JPH0847777A

JPH0847777A - プラズマ切断機

Info

Publication number: JPH0847777A
Application number: JP7214124A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamaguchi; 義博山口; Atsushi Izui; 敦泉井
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1996-02-20
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JP2641043B2

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマ切断機に係わり、特には、プラズマ
による切断、マーキング、ポンチングを一本のトーチに
より行うことを目的とする。【構成】プラズマガスとして酸素あるいは酸素を含む
ガスまたは窒素を使用し、移行アーク形トーチにより金
属板を切断するプラズマ切断機において、プラズマガス
として切断用ガス（Ｏ2 又はＡｉｒ又はＮ2 ）とマーキ
ング・ポンチング用ガス（ＡｒまたはＡｒ＋Ｈ2 ）とを
適宜切り換えて、切断およびマーキングおよびポンチン
グのいずれ、あるいは、切断とマーキングまたあるいは
切断とポンチングのいずれでも１本の移行アーク形トー
チにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ切断機に
係わり、特には、プラズマによる切断、マーキング、ポ
ンチングを一本のトーチにより行うプラズマ切断機の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術において、特開昭６３−１２
００４５に示すように、プラズマ切断及びマーキングあ
るいはポンチングの両方を実施する場合には、切断用の
プラズマトーチとマーキング・ポンチング用のペンある
いはガス炎による焼き付け用ガストーチ等を切断台車に
並べて搭載している。また、従来ポンチング作業は次の
方法が実用化されている。 1) 切断前の材料に対し穴明け位置や位置合わせのため
に図面や型紙によってケガキを行い、その後にポンチ作
業を行っている。 2) 加工機に切断用トーチ、およびガス式マーキング用
トーチを一定の距離を隔てて搭載し、ＮＣのデータをそ
の量だけシフトし、マーキング用トーチにてポンチする
位置をけがいている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−１２００４５では、切断用のプラズマトーチ以外
にマーキング・ポンチング用のペンあるいはガストーチ
を用意しなければならず、装置が複雑になる。また、切
断する時、切断寸法に対してマーキングあるいはポンチ
の寸法精度が良いことが要求されているが、切断とマー
キングあるいはポンチが別々のトーチで行われるため
に、それぞれのトーチの取り付け精度によっては、切断
寸法とマーキングポンチの位置にズレが生じ、切断製品
の寸法精度が悪くなるという問題がある。また、従来の
ポンチング作業は、1)においては、作業が２工程に分割
されているため、誤差が生じやすく、また、その前後に
要する工数も大きなものとなる。さらに、現在ではＣＡ
Ｄでのプログラミングが主流となってきており、型紙等
をプロッタ、または、手で切るために型紙の温度等によ
る伸縮、マーキング時の誤差および工数が、ともに大き
くなりマーキングあるいはポンチングから切断までの自
動化が望まれている。2)においては、1)項の要望によ
り、マーキングトーチ併設によるＮＣ自動切断方法が実
用化されたが、切断トーチとマーキングトーチは同一化
することが出来ずに並べ設置され、その間隔を正確に調
整測定し、ＮＣデータシフト量として入力、補正する必
要があり、トーチのメンテナンス等で間隔が狂いやす
く、また、間隔の正確な測定も容易では無いため、製品
誤差が大きくなるという問題が生ずる。本発明は上記問
題に着目し、プラズマ切断機に係わり、特には、プラズ
マによる切断、マーキング、ポンチングを一本のトーチ
により行うプラズマ切断機の改良を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明に係る第１の発明では、電極の周囲にプラ
ズマガスを供給すると共に、ノズルからプラズマアーク
を噴射して被切断材を切断するプラズマ切断機におい
て、プラズマガスとして切断用ガスとマーキング・ポン
チング用ガスとを適宜切り換えて、切断およびマーキン
グおよびポンチングのいずれ、あるいは、切断とマーキ
ングまたあるいは切断とポンチングのいずれでも１本の
トーチにより行う構成としたものである。

【０００５】また、第２の発明では、電極の周囲にプラ
ズマガスを供給すると共に、ノズルからプラズアークを
噴射して被切断材を切断するプラズマ切断機において、
切断時およびマーキング時あるいは／およびポンチング
時に電流値を適宜切り換え、１本のトーチにより切断お
よびマーキングあるいは／およびポンチングを行う構成
としたものである。

【０００６】更に、第１の発明を主体とする第３の発明
では、切断用ガスとしてＯ2 又はＡｉｒ又はＮ2 ，マー
キング・ポンチング用ガスとしてＡｒまたはＡｒ＋Ｈ2
としたものである。

【０００７】また、第２の発明を主体とする第４の発明
では、切断用および、マーキング用あるいは／およびポ
ンチング用として別々に電流設定が可能で、切断およ
び、マーキングあるいは／およびポンチングに際しては
それぞれの電流設定値に切り替える構成としたものであ
る。

