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JP6975008B2 - Projection detection device, cutting device - Google Patents
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JP6975008B2 - Projection detection device, cutting device - Google Patents

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Description

この発明は、切断トーチと被加工材とが加工面に沿って相対移動する切断装置に用いられ、被加工材に形成された突出部を検出することが可能な突出部検出装置及び切断装置に関する。 The present invention relates to a protrusion detection device and a cutting device that can be used in a cutting device in which a cutting torch and a work material move relative to each other along a machined surface and can detect a protrusion formed in the work material. ..

従来、被加工材を切断する切断装置として、例えば、レーザトーチをはじめとする切断トーチを備えた切断装置が広く用いられている。 Conventionally, as a cutting device for cutting a work material, for example, a cutting device provided with a cutting torch such as a laser torch is widely used.

従来、切断トーチを備えた切断装置によって被加工材を加工する際に、被加工材の加工面に大きな突出部(例えば、段差)があると、切断トーチと被加工材が接触する虞があることから、加工面はできる限り水平に形成されていることが望ましい。 Conventionally, when processing a work material by a cutting device equipped with a cutting torch, if there is a large protrusion (for example, a step) on the machined surface of the work material, the cutting torch and the work material may come into contact with each other. Therefore, it is desirable that the machined surface is formed as horizontally as possible.

そして、このような切断装置では、被加工材を加工する際に、被加工材の加工面を高さセンサによって検出し、検出した加工面の高さに基づいて切断トーチを高速で下降させるイニシャルハイトを設定することによって、切断トーチが被加工材が接触して破損等するのを抑制するための切断装置に関する種々の技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 Then, in such a cutting device, when the work material is machined, the machined surface of the work material is detected by a height sensor, and the initial that lowers the cutting torch at high speed based on the detected height of the machined surface. Various techniques relating to a cutting device for suppressing the cutting torch from coming into contact with the work material and being damaged by setting the height are disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開2014−188558号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-188558

しかしながら、切断装置によって被加工材を切断する際には、切溝の形成が進行するにつれて、例えば、被加工材の縁部近傍に位置される細い端材が加工面から突出し突出部が生じたり、被加工材に生じた反り返りによって被加工材の一部(例えば、縁部)が定盤から部分的に浮き上がって突出部が生じる場合がある。
このように被加工材の加工面に大きな突出部が形成されていると、切断トーチが被加工材と接触して破損する虞れがある。
However, when the work material is cut by the cutting device, as the formation of the cut groove progresses, for example, a thin end material located near the edge of the work material may protrude from the machined surface to generate a protrusion. In some cases, a part of the work material (for example, an edge portion) is partially lifted from the surface plate due to the warp generated in the work material, and a protrusion is generated.
If a large protrusion is formed on the machined surface of the work material in this way, the cutting torch may come into contact with the work material and be damaged.

また、図6(A)に示すように、例えば、切断装置200がレーザビームを照射して被加工材Wに切溝を形成するレーザ切断装置である場合には、必要に応じて、切断トーチ移動台車110に遮光部材120を設けて、切断トーチ移動台車110に配置されたレーザトーチ111が切溝を形成する空間と人が作業をする空間(外部)とを仕切り、レーザトーチ111から照射されたレーザビームが外部に漏れるのを防止する措置がとられている。
このような遮光部材120は、下部に可撓性を有する柔軟な遮光スカート部121を設けて、加工面WSとの間に隙間が生じないようにすることが一般的である。
Further, as shown in FIG. 6A, for example, when the cutting device 200 is a laser cutting device that irradiates a laser beam to form a cut groove in the work material W, a cutting torch is required. A light-shielding member 120 is provided on the mobile trolley 110, and the laser torch 111 arranged on the cutting torch mobile trolley 110 divides a space forming a cut groove and a space where a person works (outside), and a laser irradiated from the laser torch 111. Measures have been taken to prevent the beam from leaking to the outside.
In such a light-shielding member 120, it is common to provide a flexible light-shielding skirt portion 121 having flexibility at the lower portion so that a gap does not occur between the light-shielding member 120 and the machined surface WS.

しかしながら、例えば、図6(B)に示すように、被加工材Wに切溝Cを形成する際に、端材が加工面WSから盛り上がって段差(突出部)WTが生じると、遮光スカート部121が部分的に捲れあがり、遮光スカート部121と加工面WSの間に生じた隙間WBからレーザビームが漏れ出す虞がある。 However, for example, as shown in FIG. 6B, when the cut groove C is formed in the workpiece W, when the end material rises from the processed surface WS and a step (protruding portion) WT is generated, the light-shielding skirt portion There is a risk that the 121 will be partially rolled up and the laser beam will leak from the gap WB created between the light-shielding skirt portion 121 and the machined surface WS.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、切断トーチと被加工材とが加工面に沿って相対移動する切断装置に用いられ、被加工材の加工面に部分的に形成された突出部を検出することが可能な突出部検出装置及び切断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and is used in a cutting device in which a cutting torch and a work material move relative to each other along a machined surface, and is partially on the machined surface of the work material. It is an object of the present invention to provide a protrusion detecting device and a cutting device capable of detecting a formed protrusion.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1 に記載の発明は、被加工材と切断トーチとが前記被加工材の加工面に沿って相対移動して前記被加工材に切溝を形成する切断装置に用いられ、前記加工面から突出する突出部を検出する突出部検出装置であって、前記被加工材に形成された前記突出部を検出する突出部検出センサを備え、前記突出部検出センサは、高さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の光軸の検出ビームによって投受光する構成とされ、前記トーチと前記被加工材とが相対移動する相対移動方向と交差する方向に向かって前記検出ビームを投受光するビームセンサであり、前記ビームセンサの前記高さ方向のいずれかに位置される前記光軸の検出ビームを基準としたときに前記ビームセンサが検出した前記突出部の高さが設定量以上の高さを有する場合に、突出部検出信号を出力するように構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is used in a cutting device in which a work material and a cutting torch move relative to each other along a work surface of the work material to form a cut groove in the work material, and the machined surface is formed. a projecting portion detection apparatus for detecting a projection projecting from, provided with a projecting portion detection sensor for detecting said protruding portions formed on the workpiece, the protruding portion detection sensor is a predetermined distance in the height direction The detection beam is projected and received by the detection beams of a plurality of optical axes arranged at intervals, and the detection beam is projected and received in a direction intersecting the relative movement direction in which the torch and the work material move relative to each other. to a beam sensor, the beam the height direction height of the protruding portions which the beam sensor detects when the reference detection beam of the optical axis to be located on either of the sensors is equal to or greater than the set amount It is characterized in that it is configured to output a protrusion detection signal when it has a height.

