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JP4878985B2 - Thermal cutting machine and thermal cutting method - Google Patents
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Description

本発明は、プラズマ切断機に代表されるような熱切断機に関し、特に、母材からノズルまでの距離を設定するための技術に関する。   The present invention relates to a thermal cutting machine represented by a plasma cutting machine, and more particularly to a technique for setting a distance from a base material to a nozzle.

プラズマ切断を例にとって説明すると、プラズマ切断では、母材(被接断部材)表面からプラズマトーチ先端(ノズル)までの距離(以下、「スタンドオフ」)を適正値で一定に保つことが、良好な切断品質を得る上で重要である。一定スタンドオフを維持するための制御方法としては、スタンドオフの大小に従ってアーク長が増減することで変化するアーク電圧を利用する制御方法(AVC(Arc Voltage Control又はAutomatic Voltage Control)と呼ばれている)が一般的である。   Taking plasma cutting as an example, in plasma cutting, it is good to keep the distance from the surface of the base material (contacted member) to the tip of the plasma torch (nozzle) (hereinafter “stand-off”) at an appropriate value. It is important to obtain a good cutting quality. A control method for maintaining a constant standoff is called a control method (AVC (Arc Voltage Control or Automatic Voltage Control)) that uses an arc voltage that changes as the arc length increases or decreases according to the magnitude of the standoff. ) Is common.

AVCにおけるプラズマアーク切断の工程では、アークが発生すればアーク電圧によりスタンドオフを検出することができるが、アーク発生前には当然アーク電圧を利用できない。そこで、切断開始時は、まず、母材の高さ(鉛直位置)が測定され、その母材の鉛直位置からノズルを所定の距離だけ離間させることにより、適正なスタンドオフが設定される。このときのプラズマトーチの高さ(以下、「トーチ高」)が、初期トーチ高である。母材の高さを測定する方法としては、以下のようなものが知られている。すなわち、ノズルと母材との間に、数ボルトの電圧を印加し、ノズルと母材が接触したときに、ノズルと母材との間に電流が流れたこと(又は電圧が低下したこと)を検出することを利用して、母材の高さを測定するものである。また、位置センサを利用して母材の高さを測定するものも知られている(特許文献1)。   In the plasma arc cutting process in AVC, if an arc is generated, the standoff can be detected by the arc voltage, but naturally the arc voltage cannot be used before the arc is generated. Therefore, at the start of cutting, first, the height (vertical position) of the base material is measured, and an appropriate standoff is set by separating the nozzle from the vertical position of the base material by a predetermined distance. The height of the plasma torch at this time (hereinafter, “torch height”) is the initial torch height. The following methods are known as methods for measuring the height of a base material. That is, when a voltage of several volts was applied between the nozzle and the base material, and when the nozzle and the base material contacted, a current flowed between the nozzle and the base material (or the voltage decreased). The height of the base material is measured by detecting. Moreover, what measures the height of a base material using a position sensor is also known (patent document 1).

切断工程におけるスタンドオフは、母材の板厚により変化し、また、板厚が同じであっても母材の傾きや反り等によって変化するので、初期トーチ高は、1つの切断工程を終えて新たに切断を開始する毎に設定される必要がある。   The stand-off in the cutting process changes depending on the thickness of the base material, and even if the thickness is the same, it changes depending on the inclination and warpage of the base material. Therefore, the initial torch height ends after one cutting process. It must be set every time a new cutting is started.

特開2001−198679JP 2001-198679 A

上記のような初期トーチ高の設定方法は、母材から製品を単に切り出すような通常の切断(1パス目の切断)では有効である。しかし、製品にある種の開先加工を施す場合のように、1パス目の切断で製品を母材から切り出した後、その切り出された製品に対して更なる切断(2パス目の切断又はそれ以降の切断)が必要となる状況では、不具合が生じる。   The initial torch height setting method as described above is effective in normal cutting (cutting in the first pass) in which a product is simply cut out from the base material. However, after the product is cut out from the base material by cutting in the first pass, as in the case where some kind of groove processing is performed on the product, the cut product is further cut (cut in the second pass or In situations where subsequent cutting) is necessary, a malfunction occurs.

この不具合について、図1及び図2を参照して説明する。図1に示すように、1パス目の切断が終わった後、2パス目の切断の対象となる製品104は、母材103から完全に切り離されている。ここで、母材103が載置される切断テーブルの上面は、それまで行われた切断により、ドロス付着や溶け落ちにより凹凸がある。そのため、製品104の高さは、母材103の高さからずれることがある。   This problem will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, after the cutting of the first pass is finished, the product 104 to be cut in the second pass is completely separated from the base material 103. Here, the upper surface of the cutting table on which the base material 103 is placed has irregularities due to dross adhesion or melting due to the cutting performed so far. For this reason, the height of the product 104 may deviate from the height of the base material 103.

