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JP7776313B2 - Plasma cutting device and plasma cutting method - Google Patents
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JP7776313B2 - Plasma cutting device and plasma cutting method - Google Patents

Plasma cutting device and plasma cutting method

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JP7776313B2 JP2021183209A JP2021183209A JP7776313B2 JP 7776313 B2 JP7776313 B2 JP 7776313B2 JP 2021183209 A JP2021183209 A JP 2021183209A JP 2021183209 A JP2021183209 A JP 2021183209A JP 7776313 B2 JP7776313 B2 JP 7776313B2
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Description

本発明は、陸上風車用タワーなどの大型部材の解体工事に好適なプラズマ切断装置およびプラズマ切断方法に関するものである。 The present invention relates to a plasma cutting device and method suitable for dismantling large components such as towers for onshore wind turbines.

近年、風力発電設備の大規模更新に伴い、風車設備の解体部材が大量に発生している。解体部材を完全に溶解処分する過程において、タワー本体フレームや羽取付部材(ハブ)などの寸法が大きな風車分解部材を、溶鉱炉に投入可能なサイズ(例えば1m×1m程度以内)まで小さく切断する必要がある。こうした切断作業においては、一般に、熟練工によるガス切断が用いられている。 In recent years, large-scale upgrades to wind power generation facilities have resulted in the generation of large amounts of dismantled wind turbine components. In the process of completely melting down and disposing of these components, large wind turbine components, such as the tower frame and blade attachment members (hubs), must be cut into pieces small enough to be fed into a blast furnace (for example, within approximately 1m x 1m). This cutting work is generally performed by skilled workers using gas cutting.

一方、従来の部材切断装置として、プラズマトーチから発生されるプラズマアークによって、部材を切断するプラズマ切断装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に記載のプラズマ切断装置は、鋼板が載置される載置テーブルと、載置テーブルの側方に設けられたX軸ガイド部材を備えている。X軸ガイド部材には移動台車がX軸方向に移動自在に支持されており、移動台車にはX軸方向と直交するY軸方向に延びるY軸ガイド部材が固定されている。Y軸ガイド部材にはプラズマトーチを装着したキャリッジがY軸方向に移動自在に設けられている。プラズマトーチは、キャリッジに対してZ軸方向(上下方向)に移動自在である。この構成によれば、載置テーブル上に載置された鋼板に対して、プラズマトーチを水平方向(X、Y軸方向)と上下方向(Z軸方向)の任意の位置に移動させることにより、鋼板を任意のラインに沿って切断することができる。 Meanwhile, a known conventional component cutting device is a plasma cutting device that cuts components using a plasma arc generated by a plasma torch (see, for example, Patent Document 1). The plasma cutting device described in Patent Document 1 includes a mounting table on which a steel plate is placed and an X-axis guide member provided to the side of the mounting table. A movable carriage is supported on the X-axis guide member so that it can move freely in the X-axis direction, and a Y-axis guide member extending in the Y-axis direction, perpendicular to the X-axis direction, is fixed to the movable carriage. A carriage equipped with a plasma torch is provided on the Y-axis guide member so that it can move freely in the Y-axis direction. The plasma torch is movable in the Z-axis direction (up and down) relative to the carriage. With this configuration, the steel plate can be cut along any desired line by moving the plasma torch to any desired position horizontally (in the X and Y-axis directions) and vertically (in the Z-axis direction) relative to the steel plate placed on the mounting table.

特開2013-202676号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-202676

ところで、風車分解部材であるタワー本体は、寸法が大きな側断面視テーパ状の円筒形長尺部材(厚さ12mm~44mm程度)であるため、現場に横置きした後、その周囲に足場作業台を設置してガス切断を行っているが、ガス切断に長い時間を要していた。また、クレーンでタワー本体を周方向に回転させるなどして切断位置を段取りする作業手間を要していた。このため、切断作業時間を短縮することができる技術が求められていた。 The tower body, which is a component used to disassemble a wind turbine, is a large, long, cylindrical component (approximately 12mm to 44mm thick) that is tapered in cross section. Therefore, after laying it horizontally on-site, a scaffolding work platform is set up around it and gas cutting is performed, which takes a long time. Furthermore, the tower body is rotated circumferentially with a crane to set up the cutting position, which requires a lot of work. For this reason, a technology that can shorten the cutting time was needed.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切断作業時間を短縮することができるプラズマ切断装置およびプラズマ切断方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above, and aims to provide a plasma cutting device and plasma cutting method that can shorten cutting work time.

