共に、この検出した位置
偏差出力と該位置偏差出力を検出した位置における前記
レーザ加工ヘッドの現在位置座標とをディスプレイに表
示させ、前記被加工材に加工された加工部端部の位置を
求めることを特徴とするものである。
【０００７】従って、被加工材のＸ軸またはＹ軸方向の
端部の位置を非接触で測定することができる。そして、
この端部の位置の測定から被加工材の幅またはその中心
位置や被加工材に加工された溝部分の幅またはその中心
位置などを求めることが可能となる。また端部の測定ス
パンが１ｍ越えるような場合でも高精度な測定を行うこ
とができる。これらの測定は通常のレーザ加工機に備わ
る機能を利用するものであるので従来の様な高価なタッ
チプローブ方式の測定装置が不要となる。
端部の位置を非接触で測定することができる。そして、
この端部の位置の測定から被加工材の幅またはその中心
位置や被加工材に加工された溝部分の幅またはその中心
位置などを求めることが可能となる。また端部の測定ス
パンが１ｍ越えるような場合でも高精度な測定を行うこ
とができる。これらの測定は通常のレーザ加工機に備わ
る機能を利用するものであるので従来の様な高価なタッ
チプローブ方式の測定装置が不要となる。
【０００８】請求項２に記載のレーザ加工機における被
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、前記レーザ加工機
のＸ、Ｙ両軸に対称な形状を有する前記被加工材に加工
された穴部のＸ軸方向の両端部の２か所の位置とＹ軸方
向の両端部の２か所の位置とを測定し、該Ｘ軸方向の２
か所の測定値の平均値とＹ軸方向の２か所の測定値の平
均値とを求め前記穴部の中心位置座標を求めることを特
徴とするものである。
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、前記レーザ加工機
のＸ、Ｙ両軸に対称な形状を有する前記被加工材に加工
された穴部のＸ軸方向の両端部の２か所の位置とＹ軸方
向の両端部の２か所の位置とを測定し、該Ｘ軸方向の２
か所の測定値の平均値とＹ軸方向の２か所の測定値の平
均値とを求め前記穴部の中心位置座標を求めることを特
徴とするものである。
【０００９】従って、被加工材に加工された穴部の直径
および中心位置座標を高精度に求めることができる。こ
の被加工材に加工された穴部の直径および中心位置座標
の測定結果とこの穴の加工プログラム上での座標値とを
比較することにより、レーザ加工機の加工誤差を知るこ
とも可能である。
および中心位置座標を高精度に求めることができる。こ
の被加工材に加工された穴部の直径および中心位置座標
の測定結果とこの穴の加工プログラム上での座標値とを
比較することにより、レーザ加工機の加工誤差を知るこ
とも可能である。
【００１０】請求項３に記載のレーザ加工機における被
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、レーザ加工ヘッド
のアシストガス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを
設け、この静電容量センサーにより前記アシストガス噴
射ノズルの先端と被加工材との間隙を設定値に制御する
様にしたレーザ加工機において、該レーザ加工機のＸ軸
に平行に載置されたパイプの外径からＺ軸方向に一定距
離離隔した位置に、前記レーザ加工ヘッドが前記Ｘ軸に
直交するＹ軸方向に移動するパスラインを設け、該パス
ラインに沿って前記レーザ加工ヘッドを移動させ、前記
静電容量センサーの位置偏差出力が最小値を示したとき
のＹ座標をパイプの中心位置座標とすることを特徴し、
請求項４に記載のレーザ加工機における被加工材の測定
方法は、前記パイプの測定を丸パイプに適用したもので
ある。
加工材の測定方法は、請求項１に記載のレーザ加工機に
おける被加工材の測定方法において、レーザ加工ヘッド
のアシストガス噴射ノズルの先端に静電容量センサーを
設け、この静電容量センサーにより前記アシストガス噴
射ノズルの先端と被加工材との間隙を設定値に制御する
様にしたレーザ加工機において、該レーザ加工機のＸ軸
に平行に載置されたパイプの外径からＺ軸方向に一定距
離離隔した位置に、前記レーザ加工ヘッドが前記Ｘ軸に
直交するＹ軸方向に移動するパスラインを設け、該パス
ラインに沿って前記レーザ加工ヘッドを移動させ、前記
静電容量センサーの位置偏差出力が最小値を示したとき
のＹ座標をパイプの中心位置座標とすることを特徴し、
請求項４に記載のレーザ加工機における被加工材の測定
方法は、前記パイプの測定を丸パイプに適用したもので
ある。
【００１１】従って請求項３または請求項４の手段によ
り、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定する
ことができる。また、Ｘ軸方向の複数箇所でパイプの中
心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの真直度を求め