一方、2パス目の切断開始に当たっては、製品104の端面からいきなり切り込むと製品104に傷が出来たりするため、2パス目の切断は、母材103側にて開始し、そこから1パス目の切断溝105を横切って製品104に切り込むというやり方をする。従って、2パス目の切断ラインは、製品104における切断ラインを母材103側まで延長したものとなる。例えば、図1に示すように、母材103側のA点とB点やA’点とB’点とをそれぞれ結んだ破線が、2パス目の切断ライン106となる。   On the other hand, when starting the second pass cutting, if the product 104 is suddenly cut from the end face, the product 104 may be damaged, so the second pass cutting is started on the base material 103 side and the first pass from there. The product is cut into the product 104 across the cutting groove 105. Therefore, the cutting line in the second pass is an extension of the cutting line in the product 104 to the base material 103 side. For example, as shown in FIG. 1, broken lines connecting points A and B on the base material 103 side, and points A ′ and B ′ are the cutting lines 106 in the second pass.

図2(a)は、A点とB点とを結んだ2パス目の切断ライン106における断面図である。同図からわかるように、1パス目の切断溝105を境に、A点側の母材103に対して製品104が低くなっている。そのため、A点から切断を開始した場合、母材103に対して一定のスタンドオフ201を維持しながら移動してきたプラズマトーチ101は、製品104へ移動した瞬間、製品104に対するスタンドオフが遠すぎてしまうことになる。また、図2(b)は、A’点とB’点とを結んだ2パス目の切断ライン106における断面図である。この場合は、同図(a)とは逆に、1パス目の切断溝105を境に、A’点側の母材103に対して製品104が高くなっている。そのため、A’点から切断を開始した場合、母材103に対して一定のスタンドオフ201を維持しながら移動してきたプラズマトーチ101は、製品104へ移動した瞬間、製品104に対するスタンドオフが近すぎてしまうことになる。さらに、この場合は、状況によっては、製品104にプラズマトーチ101が衝突してしまう。   FIG. 2A is a cross-sectional view of the cutting line 106 in the second pass connecting the points A and B. FIG. As can be seen from the figure, the product 104 is lower than the base material 103 on the point A side, with the cutting groove 105 in the first pass as a boundary. Therefore, when cutting is started from point A, the plasma torch 101 that has moved while maintaining a certain standoff 201 with respect to the base material 103 is too far from the product 104 at the moment it moves to the product 104. Will end up. FIG. 2B is a cross-sectional view of the second-pass cutting line 106 connecting the points A ′ and B ′. In this case, the product 104 is higher than the base material 103 on the A ′ point side, with the cutting groove 105 in the first pass as a boundary, contrary to FIG. Therefore, when cutting is started from point A ′, the plasma torch 101 that has moved while maintaining a certain standoff 201 with respect to the base material 103 is too close to the product 104 at the moment it moves to the product 104. It will end up. Further, in this case, the plasma torch 101 collides with the product 104 depending on the situation.

このように、2パス目又はそれ以降の切断では、切断が開始される母材103と製品104との間に高低差があるために、製品104の切断が始まったところで、スタンドオフが不適切な値となってしまう。上記のような初期トーチ高の設定方法は、あくまでも切断開始点、すなわち母材103において、スタンドオフが適正値になるようにトーチ高を設定するものであり、上記のような問題については考慮していない。   In this way, in the second pass or subsequent cuts, there is a difference in height between the base material 103 where the cutting is started and the product 104, so that the standoff is inappropriate when the cutting of the product 104 starts. Value. The initial torch height setting method as described above is to set the torch height so that the standoff becomes an appropriate value at the cutting start point, that is, the base material 103, and the above problems are considered. Not.

従って、本発明の目的は、開先加工を施す場合のように、2パス目又はそれ以降の切断が必要となるときに、適正なスタンドオフを維持しながら2パス目又はそれ以降の切断を行えるようにすることである。   Therefore, the object of the present invention is to cut the second pass or later while maintaining an appropriate stand-off when the second pass or later is required as in the case of performing groove processing. Is to be able to do it.

本発明の一つの態様に従う熱切断機は、1パス目の切断により母材から製品を切り出して、前記1パス目の切断より後の2パス目の切断で前記母材側から切断を開始して前記1パス目の切断により生じた切断溝を通り越して前記切り出した製品を切断する熱切断機において、トーチの位置を制御するトーチ制御手段と、前記製品上にある少なくとも1つの所定の位置における製品の高さと、前記母材上にある2パス目の切断の開始位置における母材の高さとを計測する高さ計測手段とを備え、前記トーチ制御手段は、前記2パス目の切断において、その切断ラインに沿ってトーチを移動させる中で、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記高さ計測手段が計測した前記製品の高さと前記母材の高さとの差分に基づいて、前記トーチの高さを変更する。   The thermal cutting machine according to one aspect of the present invention cuts a product from a base material by cutting a first pass, and starts cutting from the base material side by cutting a second pass after the cutting of the first pass. And a torch control means for controlling the position of the torch, and at least one predetermined position on the product in a thermal cutting machine for cutting the cut product through the cutting groove generated by the cutting of the first pass A height measuring means for measuring the height of the product and the height of the base material at the cutting start position of the second pass on the base material, the torch control means in the second pass cutting, While moving the torch along the cutting line, when the torch reaches the cutting groove, based on the difference between the height of the product and the height of the base material measured by the height measuring means, Of the torch To change the of.

