[發明專利]激光加工用的間隙檢測裝置及方法、激光加工用系統

無效

• 申請號: 200610164231.1
• 申請日: 2006-12-05
• 公開（公告）號: CN101089546A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 巖田高明;大村浩嘉;今井祥人;高橋悌史
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14;B23K26/00;B23K26/42
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及檢測輸出激光加工機中的激光的噴頭與由該激光加工的加工對象物之間的間隙的間隙檢測裝置、間隙檢測方法以及激光加工用系統。

背景技術

以往，關于激光加工提出了各種技術。例如，在專利文獻1中，公開了檢測輸出激光加工機中的激光的噴頭與作為加工對象物的工件之間的間隙的技術。另外，在專利文獻2中，公開了抑制在激光加工用中發生的等離子，謀求噴頭與工件之間的靜電電容穩定的技術。

【專利文獻1】特開2000-234903號公報

【專利文獻2】特開平4-356391號公報

在上述的專利文獻1的技術中，把對于傳感器電極的輸入信號的頻率選擇成由激光加工中發生的等離子產生的阻抗成為純電阻的值，通過從噴頭與工件之間的間隙產生的阻抗與在激光加工中發生的等離子產生的阻抗的合成阻抗去除純電阻，降低等離子對于間隙檢測的影響。然而，即使非常注意地選擇對于傳感器電極的輸入信號的頻率，但是由于在由等離子產生的阻抗中除去電阻成分以外還包括微小的靜電電容成分，因此在專利文獻1的技術中，也不能夠完全排除等離子對于間隙檢測的影響。從而，難以高精度地檢測噴頭與工件之間的間隙。

發明內容

因此，本發明是為解決上述的問題而完成的，目的在于提供能夠高精度地檢測輸出激光加工機中的激光的噴頭與加工對象物之間的間隙的技術。

本發明的激光加工機用的間隙檢測裝置，檢測輸出激光加工機中的激光的噴頭與由該激光加工的加工對象物之間的間隙，具備：求合成阻抗的倒數的合成導納即合成導納取得單元，該合成導納取得單元合成依賴于上述間隙的間隙靜電電容與依賴于對上述加工對象物的激光加工中發生的等離子的等離子阻抗的阻抗；根據上述合成導納的虛部，求上述間隙靜電電容與在上述等離子阻抗中包含的靜電電容成分之和即合成靜電電容的合成靜電電容取得單元；根據上述合成導納的實部，求在上述等離子阻抗中包含的電阻成分的電阻成分取得單元；使用表示上述電阻成分與上述靜電電容成分的關系的模型和由上述電阻成分取得單元求出的上述電阻成分，求上述靜電電容成分的靜電電容成分取得單元；從上述合成靜電電容減去上述靜電電容成分，求上述間隙靜電電容的間隙靜電電容取得單元；根據由上述間隙靜電電容取得單元求出的上述間隙靜電電容，求上述間隙的間隙取得單元。

另外，本發明的激光加工系統，具備：具有輸出激光的噴頭的激光加工機；以及檢測由上述激光加工的加工對象物與上述噴頭之間的間隙的間隙檢測裝置，其中，上述間隙檢測裝置具備：求合成阻抗的倒數的合成導納即合成導納取得單元，該合成導納取得單元合成依賴于上述間隙的間隙靜電電容與依賴于對上述加工對象物的激光加工中發生的等離子的等離子阻抗的阻抗；根據上述合成導納的虛部，求上述間隙靜電電容與在上述等離子阻抗中包含的靜電電容成分之和即合成靜電電容的合成靜電電容取得單元；根據上述合成導納的實部，求在上述等離子阻抗中包含的電阻成分的電阻成分取得單元；使用表示上述電阻成分與上述靜電電容成分的關系的模型和由上述電阻成分取得單元求出的上述電阻成分，求上述靜電電容成分的靜電電容成分取得單元；從上述合成靜電電容減去上述靜電電容成分，求上述間隙靜電電容的間隙靜電電容取得單元；根據由上述間隙靜電電容取得單元求出的上述間隙靜電電容，求上述間隙的間隙取得單元。

另外，本發明的激光加工機用的間隙檢測方法，該間隙檢測方法檢測輸出激光加工機中的激光的噴頭與由該激光加工的加工對象物之間的間隙，具備：(a)求合成阻抗的倒數即合成導納的工序，該合成阻抗合成依賴于上述間隙的間隙靜電電容與依賴于對上述加工對象物的激光加工中發生的等離子的等離子阻抗的阻抗；(b)根據上述合成導納的虛部，求上述間隙靜電電容與在上述等離子阻抗中包含的靜電電容成分之和即合成靜電電容的工序；(c)根據上述合成導納的實部，求在上述等離子阻抗中包含的電阻成分的工序；(d)使用表示上述電阻成分與上述靜電電容成分的關系的模型和在上述工序(c)中求出的上述電阻成分，求上述靜電電容成分的工序；(e)從上述合成靜電電容減去上述靜電電容成分，求上述間隙靜電電容的工序、(f)根據上述間隙靜電電容，求上述間隙的工序。

依據本發明的激光加工機用的間隙檢測裝置、激光加工系統以及激光加工機用的間隙檢測方法，由于不僅考慮等離子阻抗中包含的電阻成分，還考慮包含在其中的靜電電容成分，求噴頭與加工對象物之間的間隙，因此能夠抑制在激光加工中發生的等離子對于該間隙的檢測產生的影響。由此，能夠高精度地檢測該間隙。

附圖說明

圖1是表示本發明實施形態1的激光加工系統的結構的圖。