ることができる。
り、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定する
ことができる。また、Ｘ軸方向の複数箇所でパイプの中
心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの真直度を求め
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１には静電容量センサー付きのレ
ーザ加工ヘッド１を用いて被加工材を測定する方法の一
例が示してある。図１に示すレーザ加工ヘッド１のアシ
ストガス噴射ノズル３の先端には、静電容量センサー５
が設けられており、この静電容量センサー５は図示省略
の公知の静電容量検出回路に接続されている。この静電
容量検出回路により静電容量センサー５と被加工材Ｗと
の間の静電容量Ｃを検出することによって前記アシスト
ガス噴射ノズルの先端と被加工材Ｗとの距離を測定する
ことができる様に設けてある。
によって説明する。図１には静電容量センサー付きのレ
ーザ加工ヘッド１を用いて被加工材を測定する方法の一
例が示してある。図１に示すレーザ加工ヘッド１のアシ
ストガス噴射ノズル３の先端には、静電容量センサー５
が設けられており、この静電容量センサー５は図示省略
の公知の静電容量検出回路に接続されている。この静電
容量検出回路により静電容量センサー５と被加工材Ｗと
の間の静電容量Ｃを検出することによって前記アシスト
ガス噴射ノズルの先端と被加工材Ｗとの距離を測定する
ことができる様に設けてある。
【００１３】前記レーザ加工ヘッド１は、レーザ加工機
の位置決め装置（図示省略）に設けられており、Ｘ、
Ｙ、Ｚの３軸がＣＮＣ装置（図示省略）により制御さ
れ、被加工材Ｗ上の任意の位置に位置決め自在になって
いるものである。なお、前記静電容量センサー５と被加
工材Ｗとの距離を測定する原理は、平板電極間の静電容
量をＣ、電極の間の誘電体の誘電率をε、電極の面積を
Ｓ、電極間の距離をｄとするとき、Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄ、で
表される関係を利用したものであり、静電容量Ｃを求め
ることにより電極間の距離ｄが計算により求めることが
できる。
の位置決め装置（図示省略）に設けられており、Ｘ、
Ｙ、Ｚの３軸がＣＮＣ装置（図示省略）により制御さ
れ、被加工材Ｗ上の任意の位置に位置決め自在になって
いるものである。なお、前記静電容量センサー５と被加
工材Ｗとの距離を測定する原理は、平板電極間の静電容
量をＣ、電極の間の誘電体の誘電率をε、電極の面積を
Ｓ、電極間の距離をｄとするとき、Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄ、で
表される関係を利用したものであり、静電容量Ｃを求め
ることにより電極間の距離ｄが計算により求めることが
できる。
【００１４】さて、前記静電容量センサー５からのＺ軸
方向の位置出力Ｚが一定となる様に位置出力をＺset に
設定すれば、すなわち、静電容量センサー５と被加工材
Ｗとの距離が一定となる様に、前記ＣＮＣ装置に位置出
力Ｚset を設定すれば、レーザ加工ヘッド１と被加工材
Ｗとの距離は、前記ＣＮＣ装置によって前記位置出力Ｚ
が設定値Ｚset になる様に制御されると共に、前記静電
容量センサー５と被加工材Ｗとの距離の変化は、Ｚ軸方
向の前記設定値Ｚset に対する位置偏差出力Ｚとして前
記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に表示される
様になっている。
方向の位置出力Ｚが一定となる様に位置出力をＺset に
設定すれば、すなわち、静電容量センサー５と被加工材
Ｗとの距離が一定となる様に、前記ＣＮＣ装置に位置出
力Ｚset を設定すれば、レーザ加工ヘッド１と被加工材
Ｗとの距離は、前記ＣＮＣ装置によって前記位置出力Ｚ
が設定値Ｚset になる様に制御されると共に、前記静電
容量センサー５と被加工材Ｗとの距離の変化は、Ｚ軸方
向の前記設定値Ｚset に対する位置偏差出力Ｚとして前
記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に表示される
様になっている。
【００１５】例えば、被加工材Ｗにレーザ加工した丸穴
７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合について
前記図１および図２を参照しながら説明する。
７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合について
前記図１および図２を参照しながら説明する。
【００１６】先ず、位置決め装置を手動送りにして測定
する方法について説明する。先ず、丸穴７の中心のＸ座
標Ｘ1 を測定するために、レーザ加工ヘッド１をＸ軸方
向に移動させたとき、測定する丸穴７を必ず横断する適