好適な実施態様では、前記トーチ制御手段は、前記製品の高さが前記母材の高さよりも低い場合は、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記トーチを鉛直下向きに前記差分だけ移動させ、前記製品の高さが前記母材の高さよりも高い場合は、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記トーチを鉛直上向きに前記差分だけ移動させてもよい。   In a preferred embodiment, when the height of the product is lower than the height of the base material, the torch control means moves the torch vertically downward by the difference when the torch reaches the cutting groove. If the product is moved and the height of the product is higher than the height of the base material, the torch may be moved vertically upward by the difference when the torch reaches the cutting groove.

好適な実施態様では、前記製品の高さが測定される所定の位置は、前記2パス目の切断ライン上の最も切断開始位置寄りの点又はその点に近接する所定の領域から選択された点であってもよい。   In a preferred embodiment, the predetermined position at which the height of the product is measured is a point selected from a point closest to the cutting start position on the cutting line of the second pass or a predetermined area close to the point. It may be.

本発明により、開先加工を施す場合のように、2パス目又はそれ以降の切断が必要となるときに、適正なスタンドオフを維持しながら2パス目又はそれ以降の切断を行えるようになる。   According to the present invention, when the second pass or later is required as in the case of performing groove processing, the second pass or later can be cut while maintaining an appropriate stand-off. .

以下、プラズマ切断機に適用された本発明の一実施形態に係る熱切断機について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a thermal cutting machine according to an embodiment of the present invention applied to a plasma cutting machine will be described with reference to the drawings.

図3は、本実施形態に係るプラズマ切断機301の構造を示した斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the plasma cutting machine 301 according to the present embodiment.

切断テーブル302に母材103たる鋼板が水平に載置される。切断テーブル302に対して、Yキャリッジ305がY方向へ水平移動できるように設置されている。このYキャリッジ305からX方向へガイドレール303が張り出し、このガイドレール107上を水平にX方向へXキャリッジ304が移動できるようになっている。Xキャリッジ304には、Z(鉛直)方向へ移動するZキャリッジ306が取付けられ、このZキャリッジ306に、プラズマトーチ101が真下を向いて固定されている。   A steel plate as the base material 103 is placed horizontally on the cutting table 302. A Y carriage 305 is installed so as to be horizontally movable in the Y direction with respect to the cutting table 302. A guide rail 303 projects from the Y carriage 305 in the X direction, and the X carriage 304 can move horizontally on the guide rail 107 in the X direction. A Z carriage 306 that moves in the Z (vertical) direction is attached to the X carriage 304, and the plasma torch 101 is fixed to the Z carriage 306 facing downward.

プラズマトーチ101は、母材103を切断している間、上記のキャリッジ304、305、306からなるXYZ移動系統によって、母材103に対し一定のスタンドオフを保った状態で、製品104の形状に合った加工ラインに沿ってX及びY方向へ水平移動させられる。   While the base material 103 is being cut, the plasma torch 101 is shaped into the shape of the product 104 while maintaining a certain standoff with respect to the base material 103 by the XYZ moving system including the carriages 304, 305, and 306. It is horizontally moved in the X and Y directions along the matched processing line.

図4は、本実施形態に係るプラズマ切断機301の機能ブロック図である。   FIG. 4 is a functional block diagram of the plasma cutting machine 301 according to the present embodiment.

本実施形態に係るプラズマ切断機301は、コントローラ401と、トーチ制御機構402と、電源403と、ガス供給系統404とを備える。   The plasma cutting machine 301 according to the present embodiment includes a controller 401, a torch control mechanism 402, a power supply 403, and a gas supply system 404.

コントローラ401は、プラズマ切断機301の全体の制御を行う。例えば、コントローラ401は、電源403を起動し、ガス供給系統404からガスを供給させて、プラズマトーチ101からプラズマアーク102を発生させる。また、コントローラ401は、プラズマアーク102を発生させた状態で、トーチ制御機構402を操作することにより、予めプログラムされたXY系の軌跡に沿って、プラズマトーチ101を移動させて、母材103を切断する。この際、コントローラ401は、AVCによる高さ倣いにより、プラズマトーチ101を鉛直方向に移動させて調整し、適正なスタンドオフが保たれるようにする。   The controller 401 controls the entire plasma cutting machine 301. For example, the controller 401 activates the power supply 403, supplies gas from the gas supply system 404, and generates the plasma arc 102 from the plasma torch 101. In addition, the controller 401 operates the torch control mechanism 402 in a state where the plasma arc 102 is generated, thereby moving the plasma torch 101 along a pre-programmed XY system trajectory, thereby moving the base material 103. Disconnect. At this time, the controller 401 adjusts the plasma torch 101 by moving the plasma torch 101 in the vertical direction by following the height by the AVC so that an appropriate stand-off is maintained.

