レーザー加工機制御

レーザー機械制御は、土地スクレーパーや掘削機の自動操作のための電子システムです。一部の国では、 GPSを備えた高度なシステムがこれらのレーザーベースのシステムに取って代わりましたが、インドなどの一部の国ではまだ使用されています。

さまざまな発明者や企業によって特許が取得されたさまざまなタイプのシステムがあります。しかし、一般的なシステムには、回転レーザー送信機、レーザー受信機、制御ユニット、ソレノイドバルブの 4 つの基本部分があります。

レーザー送信機は、水平に回転する細いレーザー ビームを発します。これにより、レーザー ビームの水平基準面が作成されます。ビームは水平に広がる可能性がありますが、垂直面では鋭く狭い必要があります。送信機は赤外線または赤色レーザーを使用できますが、安全対策として、すべてのメーカーが電力を 5 ミリワットに制限しています。送信機は、バッテリーで駆動する半導体レーザー ダイオードをレーザー ソースとして使用します。

送信機は、加速度センサー、ジャイロセンサー、気泡ベースのレベルセンサー、およびマイクロプロセッサベースのサーボ機構を使用して、完全な水平面が得られるように位置を修正します。

レーザー受信機は、フォトダイオードのアレイを使用してレーザー面の高さを検出します。フォトダイオードは通常、ビームの幅と同じ間隔で 9 インチ ストリップに並べられた一連のフォトダイオードです。受信機はセンサーで高さを読み取り、使用可能なアナログまたはデジタル信号に変換して、マシン制御ユニットに送信します。最新のシステムでは出力信号に CAN プロトコルを使用しますが、古いシステムでは 4/5/6 チャネルのアナログ電流信号を使用します。

制御ユニットは、入力信号に反応して希望の土地レベルを得る方法を決定する処理ユニットです。電気油圧アクチュエータ (ソレノイド バルブ) をアクティブまたは非アクティブにすることで、スクレーパーの高さを調整します。通常、これらはオン オフ タイプのソレノイド バルブですが、最新のシステムでは比例バルブが使用されています。制御ユニットのダッシュボードには、ユーザー インターフェイスとしていくつかのキーとインジケーターが用意されており、ユーザーはこれを使用して操作を監視したり、必要に応じて手動でマシンを操作したりできます。

ソレノイドバルブは、電気システムと油圧システム間のインターフェースとして機能し、制御ユニットに応じてオン/オフタイプまたは比例タイプになります。

• 土木システムの制御および制御方法
• 米国特許 7902482、城所 仁、「レーザー加工装置及びその制御方法」、2011 年 3 月 8 日発行