JP2000024781A - 熱切断加工方法および熱切断加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集塵装置におけるフード内の集塵効率を向上
すると共にフィルタの清掃サイクルを長くし、フードに
よってワーク等の搬出入に支障を来さないようにする。 【解決手段】 熱切断加工機としてのプラズマ加工機１
はワークテーブル３上のワークＷに対してキャリア７が
前後方向に移動しトーチヘッド３３がキャリア７に左右
方向に移動自在であり、プラズマトーチ３５がトーチヘ
ッド３３に昇降自在である。キャリア７とプラズマトー
チ３５の周囲を覆う程度に小さいフード４１がキャリア
７に設けられ、キャリア７の移動に容易に追従する排出
ダクトとしての密閉式ケーブルベア４９の一端がフード
４１に連通され、密閉式ケーブルベア４９の他端が集塵
能力の大きい集塵機５３に連通される。熱切断加工時に
発生したフード４１内の粉塵やヒュームは効率よく密閉
式ケーブルベア４９を経て集塵機５３へ吸引されて処理
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ加工機や
レーザ加工機等の熱切断加工方法および熱切断加工機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６及び図７を参照するに、プラ
ズマ加工機１０１としてはワークＷを載置するワークテ
ーブル１０３が床面上に固定されており、このワークテ
ーブル１０３の下部には熱切断加工時に生じるドロスを
貯留せしめる集塵槽１０５が備えられている。

【０００３】ワークテーブル１０３の図６において左側
には、プラズマ加工機１０１のキャリア１０７を前後方
向（Ｘ軸方向）に走行駆動するためのＸ軸用駆動装置
（図示省略）を内蔵したフレームガイド体１０９が床面
上に支柱１１１で支持されてＸ軸方向に長く延長されて
いる。

【０００４】また、ワークテーブル１０３の図６におい
て右側には、キャリア１０７をＸ軸方向に走行すべくガ
イドするためのＸ軸ガイドレール１１３が床面上に支柱
１１５で支持されてＸ軸方向に長く延長されている。キ
ャリア１０７は図６において右端側に固定された脚柱部
１１７の車輪１１９を介してＸ軸ガイドレール１１３上
を走行自在に支持されており、ワークテーブル１０３の
上方をＸ軸用駆動装置によりＸ軸方向に移動位置決め自
在に設けられている。

【０００５】キャリア１０７にはトーチヘッド１２１が
Ｙ軸方向に移動位置決め可能に走行自在に設けられてお
り、トーチヘッド１２１はプラズマを噴射するプラズマ
トーチ１２３が上下方向（Ｚ軸方向）に昇降自在に設け
られている。したがって、プラズマトーチ１２３はワー
クテーブル１０３上でＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｚ軸方向
に移動位置決め自在である。

【０００６】プラズマトーチ１２３の先端にはノズル１
２５が設けられており、このノズル１２５からプラズマ
ジェットがワークＷに向けて噴射され、所望の形状に切
断するなどのプラズマ加工が行なわれる。

【０００７】従来の集塵方法としては、図６および図７
に示されているようにプラズマ加工機全体を覆うカバー
１２７を設け、このカバー１２７の複数箇所に開口部を
設け、この開口部に対して反対側から集塵機でカバー１
２７の内部のエアを吸引すると、カバー１２７の内部で
は前記開口部から反対側へエアの流れが発生するので、
プラズマ加工時に発生するヒュームや粉塵は気流に乗っ
て効率よく集塵機へ運ばれて処理される。

【０００８】従来の集塵方法の他の例としては、図６及
び図７に示されているようにはプラズマトーチ１２３を
含めたキャリア全体の周囲を覆うフード１２９がキャリ
ア１０７と一体的にＸ軸方向に移動可能に設けられてい
る。例えば、キャリア１０７の上面には図６においてＹ
軸方向の両端側にそれぞれ２本の柱ブラケット１３１が
立設されており、各２本の柱ブラケット１３１の上端に
は複数の梁ブラケット１３３がＸ軸及びＹ軸方向の水平
方向に設けられている。上記の柱ブラケット１３１及び
梁ブラケット１３３でフード１２９の骨組を構成してい
る。

【０００９】柱ブラケット１３１及び梁ブラケット１３
３からなる骨組の周囲は下方を開口したフード１２９で
覆われている。フード１２９の下端はテーブルの上面付
近まで位置しており、プラズマトーチ１２３はフード１
２９の内部に位置するように構成されている。