この発明に係る突出部検出装置によれば、被加工材に形成された突出部を検出する突出部検出センサを備え、突出部検出センサは、高さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の光軸の検出ビームによって投受光する構成とされ、トーチと被加工材とが相対移動する相対移動方向と交差する方向に向かって検出ビームを投受光するビームセンサであり、ビームセンサの前記高さ方向のいずれかに位置される前記光軸の検出ビームを基準としたときにビームセンサが検出した突出部の高さが設定量以上の高さを有する場合に、突出部検出信号を出力するように構成されているので、相対移動する範囲内において、相対移動方向と交差する方向のいずれかの位置に部分的に形成された突出部であっても検出することができる。その結果、被加工材に形成された突出部を、広範囲にわたって効率的に検出することができる。
また、ビームセンサの前記高さ方向のいずれかに位置される前記光軸の検出ビームを基準としたときに設定量以上の高さの突出部が形成されている場合に、切断装置に突出部に起因する不具合が発生するのを抑制することができる。
その結果、切断トーチや切断装置の一部を構成する部材と突出部との接触や、レーザ切断装置等に設けられた遮光部材が突出部と接触して捲れあがって発生する隙間からレーザビームが外部に漏出するのを抑制することができる。
According to the projecting portion detecting device according to the present invention, a projecting portion detecting sensor for detecting a projecting portion formed on a work material is provided, and a plurality of projecting portion detecting sensors are arranged at predetermined intervals in the height direction. It is a beam sensor that emits and receives light by the detection beam of the optical axis of the book, and emits and receives the detection beam in the direction intersecting the relative movement direction in which the torch and the work piece move relative to each other. If the height of the protrusions beam sensor detects when the reference detection beam of the optical axis to be located either in the height direction has a set amount or more of the height, the output projections detection signal Therefore, even a protrusion partially formed at any position in the direction intersecting the relative movement direction can be detected within the range of the relative movement. As a result, the protrusions formed on the work material can be efficiently detected over a wide range.
Further, when a protrusion having a height equal to or higher than a set amount is formed with reference to the detection beam of the optical axis located in any of the height directions of the beam sensor, the protrusion is formed on the cutting device. It is possible to suppress the occurrence of problems caused by.
As a result, the laser beam is emitted from the gap generated by the contact between the protruding portion and the member constituting a part of the cutting torch or the cutting device, or the light-shielding member provided in the laser cutting device or the like contacting the protruding portion and rolling up. It is possible to suppress leakage to the outside.

ここで、突出部の高さとは、加工面を基準としてもよいし、定盤の上面等、加工面と代用可能な構成を高さを判定する際の基準としてもよい。 Here, the height of the protruding portion may be based on the machined surface, or may be used as a reference when determining the height of a configuration that can be substituted with the machined surface such as the upper surface of the surface plate.

また、突出部の高さが設定量以上であるとは、O N -O F F によって判定する場合、突出部の高さ設定量を数値化して対比して判定する場合の双方を含むものとする。 Further, the fact that the height of the protruding portion is equal to or more than the set amount includes both the case where the determination is made by ON-OF and the case where the set amount of the height of the protruding portion is quantified and compared. ..

また、切断トーチとは、被加工材に切溝を形成するトーチをいい、レーザトーチ、プラズマトーチ、ガストーチ等を含むものとする。 Further, the cutting torch means a torch that forms a cut groove in the work material, and includes a laser torch, a plasma torch, a gas torch, and the like.

請求項に記載の発明は、被加工材が配置される定盤と、前記被加工材に切溝を形成する切断トーチと、を備え、前記切断トーチと前記被加工材とが加工面に沿って相対移動して前記被加工材に切溝を形成する切断装置であって、請求項1に記載の突出部検出装置を備えていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 includes a surface plate on which a work material is arranged and a cutting torch that forms a cut groove in the work material, and the cutting torch and the work material are placed on a machined surface. It is a cutting device that moves relative to each other along the workpiece to form a cut groove in the work material, and is characterized by including the protrusion detecting device according to claim 1.

この発明に係る切断装置によれば、突出部検出装置が設定量以上の突出部を検出して突出部検出信号を出力するので、突出部に起因して発生する不具合を効率的に抑制することができる。
その結果、例えば、切断トーチ等、切断装置の一部を構成する部材と突出部との接触や、レーザ切断装置等に設けられた遮光部材が突出部によって捲れあがることに起因して生じる隙間からレーザビームが外部に漏出するのを抑制することができる。
According to the cutting device according to the present invention, the protrusion detection device detects a protrusion exceeding a set amount and outputs a protrusion detection signal, so that problems caused by the protrusion can be efficiently suppressed. Can be done.
As a result, for example, from the contact between the member constituting a part of the cutting device such as a cutting torch and the protruding portion, or from the gap generated due to the light-shielding member provided in the laser cutting device or the like being rolled up by the protruding portion. It is possible to suppress the leakage of the laser beam to the outside.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の切断装置であって、前記切断トーチがレーザビームを照射して切溝を形成するレーザトーチとされ、前記レーザトーチが前記被加工材に切溝を形成する際に、照射されたレーザビームが前記被加工材との間から外部に漏れるのを抑制する遮光部材を備えていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の切断装置であって、前記切断トーチを搭載した切断トーチ移動台車と、前記切断トーチ移動台車に取り付けられ、遮光カバー部と遮光スカート部とを有する前記遮光部材と、前記突出部検出信号を出力し、前記切断装置を停止するとともに警報を出力する制御部を設けた前記突出部検出装置と、を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the cutting apparatus according to claim 2 , wherein the cutting torch is a laser torch that irradiates a laser beam to form a cut groove, and the laser torch makes a cut groove in the work material. It is characterized in that it is provided with a light-shielding member that suppresses the irradiated laser beam from leaking to the outside from between the irradiated laser beam and the material to be processed.
The invention according to claim 4 is the cutting device according to claim 3, wherein the cutting torch moving carriage equipped with the cutting torch and the cutting torch moving carriage attached to the cutting torch moving carriage have a light-shielding cover portion and a light-shielding skirt portion. The light-shielding member is provided with a light-shielding member, and the protrusion detection device provided with a control unit that outputs the protrusion detection signal, stops the cutting device, and outputs an alarm.