また、コントローラ401は、母材103から製品104を切り出すための1パス目の切断を開始する前に、母材103の高さを測定する。すなわち、上述したように、ノズルと母材103との間に一定の電圧を印加しておき、ノズルと母材103とを接触させてその電圧の変化を検出する方法、又は位置センサを利用する方法等により、母材103の高さが測定される。この測定された母材103の高さに基づいて、コントローラ401は、1パス目の切断のための初期トーチ高を決定する。例えば、初期トーチ高は、母材103の高さに、予め保持しているスタンドオフの適正値を加えたものとして決定される。   Further, the controller 401 measures the height of the base material 103 before starting the first-pass cutting for cutting out the product 104 from the base material 103. That is, as described above, a method of detecting a change in voltage by applying a constant voltage between the nozzle and the base material 103 and bringing the nozzle and the base material 103 into contact with each other or a position sensor is used. The height of the base material 103 is measured by a method or the like. Based on the measured height of the base material 103, the controller 401 determines an initial torch height for cutting the first pass. For example, the initial torch height is determined as the height of the base material 103 plus an appropriate standoff value that is held in advance.

さらに、母材103から切り出された製品104に2パス目(又はそれ以降)の切断を行う場合は、コントローラ401は、製品104と母材103のそれぞれの高さを測定した後に、その母材103側から2パス目(又はそれ以降)の切断を開始して、母材103の高さに基づいてプラズマトーチ101の母材103に対するスタンドオフを制御し、その後、プラズマトーチ101が母材103と製品104との間にある1パス目の切断溝105を通過するときに、母材103と製品104との高低差に基づいて、プラズマトーチ101を鉛直方向に移動させて、製品104に対して適正なスタンドオフが保たれるようにする。この詳細については、後述する。   Further, when the second cut (or later) is performed on the product 104 cut out from the base material 103, the controller 401 measures the height of each of the product 104 and the base material 103 and then the base material. The second pass (or later) cutting is started from the side of 103, and the standoff of the plasma torch 101 with respect to the base material 103 is controlled based on the height of the base material 103. And the product 104, the plasma torch 101 is moved in the vertical direction on the basis of the height difference between the base material 103 and the product 104 when passing through the first-pass cutting groove 105 between the product 104 and the product 104. To ensure proper stand-off. Details of this will be described later.

トーチ制御機構402は、プラズマトーチ101をコントローラ401が指定した位置へ移動させる。すなわち、トーチ制御機構402は、Xキャリッジ304、Yキャリッジ305、Zキャリッジ306を制御して、これらを移動させることにより、プラズマトーチ101をコントローラ401が指定した位置へ移動させる。   The torch control mechanism 402 moves the plasma torch 101 to a position designated by the controller 401. That is, the torch control mechanism 402 moves the plasma torch 101 to a position designated by the controller 401 by controlling the X carriage 304, the Y carriage 305, and the Z carriage 306 and moving them.

電源403は、プラズマアーク102を発生させるために用いられる。このプラズマアーク102により母材103の切断が行われる。また、電源403は、ノズルと母材103との間の電圧の変化を検出して、母材103及び製品104の高さを求めるときに、ノズルと母材103との間に電圧を印加するために用いられる。   The power source 403 is used to generate the plasma arc 102. The base material 103 is cut by the plasma arc 102. The power supply 403 applies a voltage between the nozzle and the base material 103 when detecting a change in the voltage between the nozzle and the base material 103 to obtain the height of the base material 103 and the product 104. Used for.

ガス供給系統404は、プラズマアーク102を発生させるために必要なガスを供給する。このガスの供給は、コントローラ401の制御の下に行われる。   The gas supply system 404 supplies a gas necessary for generating the plasma arc 102. This gas supply is performed under the control of the controller 401.

以上のように構成されるプラズマ切断機301が、母材103と製品104間の高低差を考慮した上で、適正なスタンドオフ201を維持しながら、2パス目の切断を行う手順について説明する(3パス目以降の切断を行う場合も同様である)。   A description will be given of a procedure in which the plasma cutting machine 301 configured as described above performs the second pass cutting while maintaining an appropriate standoff 201 in consideration of the height difference between the base material 103 and the product 104. (The same applies when cutting after the third pass).

図5は、2パス目の切断におけるプラズマトーチ101の動きを示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing the movement of the plasma torch 101 in the second-pass cutting.

同図(a)は、コントローラ401に制御されたプラズマトーチ101が、X−Y平面上を動く様子を示している。同図に示された各点(A点、B点、S点、T点)は、X−Y平面上の位置を表したものである。一方、同図(b)は、A点及びS点を通る断面図であり、母材103及び製品104の高さを表している。同図では、切断テーブル302の底面をZ軸の原点として、高さを定義しているが、これは単に説明上の都合によるものであり、コントローラ401がZ軸の原点をどこにおくかは、コントローラ401の自由である。従って、A点における母材103の高さは、符号502で表され、S点における製品104の高さは符号503で表される。また、同図(c)は、A点及びB点を通る断面図であり、プラズマトーチ101が、A点からB点まで移動する中での、プラズマトーチ101のZ軸方向の動きを示している。   FIG. 4A shows a state where the plasma torch 101 controlled by the controller 401 moves on the XY plane. Each point (point A, point B, point S, point T) shown in the figure represents a position on the XY plane. On the other hand, FIG. 5B is a cross-sectional view passing through the points A and S, and represents the height of the base material 103 and the product 104. In this figure, the height is defined with the bottom surface of the cutting table 302 as the origin of the Z axis, but this is merely for convenience of explanation, and where the controller 401 places the origin of the Z axis is The controller 401 is free. Therefore, the height of the base material 103 at point A is represented by reference numeral 502, and the height of the product 104 at point S is represented by reference numeral 503. FIG. 6C is a cross-sectional view passing through the points A and B, and shows the movement of the plasma torch 101 in the Z-axis direction while the plasma torch 101 moves from the point A to the point B. Yes.

