JP2000343227A - プラズマ加工装置におけるワーク切断方法及びプラズマ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切り残し部分を一度の加工により切断して、
別工程で行っていた切断のための二次加工を無くし、切
断加工工程を簡略化する。 【解決手段】 プラズマアーク２９を発生するプラズマ
トーチ７を切断開始点より移動させながら前記プラズマ
アーク２９によってワークＷを切断して行き、前記プラ
ズマアーク２９によって切断されて形成された切断溝２
３同士が交差する切落とし部を通過させて前記切断開始
点とは異なる切断終了点まで前記プラズマトーチ７を移
動させるようにして前記ワークＷを切断するプラズマ加
工装置におけるワーク切断方法において、上記プラズマ
トーチ７を上記切断終了点まで移動させた後、前記プラ
ズマトーチ７を上記切断溝２３に沿って上記切落とし部
を越えた位置Ｃまで戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマアークに
よりワークを切断するプラズマ加工装置におけるワーク
切断方法及びプラズマ加工装置に関し、詳細には、切り
残し無く一度の加工でワークを切断することのできるプ
ラズマ加工装置におけるワーク切断方法及びプラズマ加
工装置を提供することにある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プラズマ加工装置を使用してワ
ークを切断するには、図１０に示すように、ワークＷの
任意箇所に開けられた切断開始点Ｓよりプラズマトーチ
を、同図中矢印で示す方向に移動させて、該プラズマト
ーチ先端より発生するプラズマアークにより該ワークＷ
を切断して製品１０１を切り落とす。

【０００３】ここでは、図１１に示すように、切断開始
点Ｓと切断終了点Ｅを、ワークＷを切断して形成した切
断溝１０３上でない別の位置に設け、上記製品１０１の
加工を行う、いわゆるオフライン・ピアシング法を採用
してワークＷの切断を行う。

【０００４】具体的には、図１２に示すプラズマトーチ
１０５を切断開始点Ｓから図１０中矢印で示す方向に移
動させながらプラズマトーチ先端よりプラズマアーク１
０７を発生させて上記ワークＷを切断して行き、さらに
プラズマトーチ１０５を該プラズマアーク１０７によっ
て切断して形成した切断溝１０３同士が交差する切落と
し部を通過させて、上記切断終了点Ｅまで移動させるこ
とにより切断加工を終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
切断溝１０３同士が交差する切落とし部では、ワークＷ
を切断し切れずに切り残しを生ずることがあり、上記製
品１０１が前記ワークＷに一部接続した状態になる。例
えば、図１１及び図１２に示すように、上記切落とし部
の開口両端部の上端点をＡ、Ｂ、下端点をＡ´、Ｂ´と
したときに、プラズマアーク１０７はプラズマトーチ１
０５の移動速度に遅れて追従するため、トーチ先端側に
対して尾端側が遅れる。つまり、プラズマアーク１０７
は、トーチ先端側が点Ａに達したときには、尾端側は未
だ点Ａ´に達していない状態にある。

【０００６】そして、上記プラズマトーチ１０５が上記
切落とし部に差し掛かると、トーチ先端側では点Ａから
一瞬にして点Ｂにアークが移り、尾端側では点Ａ´を通
過せずに一気に点Ｂ´まで移ってしまう。そのため、点
Ａ´近傍部（図１２及び図１３の斜線部分）は、プラズ
マアーク１０７によって切断されずに残り、上記ワーク
Ｗから製品１０１を切り離すことができなくなる。特
に、板厚１０ｍｍ以上の厚板とされるステンレス系のワ
ークＷの場合は、上記切り残りによる切断不良が発生し
易い。従って、従来は、切れ残った部分を別工程で切断
している。

【０００７】そこで本発明は、上述の課題を解決すべく
提案されたものであって、切断不良を無くし二次加工を
必要としないプラズマ加工装置におけるワーク切断方法
及びプラズマ加工装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１，３に
おいては、一旦、プラズマトーチを切断溝同士が交差す
る切落とし部を通過させて切断終了点まで移動させた
後、該プラズマトーチを上記切断溝に沿って上記切落と
し部を越えた位置まで戻すようにする。

【０００９】このように、最初にプラズマアークが切落
とし部を通過して切り残しが生じても、プラズマトーチ
を切断溝に沿って再び切落とし部を越えた位置まで戻す
と、行きのプラズマアークの追従遅れが反対向きとな
り、切り残った部分にアークが行き渡る（アークが集中
する）ようになって、該切り残った部分が切断される。

【００１０】本発明の請求項２，４においては、プラズ
マトーチを切断溝同士が交差する切落し部より前の予め
設定した位置と前記切落し部の位置との間の適数の任意
の位置でアークを保持した状態で前記プラズマトーチを
一時停止させた後、前記プラズマトーチを切落し部を越
えて切断終了点まで移動させるようにする。

