JPS60152B2 - ３次元曲線切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被切断材の表面及び裏面の切断線に倣ってけが
かれたけがき線を追跡する検出器の検出信号によって切
断トーチを傾斜及び移動させて３次元曲線切断を行なう
３次元曲線切断装置に関する。

従来、水車の羽根のごとく厚板材でその端面が第１図に
示すような３次元曲線加工の要求されるものの切断には
ＮＣ装置を用いたり、あるいは第２図に示すごとく、被
切断材０１の表裏面にそれぞれ監視人がいて表面のけが
き線０２をＡ者が追い、裏面のＢ者が裏面のけがき線０
３と切口０４との差△ｘに相当する分だけ切断トーチ０
５の角度を調整して切断を行なっていた。

しかし、ＮＣ装置は高価過ぎる欠点があり、また、上託
した切断方法ではガスあるいはプラズマ切断等による安
価装置で良いが作業者が２名必要であり、作業者が熟練
していても切断面は凹凸となるなどの欠点を有している
。また、切断面が溶接関先の場合は凹凸が生じていると
溶接条件の変動を伴い溶接欠陥を誘引したりすることも
ある。本発明は上記した従来の３次元曲線切断における
欠点を解消し、安価でしかも容易に３次元曲線切断の行
なえる装置を得ることを目的とし、その構成は、被切断
材の切断進行方向に相対移動し且つ切断進行方向に直角
な横方向に移動し得る支持部材に、円弧状の案内面を有
するガイド材を固定すると共に前記被切断材熔断用の切
断トーチを当該切断トーチが前記案内面に沿って摺動し
て前記横方向において煩斜角度を変化するように前記ガ
イド材に取付け、前記切断トーチに対して平行な駆動リ
ンクを前記支持部材と一体的に取付けられたアームに回
動自在にピン止めすると共に切断トーチと当該駆動リン
クとを連結リンクで結合し、前記被切断材の表面の切断
線に倣ってけがかれたけがき線を追跡する表面位置検出
器を前記支持部材と一体的に取付けると共に被切断材裏
面上の切断線に倣ってけがかれたけがき線を追跡する裏
面位置検出器を前記横方向に移動自在に前記アームに取
付け、前記裏面位置検出器と前記駆動リンクとを係合し
て前記裏面位置検出器の横方向移動により前記切断トー
チによる表面切断位置を不変としつつ切断トーチの傾斜
角度のみを変化するようにしたことを特徴とする。

