JP2000135566A - プラズマジェットによるマ―キング並びにカッティングもしくはウエルデイングのための組合された方法並びに自動装置 - Google Patents

プラズマジェットによるマ―キング並びにカッティングもしくはウエルデイングのための組合された方法並びに自動装置

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JP2000135566A
JP2000135566A JP11299726A JP29972699A JP2000135566A JP 2000135566 A JP2000135566 A JP 2000135566A JP 11299726 A JP11299726 A JP 11299726A JP 29972699 A JP29972699 A JP 29972699A JP 2000135566 A JP2000135566 A JP 2000135566A
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plasma
marking
torch
cutting
workpiece
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JP11299726A
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Michel Delzenne
ミシェル・デルゼンヌ
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Lincoln Electric Co France SA
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La Soudure Autogene Francaise
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工片のプラズマジェットマーキングおよび切
断または溶接のための組合された自動設備が提供され、
それは全ての設備の障害およびその複雑さを減少するこ
とを可能にする。 【解決手段】金属加工片３をプラズマジェットマーキン
グおよび切断または溶接するのための自動設備３３１は
プラズママーキングトーチ１と、プラズマまたはレーザ
切断、酸素切断あるいはプラズマまたはレーザ溶接、ま
たは同等な少なくとも１つのトーチ２との両方を運ぶ運
搬構造を備える。駆動手段はトーチを運動の１つまたは
それ以上の方向に動かすことを可能にし、制御手段は加
工片に関してトーチの移動を制御することを可能にす
る。トーチは純水のような冷媒、プラズマガスまたはガ
ス混合物、および電流を供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工片をプラズマジ
ェットマーキングおよび切断または溶接するための設備
および自動方法の分野に係り、特に鉄鋼の厚板または薄
板のような金属あるいはプラスチックの加工に関する。
【０００２】
【従来の技術】厚板または薄板のような金属加工片に幾
何学的図形または他の形をプラズマジェットトリムまた
は切断するため、特に鉄または非鉄物質の加工のため
に、プラズマジェット切断の自動機械または設備が長年
使用されてきた。
【０００３】プラズマ切断はプラズマジェットの熱的か
つ運動的効果の組合せに基礎をおき、プラズマジェット
は、陰極を形成するプラズマトーチの放射要素を一方
に、陽極を形成するトリムされるべき薄板または加工片
を他方にし、陰極および陽極として知られるこれら２つ
の電極が、電流発生器のような直流電源の負および正端
子にそれぞれ接続され、陰陽極間に確立される強く圧縮
されたイオン化ガス媒体に作られる電気的アークと言う
べきである。
【０００４】プラズマ切断の方法および設備は、例えば
EP-A-0040925, JP-A-02108464，US-A-5,760,363 およ
びEP-A-0599709の文献に記述されている。
【０００５】採用されるプラズマジェットの特性（プラ
ズマガスの構成、プラズマトーチの電極の構造、プラズ
マジェットのパワーおよび形状など）に関して、および
切断機械それ自身（数値制御、オフラインプログラミン
グセンター、軸アクチュエータ、軸の案内および駆動の
機械的構造など）に関しての両方になされた進歩の観点
において、全ての製造ラインまたは方法で生産性および
/または生産効率を改善する点でこの型のプラズマ切断
設備を一体化することが今や可能である。
【０００６】しかし、最近実在する自動プラズマジェッ
ト切断の機械または設備は大部分がトリミング物質につ
いてのみ利用可能である。言い換えれば、切断設備が装
備されたプラズマトーチにより放射されるプラズマジェ
ットは、予定の幾何学図形で加工片のトリミングを得る
ために、加工されるべき金属加工片の十分な厚さを通し
て溶解を生じる。
【０００７】しかし、製造方法において、トリミング運
転に加えて少なくとも３つの型がしばしば必要となり、
それは加工片に幾何学的標識を描くこと、番号または標
準化された符号を使用して切断加工片を確認すること、
および製造される加工片の追跡性または形跡を提供する
ため標準化された符号でマーキングすることである。
【０００８】全般的に、これらの付加的な運転は加工片
のプラズマ切断の運転に従うが、ある場合に前記プラズ
マ切断の前に行われるべきであるか、またそうであった
かもしれないことは想像できなくはない。
【０００９】より正確には、トリムされたまたはトリム
されるべきである加工片に幾何学的標識を描く運転は特
に以下のドローイングまたはマーキングからなる。
【００１０】−後に溶接されまたは組立てられることを
意図された加工片または要素の連続的または非連続的な
位置付け線； −または、加工片の予め決められた直径および位置の穴
を機械的にあける次の運転を容易にするため中心点また
は中心位置軸線； −トリムされた加工片を次に形成ための工具、例えば前
記加工片を折るための工具の位置付け線または標識。
【００１１】さらに、番号または標準化された符号によ
る切断された、あるいは切断されるべき加工片の確認は
また、より容易にそれらを確認し、かつ次の運転中これ
ら種々の加工片間のいかなる混乱をも避けるため、種々
の加工片にラベルを貼るために使用される。実際、確認
は特に損失または金属の廃材を最少化し、それによって
製造コストを最適化するため、互いの周りに切断される
べき加工片を適合することにより、標準薄板金属フォー
マットの範囲内で高度に変化された幾何学的図形の金属
加工片をプラズマジェットトリミングするための比較的
複雑な自動プログラムを実行することを可能にする利点
を有する。
【００１２】さらに、標準化された符号で加工片をマー
キングすることは、これらの加工片が追跡可能であるこ
とを保証し、それは会社受け入れ証明のため標準として
殆ど必須であり、これらの製造の質を確証しこの証明に
従うために必要な製造物を誰が監視可能でなければなら
ないかを確証する。
【００１３】最近、個々の特徴、実行される加工の性
質、および確認されるべき物質または加工片の性質に従
って使用され、あるいは使用され得る複数のマーキング
システムがあり、即ち、一方はインクジェットマーキン
グ、フェルトペンラベリングあるいは空気穴あけ機また
は電気彫刻刀のような所謂“冷たい”標識であり、他方
は例えば、亜鉛粉末のようなマーキング粉末を散布する
間マークされるべき加工片を火炎加熱するか、レーザビ
ームを使用して加工片をマーキングするような所謂“熱
い”標識である。
【００１４】しかし、場合によればこれらの種々のマー
キング方法は産業条件に比較的負の影響をもつ欠点があ
る。
【００１５】かくして、インクジェットまたはフェルト
ペンでの加工片のマーキングは、このマーキング技術が
ある物質、特にインク顔料が接着性に乏しいか全くそう
でない物質に適用されることが出来ないので、理想的で
はない。
【００１６】マーキングのこの型は、ある場合におい
て、時間が経つにつれて早く全くこすり落ちるかもしれ
ず、そのとき加工片はもはやいかなる確認マーキングも
持たず、それは続く製造の段階または加工方法におい
て、これらの種々の加工片間の差異の問題を提出する。
【００１７】同様に、空気穴あけ機または電気彫刻刀を
使用するマーキングは加工片の変形による問題を起こす
かもしれず、これらは加工片が薄くなると全てより重要
になる。
【００１８】さらに、金属粉末を散布することによるマ
ーキングの技術は、与えられた全ての物質に適用される
ことは出来ず、特に、マークされるべき加工片が作られ
た物質とマーキング粉末の互換性の問題が起こる。
【００１９】加えて、これらのマーキング技術はしばし
ば与えられた物質または物質の族、例えば鋼鉄に限定さ
れ、一般に非常に異なった型の物質で作られた加工片、
例えば金属加工片および重合体またはプラスチックで作
られた加工片に適用されることが出来ない。
【００２０】他方、文献EP-A-865857はペンキで覆われ
たマーキング薄板金属の方法を記述し、そのマークは冷
却水のジェットに外装されたプラズマジェットで局部的
にペンキを焼くことにより薄板金属に作られる。しか
し、この方法は覆われた薄板にマーキングすることに限
定されると理解され、それらが覆われているか否かに関
係ないと言うべきである全ての型の薄板金属に適用され
ることが出来ない。さらに、この方法によれば、薄板金
属の上面はプラズマジェットにより影響されず、変色さ
れるのでもなく与えられたその厚さを通して部分的に溶
かされるのでもなく、ただペンキコーティングが焼かれ