【００１１】このようにすることによって、切落し部に
おける切れ残りがなく切断される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】本実施形態のプラズマ加工装置は、図１及
び図２に示すように、ワークテーブル１上においてワー
ク（図示は省略する）をクランプするワーククランパ３
を備えている。かかるワーククランパ３は、ワークをク
ランプして該ワークをワークテーブル１上に位置決め固
定するようになっている。

【００１４】そして、このワークテーブル１の上方に
は、図１及び図２に示すように、加工ヘッドであるプラ
ズマトーチ７が移動自在に設けられている。プラズマト
ーチ７は、床面９上に立設されたフレーム１１上におい
て、該床面９に設けられたガイドレール１７に案内され
てＸ軸駆動用サーボモーター１３によりＸ方向に移動自
在とされるビーム部材１５に設けられている。そして、
このプラズマトーチ７は、Ｙ軸駆動用サーボモーター１
９によって、上記ビーム部材１５に沿ってＹ方向に移動
自在とされている。

【００１５】上記プラズマ加工装置には、上記プラズマ
トーチ７をＸ方向及びＹ方向に移動自在に制御する制御
部２１が接続されている。かかる制御部２１では、図３
に示すように、プラズマトーチ７を切断開始点Ｓより矢
印で示すように製品輪郭形状に動かし、プラズマアーク
により切断されて形成された切断溝２３が交差する切落
とし部を通過させて上記切断開始点Ｓとは異なる切断終
了点Ｅまで該プラズマトーチ７を移動させた後、同じ経
路を経て上記プラズマトーチ７を上記切断溝２３に沿っ
て上記切落とし部を越えた位置まで戻すように制御す
る。

【００１６】具体的には、図４及び図６に示すように、
上記切断溝２３同士が交差する切落とし部の開口両端部
の上端点をＡ、Ｂ、下端点をＡ´、Ｂ´、切断開始点を
点Ｓ、切断終了点を点Ｅ、切落とし部を越えた点を点Ｃ
としたときに、プラズマトーチ７を、図５に示すように
点Ｃから点Ａ、点Ｂを通過させて切断終了点Ｅまで一旦
移動させた後、再び点Ｃまで戻す。なお、点Ａから点Ｃ
までの距離Ｌは、少なくとも切断し切れなかった部分を
カバーすることのできる距離とする。

【００１７】上記プラズマトーチ７を切断終了点Ｅから
点Ｃに戻すには、従来のプログラムをＣＡＭ（Computer
Aided Manufacturing）若しくはＧコードの修正にて
修正する。

【００１８】上記制御部２１には、図１及び図２に示す
ように、上記プラズマトーチ７の移動位置を検出し記憶
するための位置記憶手段であるメモリー２５が設けられ
ている。かかるメモリー２５には、上記プラズマトーチ
７が逐次移動するＸ方向及びＹ方向における位置情報が
記憶される。

【００１９】次に、上記プラズマ加工装置を用いたワー
ク切断方法について説明する。

【００２０】先ず、ワーククランパ３によってクランプ
したワークＷを、ワークテーブル１の所定位置に位置決
めする。次に、上記制御部２１からの指令を受けてプラ
ズマトーチ７が、Ｘ軸駆動用サーボモーター１３及びＹ
軸駆動用サーボモーター１９によって上記ワークＷの切
断開始点Ｓに送られる。このとき、プラズマトーチ７の
移動位置をメモリー２５に格納する。

【００２１】そして、プラズマトーチ７は、上記制御部
２１からの指令に応じて図３に示すように矢印で示す方
向に移動せしめられ、上記切落とし部を通過して切断終
了点Ｅへと移動せしめられる。このとき、点Ｃから切断
終了点Ｅへプラズマトーチ７が移動してワークＷがプラ
ズマアーク２９により切断されるが、上述した如く点Ａ
´部分が切断されずに残ってしまうことがある。そこ
で、切断終了点Ｅから再び切断溝２３に沿ってプラズマ
トーチ７をメモリー２５に格納して置いた点Ｃまで戻
す。

【００２２】すると、図６に示すように、このときのプ
ラズマトーチ７から発生するプラズマアーク２９の向き
は、図９に示したように点Ｃから切断終了点Ｅへプラズ
マトーチ７を移動させた場合のプラズマアーク１０７の
向きとは逆向きとなり、トーチ先端側のアークが点Ｂよ
り点Ａに一気に移るが、尾端側は点Ａ´の切り残し部分
（図６の斜線部）をアークが舐めるようにして通過して
行くため、該切り残し部分をこのプラズマアーク２９に
よって切断することができる。