請求項3の発明に係る切断装置によれば、レーザ切断装置等に設けられた遮光部材が突出部と接触して捲れあがって発生する隙間からレーザビームが外部に漏出するのを抑制することができる。
その結果、レーザ切断装置による被加工材の切断作業において安全衛生を確保することができる。
According to the cutting device according to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent the laser beam from leaking to the outside through the gap generated by the light-shielding member provided in the laser cutting device or the like coming into contact with the protruding portion and being rolled up. can.
As a result, safety and hygiene can be ensured in the cutting work of the work material by the laser cutting device.

本発明の一実施形態に係るレーザ切断装置の概略構成の一例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining an example of the schematic structure of the laser cutting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るレーザ切断装置の概略構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the laser cutting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るレーザ切断装置の概略構成を説明する図であり、(A)はレーザ切断装置を正面から見た概略図であり、(B)は突出部検出装置の詳細を説明する概念図である。It is a figure explaining the schematic structure of the laser cutting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is the schematic view which saw the laser cutting apparatus from the front, (B) explains the details of the protrusion detection apparatus. It is a conceptual diagram to be used. 本発明の一実施形態に係るレーザ切断装置の概略構成を説明する側面から見た部分断面図である。It is a partial cross-sectional view seen from the side explaining the schematic structure of the laser cutting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る突出部検出装置の一例を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining an example of the protrusion detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のレーザ切断装置による切溝形成の概略を説明する図であり、(A)は切溝を形成することにより段差が形成された状態を示す図であり、(B)は段差によって遮光スカート部と被加工材の間に隙間が形成された状態を示す概念図である。It is a figure explaining the outline of the rift formation by the conventional laser cutting apparatus, (A) is the figure which shows the state which the step was formed by forming the rift, (B) is the figure which shows the state which the step was formed by the step, and (B) is the light-shielding skirt portion by the step. It is a conceptual diagram which shows the state which the gap is formed between the and a work material.

以下、図1〜図5を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るレーザ切断装置の概略構成の一例を説明する斜視図であり、図2はレーザ切断装置の概略構成を説明する平面図であり、図3はレーザ切断装置の概略構成を説明する図であり、図3(A)はレーザ切断装置を正面から見た概略図であり、図3(B)は突出部検出装置の詳細を説明する概念図である。また、図4は、レーザ切断装置の概略構成を説明する側面から見た部分断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a schematic configuration of a laser cutting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of a laser cutting device, and FIG. 3 is a laser. It is a figure explaining the schematic structure of the cutting device, FIG. 3A is a schematic view which viewed the laser cutting device from the front, and FIG. 3B is a conceptual diagram explaining the details of the protrusion detection device. .. Further, FIG. 4 is a partial cross-sectional view seen from the side for explaining the schematic configuration of the laser cutting device.

図1から図5において、符号100はレーザ切断装置(切断装置)を、符号20は切断トーチ移動台車を、符号21はレーザトーチ(切断トーチ)を、符号50は突出部検出装置を、符号51はビームセンサ(突出部検出センサ)を、符号Wは被加工材を、符号WSは加工面を、符号WTは突出部を示している。 In FIGS. 1 to 5, reference numeral 100 is a laser cutting device (cutting device), reference numeral 20 is a cutting torch moving carriage, reference numeral 21 is a laser torch (cutting torch), reference numeral 50 is a protrusion detection device, and reference numeral 51 is a reference numeral 51. The beam sensor (projection detection sensor), reference numeral W indicates a work material, reference numeral WS indicates a processed surface, and reference numeral WT indicates a protrusion.

レーザ切断装置(切断装置)100は、図1〜図4に示すように、例えば、定盤10と、切断トーチ移動台車20と、レーザトーチ(切断トーチ)21と、遮光カバー(遮光部材)40と、突出部検出装置50と、制御部60とを備え、レーザトーチ21を加工面WSに沿って移動して被加工材Wに切溝を形成するように構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the laser cutting device (cutting device) 100 includes, for example, a surface plate 10, a cutting torch moving carriage 20, a laser torch (cutting torch) 21, and a light-shielding cover (light-shielding member) 40. A protrusion detection device 50 and a control unit 60 are provided, and the laser torch 21 is configured to move along the machined surface WS to form a groove in the work piece W.

定盤10は、例えば、矩形形状に形成され床面に水平に配置されていて、上部に被加工材Wを載置可能とされている。 The surface plate 10 is formed in a rectangular shape, for example, and is horizontally arranged on the floor surface so that the work material W can be placed on the surface plate 10.

切断トーチ移動台車20は、例えば、レーザトーチ21と、定盤10に対して走行方向(X軸方向)に移動する走行台車22と、走行台車22上に載置され走行台車22上において横行方向(Y軸方向)に移動可能とされるとともにレーザトーチ21が搭載される横行台車23とを備えている。
そして、切断トーチ移動台車20は、レーザトーチ21をX軸方向及びY軸方向に移動可能とされている。
The cutting torch moving trolley 20 is, for example, a laser torch 21, a traveling trolley 22 that moves in the traveling direction (X-axis direction) with respect to the platen 10, and a traveling trolley 22 that is mounted on the traveling trolley 22 and has a traverse direction (on the traveling trolley 22). It is equipped with a traversing carriage 23 that is movable in the Y-axis direction and is equipped with a laser torch 21.
The cutting torch moving carriage 20 is capable of moving the laser torch 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction.