るだけであると言える。
【００２１】他の文献もマーキング薄板金属の方法を提
案する。これに関して、文献US-A-5,773,788、JP-A-622
38020、またはUS-A-5,760,363に記述が成され得る。
【００２２】文献US-A-5,760,363は必要により金属加工
片を切断またはマーク付けのいずれも出来るプラズマト
ーチを処理する。
【００２３】しかし、色々な問題が現在までにまだ解決
されなかった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】かくして、マーキング
および切断または溶接の生産性を増加するため産業的な
必要がある。現在、切断とマーキングの両方を例えば薄
板のような加工片に行う必要があるとき、切断は一般に
第１の支持フレームに置かれた切断トーチを使用して最
初に行われ、それから、次に第２の支持フレームに置か
れたマーキングトーチを使用してプラズママーキングが
行われ、それ故、第１の支持フレームから第２の支持フ
レームに切断加工片を移送することが必須であるからで
ある。
【００２５】一方、これは１つのフレームから他に加工
片を移送する設備と同様に、２つの支持フレームの使用
のために重大な障害を課する。
【００２６】さらに、この型の設備は支持フレームの各
々にマーキングおよび切断トーチを移動する手段、マー
キングおよび切断経路を制御する手段、およびトーチの
位置決め手段等、それ自身持つことを要求し、これは一
方において設備の複雑さを増し、他方においてそのコス
トを著しく増大することが容易に理解されるであろう。
【００２７】さらにこの場合、２つのトーチの運転が互
いに独立な異なるプログラムにより発生されることを必
要とする。
【００２８】他の方法で述べると、この型の設備は全体
製造方法におけるマーキングとその順序、特に加工片の
先行またはそれに続く切断および/または溶接に関する
順序の自動化に問題が起こる。これは、加工片をマーキ
ングする機械または設備が切断および/または溶接設備
の上流または下流で製造ラインに一体にされること、適
当な時にそれを起動および停止させるように、全ての設
備を制御および/または運転する手段によりそれぞれ管
理されること、マーキングヘッド固有のことに関して、
好ましくはトリミングおよび/または溶接トーチの軸と
同じ駆動軸を使用することを可能にするため、プラズマ
トリミングトーチを支持する構造を確保され、かくし
て、同じ位置付け精度を得るため、数値制御のような駆
動制御手段により、軸の一人用管理からの利点を確保さ
れることが必要であることを意味する。
【００２９】かくして本発明の目的は、前述のような欠
点や問題のない、一方で切断および/または溶接、他方
で１つまたはそれ以上の処理されるべき加工片、特に金
属加工片のプラズママーキングを得るための組合された
方法および自動設備を提供することであり、結果として
被覆されまたは被覆されない金属加工片、またはプラス
チックのような他の型の物質にも適用でき、加工片また
は複数の加工片の切断および溶接のみならず、また加工
片の効果的なマーキングを許容することである。
【００３０】換言すれば、本発明は加工片または複数の
加工片のマーキングおよび切断または溶接を組合せてい
る設備および方法の長所により、これらの運転が自動的
に、好ましくは同じプログラムにより管理され、その結
果加工片の持ち運びの操作数が減少され、１つのフレー
ムから他への移送がもはや必要なくなり、切断されかつ
マークされる必要のある加工片の正確な位置付けが改良
され、著しい生産性を得ることを許容するために知られ
た設備を単純化することを意図している。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明により提供される
解決は、特にマーキングおよび切断または溶接トーチの
単一のフレームへの組合わされた配列に基礎をおき、か
くして全ての設備の障害および、特にそれらのための共
通管理プログラムと同様に、２つのトーチの共通駆動手
段を採用することにより複雑さを減少することを可能に
する。
【００３２】それ故発明は、 −少なくとも１つのプラズママーキングトーチおよび少
なくとも１つの切断および/または溶接トーチを運ぶ、
支持フレームと言うべきである少なくとも１つの運搬構
造と、 −少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少な
くとも前記切断および/または溶接トーチを運動の少な
くとも１つの方向に、好ましくは運動の複数の方向また
は軸線に、特に少なくとも３つの直行軸線（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）に沿って、好ましくは同時に、または同期された方
法で動かすことのできる駆動手段と、 −少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少な
くとも前記切断および/または溶接トーチに、純水のよ
うな少なくとも１つの冷媒を供給することができる冷媒
供給手段と、 −少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少な
くとも前記切断および/または溶接トーチに、少なくと
も１つのガスを供給することができ、ガスという単語が
単一ガス混合物または複数ガス混合物を意味するように
意図されているガス供給手段と、 −少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少な
くとも前記切断および/または溶接トーチに、電流を供
給することができる電流供給手段と、 −マークされおよび切断および/または溶接されるべき
少なくとも１つの加工片に関して、前記プラズママーキ
ングトーチおよび前記切断および/または溶接トーチの
少なくとも１つの運動を開始することができる制御手段
とを備え、マークされおよび切断および/または溶接さ
れるべき少なくとも１つの加工片の少なくとも一部にプ
ラズマジェットマーキングおよび切断および/または溶
接するための組合された自動設備に関する。
【００３３】切断および/または溶接トーチとして、プ
ラズマジェットまたはレーザビームを使用している切断
および/または溶接トーチ、あるいは酸素切断トーチ等
の使用が成されてもよい。プラズマ切断トーチが好適に
使用される。
【００３４】場合により、発明による組合された設備は
１つまたはそれ以上の以下の特徴を備えてもよい。
【００３５】−制御手段は、前記加工片に作られるべき
マークの少なくとも一部を限定する少なくとも１つの経
路に沿って少なくとも前記プラズママーキングを、およ
び/または少なくとも１つの切断経路、および/または前
記少なくとも１つの加工片の溶接面に対応している少な
くとも１つの経路に沿って少なくとも前記切断および/
または溶接トーチを、好ましくは同期された方法または
同時に動かすことを可能にするように、前記駆動手段を
制御することを可能にする。
【００３６】−制御手段はさらに、少なくとも前記プラ
ズママーキングトーチへの冷媒、電流および/またはガ
ス供給の少なくとも１つの始動および/または停止、お
よび/または少なくとも前記切断および/または溶接トー
チへの冷媒、電流および/またはガス供給の少なくとも
１つの始動および/または停止を開始することができ
る。
【００３７】−制御手段は、前記プラズママーキングト
ーチおよび/または前記切断および/または溶接トーチを
複数の運動方向、特に置き換えおよび/または回転に動
かすために前記駆動手段を制御することを可能にする。
【００３８】−前記駆動手段はモータを備えられ、前記
駆動手段は好ましくは少なくとも１つの電気モータ、選
択的に少なくとも１つの位置エンコーダおよび/または
少なくとも１つのタコジェネレータを備えている。
【００３９】−さらにそれは、マークされおよび/また
は切断および/または溶接されるべき加工片からプラズ
ママーキングトーチおよび/または切断および/または溶
接トーチを分離している距離を表す少なくとも１つのパ
ラメタの少なくとも１つの決定を許容し、好ましくは前
記距離を所望の距離値を表すパラメタの機能として調節
することができる感知手段を有する。
【００４０】−それは、マークされおよび/または切断
および/または溶接されるべき少なくとも１つの加工片
を、少なくとも一時的に運びおよび/または保持する加
工片支持手段をさらに有する。
【００４１】−それは、マークされるべき少なくとも１
つの加工片を配達する手段および/または少なくとも１
つのマークされた加工片を取り除く手段をさらに有す
る。
【００４２】−少なくとも１つの切断および/または溶
接トーチおよび少なくとも１つのプラズママーキングト
ーチが、前記運搬構造の同じ動きのサブユニットにより
運ばれる。
【００４３】−プラズママーキングトーチおよび/また
は切断および/または溶接トーチは単一または二重流プ
ラズマトーチから選択される。
【００４４】−切断および/または溶接トーチはレーザ
溶接または切断トーチおよび酸素切断トーチから選択さ
れる。
【００４５】−それはさらに煙抜き取り手段および/ま
たは廃材処理手段を有する。
【００４６】−制御手段は数値制御手段を備える。
【００４７】−プラズママーキングトーチおよび/また
は切断および/または溶接トーチは、前記マーキングト
ーチおよび/または切断および/または溶接トーチを少な
くとも１つの処理されるべき加工片の上表面に近付ける
および/または遠ざける動きのため、レールを有する手
段に取り付けられる。
【００４８】発明はさらにまた、少なくとも１つのプラ