【００１０】上記のフード１２９の一側面には集塵排出
口１３５が設けられており、この集塵排出口１３５には
フード１２９の内部に向けてフィルタ１３７が連結され
ており、また前記集塵排出口１３５にはフード１２９の
外側にブラケット１３９で支持されている小型ファン１
４１に排出ダクト１４３を介して連通されている。

【００１１】したがって、フード１２９はキャリア１０
７と共に前後方向へ移動しながら、小型ファン１４１の
作動によりフード１２９内のヒュームや粉塵がエアと共
に吸引されてフィルタ１３７で浄化されてから、浄化さ
れたエアが集塵排出口１３５及び排出ダクト１４３を経
て小型ファン１４１から外部へ排出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の集塵
装置においては、前者はプラズマ加工機の全体がカバー
１２７で覆われているためにワークＷの搬入、搬出及び
残材の搬出時にはカバー１２７を例えば後方へ移動して
から作業を行う必要があるので煩わしいという問題点が
あった。

【００１３】また、後者はヒュームや粉塵を取り除くた
めのフィルタ１３７がフード１２９内に設けられている
ので、フィルタ１３７の容量を大きくするには限度があ
る。したがって、フィルタ１３７の容量が少ないことか
らフィルタ１３７の目詰まりが早く、またフィルタ１３
７の清掃もし難いという問題点があった。

【００１４】そこで、例えばフィルタ１３７の容量を大
きくするためにフード１２９を大きくすると、フード全
体の重心が高くなるのでキャリア１０７が移動するとき
にはキャリア１０７を駆動するためのサーボ系が振動し
やすいために負荷が大きくなるという問題点があった。

【００１５】本発明は叙上の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、ワークの搬入、搬出及び残材
の搬出等に支障を来すことのないフードを用いて、フー
ド内の集塵効率を向上せしめると共にフィルタの清掃サ
イクルを長くし得る熱切断加工方法および熱切断加工機
を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の熱切断加工方法は、ワーク
テーブル上に載置されたワークを熱切断加工するトーチ
を昇降自在に備えた加工ヘッドを設け、この加工ヘッド
を左右方向に移動自在に備えたキャリアを設け、このキ
ャリアを前後方向に移動自在に設けた熱切断加工機にお
いて、ワークを熱切断加工する際に発生する粉塵を、前
記キャリアとトーチの周囲を覆うフードに連通する排出
ダクトを経て集塵機へ吸引・排出すると共に、前記排出
ダクトを前記キャリアの前後方向の移動に伴って追従せ
しめて前記粉塵などを集塵せしめることを特徴とするも
のである。

【００１７】したがって、キャリアを前後方向に移動し
加工ヘッドを左右方向に移動しながらワークテーブル上
に載置されたワークを熱切断加工すると、ヒューム及び
粉塵、ドロスが発生する。フード内の粉塵やヒュームは
集塵機により吸引されて生じる気流に乗って排出ダクト
を経て集塵機へ運ばれて処理される。

【００１８】フードはキャリアとトーチの周囲を覆う程
度に小さいので、ワークの搬入、搬出及び残材の搬出等
に支障を来すことはない。しかも、キャリアの移動方向
に追従する排出ダクトを介してフードと集塵機が連通さ
れているので、フード自体にファンやフィルタ等の装置
を設ける必要がなく、また集塵能力が大きい集塵機によ
りフード内の集塵効率は向上し、さらに集塵機のフィル
タの清掃サイクルは長くなる。

【００１９】請求項２によるこの発明の熱切断加工機
は、ワークテーブル上に載置されたワークを熱切断加工
するトーチを昇降自在に備えた加工ヘッドを設け、この
加工ヘッドを左右方向に移動自在に備えたキャリアを設
け、このキャリアを前後方向に移動自在に設けた熱切断
加工機において、前記キャリアとトーチの周囲を覆うフ
ードを設け、このフード内部の粉塵を吸引・排出する排
出ダクトの一端を前記フードに連通すると共に前記排出
ダクトを前記キャリアの前後方向の移動に追従自在に設
け、前記排出ダクトの他端を前記ワークテーブルの外側
に備えた集塵機へ連通してなることを特徴とする。