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプラズマ切断装置は、プラズマトーチを保持しながら直線状のガイド部材に沿って移動可能な保持部材と、この保持部材の動作およびプラズマトーチからのプラズマアークの発生を制御する切断制御手段とを備え、切断制御手段の制御によりプラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断装置であって、支持手段と、この支持手段に対して旋回可能に支持されるとともに、先端側でガイド部材を旋回可能に支持する操作部材と、操作部材に対するガイド部材の旋回角度を制御する角度制御手段と、切断対象物とプラズマトーチとの離隔距離を所定の距離に制御する距離制御手段とをさらに備えることを特徴とする。 To solve the above problems and achieve the objectives, the plasma cutting device of the present invention comprises a holding member that can move along a linear guide member while holding a plasma torch, and cutting control means that controls the operation of the holding member and the generation of a plasma arc from the plasma torch. The cutting control means controls the holding member to move along the guide member while a plasma arc is generated from the plasma torch, thereby cutting an object to be cut that is placed close to the guide member. The device further comprises support means, an operating member that is rotatably supported on the support means and rotatably supports the guide member at its tip, angle control means that controls the rotation angle of the guide member relative to the operating member, and distance control means that controls the separation distance between the object to be cut and the plasma torch to a predetermined distance.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置は、上述した発明において、切断制御手段は、切断対象物から離れた地点から遠隔操作可能であることを特徴とする。 Another plasma cutting device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the cutting control means can be remotely operated from a location away from the object to be cut.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置は、上述した発明において、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とをさらに備え、切断制御手段は、表示手段に表示された映像を見ながら遠隔操作可能であることを特徴とする。 Another plasma cutting device according to the present invention is the same as the above-mentioned invention, but further comprising an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means, and the cutting control means can be remotely operated while viewing the image displayed on the display means.

また、本発明に係るプラズマ切断方法は、上述したプラズマ切断装置を用いて、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断方法であって、切断対象物の近傍に支持手段を配置した後、操作部材を操作してガイド部材を切断対象物の表面近傍に配置するステップと、角度制御手段を制御してガイド部材の旋回角度を制御し、切断対象物の表面に沿ってガイド部材を配置するステップと、切断制御手段を制御して、プラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、切断対象物を切断するステップとを有することを特徴とする。 The plasma cutting method according to the present invention is a plasma cutting method for cutting an object placed close to a guide member using the above-described plasma cutting device, and is characterized by comprising the steps of: placing a support means near the object, and then operating the operating member to position the guide member close to the surface of the object; controlling the angle control means to control the rotation angle of the guide member and position the guide member along the surface of the object; and controlling the cutting control means to move the holding member along the guide member while generating a plasma arc from the plasma torch, thereby cutting the object.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法は、上述した発明において、切断対象物から離れた地点で切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断することを特徴とする。 Another plasma cutting method according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the cutting control means is remotely operated at a point away from the object to be cut, thereby cutting the object.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法は、上述した発明において、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とを設けた後、切断対象物から離れた地点で表示手段に表示された映像を見ながら切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断することを特徴とする。 Another plasma cutting method according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, an image acquisition means is provided for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means is provided for displaying the image acquired by the image acquisition means, and the object is cut by remotely operating the cutting control means while viewing the image displayed on the display means at a location away from the object.

本発明に係るプラズマ切断装置によれば、プラズマトーチを保持しながら直線状のガイド部材に沿って移動可能な保持部材と、この保持部材の動作およびプラズマトーチからのプラズマアークの発生を制御する切断制御手段とを備え、切断制御手段の制御によりプラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断装置であって、支持手段と、この支持手段に対して旋回可能に支持されるとともに、先端側でガイド部材を旋回可能に支持する操作部材と、操作部材に対するガイド部材の旋回角度を制御する角度制御手段と、切断対象物とプラズマトーチとの離隔距離を所定の距離に制御する距離制御手段とをさらに備えるので、手作業によるガス切断に比べて大型部材に対する切断作業時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。 The plasma cutting device of the present invention comprises a holding member that can move along a linear guide member while holding a plasma torch, and cutting control means that controls the movement of the holding member and the generation of a plasma arc from the plasma torch. The holding member is moved along the guide member while a plasma arc is generated from the plasma torch under the control of the cutting control means, thereby cutting an object to be cut that is placed close to the guide member. The device also comprises a support means, an operating member that is rotatably supported on the support means and rotatably supports the guide member at its tip, an angle control means that controls the rotation angle of the guide member relative to the operating member, and a distance control means that controls the separation distance between the object to be cut and the plasma torch to a predetermined distance, thereby achieving the effect of significantly reducing the cutting time for large materials compared to manual gas cutting.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置によれば、切断制御手段は、切断対象物から離れた地点から遠隔操作可能であるので、作業安全性を向上することができるという効果を奏する。 Furthermore, with another plasma cutting device according to the present invention, the cutting control means can be remotely operated from a location away from the object to be cut, thereby achieving the effect of improving work safety.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置によれば、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とをさらに備え、切断制御手段は、表示手段に表示された映像を見ながら遠隔操作可能であるので、作業安全性に加え、作業精度および作業効率を向上することができるという効果を奏する。 In addition, another plasma cutting device according to the present invention further comprises an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means. The cutting control means can be remotely operated while viewing the image displayed on the display means, thereby achieving the effect of improving work safety as well as work accuracy and work efficiency.