宜な位置Ａにレーザ加工ヘッド１を移動させる。この位
置Ａにおける位置出力Ｚは前記設定値Ｚset と同じであ
るから、前記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に
は、位置偏差出力、Ｚ＝０．００ｍｍと、レーザ加工ヘ
ッド１の現在位置座標（Ｘ，Ｙ）とが表示される。
する方法について説明する。先ず、丸穴７の中心のＸ座
標Ｘ1 を測定するために、レーザ加工ヘッド１をＸ軸方
向に移動させたとき、測定する丸穴７を必ず横断する適
宜な位置Ａにレーザ加工ヘッド１を移動させる。この位
置Ａにおける位置出力Ｚは前記設定値Ｚset と同じであ
るから、前記ＣＮＣ装置のディスプレイ（図示省略）に
は、位置偏差出力、Ｚ＝０．００ｍｍと、レーザ加工ヘ
ッド１の現在位置座標（Ｘ，Ｙ）とが表示される。
【００１７】次にレーザ加工ヘッド１をＸ軸方向に移動
させ、測定する丸穴７の端部のＢ位置まで移動させる。
このＢ位置においては、前記静電容量センサー５の一部
が測定する丸穴７の端部からはみ出した状態になるから
静電容量が変化して、位置偏差出力Ｚは図２（ｂ）に示
す様に増加傾向になる。この位置偏差出力Ｚが増加傾向
に変化するときのＢ位置における位置偏差出力Ｚx2と、
レーザ加工ヘッド１の現在位置のＸ座標Ｘ2 とを前記デ
ィスプレイ（図示省略）から読取る。なお、本測定は静
電容量センサー５の倣い機能をオフにして行なう。
させ、測定する丸穴７の端部のＢ位置まで移動させる。
このＢ位置においては、前記静電容量センサー５の一部
が測定する丸穴７の端部からはみ出した状態になるから
静電容量が変化して、位置偏差出力Ｚは図２（ｂ）に示
す様に増加傾向になる。この位置偏差出力Ｚが増加傾向
に変化するときのＢ位置における位置偏差出力Ｚx2と、
レーザ加工ヘッド１の現在位置のＸ座標Ｘ2 とを前記デ
ィスプレイ（図示省略）から読取る。なお、本測定は静
電容量センサー５の倣い機能をオフにして行なう。
【００１８】次にレーザ加工ヘッド１をＢ位置から、さ
らにＸ軸方向のＣ位置に移動させ、今度は、Ｃ位置から
前記Ａ位置方向にレーザ加工ヘッド１を逆行させて、測
定する丸穴７の端部のＤ位置まで移動させる。このＤ位
置においても、前記Ｂ位置の場合と同様に位置偏差出力
Ｚは図２（ｂ）に示す様に増加傾向になる。なお、この
ときの位置偏差出力Ｚの増加曲線は前記Ｂ位置における
位置偏差出力Ｚの増加曲線と同一の増加曲線でありＺ軸
に対称となっている。
らにＸ軸方向のＣ位置に移動させ、今度は、Ｃ位置から
前記Ａ位置方向にレーザ加工ヘッド１を逆行させて、測
定する丸穴７の端部のＤ位置まで移動させる。このＤ位
置においても、前記Ｂ位置の場合と同様に位置偏差出力
Ｚは図２（ｂ）に示す様に増加傾向になる。なお、この
ときの位置偏差出力Ｚの増加曲線は前記Ｂ位置における
位置偏差出力Ｚの増加曲線と同一の増加曲線でありＺ軸
に対称となっている。
【００１９】そして、このＤ位置における位置偏差出力
Ｚが前記Ｂ位置における位置偏差出力Ｚx2と同一になっ
た時のレーザ加工ヘッド１のＤ位置の現在位置のＸ座標
Ｘ3 を前記ディスプレイ（図示省略）から読取る。
Ｚが前記Ｂ位置における位置偏差出力Ｚx2と同一になっ
た時のレーザ加工ヘッド１のＤ位置の現在位置のＸ座標
Ｘ3 を前記ディスプレイ（図示省略）から読取る。
【００２０】上記測定結果から、丸穴７の中心のＸ座標
Ｘ1 は次の計算式で求められる。
Ｘ1 は次の計算式で求められる。
【００２１】Ｘ1 ＝（Ｘ2 ＋Ｘ3 ）／２…（１） また、丸穴７の中心のＹ座標Ｙ1 は、図２（ａ）に示す
様ように、レーザ加工ヘッド１を丸穴７を横断する様に
位置Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＨのようにＹ軸方向に移動させ、前記
Ｘ1 を求める方法と同様にして、丸穴７の中心のＹ座標
Ｙ1 はＦ点のＹ座標Ｙ2 とＨ点のＹ座標Ｙ3 とから次の
計算式で求められる。
様ように、レーザ加工ヘッド１を丸穴７を横断する様に
位置Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＨのようにＹ軸方向に移動させ、前記
Ｘ1 を求める方法と同様にして、丸穴７の中心のＹ座標
Ｙ1 はＦ点のＹ座標Ｙ2 とＨ点のＹ座標Ｙ3 とから次の
計算式で求められる。
【００２２】Ｙ1 ＝（Ｙ2 ＋Ｙ3 ）／２…（２） なお、上記測定方法で丸穴７の中心のＸ座標Ｘ1 を求め
るのにレーザ加工ヘッド１をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと移動させ
たが、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｃのように同一方向に移動させても
同様に測定することが可能である。また、Ｙ座標Ｙ1 を
求める場合にも同様にＥ、Ｆ、Ｈ、Ｇの様に同一方向に
移動させて同様に測定することが可能である。