次に本発明の実施例を図面に示し、図面に基づいて実施
例を詳細に説明する。

尚、図面において、紙面に平行な左右方向を横方向く左
右方向）、紙面に垂直な方向を前後方向とする。水平に
設置されたレール１に台車２が該レール１１こ沿って前
後方向（切断方向）に移動自在に取付けられており、こ
の台車２にアーム３が水平に取付けられている。一端を
前記台車２に取付け他の一端を前記アーム３の先端に取
付けた補強材４によってアーム３は補強されると共に水
平に保たれる。アーム３には左右に移動可能にスライド
６が取付けられている。このスライド６と一体となって
いるモー夕取付台７にサーボモータ８が設置されており
、該サーボモータ８の駆動軸にウオーム９が取付けられ
ている。このウオーム９に噛合するウオームホィール１
川まスライド６に支持されかつ前記アーム３側面に取付
けられたラック５に噛み合う。従って、サーボモータ８
の駆動によってスライド６は左右に移動する。このスラ
イド６にねじ軸１４によって支持されている支持部材１
３には表面高さ位置検出センサー１を固定した半円形の
角度調整用ガイド（以下ガイドと略す）１２が固定され
ている。前記ねじ軸１４はスライド６の上側に水平に設
けられたウオームホィール１５に連結しており、このウ
オームホィール１５は前記モータ取付台７上に設置され
ているサーボモーター６の駆動軸に取付けたゥオーム１
７と噛み合っている。従って、サーボモータ１６が駆動
すれば前記ガイド１２は上下動する。前記表面高さ位置
検出センサー１はガイド１２の中心より距離ｍ離れた所
に固定されており、前記ガイド下方に設置される被切断
材１８表面からの距離を検出し、また、被切断材１８表
面の検出用の塗料を塗布した切断位置検出用のけがき線
を追跡し、それらの検出信号を前記サーボモータ８，１
６に送りサーボモー夕８，１６を作動させる。ガイド１
２の案内面である円弧状の上側面及び下側面に沿つて移
動するガイドローラ１９，２０，２１を備えた切断トー
チ保持板２２が前記ガイド１２に設置されている。この
切断トーチ保持板２２に切断トーチ２３が取付けられて
いるので切断トーチ２３は前記ガイド１２に沿って円弧
運動し傾斜角度を自在に変更できるようになっている。
切断トーチ保持板２２の上下２箇所に同一長さで平行な
連結リンク２４，２５の一端がそれぞれ回動自在にピン
止めされている。この節点をｂ点、ｃ点とする。連結リ
ンク２４，２５の他の一端は前記切断トーチ２３と平行
な駆動リンク２６に回動自在にピン止めされている。こ
の節点をｆ点、ｅ点とするとこれらのリンク２４，２５
，２６及び前記切断トーチ保持板２２との間にはｃｂ＝
花、ｃｆ＝はの関係がありこれらのリンクは平行四辺形
リンク機構となっている。前記駆動リンク２６の延長上
の１点は前記ガイド１２と一体となっているアーム１２
ａに回動自在にピン止めされている。この節点ｄ点は前
記リンク機構の支点となっている。前記アーム１２ａよ
り下方に延びている垂直アーム１２ｂの下端には側面に
ラック２７を取付けた支持棒２８が水平に支持されてい
る。前記被切断材１８の裏面にけがかれ検出用の塗料を
塗布した切断位置検出用のけがき線を追跡する裏面位置
検出センサ２９が前記支持棒２８の先端に保持されてい
る。裏面位置検出センサ２９はボルト３０１こよって固
定されているのでボルト３０を調節することによって被
切断材１８の板厚ｔに応じて裏面位置検出センサ２９の
取付位置を選定できる。支持棒２８には裏面位置検出セ
ンサ２９と平行に伝達棒３１が取付けられている。この
伝達棒３１の上端は前記駆動リンク２６の下端に取付け
た長孔を有する連結具３２に係合しており、前記裏面位
置検出センサ２９の左右の動きをリンク２４，２５，２
６及び切断トーチ２３に伝える。連結具３２と伝達棒３
１との係合点をｉ点とする。伝達棒３１は前記位置検出
センサ２９同機に取付位置を調整するボルト３３によっ
て支持榛２８に固定されている。前記垂直アーム１２ｂ
の下端にはサーボモータ３４が固定されており、このサ
ーボモータ３４の駆動軸にはゥオーム３５が取付けられ
ている。このウオーム３５に噛み合いかつ前記支持榛２
８側面のラック２７に噛み合うウオームホィール３６は
垂直アーム１２ｂの下端に支持されている。従って、サ
ーボモータ３４の駆動によって前記支持棒２８は左右に
移動する。このサーボモータ３４は前記裏面位置検出セ
ンサ２９のけがき線の追跡による検出信号によって作動
される。次に本実施例を用いた作業例を説明する。第３
図は被切断材１８の表面に垂直な方向に対して角度８便
いた切断をする場合の例を示す。

被切断材１８の表裏面には切断線ａ，ｉがけがかれてい
る。切断線ａ，ｊより距離ｍ離れた所に位置検出用のけ
がき線ｇ，ｈが前記切断線ａ，１に倣ってけがかれてお
り、これらのけがき線ｇ，ｈ上に表面高さ位置検出セン
サ１１による位置検出用の塗料が塗布されている。この
塗料は位置検出センサの種類に応じたものが使用される
。被切断材１８は表面高さ位置検出センサー１と裏面位
置検出センサ２９との間に水平にかつ切断線ａがガイド
１２の中心線の延長と一致し、けがき線ｇが表面高さ位
置検出センサ１１の下にくるように設置される。表面の
けがき線ｇと裏面のけがき線ｈとは距離ｎだけ、即ち切
断角度８だけずれている。従って、裏面けがき線ｈ‘こ
裏面位置検出センサ２９を合わせれば伝達榛３１も移動
し駆動リンク２６は角度８煩く。駆動リンク２６が角度
８傾け‘ま平行四辺形リンク機構の駆動リンク２６に平
行なりンクとなっている切断トーチ保持板２２も角度８
傾き切断トーチ保持板２２に取付けられている切断トー
チ２３の中心線延長が前記切断線ａと一致する。表面高
さ位置検出センサ１１がけがき線ｇを、裏面位置検出セ
ンサ２９がけがき線ｈを追跡して行けば、各センサ１１
，２９の動きもこ伴って各サーボモータ８，１６，３４
が作動しガイド１２または切断トーチ２３を正確に移動
させるので３次元ならい切断が行なえる。けがき線ｇ，
ｈの追跡は各センサ１１，２９がけがき線ｇ，ｈ上に塗
布された塗料を確認することによって行なわれる。この
切断においてリンク機構の各節点と切断線ａ，ｉけがき
線ｇ，ｈとの間には、ａｄ＝ｄｅ、比＝ｅｆ、ｃｆ＝戊
、ａｊ＝劫＝ｄｉの関係がある。従って、被切断材１８
は定められた高さに設置されなければならないが、高さ
は表面高さ位置検出センサー１の高さ調整機能によって
△×を測定してサーボモータ８を駆動しガイド１２を上
下動させることによって行なわれる。第４図は被切断材
１８を表面に対して垂直な方向に切断する場合の例を示
すものである。