また、本発明に係るプラズマ切断方法によれば、上述したプラズマ切断装置を用いて、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断方法であって、切断対象物の近傍に支持手段を配置した後、操作部材を操作してガイド部材を切断対象物の表面近傍に配置するステップと、角度制御手段を制御してガイド部材の旋回角度を制御し、切断対象物の表面に沿ってガイド部材を配置するステップと、切断制御手段を制御して、プラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、切断対象物を切断するステップとを有するので、手作業によるガス切断に比べて大型部材に対する切断作業時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。 The plasma cutting method of the present invention uses the above-described plasma cutting device to cut a workpiece placed close to a guide member, and includes the steps of: placing a support means near the workpiece, and then operating the operating member to position the guide member near the surface of the workpiece; controlling the angle control means to control the rotation angle of the guide member and position the guide member along the surface of the workpiece; and controlling the cutting control means to move the holding member along the guide member while generating a plasma arc from the plasma torch, thereby cutting the workpiece. This has the effect of significantly reducing the cutting time for large workpieces compared to manual gas cutting.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法によれば、切断対象物から離れた地点で切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断するので、作業安全性を向上することができるという効果を奏する。 Furthermore, according to another plasma cutting method of the present invention, the cutting control means is remotely operated from a location away from the object to be cut, thereby improving work safety.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法によれば、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とを設けた後、切断対象物から離れた地点で表示手段に表示された映像を見ながら切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断するので、作業安全性に加え、作業精度および作業効率を向上することができるという効果を奏する。 In addition, another plasma cutting method according to the present invention includes an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means.The cutting control means is then remotely operated from a location away from the object to be cut while viewing the image displayed on the display means, thereby achieving the effect of improving work safety as well as work accuracy and work efficiency.

図1は、本発明に係るプラズマ切断装置およびプラズマ切断方法の実施の形態を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a plasma cutting device and a plasma cutting method according to the present invention. 図2は、図1の上面図である。FIG. 2 is a top view of FIG. 図3は、図1の正面図である。FIG. 3 is a front view of FIG. 図4は、保持部材(移動台車)およびガイド部材(走行レール)の要部斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the main parts of the holding member (movable carriage) and the guide member (traveling rail). 図5は、距離制御手段(離隔距離ガイド機構)を示す概略図であり、(1)は側面図、(2)は上面図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the distance control means (separation distance guide mechanism), where (1) is a side view and (2) is a top view.

以下に、本発明に係るプラズマ切断装置およびプラズマ切断方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The following describes in detail an embodiment of a plasma cutting device and a plasma cutting method according to the present invention, with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.

図1~図3に示すように、本発明の実施の形態に係るプラズマ切断装置10は、解体現場において横向きに仮置きされた風車用タワー本体Pの横側に配置される。このプラズマ切断装置10は、建設機械12と、建設機械12のアーム先端に取り付けられたプラズマ切断機構14とを備えている。タワー本体Pは、側断面視テーパ状の円筒形長尺部材からなる切断対象物であり、タワーの軸方向に進むに従い拡径または縮径した形状を呈している。 As shown in Figures 1 to 3, a plasma cutting device 10 according to an embodiment of the present invention is placed to the side of a wind turbine tower body P that has been temporarily placed sideways at a demolition site. This plasma cutting device 10 includes a construction machine 12 and a plasma cutting mechanism 14 attached to the end of the arm of the construction machine 12. The tower body P is the object to be cut and is made of a long, cylindrical member that is tapered in cross section from the side, and has a shape that expands or contracts in diameter as it progresses axially along the tower.

建設機械12は、自走式小型油圧ショベルのアーム先端のバケットを取り外したものが使用される。この建設機械12は、下部走行体16(支持手段)と、作業機18と、上部旋回体20とを備える。下部走行体16に対して上部旋回体20が旋回可能に支持され、上部旋回体20に作業機18が取り付けられている。下部走行体16は、図示しないエンジンからの動力を受けて駆動し、建設機械12を走行させる。下部走行体16は、左右一対のクローラ22を備える。なお、本発明の支持手段は下部走行体16に限るものではなく、プラズマ切断機構14の姿勢を変更可能に支持できるものであればいかなる構造でもよい。 The construction machine 12 used is a self-propelled mini hydraulic excavator with the bucket at the end of the arm removed. This construction machine 12 comprises a lower traveling body 16 (support means), a work implement 18, and an upper rotating body 20. The upper rotating body 20 is rotatably supported on the lower traveling body 16, and the work implement 18 is attached to the upper rotating body 20. The lower traveling body 16 is driven by power from an engine (not shown) to propel the construction machine 12. The lower traveling body 16 comprises a pair of left and right crawlers 22. Note that the support means of the present invention is not limited to the lower traveling body 16, and any structure that can support the plasma cutting mechanism 14 in an adjustable position may be used.