【０００８】更に、第１あるいは第２の発明を主体とす
る第５の発明では、ポンチングを行う際にメインアーク
発生後、所定時間経過するとアークが停止する構成とし
たものである。

【０００９】そして、第１あるいは第２の発明を主体と
する第６の発明では、ガスの切り換えに際してトーチ内
に残るガスの置換を行うための所要時間のガスパージを
行う構成としたものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、同一のトーチにて切断とポ
ンチングまたは切断とマーキング作業が行えるため、切
断時とポンチング時または切断時とマーキング時の基準
が一致するので製品精度が向上するとともに、従来方法
で掛かっていた工数が大幅に低減できる。また、本発明
ではトーチ、プラズマ電源等の装置をそのまま使用し、
プラズマ電流値が所定の値を越えた時点から所定時間後
に制御装置によりプラズマ電流をＯＦＦとすることによ
りポンチ状凹部跡を付けることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のプラズマ切断機
の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の第１実施例のプラズマ切断機の概略を示す全
体構成断面図である。図１において、移行プラズマアー
クを生ずる移行アーク形トーチ１（以下、プラズマトー
チ１という。）は被切断材２に平行な平面であるＸ軸方
向、Ｙ軸方向および被切断材２に接近・離反するＺ軸方
向に作動する駆動装置３に保持されている。駆動装置３
の作動は被切断材２の形状に合わせて入力装置４より入
力された所定の形状寸法に合わせ、制御装置５により制
御されて作動する。被切断材２は支持台６上に乗せられ
た後に、所定位置を固定され支持される。

【００１２】プラズマトーチ１には、プラズマ電源７よ
りそれぞれ被切断材２を切断するに適する電流が制御装
置５からの指令により送られる。プラズマ電源７より適
宜な電流値が出力されるように、制御装置５からの指令
値は入力装置４から入力される。また、プラズマトーチ
１には、ガス切り換え装置８を介して、切断用ガスボン
ベ装置９およびマーキング・ポンチング用ガスボンベ装
置１０に接続されている。なお、このとき、マーキング
・ポンチング用ガスボンベ装置１０はそれぞれマーキン
グ用ガスボンベ装置１０ａとポンチング用ガスボンベ装
置１０ｂの装置に分けて設けても良い。

【００１３】切断用ガスボンベ装置９には、切断用ガス
として、例えば、Ｏ2 又はＡｉｒ又はＮ2 が収納されて
いる。マーキング・ポチング用ガスボンベ装置１０に
は、マーキング・ポチングガスとして、例えば、Ａｒま
たはＡｒ＋Ｈ2 が収納されている。

【００１４】ガス切り換え装置８は、後述するように切
断用ガスとマーキング・ポチング用ガスとを適宜切り換
える機構を有し、切断及びマーキングあるいは／および
ポンチング（以下マーキング・ポンチングと記す。）に
際してはそれぞれに適したガスにするためガスの切り換
えを行うとともに、切り換え時にガスのパージを行う。
さらに、制御装置５はプラズマ起動時の電流値、立ち上
がり時間等の制御、あるいは、プラズマアークに流す出
力電流の設定値を切断とマーキングポンチングで切り換
え可能な機能を有する。さらにまた、制御装置５にはプ
ラズマ電源７の発する電流のプラズマ電流値のモニター
２０が装着されている。また、制御装置５には上記のプ
ラズマ起動時の電流値等を入力する入力装置４が付いて
いる。

【００１５】ガス切り換え装置８は、一例として、図２
に示すような電磁切換弁１１が用いられており、入力ポ
ート１１ａは切断用ガスボンベ装置９に、他の入力ポー
ト１１ｂはマーキング・ポチング用ガスボンベ装置１０
に、出力ポート１１ｃは流量制御弁１２を介してプラズ
マトーチ１に、各々接続されている。

【００１６】また、他の一例として、図３に示すような
電磁切換弁１５を用いて、入力ポート１５ａは切断用ガ
スボンベ装置９に、他の入力ポート１５ｂはマーキング
・ポチング用ガスボンベ装置１０に、出力ポート１５ｃ
は流量制御弁１２、フイルタ−１２ａを介してプラズマ
トーチ１に、さらに、中立入力ポート１５ｄは切り換え
時にガスをパージする空気を発生する圧縮機１６に、各
々接続されている。

【００１７】上記構成において、次に作動を説明する。
まず、マーキング、ポンチングに際して、制御装置５よ
りガス切換信号がガス切り換え装置８に入力され、電磁
切換弁１１および流量制御弁１２等が作動し、マーキン
グ・ポチング用ガスがプラズマトーチ１に所定の流量供
給される。このとき、トーチ１内に残るガスを全て置換
するために所定時間ガスパージを行う。