ズママーキングジェットを引渡す少なくとも１つのプラ
ズママーキングトーチと、少なくとも１つのプラズマ切
断ジェットを引渡す少なくとも１つのプラズマ切断トー
チとを使用している、少なくとも１つの加工片、特に少
なくとも１つの金属加工片をマーキングおよび切断する
ための結合された自動方法に係り、以下のステップを備
える： （ａ）少なくとも１つの電流と少なくとも１つのプラズ
マガスとを少なくとも１つのプラズママーキングトーチ
に供給し、第１エネルギー閾値に等しいかそれより大き
い、かつ第２エネルギー閾値より小さいマーキングエネ
ルギーを有する少なくとも１つのプラズママーキングジ
ェットを発生し、前記第１エネルギー閾値がマークされ
るべき加工片の着色に少なくとも１つの局部的変化を得
るのに必要な最小エネルギーに対応し、前期第２エネル
ギー閾値がマークされるべき前記加工片の十分な厚さを
通して完全な溶解を得るに必要なエネルギーに対応して
おり、（ｂ）少なくとも１つの電流と少なくとも１つの
プラズマガスとを少なくとも１つのプラズマ切断トーチ
に供給し、切断されるべき前記加工片の十分な厚さを通
して完全な溶解を得るに必要なエネルギーに対応してい
る、前記第２エネルギー閾値に等しいかそれより大きい
切断エネルギーを有する少なくとも１つのプラズマ切断
ジェットを発生し、（ｃ）前記加工片の少なくとも一部
を前記プラズママーキングエネルギーを有する少なくと
も前記プラズママーキングジェットに当てることによ
り、マークされるべき前記加工片をプラズマジェットマ
ーキングし、（ｄ）前記加工片の少なくとも一部を前記
切断エネルギーを有する少なくとも前記プラズマ切断ジ
ェットに当てることにより、切断されるべき前記加工片
をプラズマジェット切断する。
【００４９】これを行うため、最小エネルギー４００ワ
ットから最大エネルギー４０００ワットのパワーに対応
するマーキングエネルギーが使用されてもよいが、５０
０ワットから２０００ワットのパワーに対応するエネル
ギーのマーキングが好適に選択される。
【００５０】もし必要なら、効果的かつ適当なマーキン
グを許容するため、技術に熟練した者が、特にマークさ
れるべき物質の性質および厚さにより、および作られる
べきマーキングまたは得られるべき脱色の深さおよび幅
により、使用されるべきマーキングエネルギーまたは引
渡されるべきパワーを調節または制御できる。それ故あ
る場合に、使用されるべきパワーが前述の値の範囲より
大きくなるかも知れず、反対にこれらの値より小さくな
るかも知れないことは明らかである。
【００５１】発明はさらにまた、少なくとも１つのプラ
ズママーキングジェットを引渡す少なくとも１つのプラ
ズママーキングトーチと、少なくとも１つの溶接ガス流
を引渡す少なくとも１つの溶接トーチとを使用してい
る、少なくとも１つの加工片、特に少なくとも１つの金
属加工片をマーキングおよび溶接する組合された自動方
法に係り、以下のステップを備える： （ａ）少なくとも１つの電流と少なくとも１つのプラズ
マガスとを少なくとも１つのプラズママーキングトーチ
に供給し、第１エネルギー閾値に等しいかそれより大き
い、かつ第２エネルギー閾値より小さいマーキングエネ
ルギーを有する少なくとも１つのプラズママーキングジ
ェットを発生し、前記第１エネルギー閾値がマークされ
るべき加工片の着色に少なくとも１つの変化を得るのに
必要な最少エネルギーに対応し、前期第２エネルギー閾
値がマークされるべき前記加工片の十分な厚さを通して
完全な溶解を得るに必要なエネルギーに対応しており、
（ｂ）少なくとも１つの電流と、溶接されるべき前記少
なくとも１つの加工片の厚さを通して少なくとも部分的
な溶融とを少なくとも１つの溶接トーチに供給し、
（ｃ）前記加工片の少なくとも一部で前記マーキングエ
ネルギーを有する少なくとも前記プラズママーキングジ
ェットを受けることにより、マークされるべき前記加工
片をプラズマジェットマーキングする。
【００５２】この場合によれば、発明による組合された
マーキング方法は以下の１つまたはそれ以上の特徴を備
えてもよい：−マークされるべき前記加工片のプラズマ
マーキングは、作られるべきマーキングを限定する予定
のマーキング経路に沿って行われる、−前記加工片のプ
ラズマジェットマーキングは、前記加工片のプラズマジ
ェット切断に先だって行われる。
【００５３】発明によるマーキング方法または設備は、
金属加工片、所謂金属または金属合金で作られた加工
片、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金、構造鉄
鋼またはステンレススチールで作られた加工片のマーキ
ングおよび切断または溶接の運転に、またある場合によ
れば、プラスチック加工片のような重合体物質で作られ
た加工片のマーキングおよび切断の運転に使用されるこ
とが出来る。
【００５４】
【発明の実施の形態】発明は非限定図解の方法により与
えられた添付図面の助けをかりてより詳細に説明され
る。
【００５５】図３は、ステンレススチールの鉄鋼のよう
な金属加工片３のプラズママーキング/切断の組合され
た自動設備３３１の図を示し、それは、一方でプラズマ
切断トーチ２を備えている金属加工片３のプラズマトリ
ミングステーション３３７を、他方でプラズママーキン
グトーチ１を備えている前記金属加工片３のプラズママ
ーキングステーション３３８を装着され、プラズママー
キングステーション３３８はプラズマトリミングステー
ション３３７の下流に配置されている。
【００５６】しかし、この配列はいかなる限定も暗示す
ることを意図されず、プラズママーキングステーション
３３８がプラズマトリミングステーション３３７の上流
に配置される組合された設備、または、例えば複数のプ
ラズマトリミングステーション３３７および/またはプ
ラズママーキングステーション３３８で構成された設備
がまた本発明の範囲内にあるであろう。
【００５７】同じく、一方でプラズマ溶接トーチのよう
な溶接トーチを備えている溶接ステーションを、他方で
プラズママーキングステーションを装着された組合され
たプラズママーキング/溶接設備、または代わりに少な
くとも１つの溶接トーチ、少なくとも１つの切断トーチ
および少なくとも１つのプラズママーキングトーチを有
するにプラズママーキング/溶接/切断の組合されたハイ
ブリッド設備に関してもその通りである。
【００５８】ここに通常の型のプラズマ切断トーチであ
る切断トーチ２、およびその作動の方法は、かかるプラ
ズマ切断トーチがすでに従来技術の多くの文献に記載さ
れているので、以下では詳細に説明されないであろう。
例えば、ここに使用されるかもしれない一つのプラズマ
切断トーチは、ここに参照文献として組込まれた、出願
人会社名義の文献EP-A-599709に詳細に記載された。
【００５９】さらに、使用されるプラズママーキングト
ーチ１は、ただ1つのガス流、即ち加工片のマーキング
のために使用されるプラズマジェットを分配しているト
ーチと言うべきである単一流型、または複数のガスジェ
ット、即ち中央プラズマジェットが前記中央プラズマジ
ェットの周りの保護ガススリーブを形成する周辺ガス流
により覆われる、加工片のマーキングのために使用され
る中央プラズマジェットを分配しているトーチと言うべ
きである二重流型であってもよい。
【００６０】二重流型のマーキングトーチ１の場合に、
保護周辺流と言うべきである第２の流れは、それがトー
チおよびマークされるべき加工片間を移動するとき、プ
ラズマジェットの安定性を増進することに貢献し、同様
に、中央ジェットの周辺層を冷却することにより、イオ
ン化されたガスの横断面を減少することにより、および
電気アークの圧縮を増大することにより加工片に置かれ
るパワー密度を増大する。
【００６１】さらにまた、プラズママーキングトーチ１
は、“非プラズマアーク”または他に“吹込みアーク”
として参照される第１運転モード、代わりに加工片への
“アークプラズマ”として参照される第２運転モードに
したがって作動するように設計されてもよい。
【００６２】“吹込みアーク”において、陰極および陽
極を形成するノズル間で、プラズママーキングトーチ１
内に電流が流れ、プラズマジェットがノズルの外側オリ
フィスを通してプラズマガス流により吹かれ、かくして
マークされるべき加工片に向かって伸びている高温のプ
ラズマ放電の薄いジェットを形成する。
【００６３】かくしてマーキングは、熱的および/また
は化学的効果により、略物質を除去または堆積すること
なく、物質の表面の着色または適当な脱色により得ら
れ、これは前記プラズマジェットがマークされるべき加
工片の表面を局部的に加熱し、周りの空気との化学的反
応により、色の着いた酸化物が形成され、その色の強さ
は周りの空気の酸素と起きている化学反応中到達される
温度に依存すると言うべきである。
【００６４】換言すれば、マーキングの幅と強度は、特
にマーキングトーチ１の移動の割合、使用されるプラズ
マガスの性質、およびトーチで消費される電流の強さに
依存するであろう。
【００６５】例の方法により、0.5から1.5mmの幅を有す
るマーキングラインまたはマーク、およびオレンジ、青
および間に陰のある茶色を有する明るい黄色から深い黒
の範囲の着色が得られた。
【００６６】“吹込みアーク”モードにおけるマーキン
グは、ステンレススチール、およびまた希薄酸水で洗わ
れた表面を有する構造鉄鋼、および軽い合金、特に厚さ
が例えば略0.2から10mmと小さいか、またはマークされ
るべき構造加工片の機械的特性を弱くすることが予め排
除されるとき、特によく適合される。
【００６７】次にもし必要なら、マークは削除され得る