作業機18は、図示しないエンジンからの動力を受けて駆動する操作部材である。作業機18は、ブーム24とアーム26と支持機構28を備え、これらを独立して油圧駆動することができる。ブーム24は、基端部が上部旋回体20の前部に上下方向に回転可能に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ30によって回動される。アーム26は、基端部がブーム24の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ32によって回動される。そして、支持機構28は、基端部がアーム26の先端部に支持されて、伸縮自在に可動する支持機構シリンダ34によって回動される。ブーム24およびアーム26によって多関節構造体が形成されており、ブーム24は多関節構造体を構成する要素のうち最も基端側に配置されている。 The work implement 18 is an operating member that receives power from an engine (not shown) and is driven. The work implement 18 includes a boom 24, an arm 26, and a support mechanism 28, which can be hydraulically driven independently. The boom 24 has its base end supported on the front of the upper rotating body 20 so that it can rotate in the vertical direction, and is rotated by a telescopically movable boom cylinder 30. The arm 26 has its base end supported on the tip of the boom 24 and is rotated by a telescopically movable arm cylinder 32. The support mechanism 28 has its base end supported on the tip of the arm 26 and is rotated by a telescopically movable support mechanism cylinder 34. The boom 24 and arm 26 form a multi-joint structure, and the boom 24 is located at the base end of the elements that make up the multi-joint structure.

上部旋回体20は、下部走行体16に対して図示しない旋回ベアリングを介して上下方向の軸周りに旋回可能に構成されている。上部旋回体20には、建設機械12の各機能を操作するための操縦席、駆動用のエンジン、上部旋回体20を旋回するためのモータなどが配置されている。ブームシリンダ30、アームシリンダ32、支持機構シリンダ34は、エンジンにより駆動される油圧ポンプからの作動油によって作動する。モータで上部旋回体20を旋回することでアーム26を上下方向の軸周りに旋回することができる。なお、このアーム旋回機能を含む建設機械12の各機能は、操縦席から離れた地点から遠隔操作可能に構成してもよい。 The upper rotating body 20 is configured to be able to rotate around a vertical axis relative to the lower running body 16 via a rotating bearing (not shown). The upper rotating body 20 is equipped with a driver's seat for operating each function of the construction machine 12, a drive engine, a motor for rotating the upper rotating body 20, and other components. The boom cylinder 30, arm cylinder 32, and support mechanism cylinder 34 are operated by hydraulic oil from a hydraulic pump driven by the engine. By rotating the upper rotating body 20 with the motor, the arm 26 can be rotated around a vertical axis. Note that each function of the construction machine 12, including this arm rotation function, may be configured to be remotely operable from a location away from the driver's seat.

プラズマ切断機構14は、図4に示すように、プラズマトーチ36をクランプ機構38で保持しながら長板状(長尺直線状)の走行レール40(ガイド部材)に沿って移動可能な移動台車42(保持部材)と、この移動台車42の動作およびプラズマトーチ36からのプラズマアークの発生を制御する切断制御手段44とを備える。切断制御手段44は、離れた地点から遠隔操作可能に構成してもよい。切断制御手段44の制御によりプラズマトーチ36からプラズマアークを発生させた状態で移動台車42を走行レール40に沿って移動させることによって、走行レール40に近接配置されたタワー本体Pを切断することができる。プラズマ切断機構14には、例えば、工場などで使われているカットランナー(登録商標)などの既存のプラズマ自動切断機器を利用してもよい。 As shown in FIG. 4, the plasma cutting mechanism 14 includes a mobile carriage 42 (holding member) that can move along a long, plate-shaped (long, linear) traveling rail 40 (guide member) while holding the plasma torch 36 with a clamping mechanism 38, and a cutting control means 44 that controls the operation of the mobile carriage 42 and the generation of a plasma arc from the plasma torch 36. The cutting control means 44 may be configured to be remotely operable from a remote location. By moving the mobile carriage 42 along the traveling rail 40 while generating a plasma arc from the plasma torch 36 under the control of the cutting control means 44, it is possible to cut the tower body P located close to the traveling rail 40. The plasma cutting mechanism 14 may utilize existing automatic plasma cutting equipment, such as CutRunner (registered trademark), used in factories, etc.

走行レール40は、アーム26の先端部の支持機構28に対して、長手方向の中間部分が旋回可能に支持される。支持機構28に対する走行レール40の旋回角度は、支持機構28に対する走行レール40の旋回位置を調整する角度制御手段46によって制御可能である。 The running rail 40 is supported at its longitudinal midsection so that it can pivot relative to the support mechanism 28 at the tip of the arm 26. The pivot angle of the running rail 40 relative to the support mechanism 28 can be controlled by an angle control means 46, which adjusts the pivot position of the running rail 40 relative to the support mechanism 28.