被切断材１８の表裏面に切断線ａ，ｊがけがかれており
、これらの切断線ａ，ｉより距離ｍ離れた所に切断線ａ
，ｊに平行に位置検出用のけがき線ｇ，ｈがけがかれて
いる。

これらのけがき線ｇ，ｈ上には前例と同様に塗料が塗布
されている。被切断材１８は表面高さ位置検出センサー
１と裏面位置検出センサ２９との間に水平に設置される
。この時、切断線ａ，ｉは切断トーチ２３の中心線の延
長上にあり、けがき線ｇ，ｈ‘ま表面高さ位置検出セン
サー１と裏面位置検出センサ２９との延長上にある。従
って、けがき線ｇ，ｈと節点ｄ，ｉとの間にはｇｄ＝ｈ
ｉの関係があり駆動リンク２６は被切断材１８表面に対
して垂直となる。切断トーチ保持板２２、リンク２４，
２５，２６が平行四辺形リンク機構であるためｃｄ即ち
切断トーチ保持板２２がガイド１２上で被切断材１８の
表面に対して垂直となる。以上の状態で被切断材１８を
垂直に切断することができる。以上実施例を掲げて詳細
に説明したように本発明の切断装置によれば次のような
効果がある。

ガス切断あるいはプラズマ切断により厚板の３次元曲線
の切断をスムーズに行なうことができる。従来、作業者
２名で行なっていた作業を１名でできるので省力化が図
れる。切断精度向上により開先任上加工工程数を低減す
ることができる。関先幅の変動が少なくできるので溶接
条件の設定が容易となる。安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は３次元曲線加工を示す斜視図、第２図は従来の
３次元曲線切断を示す平面図、第３図は本発明の一実施
例を示す正面図、第４図は第３図に示した実施例を用い
た作業例を示す正面図である。 図面中、１はしール、２は台車、３はアーム、６はスラ
イド、１１は表面高さ位置検出センサ、１２は角度調整
用ガイド、１２ａはアーム、１２ｂは垂直アーム、１３
は支持部村、１８は被切断材、１９，２０，２１‘まガ
イドローラ、２２は切断トーチ保持板、２３は切断トー
チ、２４，２５は連結リンク、２６は駆動リンク、２８
は支持棒、２９は裏面位置検出センサ、３１は伝達棒で
ある。 帯ｌ図 帯２図 荒３図 帯４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被切断材の切断進行方向に相対移動し且つ切断進行
   方向に直角な横方向に移動し得る支持部材に円弧状の案
   内面を有するガイド材を固定すると共に前記被切断材溶
   断用の切断トーチを当該切断トーチが前記案内面に沿っ
   て摺動して前記横方向において傾斜角度を変化するよう
   に前記ガイド材に取付け、前記切断トーチに対して平行
   な駆動リンクを前記支持部材と一体的に取付けられたア
   ームに回動自在にピン止めすると共に切断トーチと当該
   駆動リンクとを連結リンクで結合し、前記被切断材の表
   面の切断線に倣ってけがかれたけがき線を追跡する表面
   位置検出器を前記支持部材と一体的に取付けると共に被
   切断材裏面上の切断線に倣ってけがかれたけがき線を追
   跡する裏面位置検出器を前記横方向に移動自在に前記ア
   ームに取付け、前記裏面位置検出器と前記駆動リンクと
   を係合して前記裏面位置検出器の横方向移動により前記
   切断トーチによる表面切断位置を不変としつつ切断トー
   チの傾斜角度のみを変化するようにしたことを特徴とす
   る３次元曲線切断装置。