ようになされ、少なくとも適当な化学処理によってより
強くなくされる。
【００６８】対称的に、加工片への“アークプラズマ”
モードにおいて、トーチの陰極および陽極を形成してい
るマークされるべき加工片間に電流が流れ、その結果プ
ラズマジェットの殆ど全ての電気的および熱的エネルギ
ーがマークされるべき加工片に置かれる。
【００６９】それ故加工片のマーキングは物質の除去に
より得られ、それはマークされるべき前記加工片の表面
に溝を形成することによりと言うべきであり、その幅と
深さはマーキングトーチ１の運動の割合、使用されるプ
ラズマガスの型および前記加工片に供給している電流の
強さに依存するであろう。
【００７０】例の方法により、0.5から1.5mmの幅、およ
び数１／１００mmから略1mmの深さを有するマーキング
溝がこのようにして得られた。
【００７１】“プラズマアーク”モードにおけるマーキ
ングは、希薄酸水で洗われない鉄鋼金属表面を有する構
造鉄鋼のみならず、ステンレススチール、および物質が
十分な厚み、例えば略2mmから150mmであれば軽い合金に
特によく適合され、溝はかくして処理される構造要素の
機械的強度を重大に弱めない。
【００７２】一般に、この方法を使用して作られたマー
クは消去可能でなく、またはマークされた加工片の面を
機械的に仕上げ直すことによってのみ除去物質のコスト
で消去され得る。
【００７３】“プラズマアーク”モードにおけるマーキ
ングは図４および５に示され、それはプラズママーキン
グトーチ１により配達されたプラズマジェット２１が加
工片３の上表面に溝を作っている間、望ましいマーキン
グＭを得ることを可能にする金属加工片３のプラズママ
ーキングの運転を図式化する。
【００７４】図５は図４の平面Ａ−Ａの断面を示し、マ
ーキングＭがマークされるべき加工片３の厚さＥを通し
て部分的に溶解することにより得られたことを明確に示
す。
【００７５】マーキングＭを形成している溝の幅と深さ
は、特にマーキングトーチ１の移動の割合、使用される
プラズマガスの型、および前記加工片に供給している電
流の強さに依存する。
【００７６】さらに図１は、例として、加工片への“吹
込みアーク”または“アークプラズマ”のマーキングモ
ードに従って作動する二重流プラズママーキングトーチ
１を示す。
【００７７】より正確には、図１は、部分的に長手方向
の断面で表されたプラズママーキングトーチ１が、例え
ば銅または銅合金で作られた電極体４により形成された
電極を構成され、その中に一般的に酸化プラズマガスの
下で運転のためハフニウム、または非酸化プラズマガス
の下で運転のため純粋または合金タングステンで作られ
た、放射性挿入物５が挿入されたことを示す。
【００７８】電極体４の上流部分は、例えばねじ３２に
より、例えば銅合金で作られた支持または電極ホルダ３
１に漏れのない状態に固定され、その電極ホルダ３１は
さらに、電気的接続ケーブル８または同等物のような適
当な接続手段の手段により、電流発生機のような直流源
２００の負極（−）に接続される。
【００７９】純水またはかかる使用のために特別に設計
された他の流体のような冷媒７が、電極体４を通して進
行し、特に浸漬管８を通して移動し、前記浸漬管８の外
部壁により一側に、内部壁により他側に境界を付けら
れ、一方では電極体４の、他方では電極ホルダ３１の周
辺通路９を通して放出される前に、電極体４および放射
性挿入物５と接触して熱交換により冷却を提供するよう
に意図される。
【００８０】電極ホルダ３１および電極４、５は、例え
ば銅合金で作られた主トーチ体２３により同心的に囲ま
れ、一方それらはプラスチック重合体物質またはセラミ
ックのような絶縁物質３３の少なくとも１片によりそれ
から電気的に絶縁され、絶縁物質はシートまたはスリー
ブを形成しておりかつ前記電極ホルダ３１および前記主
体２３を整列する案内として使用される。
【００８１】内部室１４を含んでいる主トーチ体２３は
２つの機能を有し：一方において、例えば純水の冷媒
が、注入帯域即ち入口サイト１３および放出帯域即ち出
口サイト１５間の内部室１４の内側を流れることを許容
し、他方において、前記プラズマガスの供給のため入口
１６からのプラズマガス流を有するプラズマ室１７、そ
れから下流に配置されたアーク室３４を提供する。
【００８２】さらにトーチ１の下流端は、例えば銅合金
で作られプラズマジェット２１を放出する中央オリフィ
ス１１を備えたノズル１０を有し、そのノズル１０は、
電極４、５と同軸にかつアーク室３４を画成するように
それから離された状態で、例えばねじにより前記主体２
３の下流端に固定され、前記アーク室３４は放出オリフ
ィス１１に近付くに従って軸線対象に減少する断面を有
する。
【００８３】例えばセラミックの絶縁物質で作られた円
筒の全体形の内部仕切１８は、一方でノズル１０の後端
に、他方でプラズマ室１７の内部壁を形成しているトー
チ体２３の内部孔２３'に漏れない様式で固定される。
【００８４】プラズマガスが通過する少なくとも１つの
オリフィス１９はアーク室３４に好ましくは乱流のガス
流を作るように内部仕切１８に穿孔される。
【００８５】さらに、外部ダクト２２がプラズマジェッ
トを噴出するノズル１０の周辺にかつ同心的にトーチ体
２３に固定される。
【００８６】トーチ体２３はまた、流れがプラズマガス
ジェット２１即ちプラズマジェットの周辺にかつ同心的
に分布される保護ガス流２６が通過する供給区分即ち入
口２４を有する。
【００８７】前記保護ガス流２６は較正されたオリフィ
ス２５の手段により有利に分配され、例えばプラズマ流
と回転の同じ感覚で、軸流または乱流として前記保護ガ
スを分布するように、トーチ体２３の環内に分布され、
外部ダクト２２の内壁およびノズル１０の外壁により境
界された空間に分布される。
【００８８】機械の金属要素およびトーチ間の偶然の電
気接触を避けるため、プラスチック重合体物質のような
絶縁物質の被覆層１２が主体２３の全外周に配置され、
前記主トーチ体２３を電気的に絶縁する。少なくとも同
様な電気的絶縁特性を有する同様な被覆がまたダクト２
２の外面を覆ってもよい。
【００８９】さらに、電気的接続ケーブル２７のような
適当な接続手段がプラズママーキングトーチ１に電流を
供給することを可能にするように、トーチ体２３を直流
電源２００の正極（＋）に接続し、結果としてノズル１
０がプラズマジェット２１を得るために必須の電気アー
クを確立しかつ持続することを可能にし、マークされる
べき加工片３の効果的マーキングを行うことができる。
【００９０】これを成すため、マークされるべき加工片
３はマーキングトーチ１の先端の下に決められた距離で
配列され、マークされるべき前記加工片３はまた電気的
ケーブル３０または同等の手段により電流源２００の正
極（＋）に接続される。
【００９１】高電圧かつ高周波数の補助電源２９が電源
２００の正（＋）および負（−）端子間に接続され、接
続手段２７および６を提供する。
【００９２】切断接点２８および電流継電器型の電流の
流れを監視する装置３６を有する第１の手段がノズル１
０に供給している接続手段即ち供給ケーブル２７に配列
される。
【００９３】同様に、第２の切断接点３８およびまた電
流継電器型の電流の流れを監視する装置３７がマークさ
れるべき加工片の電流接続手段３０に配列される。
【００９４】さらに、サブユニット１３４が、マーキン
グトーチ１に供給される種々の流体、特にプラズマガ
ス、保護ガスおよび冷媒または複数の冷媒の制御および
シーケンス操作のため、システムと共に集められる。
【００９５】かくして、サブユニット１３４は、ソレノ
イド弁ＥＶ１およびプラズマガス供給ライン１１６（供
給入口１６に結合される）の圧力制御器Ｍ１、ソレノイ
ド弁ＥＶ２および保護ガス供給ライン１２４（供給入口
２４に結合される）の圧力制御器Ｍ２、冷媒供給ライン
１１７（供給入口７に結合される）の圧力制御器Ｍ３、
上述したように、同じくトーチ１の種々の部品に冷媒を
供給している回路１１９、１１３および１１５（これら
はそれぞれ９、１３および１５に結合される）を含む。
【００９６】電流源２００およびサブユニット１３４は
制御管理器３５として参照される制御手段３５に接続さ
れかつ制御され、それは効果的な運転のための連続的な
指示およびプラズママーキング設備の制御を行う。
【００９７】通常、圧力を調節および調整する手段を備
えた、例えば圧縮ガスシリンダのようなプラズマおよび
保護ガスを蓄積している手段が、サブユニット１３４の
上流に置かれ、供給パイプまたは同等物によりそれぞれ
前記供給ライン１１６および１２４を経てマーキングト
ーチ１に結合される。
【００９８】同様に、例えば孤立冷蔵ユニットにより主
または出力により運ばれる水のような冷媒を供給する手
段が、それぞれ前記供給ライン１１７および１１３を経
てプラズマトーチ１に結合される。
【００９９】冷媒排出ライン１１５および１１９はトー
チ１を去った加熱された冷媒、例えば廃液を適当な孤立
冷蔵ユニットに戻す。
【０１００】“吹込みアーク”モード、適当なときに
“プラズマアーク”モードにおけるプラズママーキング
トーチ１の運転は、図１を参照して引き続きより詳細に
記述されるであろう。
【０１０１】制御管理器３５と言うべきである制御手段
３５の指示で、電流源２００からの電気的な利用可能
性、および種々の流体回路１３４、１１６および１２４
が圧力制御器Ｍ１、Ｍ２およびＭ３により適当に供給さ
れていることをチェックした後に、“吹込みアーク”モ
ードにおいて、以下のシーケンスが行われる： −必要な圧力でプラズマガスを供給されるソレノイド弁
ＥＶ１が開き、かくしてプラズマガスをマーキングトー