角度制御手段46は、支持機構28に対して走行レール40を上下方向に旋回可能に支持する旋回ベアリング46Aと、走行レール40を左右方向に旋回可能に支持する旋回軸46Bと、支持機構28に対して走行レール40を傾動可能に固定する補助機構46Cとを有する。本実施の形態の角度制御手段46は、タワー本体Pの置き方や切断方向に追従可能なように、走行レール40の旋回角度を直交する旋回2方向に所定の角度θだけ(例えば、上下方向および左右方向に各5°(計10°))調整可能に構成している。タワー本体Pはテーパ状の円筒形であることから、解体現場の水平な地面に横置きした状態では、タワー本体Pの軸方向は水平に対して若干斜めを向いた状態になる。そこで、本実施の形態では、その状態でタワー本体Pの上半円と下半円の境界付近を母線方向に容易に切断できるように、走行レール40の旋回角度を上下方向および左右方向に調整可能としている。これにより、走行レール40をタワー本体Pの表面に沿って近接配置することができる。また、建設機械12とタワー本体Pの位置関係が少しずれる場合であっても、建設機械12のアーム旋回機能と走行レール40の旋回機能により、走行レール40をタワー本体Pの表面に沿って近接配置することができる。 The angle control means 46 includes a swivel bearing 46A that supports the running rail 40 relative to the support mechanism 28 so that it can swivel up and down, a swivel shaft 46B that supports the running rail 40 so that it can swivel left and right, and an auxiliary mechanism 46C that tiltably fixes the running rail 40 relative to the support mechanism 28. The angle control means 46 of this embodiment is configured to adjust the swivel angle of the running rail 40 by a predetermined angle θ in two orthogonal swivel directions (e.g., 5° each in the vertical and horizontal directions (10° total)) to accommodate the placement and cutting direction of the tower body P. Because the tower body P has a tapered cylindrical shape, when placed horizontally on level ground at a demolition site, the axial direction of the tower body P is slightly oblique to the horizontal. Therefore, in this embodiment, the swivel angle of the running rail 40 is adjustable in the vertical and horizontal directions so that the boundary between the upper and lower semicircles of the tower body P can be easily cut in the generatrix direction in this state. This allows the traveling rails 40 to be positioned closely along the surface of the tower body P. Furthermore, even if the relative positions of the construction machine 12 and the tower body P are slightly misaligned, the arm rotation function of the construction machine 12 and the rotation function of the traveling rails 40 allow the traveling rails 40 to be positioned closely along the surface of the tower body P.

走行レール40の長手方向の両端には、切断対象のタワー本体Pの表面とプラズマトーチ36先端との離隔距離を一定の距離に保持するための離隔距離ガイド機構48(距離制御手段)が設けられている。この離隔距離ガイド機構48は、図5に示すように、走行レール40の長手方向の両端から長手方向に直交する向きに突設された一対の略三日月状の板部材50を有する。板部材50は、走行レール40の両端に固定された軸部52に対して回動自在に設けられ、その両端には、ローラ54が回転自在に取り付けられる。両端の板部材50のローラ54をタワー本体Pの表面に押し付けた状態にすることにより、プラズマ切断中におけるタワー本体Pの表面とプラズマトーチ36先端との離隔距離を一定の距離に保持することができる。 A distance guide mechanism 48 (distance control means) is provided at both longitudinal ends of the traveling rail 40 to maintain a constant distance between the surface of the tower body P to be cut and the tip of the plasma torch 36. As shown in FIG. 5, this distance guide mechanism 48 has a pair of approximately crescent-shaped plate members 50 protruding from both longitudinal ends of the traveling rail 40 in a direction perpendicular to the longitudinal direction. The plate members 50 are rotatable about shafts 52 fixed to both ends of the traveling rail 40, and rollers 54 are rotatably attached to both ends. By pressing the rollers 54 of the plate members 50 at both ends against the surface of the tower body P, the distance between the surface of the tower body P and the tip of the plasma torch 36 during plasma cutting can be maintained at a constant distance.

上記構成の動作および作用について説明する。
まず、解体現場に横向きに置かれたタワー本体Pの側方近傍に建設機械12を配置する。続いて、作業機18を操作して走行レール40をタワー本体Pの表面近傍に配置する。次に、角度制御手段46を制御して走行レール40の旋回角度を調整し、タワー本体Pの表面に沿って走行レール40を配置するとともに、タワー本体Pの表面に離隔距離ガイド機構48のローラ54を押し当てる。その状態で、切断制御手段44を制御して、プラズマトーチ36からプラズマアークを発生させた状態で移動台車42を走行レール40に沿って移動させる。こうすることで、走行レール40に沿ってタワー本体Pをプラズマ切断する。
The operation and function of the above configuration will now be described.
First, the construction machine 12 is positioned near the side of the tower body P, which is placed sideways at the demolition site. Next, the work equipment 18 is operated to position the traveling rail 40 near the surface of the tower body P. Next, the angle control means 46 is controlled to adjust the rotation angle of the traveling rail 40, so that the traveling rail 40 is positioned along the surface of the tower body P, and the roller 54 of the separation distance guide mechanism 48 is pressed against the surface of the tower body P. In this state, the cutting control means 44 is controlled to move the mobile carriage 42 along the traveling rail 40 while a plasma arc is generated from the plasma torch 36. In this manner, the tower body P is plasma-cut along the traveling rail 40.