まず、図5(a)を参照して、プラズマトーチ101のX−Y平面上の動きを説明する。   First, the movement of the plasma torch 101 on the XY plane will be described with reference to FIG.

1パス目の切断が終了した後、プラズマトーチ101は、製品104側のS点へ移動させられる。S点は、2パス目の切断ライン106が製品104に入る点に近接する製品104の所定の領域(以下、「近傍領域」)501の中から選択された任意の点である。後述することからもわかるとおり、S点は、2パス目の切断ライン106における、A点側の母材103と製品104間の高低差を求めるために採用される製品側の代表点である。従って、より正確な高低差を求めるためには、2パス目の切断開始点である母材103上のA点に近いほどよく、また、2パス目の切断ライン106に近いほどよい。さらに言えば、A点に最も近い点(最近接点)をS点とすれば、最も正確な高低差を求めることができる。一方で、製品104は、平面的であり、また、母材103から切り離されて、XY平面に対して傾きが生じたとしても、その傾きはそれ程大きいものではない。従って、最近接点における製品104の高さと、その付近から選択された点における製品104の高さとの違いは、それ程大きいものではない。この理由から、本実施形態においては、上記のように、近傍領域501から選択された任意の点を、製品側の代表点であるS点としている。   After cutting the first pass, the plasma torch 101 is moved to the S point on the product 104 side. The point S is an arbitrary point selected from a predetermined region (hereinafter, “neighboring region”) 501 of the product 104 close to the point where the cutting line 106 of the second pass enters the product 104. As can be seen from the description below, the point S is a representative point on the product side that is used to obtain the height difference between the base material 103 on the side A and the product 104 in the cutting line 106 in the second pass. Therefore, in order to obtain a more accurate height difference, the closer to the point A on the base material 103 that is the cutting start point of the second pass, the better the closer to the cutting line 106 of the second pass. Furthermore, if the point closest to the point A (nearest point) is the S point, the most accurate height difference can be obtained. On the other hand, the product 104 is planar, and even if the product 104 is separated from the base material 103 and tilted with respect to the XY plane, the tilt is not so large. Therefore, the difference between the height of the product 104 at the closest point and the height of the product 104 at a point selected from the vicinity thereof is not so large. For this reason, in the present embodiment, as described above, an arbitrary point selected from the neighborhood region 501 is set as an S point that is a representative point on the product side.

ここで、上述したような方法、すなわち、ノズルと母材103との間に一定の電圧を印加しておき、ノズルと母材103とを接触させてその電圧の変化を検出する方法、又は位置センサを利用する方法等により、S点における製品104の高さ(以下、単に「製品高」)503が測定される。   Here, the method as described above, that is, a method in which a constant voltage is applied between the nozzle and the base material 103, and a change in the voltage is detected by bringing the nozzle and the base material 103 into contact with each other. The height (hereinafter simply referred to as “product height”) 503 of the product 104 at the point S is measured by a method using a sensor or the like.

次に、プラズマトーチ101は、S点から2パス目の切断開始点である母材103上のA点へ移動させられる。ここでも、上記と同様の方法により、A点における母材103の高さ(以下、単に「母材高」)502が測定される。さらに、母材高502に基づいて、2パス目の切断における初期トーチ高も決定される。   Next, the plasma torch 101 is moved from point S to point A on the base material 103, which is the cutting start point of the second pass. Again, the height of the base material 103 at point A (hereinafter simply referred to as “base material height”) 502 is measured by the same method as described above. Further, the initial torch height in the second pass cutting is also determined based on the base material height 502.

その後、プラズマ切断機301は、電源403を起動させてプラズマトーチ101と母材103間にプラズマアーク102を発生させ、A点に穴を開ける。そして、プラズマ切断機301は、プラズマアーク102を発生させた状態を保ちながら、プラズマトーチ101をA点からB点まで移動させて、製品104を2パス目の切断ライン106に沿って切断する。以下、図5(c)を参照して、切断時におけるプラズマトーチ101のZ軸方向の動きを説明する。   Thereafter, the plasma cutting machine 301 activates the power source 403 to generate the plasma arc 102 between the plasma torch 101 and the base material 103, and makes a hole at point A. Then, the plasma cutting machine 301 moves the plasma torch 101 from the point A to the point B while maintaining the state in which the plasma arc 102 is generated, and cuts the product 104 along the second-pass cutting line 106. Hereinafter, the movement of the plasma torch 101 in the Z-axis direction during cutting will be described with reference to FIG.