【００２３】このように、プラズマトーチ７を同じ加工
経路を経て切落とし部を越えた位置まで戻して再加工す
るため、最初の加工で切断し切れずに残った部分を切断
することができ、別途切り落とし加工をする必要が無く
なり、ワーク切断加工を簡略化することができる。

【００２４】例えば、上述の実施形態では、切断終了点
Ｅから点Ｃへプラズマトーチ７を戻したが、図４に示す
ように、点Ｃからさらに製品２７に掛からない点Ｄへ戻
すようにしてもよい。または、点Ｃから点Ａにプラズマ
トーチ７を移動させるときに、加工速度を落として点Ａ
で移動速度が零に近い速度となして、切り残し部分を切
断するようにしてもよい。この他、点Ｃから点Ａの間に
インポジションを数ヶ所入れて加工スピードを落とし、
上記切り残し部分を切断するようにしてもよい。

【００２５】また、前記制御部２１では、図３に示すよ
うに、プラズマトーチ７を切断開始点Ｓより矢印で示す
ように製品輪郭形状を動かし、プラズマアークにより切
断されて形成された切断溝２３が交差する切落し部を通
過させる前に、この切落し部より前の予め設定した位置
と前記切落し部の位置との間の任意の位置でアークを保
持した状態でプラズマトーチ７を一時停止させた後、プ
ラズマトーチ７を切落し部を越えて切断終了点まで移動
させるように制御せしめる。

【００２６】具体的には図７および図８に示されている
ように、切断溝２３同士が交差する切落し部の開口端の
上端、下端点をＩ,Ｉ’、切落し部より前の予め設定し
た位置たとえば５ｍｍの位置をＦ点とする。そして、こ
の点Ｉと点Ｆとの間の適数の任意の位置例えばＧ，Ｈ点
でアークを保持した状態でプラズマトーチ７を一時的に
停止せしめる。

【００２７】次いで、切落し部を越えて切断終了点Ｅま
で移動して切断加工せしめることより、切落し部のＩ’
点部に切れ残しをなくすることができる。したがって、
別工程で行っていた切り落としのための二次加工をなく
することができる。

【００２８】上記図７，図８に示した切断加工は、例え
ばＣＡＭ又はＮＣコードで図９に示した加工プログラム
により実行せしめることができる。上記点Ｇ，Ｈの２点
で一時的に停止せしめたが１カ所以上であれば何カ所で
停止せしめるようにしてもよい。この場合にはワークＷ
として軟鋼の厚板に適応可能である。また、アークの遅
れを改善するために、Ｇ００（インポジション）を使っ
て説明したが、Ｇコード、Ｍコードなど他の方法でプラ
ズマトーチ７を一時停止させるようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】本発明の請求項１のプラズマ加工装置にお
けるワーク切断方法によれば、プラズマトーチを切断終
了点まで移動させた後、該プラズマトーチを切断溝に沿
って切落とし部を越えた位置まで戻すようにしているの
で、プラズマトーチを戻したときに切り残した部分を切
断することができ、別工程で行っていた切り落としのた
めの二次加工を無くすことができる。

【００３１】本発明の請求項２のプラズマ加工装置にお
けるワーク切断方法によれば、プラズマトーチを上記切
落し部より前の予め設定した設定位置と前記切落し部の
位置との間の適数の任意の位置でアークを保持した状態
で前記プラズマトーチを一時停止させた後、前記プラズ
マトーチを前記切落し部を越えて切断終了点まで移動さ
せるようにしているので、切落し部における切れ残しが
なく切断せしめることができ、別工程で行っていた切り
落としのための二次加工をなくすることができる。

【００３２】また、本発明の請求項３のプラズマ加工装
置によれば、プラズマトーチの移動位置を検出し記憶す
る位置記憶手段と、該プラズマトーチを切断開始点より
移動させて行って該プラズマアークにより切断されて形
成された切断溝同士が交差する切落とし部を通過させ、
前記切断開始点とは異なる切断終了点まで前記プラズマ
トーチを移動させた後、前記プラズマトーチを前記切断
溝に沿って前記切落とし部を越えた位置まで戻すように
制御する制御部を備えたことにより、切り落としのため
の二次加工をすることなく、一度の加工により切り残し
た部分を切断することができる。

【００３３】本発明の請求項４のプラズマ加工装置にお
けるワーク切断装置によれば、プラズマトーチの移動位
置を検出し記憶する位置記憶手段と、上記プラズマトー
チを切断開始点より移動させて行って上記プラズマアー
クにより切断されて形成された切断溝同士が交差する切
落し部より前の予め設定した設定位置と前記切落し部の
位置との間の適数の任意の位置でアークを保持した状態
で前記プラズマトーチを一時停止させた後、前記プラズ
マトーチを前記切落し部を越えて切断終了点まで移動す
るように制御する制御部を備えたことにより、切落し部
における切り残しがなく切断せしめることができ、別工
程で行っていた切り落としのための二次加工をなくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のプラズマ加工装置を模式的に示す
平面図である。