従来のガス切断では、足場作業台の設置や、クレーンを利用してタワー本体Pを回転させるなどで切断位置を段取りしていたが、建設機械12のアーム先端にプラズマ切断機構14を取り付けた本実施の形態のプラズマ切断装置10によれば、タワー本体Pの上側半周部分については、切断位置を変えることなくプラズマ切断することができる。プラズマ切断は手作業によるガス切断に対して約3倍の速度で切断が可能であることから、タワー本体Pなど大型部材の切断に要する作業時間を大幅に短縮することができる。このため、解体現場に横置きされたタワー本体Pを動かすことなく、迅速に切断することができる。建設機械12のアーム旋回機能と走行レール40の旋回機能を組み合わせた動作により、走行レール40を様々な姿勢のタワー本体Pの表面に沿って容易に近接配置できるため、切断作業効率を向上することができる。また、ガス切断に比べて作業員の熱中症、火傷、転倒等のおそれがないので、作業安全性を向上することができる。 In conventional gas cutting, the cutting position was set up by setting up a scaffolding work platform or using a crane to rotate the tower body P. However, with the plasma cutting device 10 of this embodiment, which has a plasma cutting mechanism 14 attached to the end of the arm of a construction machine 12, the upper half of the tower body P can be plasma cut without changing the cutting position. Plasma cutting is approximately three times faster than manual gas cutting, significantly reducing the work time required to cut large components such as the tower body P. This allows for rapid cutting without moving the tower body P placed horizontally at the demolition site. The combined operation of the construction machine's 12 arm rotation function and the running rail 40 rotation function allows the running rail 40 to be easily positioned close to the surface of the tower body P in various positions, improving cutting efficiency. Furthermore, compared to gas cutting, there is no risk of worker heatstroke, burns, or falls, improving work safety.

上記の実施の形態において、作業員がタワー本体Pの切断位置から離れてプラズマ切断装置10を遠隔操作し、プラズマ切断作業を行ってもよい。このようにすれば、作業安全性をさらに向上することができる。 In the above embodiment, an operator may perform plasma cutting work by remotely operating the plasma cutting device 10 from a distance from the cutting position on the tower body P. This can further improve work safety.

さらに、解体現場周辺にWi-Fi(登録商標)環境などの無線通信網を構築するとともに、走行レール40の周辺など切断状況を視認できる場所に複数のカメラ(映像取得手段)を設置してもよい。そして、ウェアラブルデバイス(表示手段)を装着した操作者が、無線通信網を経由してカメラから送信される映像で切断状況を確認しながら、プラズマ切断装置10の切断制御手段44、角度制御手段46、建設機械12のアーム旋回機能などを遠隔操作して切断作業を行ってもよい。このようにすれば、作業安全性に加え、作業精度および作業効率を向上することができる。 Furthermore, a wireless communication network such as a Wi-Fi (registered trademark) environment may be established around the demolition site, and multiple cameras (image acquisition means) may be installed in locations where the cutting status can be visually confirmed, such as around the traveling rails 40. An operator wearing a wearable device (display means) may then remotely operate the cutting control means 44 and angle control means 46 of the plasma cutting device 10, the arm rotation function of the construction machine 12, and other functions to perform the cutting work, while checking the cutting status using images transmitted from the cameras via the wireless communication network. This can improve work safety as well as work accuracy and efficiency.

以上説明したように、本発明に係るプラズマ切断装置によれば、プラズマトーチを保持しながら直線状のガイド部材に沿って移動可能な保持部材と、この保持部材の動作およびプラズマトーチからのプラズマアークの発生を制御する切断制御手段とを備え、切断制御手段の制御によりプラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断装置であって、支持手段と、この支持手段に対して旋回可能に支持されるとともに、先端側でガイド部材を旋回可能に支持する操作部材と、操作部材に対するガイド部材の旋回角度を制御する角度制御手段と、切断対象物とプラズマトーチとの離隔距離を所定の距離に制御する距離制御手段とをさらに備えるので、手作業によるガス切断に比べて大型部材に対する切断作業時間を大幅に短縮することができる。 As described above, the plasma cutting device of the present invention comprises a holding member that can move along a linear guide member while holding a plasma torch, and cutting control means that controls the movement of the holding member and the generation of a plasma arc from the plasma torch. The holding member is moved along the guide member while a plasma arc is generated from the plasma torch under the control of the cutting control means, thereby cutting an object to be cut that is placed close to the guide member. The device also comprises a support means, an operating member that is rotatably supported on the support means and rotatably supports the guide member at its tip, an angle control means that controls the rotation angle of the guide member relative to the operating member, and a distance control means that controls the separation distance between the object to be cut and the plasma torch to a predetermined distance. Therefore, the time required for cutting large materials can be significantly reduced compared to manual gas cutting.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置によれば、切断制御手段は、切断対象物から離れた地点から遠隔操作可能であるので、作業安全性を向上することができる。 Furthermore, with another plasma cutting device according to the present invention, the cutting control means can be remotely operated from a location away from the object to be cut, thereby improving work safety.