レーザトーチ(切断トーチ)21は、例えば、円筒部の先端側が略円錐形に形成され先端にノズル孔(不図示)が開口された構成とされていて、アシストガスを噴射するとともにファイバーレーザ発振器(不図示)で生成されたレーザビームをノズル孔から照射して、被加工材Wに切溝を形成するようになっている。
また、レーザトーチ21は、例えば高さ方向(Z軸方向)に移動可能に構成されるとともにX軸方向及びY軸方向に沿って回動することが可能とされている。
The laser torch (cutting torch) 21 has, for example, a structure in which the tip side of a cylindrical portion is formed in a substantially conical shape and a nozzle hole (not shown) is opened at the tip, and an assist gas is injected and a fiber laser oscillator (not shown) is injected. The laser beam generated in (shown in the figure) is irradiated from the nozzle hole to form a groove in the work piece W.
Further, the laser torch 21 is configured to be movable in the height direction (Z-axis direction) and can be rotated along the X-axis direction and the Y-axis direction, for example.

ファイバーレーザ発振器(不図示)は、例えば、LD(レーザダイオード)と、増幅用ファイバーとを備え、LD(レーザダイオード)が発振したレーザビームを増幅用ファイバーによって増幅して切断に使用可能なレーザビーム(例えば、1000nm波長帯)を生成するように構成されている。
そして、ファイバーレーザ発振器で生成されたレーザビームは、伝送ファイバー(不図示)を介してレーザトーチ(切断トーチ)21に伝送されるようになっている。
A fiber laser oscillator (not shown) includes, for example, an LD (laser diode) and an amplification fiber, and a laser beam oscillated by the LD (laser diode) is amplified by the amplification fiber and can be used for cutting. It is configured to generate (eg, 1000 nm wavelength band).
The laser beam generated by the fiber laser oscillator is transmitted to the laser torch (cutting torch) 21 via a transmission fiber (not shown).

遮光部材40は、例えば、金属板を加工して形成されレーザトーチ21を覆うように構成された遮光カバー部41と、遮光カバー部41の下部に配置された遮光スカート部42と、走行台車22の走行方向後方側に配置された遮光スカート部43とを備え、レーザトーチ21がレーザビームを照射して被加工材Wに切溝を形成する空間と外部とを仕切るように構成されている。 The light-shielding member 40 includes, for example, a light-shielding cover portion 41 formed by processing a metal plate and configured to cover the laser torch 21, a light-shielding skirt portion 42 arranged below the light-shielding cover portion 41, and a traveling carriage 22. A light-shielding skirt portion 43 arranged on the rear side in the traveling direction is provided, and the laser torch 21 is configured to irradiate a laser beam to partition a space forming a groove in the workpiece W from the outside.

遮光カバー部41は、図4に示すように、Y軸方向に沿って見た(側面視した)ときに、レーザトーチ21の上方から正面側(走行方向前方側)に向かって形成されるとともに外方に向かって膨出する第1壁部41Aと、第1壁部のY軸方向における両側に配置された第2壁部41Bとを備え、切断トーチ移動台車20及びレーザトーチ21の正面側及び両側部を覆う構成とされている。 As shown in FIG. 4, the light-shielding cover portion 41 is formed from above the laser torch 21 toward the front side (front side in the traveling direction) and is outside when viewed along the Y-axis direction (side view). A first wall portion 41A that bulges toward the direction and a second wall portion 41B arranged on both sides of the first wall portion in the Y-axis direction are provided, and the front side and both sides of the cutting torch moving carriage 20 and the laser torch 21 are provided. It is designed to cover the part.

また、遮光カバー部41は、例えば、切断トーチ移動台車20の上部にヒンジ構造を介して連結されていて、レーザトーチ21の走行方向前方側を覆うように構成されている。
ヒンジ構造は、例えば、Y軸方向に沿って配置された回動軸41Cによって構成されていて、遮光カバー部41を回動軸41C周りに回動して遮光カバー部41を開閉することが可能とされている。
Further, the light-shielding cover portion 41 is connected to the upper part of the cutting torch moving carriage 20 via a hinge structure, for example, and is configured to cover the front side of the laser torch 21 in the traveling direction.
The hinge structure is composed of, for example, a rotating shaft 41C arranged along the Y-axis direction, and the light-shielding cover portion 41 can be rotated around the rotating shaft 41C to open and close the light-shielding cover portion 41. It is said that.

遮光スカート部42は、例えば、所定幅に形成された可撓性を有する複数の難燃性シートによって構成されている。
また、遮光スカート部42は、遮光カバー部41の正面側の下部にY軸方向に沿って垂下するように取り付けられている。
The light-shielding skirt portion 42 is composed of, for example, a plurality of flexible flame-retardant sheets formed to a predetermined width.
Further, the light-shielding skirt portion 42 is attached to the lower portion of the light-shielding cover portion 41 on the front side so as to hang down along the Y-axis direction.

遮光スカート部43は、例えば、所定幅に形成された可撓性を有する複数の難燃性シートによって構成されている。
また、遮光スカート部43は、走行台車22の走行方向後方側の下部にY軸方向に沿って垂下するように取り付けられ、走行台車22の下方に形成されたレーザトーチ21側の空間から走行方向後方側に通じる空間を塞ぐようになっている。
The light-shielding skirt portion 43 is composed of, for example, a plurality of flexible flame-retardant sheets formed to a predetermined width.
Further, the light-shielding skirt portion 43 is attached to the lower portion of the traveling carriage 22 on the rear side in the traveling direction so as to hang down along the Y-axis direction, and is rearward in the traveling direction from the space on the laser torch 21 side formed below the traveling carriage 22. It is designed to block the space leading to the side.

以下、図1〜図4及び図5を参照して、突出部検出装置の概略構成の一例について説明する。図5は突出部検出装置の一例を説明する概略構成図である。 Hereinafter, an example of a schematic configuration of the protrusion detection device will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and 5. FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the protrusion detection device.