るのにレーザ加工ヘッド１をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと移動させ
たが、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｃのように同一方向に移動させても
同様に測定することが可能である。また、Ｙ座標Ｙ1 を
求める場合にも同様にＥ、Ｆ、Ｈ、Ｇの様に同一方向に
移動させて同様に測定することが可能である。
【００２３】上述の測定方法は、オペレーターがレーザ
加工ヘッド１を手動で移動させて測定を行ったがこれを
自動で行わせることも可能である。
加工ヘッド１を手動で移動させて測定を行ったがこれを
自動で行わせることも可能である。
【００２４】自動で測定する場合には、前記設定値Ｚ
set と、図２（ｂ）に示す様に該設定値Ｚset よりも少
し大きな基準偏差Ｚstd と、前記の計算式（１）および
計算式（２）とを測定プログラムとして前記ＣＮＣ装置
に登録しておく。そして、オペレーターが測定する穴の
位置と、穴の直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１は測定する穴の近傍の適宜位置に設定
値Ｚset で自動的に位置決めされる様にプログラムして
ある。
set と、図２（ｂ）に示す様に該設定値Ｚset よりも少
し大きな基準偏差Ｚstd と、前記の計算式（１）および
計算式（２）とを測定プログラムとして前記ＣＮＣ装置
に登録しておく。そして、オペレーターが測定する穴の
位置と、穴の直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１は測定する穴の近傍の適宜位置に設定
値Ｚset で自動的に位置決めされる様にプログラムして
ある。
【００２５】さらに、上述の如くレーザ加工ヘッド１が
測定する穴の近傍の位置に位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定する丸穴を横断するようにＸ軸方向およ
びＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ座標およびＹ
座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算式（１）およ
び計算式（２）を用いて、丸穴７の中心Ｏの座標
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果を前記ディスプ
レイ（図示省略）に表示するようにプログラムしてあ
る。
測定する穴の近傍の位置に位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定する丸穴を横断するようにＸ軸方向およ
びＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ座標およびＹ
座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算式（１）およ
び計算式（２）を用いて、丸穴７の中心Ｏの座標
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果を前記ディスプ
レイ（図示省略）に表示するようにプログラムしてあ
る。
【００２６】従って、オペレーターが測定する穴の位置
と直径を入力して測定を指示すれば、レーザ加工ヘッド
１が測定する穴の近傍の適宜な位置に位置決めされた
後、レーザ加工ヘッドが測定する丸穴を横断するように
Ｘ軸方向またはＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏
差出力Ｚがこの基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ
座標およびＹ座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算
式（１）および計算式（２）を用いて、丸穴７の中心位
置Ｏの座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果が前
記ディスプレイ（図示省略）に表示されることになる。
と直径を入力して測定を指示すれば、レーザ加工ヘッド
１が測定する穴の近傍の適宜な位置に位置決めされた
後、レーザ加工ヘッドが測定する丸穴を横断するように
Ｘ軸方向またはＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏
差出力Ｚがこの基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＸ
座標およびＹ座標を前記ＣＮＣ装置に取込み、前記計算
式（１）および計算式（２）を用いて、丸穴７の中心位
置Ｏの座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を演算し、この演算結果が前