A点において母材高502が測定された後、プラズマトーチ101の高さは、初期トーチ高(ここでは、母材高502にスタンドオフ201の適正値を加えた高さ)に設定される。   After the base material height 502 is measured at point A, the height of the plasma torch 101 is set to the initial torch height (here, the base material height 502 plus the appropriate value of the standoff 201).

その後、上述したように、プラズマアーク102によってA点に穴が開けられ、2パス目の切断ライン106に沿って切断が行われる。ここで、2パス目の切断ライン106においては、同図(c)に示すように、母材103と製品104間に高低差がある。本実施形態におけるプラズマ切断機301は、この高低差を考慮した上で、適正なスタンドオフを維持しながら切断するために、以下のようにトーチ高を制御する。   Thereafter, as described above, a hole is made at point A by the plasma arc 102 and cutting is performed along the cutting line 106 in the second pass. Here, in the cutting line 106 in the second pass, there is a height difference between the base material 103 and the product 104 as shown in FIG. The plasma cutting machine 301 in this embodiment controls the torch height as follows in order to perform cutting while maintaining an appropriate stand-off in consideration of this height difference.

すなわち、プラズマトーチ101が、母材103に対して一定のスタンドオフ201を保ちながらA点からB点まで移動する中で、母材103と1パス目の切断溝105との境界点であるT点まで移動した時、コントローラ401は、母材高502と製品高503との差分(以下、単に「差分」)504だけ、トーチ高を変化させる。具体的には、製品高503が、母材高502に比べて低い場合(同図(c)のような場合)は、コントローラ401は、T点に進入したときのトーチ高(変更前のトーチ高)から差分504を減算した値を、変更後のトーチ高とする。すなわち、同図(c)に示すように、プラズマトーチ101は、T点において、鉛直下向きに差分504だけ移動させられる。反対に、製品高503が、母材高502に比べて高い場合は、コントローラ401は、変更前のトーチ高に差分504を加算した値を、変更後のトーチ高とする。すなわち、この場合は、プラズマトーチ101は、T点において、鉛直上向きに差分504だけ移動させられる。これにより、変更後のトーチ高は、製品高503にスタンドオフ201の適正値を加えた高さとなる。厳密には、ある程度の誤差を生じるが、問題とならない程度である。これは、この誤差は、母材103もXY平面に対して多少の傾きがあり、AVCによる高さ倣いにより、T点におけるトーチ高が、A点における初期トーチ高に比べて変化することにより生じるものであるが、A点とT点とは、それ程離れていないからである。この結果、その後、プラズマトーチ101が、1パス目の切断溝105を通過して、製品104の切断が開始された時に、製品104に対しても、適正なスタンドオフ201を維持できるようになる。   That is, while the plasma torch 101 moves from the point A to the point B while maintaining a constant standoff 201 with respect to the base material 103, T is a boundary point between the base material 103 and the first-pass cutting groove 105. When moving to the point, the controller 401 changes the torch height by a difference 504 (hereinafter simply referred to as “difference”) 504 between the base material height 502 and the product height 503. Specifically, when the product height 503 is lower than the base material height 502 (as shown in FIG. 5C), the controller 401 determines the torch height when entering the point T (the torch before the change). The value obtained by subtracting the difference 504 from (high) is set as the changed torch height. That is, as shown in FIG. 6C, the plasma torch 101 is moved vertically by a difference 504 at the point T. On the contrary, when the product height 503 is higher than the base material height 502, the controller 401 sets a value obtained by adding the difference 504 to the torch height before the change as the torch height after the change. That is, in this case, the plasma torch 101 is moved by the difference 504 vertically upward at the point T. Thereby, the changed torch height is a height obtained by adding the appropriate value of the standoff 201 to the product height 503. Strictly speaking, a certain amount of error occurs, but it does not cause a problem. This error occurs because the base material 103 also has a slight inclination with respect to the XY plane, and the torch height at the point T changes compared to the initial torch height at the point A due to the height copying by the AVC. This is because the points A and T are not so far apart. As a result, after that, when the plasma torch 101 passes through the first-pass cutting groove 105 and the cutting of the product 104 is started, the proper standoff 201 can be maintained for the product 104 as well. .

尚、ここでは、プラズマトーチ101が母材103と1パス目の切断溝105との境界点であるT点まで移動した時に、差分504に基づいてトーチ高を変化させたが、プラズマトーチ101を変化させる位置は、これには限定されない。製品104の切断が開始される時点で、変更後のトーチ高となっていればよい。すなわち、コントローラ401がトーチ制御機構402を操作する命令を出してから、実際にトーチ高が変化するまでには、幾分かのタイムラグがあり、その間もプラズマトーチ101は移動しているため、このタイムラグ及びプラズマトーチ101の移動速度を考慮して、トーチ高を変化させる位置を決定してもよい。   Here, when the plasma torch 101 moves to the point T which is the boundary point between the base material 103 and the cutting groove 105 in the first pass, the torch height is changed based on the difference 504. The position to be changed is not limited to this. It is sufficient that the torch height after the change is reached when the cutting of the product 104 is started. That is, there is some time lag from when the controller 401 issues a command to operate the torch control mechanism 402 to when the torch height actually changes, and the plasma torch 101 moves during that time. The position where the torch height is changed may be determined in consideration of the time lag and the moving speed of the plasma torch 101.