突出部検出装置50は、被加工材に形成された突出部WTを検出する突出部検出センサを備え、突出部検出センサが検出した突出部WTの高さが加工面WSを基準としたときに設定量以上である場合に、突出部検出信号を出力する構成とされている。 The protrusion detection device 50 includes a protrusion detection sensor that detects the protrusion WT formed on the workpiece, and when the height of the protrusion WT detected by the protrusion detection sensor is based on the machined surface WS. When the amount is equal to or greater than the set amount, the protrusion detection signal is output.

突出部検出センサは、この実施形態において、例えば、ビームセンサ51により構成されている。
ビームセンサ(突出部検出センサ)51は、例えば、切断トーチ移動台車20の走行方向前方側に配置される第1ビームセンサ511と、切断トーチ移動台車20の走行方向後方側に配置される第2ビームセンサ512とを備えている。
In this embodiment, the protrusion detection sensor is configured by, for example, a beam sensor 51.
The beam sensor (projection detection sensor) 51 is, for example, a first beam sensor 511 arranged on the front side in the traveling direction of the cutting torch moving carriage 20, and a second beam sensor 511 arranged on the rear side in the traveling direction of the cutting torch moving carriage 20. It is equipped with a beam sensor 512.

第1ビームセンサ511は、検出ビームLを投光する投光部511Aと、検出ビームLを受光する受光部511Bとを備えている。
また、第1ビームセンサ511は、遮光カバー41の左右の第2壁部41Bに取付けられ、投光部511A、受光部511Bが遮光スカート部42に沿って互いに対向して配置されている。
The first beam sensor 511 includes a light projecting unit 511A that projects the detection beam L and a light receiving unit 511B that receives the detection beam L.
Further, the first beam sensor 511 is attached to the left and right second wall portions 41B of the light shielding cover 41, and the light emitting portion 511A and the light receiving portion 511B are arranged so as to face each other along the light shielding skirt portion 42.

また、第1ビームセンサ511は、例えば、高さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の光軸によって投受光する構成とされている。なお、第1ビームセンサ511の光軸数は任意に設定することができる。 Further, the first beam sensor 511 is configured to receive and receive light by, for example, a plurality of optical axes arranged at predetermined intervals in the height direction. The number of optical axes of the first beam sensor 511 can be arbitrarily set.

投光部511A、受光部511Bは、高さ調整部材(不図示)によって上下方向に調整可能とされていて、高さ調整することにより検出可能な突出部WTの高さを設定することが可能とされている。 The light projecting section 511A and the light receiving section 511B can be adjusted in the vertical direction by a height adjusting member (not shown), and the height of the detectable protruding portion WT can be set by adjusting the height. It is said that.

第2ビームセンサ512は、検出ビームLを投光する投光部512Aと、検出ビームLを受光する受光部512Bとを備えている。
また、第2ビームセンサ512は、切断トーチ移動台車20をY軸方向における両側で支持する走行台車22の脚部の内側面に取付けられて、投光部512A、受光部512Bが遮光スカート部43に沿って互いに対向して配置されている。
The second beam sensor 512 includes a light projecting unit 512A that projects the detection beam L and a light receiving unit 512B that receives the detection beam L.
Further, the second beam sensor 512 is attached to the inner surface of the leg portion of the traveling carriage 22 that supports the cutting torch moving carriage 20 on both sides in the Y-axis direction, and the light emitting portion 512A and the light receiving portion 512B are the light shielding skirt portion 43. They are arranged so as to face each other along the.

また、第2ビームセンサ512は、例えば、高さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の光軸によって投受光するようになっている。なお、第2ビームセンサ512の光軸数については、第1ビームセンサ511と同じ数にするかどうかも含めて任意に設定することができる。 Further, the second beam sensor 512 is adapted to emit and receive light by, for example, a plurality of optical axes arranged at predetermined intervals in the height direction. The number of optical axes of the second beam sensor 512 can be arbitrarily set including whether or not the number is the same as that of the first beam sensor 511.

投光部512A、受光部512Bは、高さ調整部材(不図示)によって上下方向に調整可能とされていて、高さ調整することにより検出可能な突出部WTの高さを設定することが可能とされている。 The light projecting unit 512A and the light receiving unit 512B can be adjusted in the vertical direction by a height adjusting member (not shown), and the height of the detectable protrusion WT can be set by adjusting the height. It is said that.

第1ビームセンサ511、第2ビームセンサ512の光軸のピッチPについては、突出物WTを検出できる範囲で任意に設定することができる。その際、光軸のピッチPを被加工材Wの加工面WSの状態等や、切溝を形成することで被加工材Wの端材に生じる変形量等を考慮して設定することが好適である。
具体的には、図5に示すように、第1ビームセンサ511、第2ビームセンサ512の光軸のピッチPは、被加工材Wの板厚tより小さい間隔とすることが突出部WTの下方に空間が生じた場合でも、任意の高さにある突出部WTを検出することが可能な点で好適である。
The pitch P of the optical axis of the first beam sensor 511 and the second beam sensor 512 can be arbitrarily set within a range in which the protrusion WT can be detected. At that time, it is preferable to set the pitch P of the optical axis in consideration of the state of the machined surface WS of the work material W, the amount of deformation generated in the end material of the work material W by forming the cut groove, and the like. Is.
Specifically, as shown in FIG. 5, the pitch P of the optical axes of the first beam sensor 511 and the second beam sensor 512 is set to be smaller than the plate thickness t of the work material W in the protrusion WT. It is preferable in that it is possible to detect the protrusion WT at an arbitrary height even when a space is created below.

また、第1ビームセンサ511、第2ビームセンサ512の高さは、任意に設定することが可能である。
例えば、図5に示すように、突出部WTを検出していない初期設定段階で、下方に位置される光軸の検出ビームLA(L)が、定盤10や被加工材Wによって遮光されていて、初期設定段階で加工面WSより上方に位置される光軸LB(L)の遮光によって突出部WTを検出するように設定してもよい。
Further, the heights of the first beam sensor 511 and the second beam sensor 512 can be arbitrarily set.
For example, as shown in FIG. 5, in the initial setting stage where the protrusion WT is not detected, the detection beam LA (L) of the optical axis located below is shielded by the surface plate 10 and the work material W. Then, in the initial setting stage, the protrusion WT may be detected by shading the optical axis LB (L) located above the machined surface WS.