記ディスプレイ（図示省略）に表示されることになる。
【００２７】上述の手動または自動による測定方法は、
丸穴７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合につ
いて説明したが、本発明の測定方法は丸穴７の中心座標
Ｏの測定に限られるものではなく、例えば正方形、長方
形、正６角形などの左右対称形の穴の中心座標、板幅な
どその他の測定にも適用することができる。
丸穴７の中心座標Ｏ（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を測定する場合につ
いて説明したが、本発明の測定方法は丸穴７の中心座標
Ｏの測定に限られるものではなく、例えば正方形、長方
形、正６角形などの左右対称形の穴の中心座標、板幅な
どその他の測定にも適用することができる。
【００２８】次に、丸パイプの中心位置座標（Ｙ座標ま
たはＸ座標）を測定する場合について、図３を参照しな
がら説明する。例えば、外径Ｄの丸パイプ９の軸芯がＸ
軸方向（Ｙ軸に直交）に一致する様に固定されている場
合、丸パイプ９の中心からＺ軸方向に一定距離離隔した
位置、例えば、（Ｄ／２）＋ｄｚなる位置に前記レーザ
加工ヘッド１がＹ軸方向に移動するパスラインを設定す
る。
たはＸ座標）を測定する場合について、図３を参照しな
がら説明する。例えば、外径Ｄの丸パイプ９の軸芯がＸ
軸方向（Ｙ軸に直交）に一致する様に固定されている場
合、丸パイプ９の中心からＺ軸方向に一定距離離隔した
位置、例えば、（Ｄ／２）＋ｄｚなる位置に前記レーザ
加工ヘッド１がＹ軸方向に移動するパスラインを設定す
る。
【００２９】そして、このパスラインと丸パイプ９のＺ
軸方向の中心線との交点の位置を位置Ｂとし、この位置
ＢからＹ軸方向に適宜に離隔した前後の位置を位置Ａと
位置Ｃとするとき、前記レーザ加工ヘッド１をこのパス
ライン上をＹ軸方向に沿って、位置Ａから位置Ｃまで移
動させると、位置偏差出力Ｚは図３（ｂ）の様に変化す
る。この位置偏差出力Ｚが最小値Ｚmin を示したときの
Ｙ座標を読取ればそれが丸パイプ９の中心位置の座標Ｙ
0 となる。
軸方向の中心線との交点の位置を位置Ｂとし、この位置
ＢからＹ軸方向に適宜に離隔した前後の位置を位置Ａと
位置Ｃとするとき、前記レーザ加工ヘッド１をこのパス
ライン上をＹ軸方向に沿って、位置Ａから位置Ｃまで移
動させると、位置偏差出力Ｚは図３（ｂ）の様に変化す
る。この位置偏差出力Ｚが最小値Ｚmin を示したときの
Ｙ座標を読取ればそれが丸パイプ９の中心位置の座標Ｙ
0 となる。
【００３０】なお、この測定を前述の様に自動的に行わ
せることも可能である。例えば、前記位置偏差出力Ｚの
最小値Ｚmin よりは少し大きい基準偏差Ｚstd と、中心
位置の座標Ｙ0 を計算する次の計算式 Ｙ0 ＝（Ｙ1 ＋Ｙ2 ）／２…（３） を前記ＣＮＣ装置に測定プログラムとして登録してお
く。さらに、オペレーターが測定するパイプ９の位置
（Ｙ座標）と直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１が測定する丸パイプ９の中心からＺ軸
方向に一定距離離隔した適宜位置、例えば（Ｄ／２）＋
ｄｚなる位置のパスラインに位置決めされる様にプログ
ラムしてある。
せることも可能である。例えば、前記位置偏差出力Ｚの
最小値Ｚmin よりは少し大きい基準偏差Ｚstd と、中心
位置の座標Ｙ0 を計算する次の計算式 Ｙ0 ＝（Ｙ1 ＋Ｙ2 ）／２…（３） を前記ＣＮＣ装置に測定プログラムとして登録してお
く。さらに、オペレーターが測定するパイプ９の位置
（Ｙ座標）と直径Ｄとを入力して測定を指示すると、レ
ーザ加工ヘッド１が測定する丸パイプ９の中心からＺ軸
方向に一定距離離隔した適宜位置、例えば（Ｄ／２）＋
ｄｚなる位置のパスラインに位置決めされる様にプログ
ラムしてある。
【００３１】上述の如くレーザ加工ヘッド１が測定する
パイプ９の近傍のパスライン位置に位置決めされた後、
レーザ加工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するよう
にＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記Ｃ
ＮＣ装置に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ
９の中心Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果を前記デ
ィスプレイに表示するようにプログラムしてある。
パイプ９の近傍のパスライン位置に位置決めされた後、
レーザ加工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するよう
にＹ軸方向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこ
の基準偏差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記Ｃ