【００２０】したがって、請求項１の作用と同様であ
り、キャリアを前後方向に移動し加工ヘッドを左右方向
に移動しながらワークテーブル上に載置されたワークを
熱切断加工すると、ヒューム及び粉塵、ドロスが発生す
る。フード内の粉塵やヒュームは集塵機により吸引され
て生じる気流に乗って排出ダクトを経て集塵機へ運ばれ
て処理される。

【００２１】フードはキャリアとトーチの周囲を覆う程
度に小さいので、ワークの搬入、搬出及び残材の搬出等
に支障を来すことはない。しかも、キャリアの移動方向
に追従する排出ダクトを介してフードと集塵機が連通さ
れているので、フード自体にファンやフィルタ等の装置
を設ける必要がなく、また集塵能力が大きい集塵機によ
りフード内の集塵効率は向上し、さらに集塵機のフィル
タの清掃サイクルは長くなる。

【００２２】請求項３によるこの発明の熱切断加工機
は、請求項２記載の熱切断加工機において、前記排出ダ
クトが密閉式ケーブルベアあるいは蛇腹式ダクトからな
ることを特徴とするものである。

【００２３】したがって、排出ダクトとしては密閉式ケ
ーブルベアあるいは蛇腹式ダクトが用いられることによ
り、キャリアの移動方向に容易に自在に追従される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の熱切断加工方法及
び熱切断加工機の実施の形態について、熱切断加工機と
しては例えばプラズマ加工機を例にとって図面を参照し
て説明する。

【００２５】図１ないし図３を参照するに、本実施の形
態に係わるプラズマ加工機１としては、ワークＷを載置
するワークテーブル３が床面上に固定されており、この
ワークテーブル３の下部は熱切断加工時に生じるドロス
を貯留せしめる集塵槽５が備えられている。

【００２６】ワークテーブル３は上部が開口しており、
この開口（図示省略）にはワークＷを載置するための板
状の桟（図示省略）が適当な間隔で配置されている。

【００２７】ワークテーブル３の図１において左側に
は、プラズマ加工機１のキャリア７を前後方向（Ｘ軸方
向で、図１の紙面表裏に対して垂直方向、図２において
左右方向）に走行駆動するためのＸ軸用駆動装置９を内
蔵したフレームガイド体１１が床面上に支柱１３で支持
されてＸ軸方向に長く延長されている。

【００２８】より詳しくは、フレームガイド体１１には
図１に示されているように、Ｘ軸方向に長いキャリアガ
イド体１５が上記の支柱１３に支持されており、キャリ
アガイド体１５にはＸ軸リニアガイド１７がＸ軸方向に
長く延長されている。キャリア７の図１において左端側
がＸ軸リニアガイド１７に沿ってＸ軸ナット部材１９を
介して走行自在に設けられている。

【００２９】また、ワークテーブル３の図１において右
側には、キャリア７をＸ軸方向に走行すべくガイドする
ためのＸ軸ガイドレール２１が床面上に支柱２３で支持
されてＸ軸方向に長く延長されている。キャリア７は図
１において右端側に固定された脚柱部２５の車輪２７を
介してＸ軸ガイドレール２１上を走行自在に支持されて
いる。

【００３０】また、キャリアガイド体１５にはＸ軸リニ
アガイド１７に並行してラック２９が設けられており、
キャリア７の図１において左端側に設けたＸ軸駆動モー
タで回転駆動されるピニオン３１が前記ラック２９に噛
合されているので、キャリア７はＸ軸駆動モータの駆動
によりワークテーブル３の上方をＸ軸方向に移動位置決
め自在に設けられている。

【００３１】キャリア７には加工ヘッドとしての例えば
トーチヘッド３３がＹ軸方向に移動位置決め可能に走行
自在に設けられており、トーチヘッド３３にはプラズマ
を噴射するプラズマトーチ３５が上下方向（Ｚ軸方向）
に昇降自在に設けられている。したがって、プラズマト
ーチ３５はワークテーブル３上でＸ軸方向及びＹ軸方
向、Ｚ軸方向に移動位置決め自在である。

【００３２】プラズマトーチ３５の先端にはプラズマジ
ェットをワークＷに向けて照射するノズル３７が設けら
れている。

【００３３】より詳しくは、プラズマ加工機１にはプラ
ズマジェットを発生せしめるために直流溶接電源や高周
波発生源（図示省略）が内蔵されている。この直流溶接
電源や高周波発生源によりプラズマトーチ３５内で発生
するアーク熱でガスが高温に加熱されてプラズマ状にな
り、このプラズマ状のガスつまりプラズマジェットがノ
ズル３７から噴射され、所望の形状に切断するなどのプ
ラズマ加工が行なわれる。