かかる場合において、加工面WSの上方に位置されるいずれかの光軸の検出ビームLB(L)が遮光された場合に突出部WTがあると判定してもよいし、遮光された検出ビームLB(L)の数によって突出部WTがあると判定してもよく、判定手法については任意に設定することができる。 In such a case, if the detection beam LB (L) of any of the optical axes located above the machined surface WS is shielded from light, it may be determined that there is a protrusion WT, or the light-shielded detection beam LB may be determined. It may be determined that there is a protruding portion WT depending on the number of (L), and the determination method can be arbitrarily set.

また、第1ビームセンサ511、第2ビームセンサ512の高さを、例えば、最も下方に位置される光軸を加工面WSよりも上方に位置させて、最も下方に位置される光軸の検出ビームが突出部によって遮光された場合に突出部WTがあると判定してもよい。
また、加工面WSの上方に位置されるいずれかの光軸の検出ビームが遮光された場合に突出部WTがあると判定してもよく、遮光された検出ビームの数によって突出部WTがあると判定してもよい。
Further, the heights of the first beam sensor 511 and the second beam sensor 512 are set so that, for example, the optical axis located at the lowermost position is located above the machined surface WS, and the optical axis located at the lowermost position is detected. It may be determined that there is a protrusion WT when the beam is shielded by the protrusion.
Further, it may be determined that there is a protrusion WT when the detection beam of any of the optical axes located above the machined surface WS is shielded, and there is a protrusion WT depending on the number of shaded detection beams. May be determined.

制御部(突出部検出装置)60は、例えば、設定されたNCデータに基づいて切断トーチ移動台車20をX軸方向及びY軸方向に移動し、レーザトーチ21からアシストガスを噴射するとともにレーザビームを照射して被加工材Wに切溝を形成するように構成されている。
また、制御部60は、突出判定部(不図示)を備えている。
The control unit (projection detection device) 60 moves, for example, the cutting torch moving carriage 20 in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the set NC data, injects an assist gas from the laser torch 21, and emits a laser beam. It is configured to form a cut groove in the workpiece W by irradiation.
Further, the control unit 60 includes a protrusion determination unit (not shown).

突出判定部は、ビームセンサ51が出力した光軸信号を受け取って、突出部WTがあると判定した場合に、突出部検出信号を出力する。
この実施形態において、制御部60は、突出部検出信号が出力された場合に、切断装置100が停止するとともに警報を出力するように構成されている。
The protrusion determination unit receives the optical axis signal output by the beam sensor 51, and outputs a protrusion detection signal when it is determined that there is a protrusion WT.
In this embodiment, the control unit 60 is configured to stop the cutting device 100 and output an alarm when the protrusion detection signal is output.

一実施形態に係る突出部検出装置50によれば、ビームセンサ51によって被加工材Wに形成された加工面WSから設定量H以上の高さを有する突出部WTを検出して突出部検出信号を出力するので、切断装置に突出部WTに起因する不具合が発生するのを抑制することができる。 According to the protrusion detection device 50 according to the embodiment, the protrusion WT having a height of the set amount H or more is detected from the machined surface WS formed on the workpiece W by the beam sensor 51, and the protrusion detection signal is obtained. Is output, it is possible to suppress the occurrence of a problem caused by the protrusion WT in the cutting device.

その結果、レーザ切断装置100に設けられた遮光部材40の遮光スカート部42、43が突出部WTと接触して捲れあがって生じる隙間からレーザビームが外部に漏れ出すのを抑制することができる。
その結果、レーザ切断装置100の周辺における作業場の安全衛生を確保することができる。
As a result, it is possible to prevent the laser beam from leaking to the outside from the gap formed by the light-shielding skirts 42, 43 of the light-shielding member 40 provided in the laser cutting device 100 coming into contact with the projecting portion WT and being rolled up.
As a result, it is possible to ensure the safety and health of the workplace around the laser cutting device 100.

また、一実施形態に係るレーザ切断装置100によれば、突出部検出センサが、切断トーチ移動台車20の移動方向と直交(交差)する方向に検出ビームLを投受光するビームセンサ51とされているので、切断トーチ移動台車20がX軸方向に移動することによって、移動範囲内におけるY軸方向のいずれかの位置に部分的に形成された突出部WTであっても検出することができる。
その結果、被加工材Wに形成された突出部WTを、広範囲にわたって効率的に検出することができる。
Further, according to the laser cutting device 100 according to the embodiment, the protruding portion detection sensor is a beam sensor 51 that emits and receives the detection beam L in a direction orthogonal to (crossing) the moving direction of the cutting torch moving carriage 20. Therefore, by moving the cutting torch moving carriage 20 in the X-axis direction, even a protruding portion WT partially formed at any position in the Y-axis direction within the moving range can be detected.
As a result, the protruding portion WT formed on the workpiece W can be efficiently detected over a wide range.

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施形態においては、レーザトーチがファイバーレーザ発振器が生成した1000nm波長帯のレーザビームを照射するレーザ切断装置100に適用する場合について説明したが、ファイバーレーザ発振器に限定されず、例えば、COレーザ発振器やYAGレーザ発振器を備えたレーザ切断装置に適用してもよい。
また、レーザ切断装置に代えて、プラズマ切断装置やガス切断装置に適用してもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the laser torch is applied to the laser cutting device 100 that irradiates the laser beam in the 1000 nm wavelength band generated by the fiber laser oscillator has been described, but the case is not limited to the fiber laser oscillator, and for example, CO 2. It may be applied to a laser cutting device provided with a laser oscillator or a YAG laser oscillator.
Further, instead of the laser cutting device, it may be applied to a plasma cutting device or a gas cutting device.