チ１に供給し、ノズル１０のオリフィス１１を通して去
る非イオン化プラズマガス流を作ることを可能にする； −切断接点２８が閉じ、切断接点３８が開き、電流源２
００が電流を供給し、その強さは行われるべきマーキン
グの特性に対応し、例えば４Ａから３０Ａの電流、また
はマーキング電流よりも少ない電流値である。
【０１０２】−補助電源２９がまた投入される； −それから電極４、５の端およびノズル１０の端間に高
周波（ＨＦ）スパークが跳ぶ； −（ＨＦ）スパークによりプラズマガスのイオン化がそ
れから起こり、それは電極４、５の端およびノズル１０
の端間に予定の電流強度で電気アークを確立するに好適
な電気的経路を作る； −乱れたプラズマガス流が、一方で電極４、５の放射性
挿入物５の端の中央に向かうアークの陰極フットを、他
方で溝またはノズル１０のオリフィス１１に向かう電気
アークの他のフットを引く。
【０１０３】−この方法で安定化されたプラズマアーク
はノズル１０のオリフィス１１の外側に伸び、例えば温
度が処理されるべき物質の溶解温度に接近した高温で放
電の微細なジェット即ちプラズマジェット２１を形成
し、それはマークされるべき加工片３の方向に流れ、加
工片３のマーキングのその機能を十分に満たす； −電流検出器３６は、電気アークが実際に点火されたこ
とを確認する情報を制御管理器３５に引渡す； −選択的に、制御管理器３５はそれから、例えば少なく
とも1.5 x 105 Ｐaの圧力のように予め必要な圧力に調
節された保護ガスを供給するためのソレノイド弁ＥＶ２
を開く命令を与えることが出来る； −それから正式なマーキング運転が制御管理器３５の介
在を通してスタートし、それは種々の構成要素および操
作器を順番に制御し、一方ではマーキングトーチ１を低
くし、かつマークされるべき加工片３の上で適応可能か
つ適切な距離にそれを保持し、他方ではプログラムされ
た経路を描くために前記トーチ１を動かす； −マーキングプログラムの終わりに、および選択された
オプションに従って、制御管理器３５は、プラズマジェ
ット２１がもはやマークされるべき加工片３に影響しな
いような距離にそれを置くため、マーキングトーチ１を
補助して速やかに持ち上げることが出来るか、および/
または例えばマークされるべき他の加工片のマーキング
の観点で、トーチ１を新しいマーキングプログラム原点
に動かし、それからマーキングトーチ１がマークされる
べき新しい加工片からの適切な距離に戻された後に、こ
のプログラムの実行を始め、または適当に、電流源２０
０をターンオフすることによりプラズマアークを消し、
かつソレノイド弁ＥＶ２、それからＥＶ１をを閉じる。
【０１０４】加工片３への“アークプラズマ”モードに
おいて、マーキングトーチ１のターンオンが同じシーケ
ンスまたは“吹込みアーク”と似たシーケンスでスター
トする。
【０１０５】ここに再び、最初のステップがそのときパ
イロットアークとして参照される構成の最初の吹込みア
ークを点火することを含み、それは加工片３に移送した
後マーキングアーク２１のために必要な値より全般的に
低い値の電流強度を有する。それに続くシーケンスは以
下にようである： −切断接点３８が閉じる； −電流検出器３６からの情報を受け、かつ前述の選択的
シーケンスを選択的に実行した後、制御管理器３５は、
プラズマジェット２１をマークされるべき加工片３と接
触させるように、プラズママーキングトーチ１を下げる
ため降下アクチエータに指令を送る； −プラズマジェット２１の十分にイオン化された領域が
加工片３に到達するとき、パイロットアークのそれに等
しい値の電流で電源２００により引渡された電流が、電
極４、５から加工片３に引渡され得る。その部分のた
め、電流検出器３７がそのとき電流の流れについて情報
を提供し、これは切断接点２８を開く指令により従わさ
れる。電流の強さは予め選択されたマーキング電流値、
例えば少なくとも４Ａに到達するために選択的に増加さ
れてもよい； −適当なマーキングシーケンスが、マークされるべき加
工片３の表面上でトーチ１を適当な距離に保持するため
に、制御管理器３５から種々のアクチエータに指令を通
してスタート出来、プログラムされた経路を描くために
必要とされるようにトーチ１を動かし、かくして作られ
るべきマーキングが行われる； −マーキングプログラムの終わりで、選択されたオプシ
ョンにより、制御管理器３５は切断接点２８を閉じ、同
時に遮断接点３８を開くことが出来、そこでパイロット
アーク相に戻すために電流強度を適当に減少し、プラズ
マジェットがもはや加工片３に影響を与えないようにそ
れを距離をおいた位置に置くため、トーチ１を補助して
速やかに上昇し、トーチ１を新しいマーキングプログラ
ム原点に動かし、トーチ１がマークされるべき加工片３
からの適切な距離に戻された後に、このプログラムを再
び実行し、または逆に、電流源２００をターンオフする
ことによりプラズマアークを完全に消し、かつソレノイ
ド弁ＥＶ２、それからＥＶ１を閉じる。
【０１０６】かかるプラズママーキングトーチ１は先行
またはそれに続く切断のステーションを持たない全ての
設備に等しくよく使用されることができ、または反対
に、先行またはそれに続くプラズマ切断のこのようなス
テーションを有する全ての設備において、後者の場合は
組合されたプラズマ切断およびプラズママーキング設備
として参照される。
【０１０７】プラズマ切断トーチ２を備えているプラズ
マ切断ステーション３３７およびプラズママーキングト
ーチ１を備えているプラズママーキングステーション３
３８の組合せ設備が図２および図３に概念的に示され
る。
【０１０８】それは複数の副組立体を備え、即ち特に：
加工片、特に金属加工片を処理する機械３３１；ガス３
１４のシーケンス制御、調節および操作のための手段；
プラズマトーチ１および２を冷却する手段３１３；プラ
ズマトーチ１および２にガスを供給する手段３１２；プ
ラズマトーチおよび、例えば制御管理器３１０のような
制御手段３１０に電力を供給する手段３１１を備える。
【０１０９】より正確に言えば、ここではＸ−Ｙ型であ
る処理機械３３１は門形シャーシ構造３３４を有し、プ
ラズマ切断２およびプラズママーキングトーチ１を望ま
しい加工速度または複数の速度、例えば略10m/分で駆動
するように設計される。
【０１１０】処理機械３３１は、長手方向のビームを形
成する２つの平行な軸３３２および３３３を構成され、
それぞれ位置エンコーダおよびタコジェネレータを有す
る電気モータ組立体を備えた駆動システムを備えられ、
これらの駆動システムはアクチエータ３３２ａおよび３
３３ａとして共通に参照される。
【０１１１】２つの平行な軸３３２および３３３は、２
つの支柱を経て横のビームを形成する第３の軸３３４を
運び、この第３の軸３３４は長軸３３２および３３３に
直交し、また位置エンコーダおよびタコジェネレータを
有するモータ組立体、即ちアクチエータ３３４ａを有す
る。
【０１１２】軸３３４が軸３３２および３３３の動力化
されたすべり３３２ａおよび３３３ａに固定されるの
で、これらのすべりが同時かつ同速で動くとき、それら
はそれらが動くように前記軸３３４に沿って運び、その
結果その軸は依然として前記軸３３２および３３３と直
交する方向のままである。
【０１１３】全ての軸３３２、３３３および３３４は、
軸３３４が全般的に床に平行な平面内で動くように制御
または駆動される。
【０１１４】遮蔽３３５および３３６が軸３３４の動力
化されたすべりに固定され、それが動くとき、それは軸
３３４に平行な経路に沿って前記遮蔽３３５および３３
６を移動させる。それ故、３つの軸３３２、３３３およ
び３３４の運動が組合されるとき、前記遮蔽３３５およ
び３３６はその幾何学図形が大きく変化するかもしれな
い経路を描くように成されることが理解される。
【０１１５】垂直方向に変移可能なレール３３５ａが遮
蔽３３５に固定され、運動のその軸線が軸３３４のそれ
と直交する。
【０１１６】レール３３５ａの動くすべりにプラズマ切
断トーチ２が固定され、その垂直軸は、一方ではそれが
引渡すプラズマ切断ジェットの軸線と一致し、他方にお
いてレール３３５ａの運動の軸線に平行であり、そのた
めプラズマ切断トーチ２が切断されるべき加工片３から
離れ、あるいは反対に近付くように動き、かくしてそれ
を前記加工片３からの適当な距離に置くことを可能にす
る。
【０１１７】さらに、第２の垂直方向に変移可能なレー
ル３３６ａが第２の遮蔽３３６に固定され、運動のその
軸線がそれ自身また軸３３４のそれと直交する。
【０１１８】上述と似た方法で、レール３３６ａの動く
すべりにプラズママーキングトーチ１が固定され、その
垂直軸は、それが発生するプラズママーキングジェット
の軸線と一致し、されにレール３３６ａの運動の軸線に
平行であり、そのため前述のように、プラズママーキン
グトーチ１がマークされるべき加工片３から離れ、ある
いは反対に近付くように動き、かくして加工片の効果的
なマーキングを遂行するため、それを前記加工片３から
の適当な距離に置くことを可能にする。
【０１１９】各レール３３５ａおよび３３６ａはまたタ
コジェネレータ、および選択的に位置エンコーダを有す
る電気モータ組立体を備えられることが注目される。
【０１２０】それらのそれぞれのタコジェネレータおよ
び位置エンコーダが制御手段、すなわち制御管理器３１
０に接続されるように、電気的なワイヤの束がそれぞれ
軸３３２、３３３および３３４のアクチエータ３３２
ａ、３３３ａ、３３４ａを接続し、管理器は、スタート
/ストップシーケンスを管理し、種々の軸の運動割合お
よび、また予め確立された経路を限定しているプログラ
ムに従ってそれらの位置を制御する。