【００３４】次に、本発明の実施の形態の主要部を示す
プラズマ加工機における集塵装置について詳しく説明す
る。

【００３５】図１ないし図３を参照するに、集塵装置３
９としてはプラズマトーチ３５を含めたキャリア全体の
周囲を覆うフード４１がキャリア７と一体的にＸ軸方向
に移動可能に設けられている。例えば、キャリア７の上
面には図３においてＹ軸方向の両端側にそれぞれ２本の
柱ブラケット４３が立設されており、各２本の柱ブラケ
ット４３の上端には複数の梁ブラケット４５がＸ軸及び
Ｙ軸方向の水平方向に設けられている。上記の柱ブラケ
ット４３及び梁ブラケット４５でフード４１の骨組を構
成している。

【００３６】柱ブラケット４３及び梁ブラケット４５か
らなる骨組の周囲は下方を開口した状態で、例えば耐熱
・難燃性シートからなるフード４１で覆われている。フ
ード４１の下端はテーブルの上面付近まで位置してお
り、プラズマトーチ３５がフード４１の内部に位置する
ように構成されている。

【００３７】上記のフード４１の図３において上側の側
面には移動側集塵口４７が設けられており、この移動側
集塵口４７にはフード４１内部の粉塵を吸引・排出する
排出ダクトとしての例えば密閉式ケーブルベア４９の一
端が連通されている。密閉式ケーブルベア４９は図２に
示されているように湾曲部で折り返されており、密閉式
ケーブルベア４９の他端は例えば前述したフレームガイ
ド体１１の上面位置に設けられた固定側集塵口５１に連
通されている。

【００３８】なお、固定側集塵口５１は集塵機５３に連
通するダクトホース５５の一端に設けられている。

【００３９】上記構成により、キャリア７をＸ軸方向に
移動しトーチヘッド３３をＹ軸方向に移動しながらワー
クテーブル３上に載置されたワークＷを熱切断加工する
と、ヒューム及び粉塵、ドロスが発生する。このとき集
塵機５３は予め運転開始されているのでフード４１内の
エアが移動側集塵口４７から順に密閉式ケーブルベア４
９、固定側集塵口５１、ダクトホース５５を経て集塵機
５３へ吸引される。フード４１内の粉塵やヒュームは気
流に乗って集塵機５３へ運ばれて処理される。

【００４０】フード４１はキャリア７とプラズマトーチ
３５の周囲を覆う程度の大きさであるので、ワークＷを
搬入、搬出したり、残材を搬出したりするときに支障を
来すことはない。しかも、キャリア７の移動方向に追従
する密閉式ケーブルベア４９でフード４１と集塵機５３
が連通されているので、フード４１自体にファンやフィ
ルタ等の装置を設ける必要がなく、また集塵機５３の集
塵能力が大きいのでフード４１内の集塵効率を向上する
ことができ、さらに集塵装置３９のフィルタの清掃サイ
クルを長くすることができる。

【００４１】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。本実施の形態では熱切
断加工機としてプラズマ加工機を例にとって説明したが
レーザ加工機およびその他の熱切断加工機であっても構
わない。

【００４２】また、前述した実施の形態におけるダクト
ホース５５は、図４に示されているようにワークテーブ
ル３の集塵槽５内の粉塵を集塵するための集塵ダクト５
７から分岐して固定側集塵口５１に連通しても構わな
い。

【００４３】また、密閉式ケーブルベア４９の代わり
に、図５に示されているように蛇腹式ダクト５９を設け
ることもできる。この蛇腹式ダクト５９は図５において
右側に上下にフランジ部６１と開口部６３を備えた固定
側排出ダクト６５がフレームガイド体１１の上にＸ軸方
向（図５の紙面に対して垂直方向）に長く延長されて設
けられており、固定側排出ダクト６５の開口部６３には
フード４１の側面に突設された移動側排出ダクト６７が
入り込んだ状態でキャリア７のＸ軸方向の移動と共に開
口部６３に沿って並行移動するように構成されている。
移動側排出ダクト６７の他の部分の開口部６３は伸縮自
在な蛇腹６９により被蓋されており、移動側排出ダクト
６７がＸ軸方向に移動するに連れて蛇腹６９が移動して
開口部６３が常時閉塞されているので、蛇腹式ダクト５
９は全体として常時密閉された状態にある。