また、上記実施形態においては、ビームセンサ(突出部検出センサ)51が、走行方向(X軸方向)と直交する方向に配置された遮光スカート部42、43に沿って検出ビームLを照射するように配置されている場合について説明したが、ビームセンサ(突出部検出センサ)51が走行方向(X軸方向)と交差する任意の方向に検出ビームLを投受光するように配置してもよい。 Further, in the above embodiment, the beam sensor (projection portion detection sensor) 51 irradiates the detection beam L along the light-shielding skirt portions 42, 43 arranged in the direction orthogonal to the traveling direction (X-axis direction). Although the case where the sensor is arranged in the above is described, the detection beam L may be arranged so as to emit and receive the detection beam L in an arbitrary direction in which the beam sensor (projection detection sensor) 51 intersects the traveling direction (X-axis direction).

また、上記実施形態においては、ビームセンサ(突出部検出センサ)51が、走行方向(X軸方向)に代えて横行方向(Y軸方向)と交差する方向に沿って検出ビームLを照射し、又は走行方向(X軸方向)と交差する方向及び横行方向(Y軸方向)と交差する方向の双方に沿って検出ビームLを照射する構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, the beam sensor (protruding portion detection sensor) 51 irradiates the detection beam L along the direction intersecting the transverse direction (Y-axis direction) instead of the traveling direction (X-axis direction). Alternatively, the detection beam L may be irradiated along both the direction intersecting the traveling direction (X-axis direction) and the direction intersecting the transverse direction (Y-axis direction).

また、上記実施形態においては、ビームセンサ(突出部検出センサ)51が高さ調整部材を介して走行台車22に取付けられている場合について説明したが、高さ調整部材を設けるかどうかは任意に設定することができる。 Further, in the above embodiment, the case where the beam sensor (projection detection sensor) 51 is attached to the traveling carriage 22 via the height adjusting member has been described, but whether or not the height adjusting member is provided is arbitrary. Can be set.

また、上記実施形態においては、突出部検出装置50が、被加工材Wに切溝を形成する際に端材が持ち上がることによって生じた突出部WTを検出する場合について説明したが、突出部検出装置50によって検出する突出部WTの形態については任意に設定することが可能であり、例えば、被加工材Wの加工面WSに形成された種々の突出部(加工前から形成されている突出部等)を検出するのに適用してもよい。
また、被加工材Wに生じたそり返りに起因して被加工材Wの縁部が定盤10から離間して生じた突出部を検出するのに適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the projecting portion detecting device 50 detects the projecting portion WT generated by the lifting of the end material when forming the cut groove in the workpiece W has been described, but the projecting portion detecting is described. The form of the protrusion WT detected by the device 50 can be arbitrarily set. For example, various protrusions formed on the machined surface WS of the workpiece W (protrusions formed before machining). Etc.) may be applied to detect.
Further, it may be applied to detect a protruding portion formed by the edge portion of the workpiece W separated from the surface plate 10 due to the warp generated in the workpiece W.

また、上記実施形態においては、突出部検出装置50が、加工面WSを基準として突出部WTの高さを判定する場合について説明したが、例えば、定盤10の上面を加工面WSの代用特性として突出部WTを検出する際の基準として判定してもよい。このように、定盤10の上面等を加工面WSの代用特性として突出部WTを検出することにより、そり返りに起因して被加工材Wの縁部が定盤10から浮き上がって突出部等を検出するうえで好適である。 Further, in the above embodiment, the case where the protrusion detection device 50 determines the height of the protrusion WT with reference to the machined surface WS has been described. For example, the upper surface of the surface plate 10 is a substitute characteristic of the machined surface WS. It may be determined as a reference when detecting the protruding portion WT. In this way, by detecting the protruding portion WT with the upper surface of the surface plate 10 as a substitute characteristic of the machined surface WS, the edge portion of the workpiece W is lifted from the surface plate 10 due to the warp, and the protruding portion or the like. It is suitable for detecting.

また、上記実施形態においては、例えば、切断装置が遮光部材40を備えている場合について説明したが、遮光部材40備えるかどうかや遮光部材40の構成については任意に設定することが可能であり、遮光スカート部を備えない構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, for example, the case where the cutting device includes the light-shielding member 40 has been described, but whether or not the cutting device 40 is provided and the configuration of the light-shielding member 40 can be arbitrarily set. The configuration may not include a light-shielding skirt portion.

また、上記実施形態においては、突出部検出装置50が、走行台車22の走行方向前方側の遮光スカート部42と、後方側の遮光スカート部43のそれぞれに沿って、ビームセンサ511、512を備えている場合について説明したが、例えば、走行台車22の走行方向前方側と後方側のいずれか一方のみにビームセンサ51を配置してもよい。
また、走行台車22に代えて、切断トーチ移動台車20の他の部分に突出部検出装置50を配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the protrusion detecting device 50 includes beam sensors 511 and 512 along the light-shielding skirt portion 42 on the front side in the traveling direction of the traveling carriage 22 and the light-shielding skirt portion 43 on the rear side, respectively. However, for example, the beam sensor 51 may be arranged only on either the front side or the rear side of the traveling vehicle 22 in the traveling direction.
Further, instead of the traveling carriage 22, the protrusion detecting device 50 may be arranged in another portion of the cutting torch moving carriage 20.

また、上記実施形態においては、遮光部材40からレーザビームが漏れ出すのを抑制する目的で突出部検出装置50を設ける場合について説明したが、例えば、レーザトーチ(切断トーチ)21や切断トーチ移動台車20を構成する部材が突出部WTと接触するのを抑制する等、他の目的で突出部検出装置50を備えてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the protrusion detecting device 50 is provided for the purpose of suppressing the laser beam from leaking from the light shielding member 40 has been described. For example, the laser torch (cutting torch) 21 and the cutting torch moving carriage 20 have been described. The protrusion detection device 50 may be provided for other purposes such as suppressing the member constituting the member from coming into contact with the protrusion WT.