【０１２１】軸３３５ａおよび３３６ａのアクチエータ
３３５ｂおよび３３６ｂは、それぞれそれらのタコジェ
ネレータおよび選択的に位置エンコーダと同様に、それ
ぞれ制御管理器３１０に接続され、管理器はまた、スタ
ート/ストップシーケンスを管理し、種々の軸の運動割
合および、また選択的に、予め確立されたマーキングお
よびトリミングシーケンスのプログラムに従ってそれら
の位置を制御する。
【０１２２】マーキング１およびトリミング２トーチ
は、陰極および陽極間のアーク電圧に従属された型の感
知システムの使用により、薄板金属３の上表面により形
成された平面から略一定の距離を保持し、その作動原理
は各トーチ１および２のアーク電圧値の測定を基礎とさ
れると言うべきであり、これらの測定値を予め確立され
た目標値と比較し、この比較に基づいて、アーク長の変
化、それ故トーチ１および/または２が処理されるべき
薄板金属から離れている距離の変化を得るようにし、ア
ーク電圧の測定値が同一になるか、予め確立された目標
値からの重要な差が得られなくなるまで、トーチ１およ
び２の各々を運んでいる軸３３５ａおよび３３６ａを動
かす。トーチ１および２と加工片３との間の距離を制御
する他の手段が、例えば機械的または容量的センサとし
て採用されてもよい。
【０１２３】マークされおよびトリムされる金属薄板３
は軸３３４の下でかつ軸３３２および３３３間に置か
れ、多数の指示点、例えば加工片３の支持手段３３９ａ
および３３９ｂと言うべきである、薄板金属支持装備に
より形成された支持点に支持する。
【０１２４】これらの種々の支持点３３９ａ、３３９ｂ
の位置は、薄板金属３の表面が好ましくは軸３３４の動
く平面に略平行な平面に置かれるような方法で決定され
る。
【０１２５】支持手段３３９ａおよび３３９ｂと言うべ
きである薄板金属３および/または薄板金属支持装備
は、２つの電流発生器３１１ａおよび３１１ｂの正極
（＋）に電気的ケーブルを経て接続される。
【０１２６】加えて、ここに平行六面体形で、開放した
上正面を有し切断およびマークされるべき薄板金属３の
上表面に接近しているコンテナ３１６が薄板金属支持装
備３３９ａ、３３９ｂを取り囲み、かくして形成された
体積がスラッジおよび、薄板金属３のプラズマ切断の運
転により発生される他の白熱スプレイを集める。
【０１２７】加工空間をきれいに保つために、コンテナ
３１６の１つの側面３１６ａは管状スリーブ３１６ｃを
備えた少なくとも１つのオリフィス３１６ｂで貫通さ
れ、スリーブはある距離離れて置かれた抽出ユニット
（示されない）に結合された管状抽出シース（示されな
い）を保持するように意図され、その結果コンテナ３１
６の内部体積は前記抽出ユニットに接続される。
【０１２８】かくしてこれら抽出手段が実行していると
き、抽出シース、結合スリーブ３１６ｃおよびコンテナ
３１６の側面３１６ａに貫通されたオリフィス３１６ｂ
を経てコンテナ３１６内に真空が作られ、かくしてコン
テナ３１６から抽出ユニットに循環している抽出ガス流
を作ることによって、特にプラズマ切断中および始めに
薄板金属３の下でトリミングを受けているとき発生され
る煙が抽出ユニットへの抽出ガス流の効果により運び去
られることが出来、それはそれ自身他の管状シースを通
してそれらを工作場外に放出し、または濾過システムの
ような再処理場にそれらを送る。実際に、それらを大気
に放出する前に例えば１つまたはそれ以上のフィルタを
含んでいる濾過システムを通過させることにより、切断
煙を純粋にすることが推奨される。
【０１２９】さらに、トリミング中およびマーキング中
に、薄板金属３の上で発生される煙のための補足的な抽
出手段を設けることもまた可能である。
【０１３０】さらに、全般的な電流源３１５に接続され
た制御管理器３１０は、３つの主なサブユニット、即ち
数値制御機構３１０ａ、軸アクチエータのために全ての
これらの供給手段３１０ｂ、および設備の種々な構成要
素を活性化しかつ制御することを可能にする信号を授受
する全ての電子的または電気的自動手段３１０ｃをここ
に含み、これらの３つのサブユニットは、通信論理の手
段によりディジタルまたはアナログ信号を共に接続す
る。
【０１３１】数値制御機構３１０ａは、制御スクリーン
および種々の機能を活性化するためのパネルを備え、こ
れらの機能は、プラズマジェットを点火および消火する
シーケンスと同様にマークおよびトリムされるべき加工
片の幾何学的輪郭をプログラムする機能、および工具実
行を模擬し、軸を動かし、例えば緊急停止装置を使用し
ている完全な設備を保護することと同様に、加工周期を
従事および停止することである。
【０１３２】軸アクチエータのための１組の供給手段３
１０ｂは、特に速度可変器および調節器、および軸位置
情報を解読する装置をさらに有する。
【０１３３】さらに、プラズママーキングトーチ１およ
びプラズマ切断トーチ２にパワーを供給する手段３１１
は第１直流発生器３１１ａおよび第２直流発生器３１１
ｂから作られる。
【０１３４】より正確に言えば、例えばインバータ型の
第１直流発生器３１１ａは、０から６０Ａに調節でき、
プラズママーキングトーチ１に電流を供給するためにさ
さげられる。正常なマーキング中、第１発生器３１１ａ
の正極は陽極を形成しているマークされるべき薄板金属
３に接続され、負極はプラズママーキングトーチ１の陰
極を形成している電極に接続される。
【０１３５】加えて、例えばチョッパ型の第２直流発生
器３１１ｂは、０から３００Ａに調節でき、プラズマ切
断トーチ２に電気を供給するためにささげられる。切断
中、発生器の正極は陽極を形成してい切断されるべき薄
板金属３に接続され、負極はプラズマ切断トーチ２の陰
極を形成している電極に接続される。
【０１３６】２つの発生器３１１ａおよび３１１ｂは、
さらにケーブル即ち電線の束を経て一方では全般的な電
流源３１５に、他方では低パワーでアークを点火し、作
動パワーを増加し、かつパワーの切断によりアークを消
火する種々の相を行うことと同様に、それらに作動パワ
ー範囲を選択するための指令および他の必要な情報を提
供する制御管理記３１０に接続される。
【０１３７】他の指令および情報がまた接続束を経て、
特にアーク電圧の測定についての情報、熱関係理由、例
えば安全のために閉鎖されることが設備に要求される電
源切断の情報などを交換されてもよい。
【０１３８】他の実施例によれば、２つのトーチに交互
に供給する単一電流源だけを使用することが可能であ
る。
【０１３９】さらに、プラズマ切断トーチ２およびプラ
ズママーキングトーチ１にガスを供給する手段３１２
は、ガスの十分な量を蓄える手段、およびそれらの分布
圧力を調節および調整する手段と同様に、プラズマ切断
トーチ２およびプラズママーキングトーチ１に供給する
ために意図されたガス混合器を備える。
【０１４０】通常、これらのガスまたはガス混合物の特
質および構成は行われるべき加工による。
【０１４１】言いかえれば、プラズママーキング運転
は、一方で点火ガス、他方でマーキングガスを使用する
ことにより行われてもよく、それは前記点火ガスが存在
するため可能であり、マーキングガスと同じ特質および
/または構成、または反対に異なった特質および/または
構成の設備および使用されるマーキングトーチの型に依
存する。
【０１４２】かくして、点火ガスおよびマーキングガス
は両方ともアルゴンであってもよく、反対に点火ガスが
アルゴンで、マーキングガスが他のガス、例えば酸素ま
たは窒素、あるいは代わりに複数ガス混合の混合物、例
えばアルゴン＋水素または窒素＋水素混合物、あるいは
より単純な圧縮空気であってもよい。
【０１４３】加えて、二重流型のプラズママーキングト
ーチ１のため、保護ガスがまた使用され、それは圧縮ガ
スまたは他に、前述のようにマーキングガスおよび/ま
たは点火ガスとして使用されるこれらのように同じ特質
および/または構成の複数ガス混合のガスまたは混合物
であってもよい。
【０１４４】さらに、プラズマ切断運転は、点火ガスを
使用して行われてもよく、それはもう一度、設備および
使用される切断トーチ２の型に依存し、それはまた切断
ガスと同じ特質および/または構成、または反対に異な
った特質および/または構成であってもよい。
【０１４５】例えば、点火ガスがアルゴンであり、構造
鉄鋼の場合に、切断ガスが酸素または圧縮空気であって
もよく、ステンレススチールおよび軽合金の場合に、窒
素または窒素＋水素、アルゴン＋水素、または窒素＋ア
ルゴン＋水素混合物であってもよい。
【０１４６】加えて、二重流型のプラズマ切断トーチ２
のため、保護ガスがまた使用され、それは圧縮ガスまた
は他に、上述のように構造鉄鋼の場合に、窒素＋酸素混
合物のような、ステンレススチールおよび軽合金の場合
に、窒素または炭酸ガスでさえ、あるいは窒素＋水素、
窒素＋炭化水素、アルゴン＋水素、またはアルゴン＋炭
化水素混合物のようなガスまたは複数ガス混合の混合物
であってもよい。
【０１４７】ガスは、例えばＬ'ＡＩＲ ＬＩＱＵＩＤＥ
社により市場で売られたＦＬＯＸＡＬの設備のように、
１つまたはそれ以上の薄膜モジュルを使用している空気
浸透によりサイトで製造された窒素＋酸素混合物の場合
に代わって、圧縮されたシリンダまたは冷却剤のタンク
に蓄えられてもよい。
【０１４８】さらに、プラズマトーチ１および２を冷却
する手段３１３がここに第１冷却ユニット３１３ｂおよ
び第２冷却ユニット３１３ａで構成される。
【０１４９】第１冷却ユニット３１３ｂはプラズママー
キングトーチ１の要求に合致されたパワーを有し、第２
冷却グループ３１３ａはプラズマ切断トーチ２の要求に
合致されたパワーを有する。
【０１５０】２つの冷却ユニット３１３ａおよび３１３