【００４４】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、キャリ
アを前後方向に移動し加工ヘッドを左右方向に移動しな
がらワークテーブル上に載置されたワークを熱切断加工
すると、ヒューム及び粉塵、ドロスが発生するが、フー
ドはキャリアとトーチの周囲を覆う程度に小さいのでワ
ークの搬入、搬出及び残材の搬出等に支障を来すことは
なく、しかも、フードの内部はキャリアの移動方向に追
従する排出ダクトを介して集塵機に連通されているの
で、フード内のヒュームや粉塵を集塵能力の大きい集塵
機により効率よく集塵できる。さらに、集塵機のフィル
タは大きいので本発明の集塵装置としての清掃サイクル
を長くできる。

【００４５】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
と同様であり、キャリアを前後方向に移動し加工ヘッド
を左右方向に移動しながらワークテーブル上に載置され
たワークを熱切断加工すると、ヒューム及び粉塵、ドロ
スが発生するが、フードはキャリアとトーチの周囲を覆
う程度に小さいのでワークの搬入、搬出及び残材の搬出
等に支障を来すことはなく、しかも、フードの内部はキ
ャリアの移動方向に追従する排出ダクトを介して集塵機
に連通されているので、フード内のヒュームや粉塵を集
塵能力の大きい集塵機により効率よく集塵できる。さら
に、集塵機のフィルタは大きいので本発明の集塵装置と
しての清掃サイクルを長くできる。

【００４６】請求項３の発明によれば、排出ダクトとし
て用いられる密閉式ケーブルベアあるいは蛇腹式ダクト
は、キャリアの前後方向の移動に容易に自在に追従でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のプラズマ加工機の正面図
である。

【図２】図１のプラズマ加工機の平面図である。

【図３】図１のプラズマ加工機の右側面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態のプラズマ加工機の正
面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の集塵装置の部分的な
概略説明図である。

【図６】従来のプラズマ加工機の正面図である。

【図７】図６のプラズマ加工機の右側面図である。

【符号の説明】

１ プラズマ加工機 ３ ワークテーブル ７ キャリア ３３ トーチヘッド（加工ヘッド） ３５ プラズマトーチ（トーチ） ３９ 集塵装置 ４１ フード ４３ 柱ブラケット ４５ 梁ブラケット ４７ 移動側集塵口 ４９ 密閉式ケーブルベア（排出ダクト） ５１ 固定側集塵口 ５３ 集塵機 ５９ 蛇腹式ダクト（排出ダクト）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークテーブル上に載置されたワークを
   熱切断加工するトーチを昇降自在に備えた加工ヘッドを
   設け、この加工ヘッドを左右方向に移動自在に備えたキ
   ャリアを設け、このキャリアを前後方向に移動自在に設
   けた熱切断加工機において、 ワークを熱切断加工する際に発生する粉塵を、前記キャ
   リアとトーチの周囲を覆うフードに連通する排出ダクト
   を経て集塵機へ吸引・排出すると共に、前記排出ダクト
   を前記キャリアの前後方向の移動に伴って追従せしめて
   前記粉塵などを集塵せしめることを特徴とする熱切断加
   工方法。
2. 【請求項２】 ワークテーブル上に載置されたワークを
   熱切断加工するトーチを昇降自在に備えた加工ヘッドを
   設け、この加工ヘッドを左右方向に移動自在に備えたキ
   ャリアを設け、このキャリアを前後方向に移動自在に設
   けた熱切断加工機において、 前記キャリアとトーチの周囲を覆うフードを設け、この
   フード内部の粉塵を吸引・排出する排出ダクトの一端を
   前記フードに連通すると共に前記排出ダクトを前記キャ
   リアの前後方向の移動に追従自在に設け、前記排出ダク
   トの他端を前記ワークテーブルの外側に備えた集塵機へ
   連通してなることを特徴とする熱切断加工機。
3. 【請求項３】 前記排出ダクトが密閉式ケーブルベアあ
   るいは蛇腹式ダクトであることを特徴とする請求項２記
   載の熱切断加工機。