製品104の切断が開始された後は、AVCによる高さ倣いにより、製品104に対して適正なスタンドオフを維持しながら、2パス目の切断ライン106に沿って、B点まで、プラズマトーチ101が移動させられる。   After the cutting of the product 104 is started, the plasma torch 101 is moved to the point B along the cutting line 106 in the second pass while maintaining an appropriate stand-off for the product 104 by the height copying by the AVC. Is moved.

図6は、本実施形態に係るプラズマ切断機301が2パス目の切断を行う際の処理の流れを示した図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a processing flow when the plasma cutting machine 301 according to the present embodiment performs the second-pass cutting.

まず、1パス目の切断が完了した後(S601)、プラズマトーチ101は、S点へ移動させられ、製品高503が測定される(S602)。次に、プラズマトーチ101は、A点へ移動させられ、母材高502が測定される(S603)。   First, after cutting of the first pass is completed (S601), the plasma torch 101 is moved to the point S and the product height 503 is measured (S602). Next, the plasma torch 101 is moved to point A, and the base material height 502 is measured (S603).

その後、プラズマトーチ101の高さが、母材高502に基づいて決定された初期トーチ高に設定され、2パス目の切断が開始される(S604)。切断時は、AVCによる高さ倣いにより、適正なスタンドオフを維持しながら、2パス目の切断ライン106に沿ってプラズマトーチ101が移動させられる(S605)。   Thereafter, the height of the plasma torch 101 is set to the initial torch height determined based on the base material height 502, and the second-pass cutting is started (S604). At the time of cutting, the plasma torch 101 is moved along the cutting line 106 of the second pass while maintaining an appropriate stand-off by following the height by AVC (S605).

ここで、1パス目の切断溝105へ到達した場合は(S606:YES)、差分504に基づくトーチ高の変更が行われる。すなわち、製品高503が、母材高502より小さい場合は(S607:YES)、変更前のトーチ高から差分504を減算した値を、変更後のトーチ高として、プラズマトーチ101の高さが変更される(S608)。一方、製品高503が、母材高502より大きい場合は(S607:NO)、変更前のトーチ高に差分504を加算した値を、変更後のトーチ高として、プラズマトーチ101の高さが変更される(S609)。   If the cutting groove 105 of the first pass is reached (S606: YES), the torch height is changed based on the difference 504. That is, when the product height 503 is smaller than the base material height 502 (S607: YES), the height of the plasma torch 101 is changed by setting the value obtained by subtracting the difference 504 from the torch height before the change as the torch height after the change. (S608). On the other hand, when the product height 503 is larger than the base material height 502 (S607: NO), the height of the plasma torch 101 is changed by setting the value obtained by adding the difference 504 to the torch height before the change as the torch height after the change. (S609).

その後、再び、AVCによる高さ倣いにより、適正なスタンドオフを維持しながら、2パス目の切断ライン106に沿ってプラズマトーチ101が移動させられる(S610)。そして、プラズマトーチ101が、2パス目の切断ライン106の終了点であるB点まで達したときに、切断が完了する。   Thereafter, again, the plasma torch 101 is moved along the cutting line 106 of the second pass while maintaining an appropriate stand-off by height copying by AVC (S610). The cutting is completed when the plasma torch 101 reaches point B, which is the end point of the cutting line 106 in the second pass.

以上説明したような処理が行われることにより、開先加工を施す場合のように、2パス目又はそれ以降の切断が必要となるときに、適正なスタンドオフを維持しながら2パス目又はそれ以降の切断を行えるようになる。   By performing the processing as described above, when the second pass or a subsequent cut is required, as in the case of performing groove processing, the second pass or more while maintaining an appropriate standoff. Subsequent cutting can be performed.

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。例えば、本実施形態では、近傍領域501から選択した任意の1つの点を製品104側の代表点として製品高503を決定したが、製品104側における複数の点の高さを測定して製品104の傾きを求め、これらから最近接点における高さを計算して、最近接点における高さを製品高503とすることもできる。これにより、より精度の高い差分504を求めることも可能となる。   The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the product height 503 is determined using any one point selected from the neighborhood region 501 as a representative point on the product 104 side. However, the product 104 is measured by measuring the height of a plurality of points on the product 104 side. The height at the closest point can be calculated from these, and the height at the closest point can be set as the product height 503. As a result, the difference 504 with higher accuracy can be obtained.

2パス目の切断における母材と製品との位置関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the positional relationship of the base material and product in the cutting | disconnection of the 2nd pass. 2パス目の切断ラインの断面図である。It is sectional drawing of the cutting line of the 2nd pass. 本実施形態に係るプラズマ切断機の構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the plasma cutting machine which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るプラズマ切断機の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the plasma cutting machine concerning this embodiment. 2パス目の切断におけるプラズマトーチの動きを示した図である。It is the figure which showed the motion of the plasma torch in the 2nd cutting | disconnection. 本実施形態に係るプラズマ切断機が2パス目の切断を行う際の処理の流れを示した図である。It is the figure which showed the flow of the process at the time of the plasma cutting machine which concerns on this embodiment cut | disconnects the 2nd pass.