ｂは全般的な電流源３１５に接続され、圧力および/ま
たは流量率の予定の最小値が到達されるときのみプラズ
マ切断/プラズママーキング設備が作動することを許容
するために、流体の循環を制御する安全システムおよび
構成要素を備えられる。このため、冷却ユニット３１３
ｂおよび３１３ａが、電線の束または同等物を経て、全
ての安全情報の中央管理を得るように制御管理器３１０
に接続される。
【０１５１】変形として、一つがプラズママーキングト
ーチ１のため、他がプラズマ切断トーチ２のための２つ
の回路を備えた単一のユニットと言うべきであるただ１
つの冷却ユニットを持つことが可能であり、これらの全
てのパワーは２つのプラズマトーチ１および２の要求の
ため必要とされる少なくとも合計パワーである。
【０１５２】孤立した冷却ユニットの不在において、都
市水道本管を使用することがまた可能である。
【０１５３】しかし、使用されるその解決が何であって
も、ミネラルまたは金属堆積物によりそれらの冷却回路
を塞ぐ危険無しに、また異なる電気的ポテンシャルで２
つの壁間の電気分解効果による損傷無しに、プラズマト
ーチ１および２の適当な運転を保証するため、水および
冷媒は好ましくは純水にされ、かつ中性ｐＨ、好ましく
は6.5および8.3間、硬度10０以下、抵抗率100ｋΩ/cm２
/cm以上であることが有利である。さらに、ガスのシー
ケンス制御、調節および操作の手段３１４は第１サブユ
ニット３１４ａおよび第２サブユニット３１４ｂを含
む。
【０１５４】第１サブユニット３１４ａは、一方ではプ
ラズマ切断トーチ２に接続された束３３７ａの接続手段
を有し、前記束３３７ａは前記プラズマ切断トーチ２の
適当な運転に必要である電気およびガスを供給し、冷媒
を循環する全ての手段を一緒にまとめており、他方で
は、圧力および/または流量率を調節する手段、圧力お
よび/または流量率の予定の最小値が到達されたときの
みプラズマ切断/プラズママーキング設備が作動するこ
とを許容するように、ガス循環の効果的な制御を許容す
る安全構成要素が、例えばソレノイド弁のようなガス回
路を開きかつ閉じる構成要素と同様に、制御管理器３１
０からのシーケンス指令に応答する。
【０１５５】さらに、サブユニット３１４ａは、中央ガ
ス供給源３１２から来るパイプの接続手段、冷却ユニッ
ト３１３ａから来る冷媒供給パイプの接続手段、それが
プラズマ切断トーチ２の電極およびノズルに供給するこ
とを可能にする発生器３１１ｂから来る電気パワーケー
ブルの接続手段を備えられ、同様にサブユニット３１４
ａに含まれるガスと結合する構成要素を監視、調節およ
び制御する機能の中央管理のための制御管理器３１０か
ら来る電線の束を接続する手段を備えられる。
【０１５６】第２サブユニット３１４ａは、一方ではプ
ラズママーキングトーチ１に接続された束３３８ａの接
続手段を有し、前記束３３８ａは前記プラズママーキン
グトーチ１の適当な運転に必要である電気およびガスを
供給し、冷媒を循環する全ての手段を一緒にまとめてお
り、他方では、圧力および/または流量率を調節する手
段、圧力および/または流量率の予定の最小値が到達さ
れたときのみプラズマ切断/プラズママーキング設備が
作動することを許容するように、ガス循環を制御する安
全構成要素が、例えばソレノイド弁のようなガス回路を
開きかつ閉じる構成要素と同様に、制御管理器３１０か
らのシーケンス指令に応答する。
【０１５７】さらに、サブユニット３１４ｂは、中央ガ
ス供給源３１２から来るパイプの接続手段、冷却ユニッ
ト３１３ｂから来る冷媒供給パイプの接続手段、それが
プラズママーキングトーチ１の電極およびノズルに供給
することを可能にする発生器３１１ａから来る電気パワ
ーケーブルの接続手段を備え、同様にサブユニット３１
４ｂに含まれるガスと結合する構成要素を監視、調節お
よび制御する機能の中央管理のための制御管理器３１０
から来る電線の束を接続する手段を備える。
【０１５８】設備の正確な使用および効果的な制御を確
保するため、特に感知システムを使用して、プラズママ
ーキングトーチヘッドをマークされるべき薄板金属から
適当な距離にもたらすように、かつ前記マークされるべ
き薄板金属の前記マーキングトーチヘッド間の略一定距
離を維持するように意図された垂直軸線、即ち（ｚ−
ｚ）軸線アクチエータのみならず、加工時間を最適化す
るようにトリミングプログラムと結合してマーキング経
路および位置をプログラムする手段をまた補足されても
よい。
【０１５９】特に小さな物品の加工の場合に、トリミン
グ工程がそれを受けやすい熱周期中物品に内部歪をもた
らすので、プログラムされた原点から切断物品の置換の
いかなる可能性も避けるように、最初に物品のマーキン
グの運転を行い、それから切断運転のみを行うことがさ
らに好ましい。
【０１６０】他の可能性のある状態は、加工片の支持手
段と言うべき薄板金属支持装備により加工片が不十分に
支持されることであり、トリミングの終わりで、加工片
が切り出された薄板金属板から分離されるようになると
き、それは廃物およびスラッジを回収する底部容器に曲
がりおよび/またはまさしく落ちる。それ故両方の場合
において、いかなるそれに続くマーキング運転も効果的
でない。
【０１６１】換言すれば、特に、マークされるべき加工
片の大きさおよび薄板金属支持装備により要請される支
持品質に従って、製造プログラムが適用されるべきであ
る。
【０１６２】それ故製造プログラムは、例えば２つのシ
ーケンスサブルーチンに設計されてもよく、第１のサブ
ルーチンはトリムされるべき薄板金属のフォーマットに
互いに結合された全ての加工片のマーキングにささげら
れ、第２のそれはマーキング後の全ての加工片の切り出
しにささげられる。
【０１６３】他の可能性のある手順は、工具の移動を減
少するため、片毎に交互のマーキング/トリミングプロ
グラムからなり、それ故加工片のプログラムの全体の製
造時間が互いに薄板金属フォーマットに適合される。
【０１６４】他の中間の解決が勿論また予想されてもよ
い。
【０１６５】さらに、英数字特性を限定することにより
加工片をマークするため、パラメタ化可能な特性の発生
器が設備に有利に一体化される。
【０１６６】上記実施例は、高周波により点火されたト
ーチを使用するけれども、異なった方法で点火されるト
ーチ、特に電極およびノズル間のショート回路により点
火されるトーチが本発明の範囲に等しく良く使用されて
もよく、それに似たまたは同等のこのようなトーチは、
点火のために必要なショート回路を作るために、その電
極がノズルに関して動き、反対にノズルが電極に関して
動くトーチが文献EP-A-599709に記述される。
【０１６７】
【発明の効果】本発明による金属加工片のプラズマジェ
ットマーキングおよび切断および/または溶接の組合さ
れた自動設備は、産業ライン、即ち金属加工片、特にボ
イラ製造加工片および陸の自動車またはボートの加工片
の製造、取扱いまたは処理の設備に有利に組込まれる。
【０１６８】本発明による金属加工片のプラズマジェッ
トマーキングおよび切断および/または溶接の組合され
た自動設備は、組合されない通常の設備に比べて、実質
的な節約を提供する単純化のためさらに十分な経済的利
点があり、それ故、本発明によれば、一つがマーキング
のため、かつ他が切断または溶接のためと言うべきであ
る２つの完全な機械をもはや持つ絶対的な必要性がな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工片に対する“吹込みアーク”または“アー
クプラズマ”の加工モードに従って作動している二重マ
ーキングトーチを示す図。
【図２】本発明の一実施例によるプラズマジェットマー
キングおよび切断または溶接のための組合された自動設
備を運転する電気回路図。
【図３】図２に示された組合された自動設備を示す概要
図。
【図４】実施例による組合された自動設備によりプラズ
ママーキングの作動を示す図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１……プラズママーキングトーチ ２……プラズマ切断トーチ ３……加工片 ４，５……電極体 ２１……プラズマジェット ２３……主トーチ体 ３１……電極保持体 ３４……アーク室 ３５……制御手段 ３６……電流検出器 ２００……電流源 ３１０……制御管理器 ３１１……電力供給手段 ３１２……ガス供給手段 ３１３……冷却手段 ３１５……電流供給源 ３３１……組合された自動設備（処理機械） ３３２，３３３，３３４……軸 ３３７……プラズマトリミングステーション ３３８……プラズママーキングステーション

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのプラズママーキングト
    ーチおよび少なくとも１つの切断および/または溶接ト
    ーチを運ぶ少なくとも１つの運搬構造と、少なくとも前
    記プラズママーキングトーチおよび少なくとも前記切断
    および/または溶接トーチを少なくとも１つの運動方向
    に動かすことのできる駆動手段と、 少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少なく
    とも前記切断および/または溶接トーチに、少なくとも
    １つの冷媒を供給することができる冷媒供給手段と、 少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少なく
    とも前記切断および/または溶接トーチに、少なくとも
    １つのガスを供給することができるガス供給手段と、 少なくとも前記プラズママーキングトーチおよび少なく