ＮＣ装置に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ
９の中心Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果を前記デ
ィスプレイに表示するようにプログラムしてある。
【００３２】従って、オペレーターが測定するパイプ９
の位置と直径Ｄとを入力して測定を指示すれば、レーザ
加工ヘッド１が測定するパイプ９の中心からＤ／２＋ｄ
ｚなる位置のパスラインに位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するようにＹ軸方
向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこの基準偏
差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記ＣＮＣ装置
に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ９の中心
Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果が前記ディスプレ
イに表示されることになる。
の位置と直径Ｄとを入力して測定を指示すれば、レーザ
加工ヘッド１が測定するパイプ９の中心からＤ／２＋ｄ
ｚなる位置のパスラインに位置決めされた後、レーザ加
工ヘッドが測定するパイプ９上を横断するようにＹ軸方
向に移動させられて、前記位置偏差出力Ｚがこの基準偏
差Ｚstd と等しくなったときのＹ座標を前記ＣＮＣ装置
に取込み、前記計算式（３）を用いて、パイプ９の中心
Ｏの座標Ｙ0 を演算し、この演算結果が前記ディスプレ
イに表示されることになる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、レーザ
加工機において加工中の被加工材をレーザ加工機から取
外すことなく、またタッチプローブを使用した特別な測
定装置を使用せずに、通常のレーザ加工機が備えている
レーザ加工ヘッドのノズルの先端と被加工材との間隙を
一定に保つための静電容量センサーを利用して、被加工
材のＸ軸またはＹ軸方向の端部の位置を非接触で測定す
ることができる。そして、この端部の位置の測定から被
加工材の幅またはその中心位置や被加工材に加工された
溝部分の幅またはその中心位置などを求めることが可能
となる。また端部の測定スパンが１ｍ越えるような場合
でも高精度な測定を行うことができる。
加工機において加工中の被加工材をレーザ加工機から取
外すことなく、またタッチプローブを使用した特別な測
定装置を使用せずに、通常のレーザ加工機が備えている
レーザ加工ヘッドのノズルの先端と被加工材との間隙を
一定に保つための静電容量センサーを利用して、被加工
材のＸ軸またはＹ軸方向の端部の位置を非接触で測定す
ることができる。そして、この端部の位置の測定から被
加工材の幅またはその中心位置や被加工材に加工された
溝部分の幅またはその中心位置などを求めることが可能
となる。また端部の測定スパンが１ｍ越えるような場合
でも高精度な測定を行うことができる。
【００３４】請求項２に記載の発明によれば、加工材に
加工された穴部の直径および中心位置座標を求めること
ができる。そして、この中心位置座標の測定結果とこの
穴の加工プログラム上での座標値とを比較することによ
り、レーザ加工機の加工誤差を知ることも可能である。
加工された穴部の直径および中心位置座標を求めること
ができる。そして、この中心位置座標の測定結果とこの
穴の加工プログラム上での座標値とを比較することによ
り、レーザ加工機の加工誤差を知ることも可能である。
【００３５】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定す
ることができる。また、パイプの軸心方向の複数箇所の
パイプの中心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの軸
心の偏れを求めることができるの。
れば、パイプの中心位置座標が非接触で高精度に測定す
ることができる。また、パイプの軸心方向の複数箇所の
パイプの中心位置を測定すればＹ軸に対するパイプの軸
心の偏れを求めることができるの。
【図１】本発明に係わる被加工材を測定する方法での測
定状態を示した図。
定状態を示した図。
【図２】（ａ）丸穴の中心位置を測定する場合のレーザ
加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘッド
を丸穴の上をＡからＣにＸ軸方向に移動させた場合の位
置偏差出力Ｚの変化を示す図。
加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘッド
を丸穴の上をＡからＣにＸ軸方向に移動させた場合の位
置偏差出力Ｚの変化を示す図。