また、上記実施形態においては、切断トーチ移動台車20に配置されたレーザトーチ21が定盤10に対して走行方向及び横行方向に移動するレーザ切断装置100に適用する場合について説明したが、切断トーチ移動台車20に代えて、定盤10が移動する構成としてもよい。
また、切断トーチ移動台車20が一方向(例えば、走行方向)のみに移動する切断装置に適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the laser torch 21 arranged on the cutting torch moving carriage 20 is applied to the laser cutting device 100 that moves in the traveling direction and the transverse direction with respect to the surface plate 10 has been described. Instead of the dolly 20, the surface plate 10 may be moved.
Further, it may be applied to a cutting device in which the cutting torch moving carriage 20 moves in only one direction (for example, a traveling direction).

また、上記実施形態においては、例えば、突出部検出センサとして、ビームセンサ51を用いる場合について説明したが、ビームセンサ51に代えて、任意の位置に配置した複数の変位検出センサ(例えば、レーザ変位センサ等)によって突出部を検出し、検出した突出部WTの高さを閾値(設定量)と比較して突出部が設定量以上であるかどうかを判定してもよい。 Further, in the above embodiment, for example, the case where the beam sensor 51 is used as the protrusion detection sensor has been described, but instead of the beam sensor 51, a plurality of displacement detection sensors (for example, laser displacement) arranged at arbitrary positions have been described. A protruding portion may be detected by a sensor or the like), and the height of the detected protruding portion WT may be compared with a threshold value (set amount) to determine whether or not the protruding portion is equal to or larger than the set amount.

また、上記実施形態においては、突出部検出装置50が出力した突出部検出信号によって、レーザ切断装置100を停止するとともに警報を出力する場合について説明したが、突出部検出信号をどのように使用するかは任意に設定することができる。 Further, in the above embodiment, the case where the laser cutting device 100 is stopped and the alarm is output by the protrusion detection signal output by the protrusion detection device 50 has been described. However, how is the protrusion detection signal used? Can be set arbitrarily.

本発明に係る突出部検出装置及び切断装置によれば、被加工材の加工面に部分的に形成された突出部を検出することができるので産業上利用可能である。 According to the protrusion detection device and the cutting device according to the present invention, it is possible to detect a protrusion partially formed on the machined surface of the work material, so that it can be industrially used.

W 被加工材
WS 加工面
WT 突出部
10 定盤
20 切断トーチ移動台車
21 レーザトーチ(切断トーチ)
40 遮光部材
50 突出部検出装置
51 ビームセンサ(突出部検出センサ)
100 レーザ切断装置(切断装置)
W Work material WS Machined surface WT Protruding part 10 Surface plate 20 Cutting torch Moving cart 21 Laser torch (cutting torch)
40 Light-shielding member 50 Projection detection device 51 Beam sensor (projection detection sensor)
100 Laser cutting device (cutting device)

Claims (4)

被加工材と切断トーチとが前記被加工材の加工面に沿って相対移動して前記被加工材に切溝を形成する切断装置に用いられ、前記加工面から突出する突出部を検出する突出部検出装置であって、
前記被加工材に形成された前記突出部の高さを検出する突出部検出センサを備え、
前記突出部検出センサは、高さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の光軸の検出ビームによって投受光する構成とされ、前記切断トーチと前記被加工材とが相対移動する相対移動方向と交差する方向に向かって前記検出ビームを投受光するビームセンサであり、
前記ビームセンサの前記高さ方向のいずれかに位置される前記光軸の検出ビームを基準としたときに前記ビームセンサが検出した前記突出部の高さが設定量以上の高さを有する場合に、突出部検出信号を出力するように構成されていることを特徴とする突出部検出装置。
The work material and the cutting torch are used in a cutting device that moves relative to each other along the work surface of the work material to form a cut groove in the work material, and a protrusion that detects a protrusion protruding from the work surface is detected. It is a part detection device
Includes a projecting portion detection sensor for detecting the height of the formed workpiece the projecting portion,
The protrusion detection sensor is configured to emit and receive light by detecting beams of a plurality of optical axes arranged at predetermined intervals in the height direction, and the cutting torch and the work material move relative to each other. A beam sensor that emits and receives the detected beam in a direction intersecting the direction.
If having the height the beam sensor height is set amount or more of the height of the protrusions was detected when relative to the detection beam of the optical axis that is positioned in either direction of the beam sensor , A protrusion detection device characterized in that it is configured to output a protrusion detection signal.
前記被加工材が配置される定盤と、
前記被加工材に切溝を形成する前記切断トーチと、
を備え、
前記切断トーチと前記被加工材とが前記加工面に沿って相対移動して前記被加工材に切溝を形成する切断装置であって、
請求項1に記載の突出部検出装置を備えていることを特徴とする切断装置。
The surface plate on which the work material is placed and
And said cutting torch for forming a kerf said the workpiece,
Equipped with
A cutting apparatus and the cutting torch and the workpiece to form a kerf in the workpiece by relative movement along the working surface,
A cutting device comprising the protrusion detecting device according to claim 1.
請求項 に記載の切断装置であって、
前記切断トーチがレーザビームを照射して切溝を形成するレーザトーチとされ、
前記レーザトーチが前記被加工材に切溝を形成する際に、照射された前記レーザビームが前記被加工材との間から外部に漏れるのを抑制する遮光部材を備えていることを特徴とする切断装置。
The cutting device according to claim 2.
The cutting torch is a laser torch that irradiates a laser beam to form a groove.
Cutting the torch is in forming kerfs the the workpiece, characterized in that the laser beam is irradiated and a suppressing shielding member from leaking to the outside from between the workpiece Device.
前記切断トーチを搭載した切断トーチ移動台車と、A cutting torch moving trolley equipped with the cutting torch,
前記切断トーチ移動台車に取り付けられ、遮光カバー部と遮光スカート部とを有する前記遮光部材と、The light-shielding member attached to the cutting torch moving carriage and having a light-shielding cover portion and a light-shielding skirt portion,
前記突出部検出信号を出力し、前記切断装置を停止するとともに警報を出力する制御部を設けた前記突出部検出装置と、The protrusion detection device provided with a control unit that outputs the protrusion detection signal, stops the cutting device, and outputs an alarm.
を備えることを特徴とする請求項3に記載の切断装置。The cutting device according to claim 3, further comprising.
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