【００１８】次に、制御装置５からの指令によりプラズ
マ電源７が動作を開始し、プラズマアークが発生する。
この時の出力電流値はマーキング・ポンチングに適した
電流値になるように制御装置５からプラズマ電源７に信
号が送られる。その後、プログラムに従い制御装置５の
指令により駆動装置３が作動し、被切断材２の所定位置
にプラズマトーチ１のアークによりマーキング・ポンチ
ングが実施される。

【００１９】マーキング・ポンチング終了後に、制御装
置５よりガス切換信号がガス切り換え装置８に入力さ
れ、電磁切換弁１１および流量制御弁１２等が作動し、
入力ポート１１ａと出力ポート１１ｃとが接続されて、
ガスを切断用ガスのＯ2 又はＡｉｒ又はＮ2 に切り換
え、そしてガスパージを行なう。ガスパージを行った後
に、制御装置５により電流設定を切断用に切り換え、被
切断材２の所定位置をプラズマトーチ１のアークにより
切断を行う。

【００２０】図４は、ポンチングの一例を示し、プラズ
マ電源をＯＮ下後に、材料による設定レベル、電流値等
による所定時間Ｔａ後に、所定レベルに電流値が達した
ときからＴ時間後に、例えば、２ｓｅｃ後にプラズマ電
流をＯＦＦとすることにより、簡単に切断線（製品外
形）に対して、ポンチ状凹部跡を付けることができる。

【００２１】図５にマーキング・ポンチングおよび外周
切断したサンプル材の写真を示し、表１にそれぞれの条
件を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記実施例の図５ではマーキングが明確に
なるように複雑な形状を描き、切断は外周を四角に切断
しただけであるが、実際の型切断の作業においては、製
品の形状により、もっと複雑な切断が行われる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切断とポンチング又は切断とマーキングは同一のトーチ
で行えるため、用途別トーチを２本持つタイプのような
取付時、使用時の煩わしさおよび用途別トーチ間の距離
測定、使用時のトーチ間の位置ズレが無くワークの外形
寸法に対して、ポンチング（又はマーキング）位置の狂
いが無くなり、装置が簡単になるとともに精度が向上す
るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ切断機の１実施例を示す全体
構成図。

【図２】本発明のプラズマ切断機のガス切換装置の一実
施例を示す図。

【図３】本発明のプラズマ切断機のガス切換装置の他の
一実施例を示す図。

【図４】本発明のプラズマ切断機のポンチングの時間と
電流の関係を示す図。

【図５】本発明のプラズマ切断機のポンチングの跡を示
す金属表面の写真。

【図６】本発明の図５の要部拡大写真。

【符号の説明】

１…プラズマトーチ、２…被切断材、３…駆動装置、４
…入力装置、５…制御装置、７…プラズマ電源、８…ガ
ス切り換え装置、９…切断用ガスボンベ装置、１０…マ
ーキング・ポンチング用ガスボンベ装置、１１，１５…
電磁切換弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極の周囲にプラズマガスを供給すると
共に、ノズルからプラズマアークを噴射して被切断材を
切断するプラズマ切断機において、プラズマガスとして
切断用ガスとマーキング・ポンチング用ガスとを適宜切
り換えて、切断およびマーキングおよびポンチングのい
ずれ、あるいは、切断とマーキングまたあるいは切断と
ポンチングのいずれでも１本のトーチにより行うことを
特徴とするプラズマ切断機。
【請求項２】電極の周囲にプラズマガスを供給すると
共に、ノズルからプラズアークを噴射して被切断材を切
断するプラズマ切断機において、切断時およびマーキン
グ時あるいは／およびポンチング時に電流値を適宜切り
換え、１本のトーチにより切断およびマーキングあるい
は／およびポンチングを行うことを特徴とするプラズマ
切断機。
【請求項３】請求項１において、切断用ガスとしてＯ
2 又はＡｉｒ又はＮ2 ，マーキング・ポンチング用ガス
としてＡｒまたはＡｒ＋Ｈ2 であることを特徴とするプ
ラズマ切断機。
【請求項４】請求項２において、切断用および、マー
キング用あるいは／およびポンチング用として別々に電
流設定が可能で、切断および、マーキングあるいは／お
よびポンチングに際してはそれぞれの電流設定値に切り
替えることを特徴とするプラズマ切断機。
【請求項５】請求項１あるいは請求項２において、ポ
ンチングを行う際にメインアーク発生後、所定時間経過
するとアークが停止することを特徴とするプラズマ切断
機。
【請求項６】請求項１あるいは請求項２において、ガ
スの切り換えに際してトーチ内に残るガスの置換を行う
ための所要時間のガスパージを行うことを特徴とするプ
ラズマ切断機。