【図３】（ａ）丸パイプの中心位置を測定する場合のレ
ーザ加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘ
ッドを丸パイプの上をＡからＣにＹ軸方向に移動させた
場合の位置偏差出力Ｚの変化を示す図。
ーザ加工ヘッドの移動位置の一例。（ｂ）レーザ加工ヘ
ッドを丸パイプの上をＡからＣにＹ軸方向に移動させた
場合の位置偏差出力Ｚの変化を示す図。
【図４】タッチプローブをレーザ加工ヘッドに設けた従
来の被加工材の測定装置。
来の被加工材の測定装置。
【図５】図４のレーザ加工ヘッドによる被加工材の測定
方法の説明図。
方法の説明図。
１ レーザ加工ヘッド ３ アシストガス噴射ノズル ５ 静電容量センサー ７ 丸穴 ９ 丸パイプ Ｃ 静電容量 Ｏ 丸穴中心位置 Ｘ1 ，Ｙ1 丸穴の中心位置座標 Ｙ0 丸パイプの中心位置座標 Ｗ 被加工材 Ｚ 位置偏差出力 Ｚset 位置偏差出力の設定値 Ｚstd 基準偏差
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ加工ヘッドのアシストガス噴射ノ
ズルの先端に静電容量センサーを設け、この静電容量セ
ンサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端と被加
工材との間隙を設定値に制御する様にしたレーザ加工機
において、前記被加工材に加工された加工部端部におけ
る前記設定値に対する位置偏差出力を前記静電容量セン
サーにより検出すると共に、この検出した位置偏差出力
と該位置偏差出力を検出した位置における前記レーザ加
工ヘッドの現在位置座標とをディスプレイに表示させ、
前記被加工材に加工された加工部端部の位置を求めるこ
とを特徴とするレーザ加工機における被加工材の測定方
法。 - 【請求項２】 前記レーザ加工機のＸ、Ｙ両軸に対称な
形状を有する前記被加工材に加工された穴部のＸ軸方向
の両端部の２か所の位置とＹ軸方向の両端部の２か所の
位置とを測定し、該Ｘ軸方向の２か所の測定値の平均値
とＹ軸方向の２か所の測定値の平均値とを求め前記穴部
の中心位置座標を求めることを特徴とする請求項１に記
載のレーザ加工機における被加工材の測定方法。 - 【請求項３】 レーザ加工ヘッドのアシストガス噴射ノ
ズルの先端に静電容量センサーを設け、この静電容量セ
ンサーにより前記アシストガス噴射ノズルの先端と被加
工材との間隙を設定値に制御する様にしたレーザ加工機
において、該レーザ加工機のＸ軸に平行に載置されたパ
イプの外径からＺ軸方向に一定距離離隔した位置に、前
記レーザ加工ヘッドが前記Ｘ軸に直交するＹ軸方向に移
動するパスラインを設け、該パスラインに沿って前記レ
ーザ加工ヘッドを移動させ、前記静電容量センサーの位
置偏差出力が最小値を示したときのＹ座標をパイプの中
心位置座標とすることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザ加工機における被加工材の測定方法。 - 【請求項４】 前記パイプが丸パイプであることを特徴
とする請求項３に記載のレーザ加工機における被加工材
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028086A JPH09220685A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | レーザ加工機における被加工材の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028086A JPH09220685A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | レーザ加工機における被加工材の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09220685A true JPH09220685A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12238980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8028086A Pending JPH09220685A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | レーザ加工機における被加工材の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09220685A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6680459B2 (en) | 2001-06-22 | 2004-01-20 | Nippei Toyama Corporation | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