符号の説明Explanation of symbols

101…プラズマトーチ、102…プラズマアーク、103…母材、104…製品、105…1パス目の切断溝、106…2パス目の切断ライン、201…スタンドオフ、301…プラズマ切断機、302…切断テーブル、303…ガイドレール、304…Xキャリッジ、305…Yキャリッジ、306…Zキャリッジ、401…コントローラ、402…トーチ制御機構、403…電源、404…ガス供給系統、501…近傍領域、502…母材高、503…製品高、504…差分   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Plasma torch, 102 ... Plasma arc, 103 ... Base material, 104 ... Product, 105 ... Cutting groove of 1st pass, 106 ... Cutting line of 2nd pass, 201 ... Stand-off, 301 ... Plasma cutting machine, 302 ... Cutting table, 303 ... guide rail, 304 ... X carriage, 305 ... Y carriage, 306 ... Z carriage, 401 ... controller, 402 ... torch control mechanism, 403 ... power supply, 404 ... gas supply system, 501 ... near area, 502 ... Base material height, 503 ... Product height, 504 ... Difference

Claims (3)

1パス目の切断により母材から製品を切り出して、前記1パス目の切断より後の2パス目の切断で前記母材側から切断を開始して前記1パス目の切断により生じた切断溝を通り越して前記切り出した製品を切断する熱切断機において、
トーチの位置を制御するトーチ制御手段と、
前記2パス目の切断ライン上の最も切断開始位置寄りの点又はその点に近接する所定の領域から選択された、前記製品上にある所定の位置における製品の高さと、前記母材上にある前記2パス目の切断の開始位置における母材の高さとを計測する高さ計測手段とを備え、
前記トーチ制御手段は、前記2パス目の切断において、その切断ラインに沿ってトーチを移動させる中で、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記高さ計測手段が計測した前記製品の高さと前記母材の高さとの差分に基づいて、前記トーチの高さを変更する熱切断機。
A cut groove formed by cutting the first pass by cutting a product from the base material by cutting the first pass, starting cutting from the base material side by cutting the second pass after the cutting of the first pass In a thermal cutting machine that cuts the cut product past the
Torch control means for controlling the position of the torch;
The most cutting start position near the point on the second pass of the cutting line or selected from a predetermined region close to the point, the height of the product in the product on the near-Ru Jo Tokoro position, the base material on A height measuring means for measuring the height of the base material at the cutting start position of the second pass at
In the cutting of the second pass, the torch control means moves the torch along the cutting line, and when the torch reaches the cutting groove, the torch control means measures the product measured by the height measuring means. A thermal cutting machine that changes a height of the torch based on a difference between a height and a height of the base material.
前記トーチ制御手段は、前記製品の高さが前記母材の高さよりも低い場合は、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記トーチを鉛直下向きに前記差分だけ移動させ、前記製品の高さが前記母材の高さよりも高い場合は、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記トーチを鉛直上向きに前記差分だけ移動させる請求項1記載の熱切断機。   When the height of the product is lower than the height of the base material, the torch control means moves the torch vertically downward by the difference when the torch reaches the cutting groove, The thermal cutting machine according to claim 1, wherein, when the height is higher than the height of the base material, the torch is moved vertically upward by the difference when the torch reaches the cutting groove. 1パス目の切断により母材から製品を切り出して、前記1パス目の切断より後の2パス目の切断で前記母材側から切断を開始して前記1パス目の切断により生じた切断溝を通り越して前記切り出した製品を切断する熱切断方法において、
前記2パス目の切断ライン上の最も切断開始位置寄りの点又はその点に近接する所定の領域から選択された前記製品上にある所定の位置における製品の高さを測定するステップと、
前記母材上にある前記2パス目の切断の開始位置における母材の高さを計測するステップと、
トーチを所定の高さに設定して前記2パス目の切断を開始するステップと、
前記2パス目の切断ラインに沿ってトーチを移動させる中で、前記トーチが前記切断溝に到達したときに、前記計測した前記製品の高さと前記母材の高さとの差分に基づいて、前記トーチの高さを変更するステップとを有する熱切方法。
A cut groove formed by cutting the first pass by cutting a product from the base material by cutting the first pass, starting cutting from the base material side by cutting the second pass after the cutting of the first pass In a thermal cutting method of cutting the cut product past the
Measuring the height of the product in the most cutting start position near the point or place Ru said product on near selected from a predetermined region close to the point on the cutting line of the second pass,
Measuring the height of the base material at the cutting start position of the second pass on the base material;
Setting the torch to a predetermined height and starting cutting the second pass;
While moving the torch along the second-pass cutting line, when the torch reaches the cutting groove, based on the difference between the measured height of the product and the height of the base material, Changing the height of the torch.
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