また、本発明に係る他のプラズマ切断装置によれば、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とをさらに備え、切断制御手段は、表示手段に表示された映像を見ながら遠隔操作可能であるので、作業安全性に加え、作業精度および作業効率を向上することができる。 In addition, another plasma cutting device according to the present invention further comprises an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means. The cutting control means can be remotely operated while viewing the image displayed on the display means, thereby improving work safety as well as work accuracy and work efficiency.

また、本発明に係るプラズマ切断方法によれば、上述したプラズマ切断装置を用いて、ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断方法であって、切断対象物の近傍に支持手段を配置した後、操作部材を操作してガイド部材を切断対象物の表面近傍に配置するステップと、角度制御手段を制御してガイド部材の旋回角度を制御し、切断対象物の表面に沿ってガイド部材を配置するステップと、切断制御手段を制御して、プラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって、切断対象物を切断するステップとを有するので、手作業によるガス切断に比べて大型部材に対する切断作業時間を大幅に短縮することができる。 In addition, the plasma cutting method of the present invention uses the above-mentioned plasma cutting device to cut a workpiece placed close to a guide member. The method includes the steps of: placing a support means near the workpiece, and then operating the operating member to position the guide member near the surface of the workpiece; controlling the angle control means to control the rotation angle of the guide member and position the guide member along the surface of the workpiece; and controlling the cutting control means to move the holding member along the guide member while generating a plasma arc from the plasma torch, thereby cutting the workpiece. Therefore, the cutting time for large workpieces can be significantly reduced compared to manual gas cutting.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法によれば、切断対象物から離れた地点で切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断するので、作業安全性を向上することができる。 Furthermore, according to another plasma cutting method of the present invention, the cutting control means is remotely operated from a location away from the object to be cut, thereby improving work safety.

また、本発明に係る他のプラズマ切断方法によれば、保持部材の近傍の切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とを設けた後、切断対象物から離れた地点で表示手段に表示された映像を見ながら切断制御手段を遠隔操作して、切断対象物を切断するので、作業安全性に加え、作業精度および作業効率を向上することができる。 In addition, another plasma cutting method according to the present invention includes an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut near the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means.The cutting control means is then remotely operated from a location away from the object to be cut while viewing the image displayed on the display means, thereby improving work safety, work accuracy, and work efficiency.

以上のように、本発明に係るプラズマ切断装置およびプラズマ切断方法は、風車用タワーなどの大型部材の解体工事に有用であり、特に、切断作業時間を短縮するのに適している。 As described above, the plasma cutting device and plasma cutting method of the present invention are useful for dismantling large components such as wind turbine towers, and are particularly suitable for shortening cutting work times.

10 プラズマ切断装置
12 建設機械
14 プラズマ切断機構
16 下部走行体(支持手段)
18 作業機(操作部材)
20 上部旋回体
22 クローラ
24 ブーム
26 アーム
28 支持機構
30 ブームシリンダ
32 アームシリンダ
34 支持機構シリンダ
36 プラズマトーチ
38 クランプ機構
40 走行レール(ガイド部材)
42 移動台車(保持部材)
44 切断制御手段
46 角度制御手段
48 離隔距離ガイド機構(距離制御手段)
50 板部材
52 軸部
54 ローラ
P タワー本体(切断対象物)
10 Plasma cutting device 12 Construction machine 14 Plasma cutting mechanism 16 Undercarriage (support means)
18 Working machine (operating member)
20 Upper rotating body 22 Crawler 24 Boom 26 Arm 28 Support mechanism 30 Boom cylinder 32 Arm cylinder 34 Support mechanism cylinder 36 Plasma torch 38 Clamp mechanism 40 Traveling rail (guide member)
42 Mobile cart (holding member)
44 Cutting control means 46 Angle control means 48 Separation distance guide mechanism (distance control means)
50 Plate member 52 Shaft portion 54 Roller P Tower body (object to be cut)

Claims (6)