| KR20140071533A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 바아형 부재 동심 여부 측정방법 |
| KR20140071534A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공의 바아형 부재에 대한 정보 측정방법 |
| KR20140071531A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 바아형 부재 외형 사이즈 측정방법 |
| JP2015522855A (ja) * | 2012-06-27 | 2015-08-06 | 三菱電機株式会社 | 評価方法及びレーザー切断機 |
| KR20180041827A (ko) * | 2016-10-17 | 2018-04-25 | 에이티아이 주식회사 | 레이저 커팅 장치, 파이프 센터링 장치 및 파이프 센터링 방법 |
| WO2019016984A1 (ja) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | 西部電機株式会社 | ワイヤ放電加工システム、ワイヤ放電加工方法及び工作物測定方法 |
| CN109465507A (zh) * | 2017-07-20 | 2019-03-15 | 西部电机株式会社 | 工件测定方法 |
| US11148223B2 (en) | 2015-01-30 | 2021-10-19 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Laser beam machine and alignment adjusting meihod |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP8028086A patent/JPH09220685A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6680459B2 (en) | 2001-06-22 | 2004-01-20 | Nippei Toyama Corporation | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
| JP2015522855A (ja) * | 2012-06-27 | 2015-08-06 | 三菱電機株式会社 | 評価方法及びレーザー切断機 |
| US9248525B2 (en) | 2012-06-27 | 2016-02-02 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and system for cutting features from sheet materials with a laser cutter according to a pattern |
| KR20140071533A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 바아형 부재 동심 여부 측정방법 |
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| CN109465507A (zh) * | 2017-07-20 | 2019-03-15 | 西部电机株式会社 | 工件测定方法 |
| CN109465507B (zh) * | 2017-07-20 | 2020-11-17 | 西部电机株式会社 | 工件测定方法 |
| WO2019016984A1 (ja) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | 西部電機株式会社 | ワイヤ放電加工システム、ワイヤ放電加工方法及び工作物測定方法 |
| US11213905B2 (en) | 2017-07-20 | 2022-01-04 | Seibu Electric & Machinery Co., Ltd. | Wire electrical discharge machining system, wire electrical discharge machining method, and workpiece measurement method |
| US11219961B2 (en) | 2017-07-20 | 2022-01-11 | Seibu Electric & Machinery Co., Ltd. | Wire electrical discharge machining system, wire electrical discharge machining method, and workpiece measurement method |
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