    とも前記切断および/または溶接トーチに、電流を供給
    することができる電流供給手段と、 マークされおよび切断および/または溶接されるべき少
    なくとも１つの加工片に関して、前記プラズママーキン
    グトーチおよび前記切断および/または溶接トーチの少
    なくとも１つの運動を開始することができる制御手段と
    を備え、 マークされおよび切断および/または溶接されるべき少
    なくとも１つの加工片の少なくとも一部にプラズマジェ
    ットマーキングおよび切断および/または溶接するため
    の組合された自動設備。
  2. 【請求項２】 制御手段が、前記加工片に作られるべき
    マークの少なくとも一部を限定する少なくとも１つの経
    路に沿って少なくとも前記プラズママーキングを、およ
    び/または少なくとも１つの切断経路、および/または前
    記少なくとも１つの加工片の溶接面に対応している少な
    くとも１つの経路に沿って少なくとも前記切断および/
    または溶接トーチを動かすことを可能にするように、前
    記駆動手段を制御することを可能にすることを特徴とす
    る請求項１による設備。
  3. 【請求項３】 制御手段がさらに、少なくとも前記プラ
    ズママーキングトーチへの冷媒、電流および/またはガ
    ス供給の少なくとも１つの始動および/または停止、お
    よび/または少なくとも前記切断および/または溶接トー
    チへの冷媒、電流および/またはガス供給の少なくとも
    １つの始動および/または停止を開始することができる
    ことを特徴とする請求項１および２のいずれかによる設
    備。
  4. 【請求項４】 制御手段は、前記プラズママーキングト
    ーチおよび/または前記切断および/または溶接トーチを
    複数の運動方向、特に置き換えおよび/または回転に動
    かすために前記駆動手段を制御することができることを
    特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つによる設
    備。
  5. 【請求項５】 前記駆動手段はモータを備えられ、前記
    駆動手段は好ましくは少なくとも１つの電気モータ、選
    択的に少なくとも１つの位置エンコーダおよび/または
    少なくとも１つのタコジェネレータを備えていることを
    特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つによる設
    備。
  6. 【請求項６】 マークされおよび/または切断および/ま
    たは溶接されるべき加工片からプラズママーキングトー
    チおよび/または切断および/または溶接トーチを分離し
    ている距離を表す少なくとも１つのパラメタの少なくと
    も１つの決定を許容し、好ましくは前記距離を所望の距
    離値を表すパラメタの機能として調節することができる
    感知手段をさらに有することを特徴とする請求項１ない
    し５のいずれか１つによる設備。
  7. 【請求項７】 マークされおよび/または切断および/ま
    たは溶接されるべき少なくとも１つの加工片を、少なく
    とも一時的に運びおよび/または保持する加工片支持手
    段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし６の
    いずれか１つによる設備。
  8. 【請求項８】 マークされるべき少なくとも１つの加工
    片を配達する手段および/または少なくとも１つのマー
    クされた加工片を取り除く手段をさらに有することを特
    徴とする請求項１ないし７のいずれか１つによる設備。
  9. 【請求項９】 少なくとも１つの切断および/または溶
    接トーチおよび少なくとも１つのプラズママーキングト
    ーチが、前記運搬構造の同じ運動サブユニットにより運
    ばれることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
    １つによる設備。
  10. 【請求項１０】 プラズママーキングトーチおよび/ま
    たは切断および/または溶接トーチが単一または二重流
    プラズマトーチから選択され、または切断および/また
    は溶接トーチがレーザ溶接または切断トーチおよび酸素
    切断トーチから選択されることを特徴とする請求項８お
    よび９のいずれかによる設備。
  11. 【請求項１１】 さらに煙抜き取り手段および/または
    廃材処理手段を有することを特徴とする請求項１ないし
    １０のいずれか１つによる設備。
  12. 【請求項１２】 制御手段が数値制御手段を備えること
    を特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つによる
    設備。
  13. 【請求項１３】 プラズママーキングトーチおよび/ま
    たは切断および/または溶接トーチは、前記マーキング
    トーチおよび/または切断および/または溶接トーチを少
    なくとも１つの処理されるべき加工片の上表面に近付け
    るおよび/または遠ざける動きのため、レールを有する
    手段に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし
    １２のいずれか１つによる設備。
  14. 【請求項１４】 （ａ）少なくとも１つの電流と少なく
    とも１つのプラズマガスとを少なくとも１つのプラズマ
    マーキングトーチに供給し、第１エネルギー閾値に等し
    いかそれより大きい、かつ第２エネルギー閾値より小さ
    いマーキングエネルギーを有する少なくとも１つのプラ
    ズママーキングジェットを発生し、前記第１エネルギー
    閾値がマークされるべき加工片の着色に少なくとも１つ
    の局部的変化を得るのに必要な最小エネルギーに対応
    し、前期第２エネルギー閾値がマークされるべき前記加
    工片の十分な厚さを通して完全な溶解を得るに必要なエ
    ネルギーに対応しており、 （ｂ）少なくとも１つの電流と少なくとも１つのプラズ
    マガスとを少なくとも１つのプラズマ切断トーチに供給
    し、切断されるべき前記加工片の十分な厚さを通して完
    全な溶解を得るに必要なエネルギーに対応している、前
    記第２エネルギー閾値に等しいかそれより大きい切断エ
    ネルギーを有する少なくとも１つのプラズマ切断ジェッ
    トを発生し、 （ｃ）前記加工片の少なくとも一部を前記プラズママー
    キングエネルギーを有する少なくとも前記プラズママー
    キングジェットに当てることにより、マークされるべき
    前記加工片をプラズマジェットマーキングし、 （ｄ）前記加工片の少なくとも一部を前記切断エネルギ
    ーを有する少なくとも前記プラズマ切断ジェットに当て
    ることにより、切断されるべき前記加工片をプラズマジ
    ェット切断するステップを備え、 少なくとも１つのプラズママーキングジェットを引渡す
    少なくとも１つのプラズママーキングトーチと、少なく
    とも１つのプラズマ切断ジェットを引渡す少なくとも１
    つのプラズマ切断トーチとを使用している、少なくとも
    １つの加工片、特に少なくとも１つの金属加工片をマー
    キングおよび切断するための結合された自動方法。
  15. 【請求項１５】 （ａ）少なくとも１つの電流と少なく
    とも１つのプラズマガスとを少なくとも１つのプラズマ
    マーキングトーチに供給し、第１エネルギー閾値に等し
    いかそれより大きい、かつ第２エネルギー閾値より小さ
    いマーキングエネルギーを有する少なくとも１つのプラ
    ズママーキングジェットを発生し、前記第１エネルギー
    閾値がマークされるべき加工片の着色に少なくとも１つ
    の変化を得るのに必要な最小エネルギーに対応し、前期
    第２エネルギー閾値がマークされるべき前記加工片の十
    分な厚さを通して完全な溶解を得るに必要なエネルギー
    に対応しており、 （ｂ）少なくとも１つの電流と、溶接されるべき前記少
    なくとも１つの加工片の厚さを通して少なくとも部分的
    な溶融とを少なくとも１つの溶接トーチに供給し、 （ｃ）前記加工片の少なくとも一部で前記マーキングエ
    ネルギーを有する少なくとも前記プラズママーキングジ
    ェットを受けることにより、マークされるべき前記加工
    片をプラズマジェットマーキングするステップを備え、 少なくとも１つのプラズママーキングジェットを引渡す
    少なくとも１つのプラズママーキングトーチと、少なく
    とも１つの溶接ガス流を引渡す少なくとも１つの溶接ト
    ーチとを使用している、少なくとも１つの加工片、特に
    少なくとも１つの金属加工片をマーキングおよび溶接す
    る組合された自動方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１から１３のいずれか１つによ
    って、前記加工片をプラズマジェットマーキングおよび
    切断および/または溶接する組合された自動設備を含ん
    でいる、金属加工片を製造し、取り扱いまたは処理する
    産業ラインまたは設備。
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