プラズマトーチを保持しながら直線状のガイド部材に沿って移動可能な保持部材と、この保持部材の動作および前記プラズマトーチからのプラズマアークの発生を制御する切断制御手段とを備え、前記切断制御手段の制御により前記プラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で前記保持部材を前記ガイド部材に沿って移動させることによって、前記ガイド部材に近接配置された切断対象物を切断するプラズマ切断装置であって、
支持手段と、この支持手段に対して旋回可能に支持されるとともに、先端側で前記ガイド部材を旋回可能に支持する操作部材と、前記操作部材に対する前記ガイド部材の旋回角度を制御する角度制御手段と、前記切断対象物と前記プラズマトーチとの離隔距離を所定の距離に制御する距離制御手段とをさらに備え
前記切断対象物は、水平面に横置きしたテーパ状の円筒形部材からなり、前記テーパ状の円筒形部材は、筒軸方向に進むに従って拡径または縮径した形状を呈しており、前記筒軸方向は水平に対して斜めを向いており、
前記距離制御手段は、前記ガイド部材の長手方向の両端に固定された軸部に対して回動自在に設けられ、前記長手方向に直交する向きに延びる板部材と、前記板部材の延びる方向の両端に回転自在に取り付けられたローラとを備え、前記ローラを前記切断対象物の表面に押し付けた状態にすることにより、切断中における前記切断対象物の表面と前記プラズマトーチの先端との離隔距離を一定の距離に保持することを特徴とするプラズマ切断装置。
A plasma cutting device comprising: a holding member capable of moving along a linear guide member while holding a plasma torch; and cutting control means for controlling the operation of the holding member and the generation of a plasma arc from the plasma torch; wherein the holding member is moved along the guide member while a plasma arc is generated from the plasma torch under the control of the cutting control means, thereby cutting an object to be cut that is disposed close to the guide member,
The cutting apparatus further comprises a support means, an operating member that is rotatably supported by the support means and that rotatably supports the guide member at a tip end thereof, an angle control means that controls the rotation angle of the guide member relative to the operating member, and a distance control means that controls the separation distance between the workpiece and the plasma torch to a predetermined distance ,
the object to be cut is a tapered cylindrical member placed horizontally on a horizontal surface, the tapered cylindrical member having a shape in which the diameter increases or decreases as the tapered cylindrical member advances in the cylindrical axis direction, the cylindrical axis direction being oblique to the horizontal,
The distance control means comprises a plate member that is rotatable about an axis fixed to both ends of the longitudinal direction of the guide member and extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and rollers that are rotatably attached to both ends of the plate member in the extending direction, and by pressing the rollers against the surface of the object to be cut, the plasma cutting device maintains a constant distance between the surface of the object to be cut and the tip of the plasma torch during cutting .
前記切断制御手段は、前記切断対象物から離れた地点から遠隔操作可能であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ切断装置。 2. The plasma cutting device according to claim 1, wherein the cutting control means is remotely operable from a location away from the object to be cut. 前記保持部材の近傍の前記切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とをさらに備え、前記切断制御手段は、前記表示手段に表示された映像を見ながら遠隔操作可能であることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ切断装置。 3. The plasma cutting device according to claim 2 , further comprising an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut in the vicinity of the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means, wherein the cutting control means can be remotely operated while viewing the image displayed on the display means. 請求項1~3のいずれか一つに記載のプラズマ切断装置を用いて、前記ガイド部材に近接配置された前記切断対象物を切断するプラズマ切断方法であって、
前記切断対象物の近傍に前記支持手段を配置した後、前記操作部材を操作して前記ガイド部材を前記切断対象物の表面近傍に配置するステップと、前記角度制御手段を制御して前記ガイド部材の旋回角度を制御し、前記切断対象物の表面に沿って前記ガイド部材を配置するステップと、前記距離制御手段の前記ローラを前記切断対象物の表面に押し付けた状態にすることにより、前記切断対象物の表面と前記プラズマトーチの先端との離隔距離を一定の距離に保持するステップと、前記切断制御手段を制御して、前記プラズマトーチからプラズマアークを発生させた状態で前記保持部材を前記ガイド部材に沿って移動させることによって、前記切断対象物を切断するステップとを有することを特徴とするプラズマ切断方法。
A plasma cutting method for cutting the workpiece arranged in proximity to the guide member using the plasma cutting device according to any one of claims 1 to 3,
a step of controlling the angle control means to control the rotation angle of the guide member and position the guide member along the surface of the object to be cut ; a step of maintaining a constant distance between the surface of the object to be cut and the tip of the plasma torch by pressing the roller of the distance control means against the surface of the object to be cut; and a step of controlling the cutting control means to move the holding member along the guide member while generating a plasma arc from the plasma torch, thereby cutting the object to be cut.
前記切断対象物から離れた地点で前記切断制御手段を遠隔操作して、前記切断対象物を切断することを特徴とする請求項4に記載のプラズマ切断方法。 5. The plasma cutting method according to claim 4, wherein the cutting control means is remotely operated at a point away from the object to be cut , thereby cutting the object to be cut. 前記保持部材の近傍の前記切断対象物の映像を取得する映像取得手段と、この映像取得手段で取得した映像を表示する表示手段とを設けた後、前記切断対象物から離れた地点で前記表示手段に表示された映像を見ながら前記切断制御手段を遠隔操作して、前記切断対象物を切断することを特徴とする請求項5に記載のプラズマ切断方法。 6. The plasma cutting method according to claim 5 , further comprising providing an image acquisition means for acquiring an image of the object to be cut in the vicinity of the holding member, and a display means for displaying the image acquired by the image acquisition means, and then remotely operating the cutting control means while viewing the image displayed on the display means at a point away from the object to be cut, thereby cutting the object to be cut.
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