【図２】本実施形態のプラズマ加工装置を模式的に示す
正面図である。

【図３】ワークを切断するに際してのプラズマトーチの
移動軌跡を示した図である。

【図４】図３に示すプラズマトーチの移動軌跡における
切断溝の交差部分の要部拡大図である。

【図５】プラズマトーチを切断終了点Ｅから再び切落と
し部を越えた位置である点Ｃに戻す図である。

【図６】プラズマトーチを切断終了点Ｅから再び切落と
し部を越えた位置である点Ｃに戻したときのプラズマア
ークの移動軌跡を示す図である。

【図７】図４に代る切断溝の交差部分の要部拡大図であ
る。

【図８】図４において点Ｆから点Ｉへプラズマトーチを
移動させたときの状態を示す図である。

【図９】図４において点Ｆから点Ｉへプラズマトーチを
移動させる加工プログラムの一例である。

【図１０】従来の方法によりワークを切断するに際して
のプラズマトーチの移動軌跡を示した図である。

【図１１】図７に示すプラズマトーチの移動軌跡におけ
る切断溝の交差部分の要部拡大図である。

【図１２】従来の切断方法において、プラズマアークに
より切断されずに切り残し部が生じた様子を示す図であ
る。

【図１３】従来の切断方法において、プラズマアークに
より切断されずに切り残し部が生じた様子を示す要部拡
大図である。

【符号の説明】

１ ワークテーブル ７ プラズマトーチ ２１ 制御部 ２３ 切断溝 ２５ メモリー ２７ 製品 ２９ プラズマアーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマアークを発生するプラズマトー
   チを切断開始点より移動させながら前記プラズマアーク
   によってワークを切断して行き、前記プラズマアークに
   よって切断されて形成された切断溝同士が交差する切落
   とし部を通過させて前記切断開始点とは異なる切断終了
   点まで前記プラズマトーチを移動させるようにして前記
   ワークを切断するプラズマ加工装置におけるワーク切断
   方法において、 上記プラズマトーチを上記切断終了点まで移動させた
   後、前記プラズマトーチを上記切断溝に沿って上記切落
   とし部を越えた位置まで戻すことを特徴とするプラズマ
   加工装置におけるワーク切断方法。
2. 【請求項２】 プラズマアークを発生するプラズマトー
   チを切断開始点より移動させながら前記プラズマアーク
   によってワークを切断して行き、前記プラズマアークに
   よって切断されて形成された切断溝同士が交差する切落
   とし部を通過させて前記切断開始点とは異なる切断終了
   点まで前記プラズマトーチを移動させるようにして前記
   ワークを切断するプラズマ加工装置におけるワーク切断
   方法において、 上記プラズマトーチを上記切落し部より前の予め設定し
   た設定位置と前記切落し部の位置との間の適数の任意の
   位置でアークを保持した状態で前記プラズマトーチを一
   時停止させた後、前記プラズマトーチを前記切落し部を
   越えて切断終了点まで移動させることを特徴とするプラ
   ズマ加工装置におけるワーク切断方法。
3. 【請求項３】 プラズマトーチを移動させながら前記プ
   ラズマトーチ先端より発生するプラズマアークによりワ
   ークを切断するプラズマ加工装置において、 上記プラズマトーチの移動位置を検出し記憶する位置記
   憶手段と、 上記プラズマトーチを切断開始点より移動させて行って
   上記プラズマアークにより切断されて形成された切断溝
   同士が交差する切落とし部を通過させ、前記切断開始点
   とは異なる切断終了点まで前記プラズマトーチを移動さ
   せた後、前記プラズマトーチを前記切断溝に沿って前記
   切落とし部を越えた位置まで戻すように制御する制御部
   を備えたことを特徴とするプラズマ加工装置。
4. 【請求項４】 プラズマトーチを移動させながら前記プ
   ラズマトーチ先端より発生するプラズマアークによりワ
   ークを切断するプラズマ加工装置において、 上記プラズマトーチの移動位置を検出し記憶する位置記
   憶手段と、 上記プラズマトーチを切断開始点より移動させて行って
   上記プラズマアークにより切断されて形成された切断溝
   同士が交差する切落とし部より前の予め設定した設定位
   置と前記切落し部の位置との間の適数の任意の位置でア
   ークを保持した状態で前記プラズマトーチを一時停止さ
   せた後、前記プラズマトーチを前記切落し部を越えて切
   断終了点まで移動するように制御する制御部を備えたこ
   とを特徴とするプラズマ加工装置。