JP2001001152A - プラズマ加工方法 - Google Patents
プラズマ加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマアークを用いて、所定の径（例えば
加工ワーク板厚の約２倍以下の径）を有する小孔の切断
を簡便に行なうことができるプラズマ加工方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマトーチ２を切断形状の小孔中心
位置で、第１設定高さＨ １に位置決して、プラズマアー
クＡを着火し、そのプラズマアークＡを保持したまま、
プラズマトーチ２をノズルオリフィス８の孔径と切断形
状の小孔径とに対応する上昇量分上昇させた第２設定高
さＨ２に配置して、小孔を切断する。
加工ワーク板厚の約２倍以下の径）を有する小孔の切断
を簡便に行なうことができるプラズマ加工方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマトーチ２を切断形状の小孔中心
位置で、第１設定高さＨ １に位置決して、プラズマアー
クＡを着火し、そのプラズマアークＡを保持したまま、
プラズマトーチ２をノズルオリフィス８の孔径と切断形
状の小孔径とに対応する上昇量分上昇させた第２設定高
さＨ２に配置して、小孔を切断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマアークに
より加工ワークに所定の径を有する小孔を加工するプラ
ズマ加工方法に関するものである。
より加工ワークに所定の径を有する小孔を加工するプラ
ズマ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマ加工装置には、電極と作
動ガス通路を介してその電極の先端側（加工ワーク側）
を覆うノズルとを備えるプラズマトーチが用いられてい
る。このプラズマトーチの先端には小径のノズル孔が形
成されており、前記ノズルと電極との間に形成されたパ
イロットアークが作動ガス通路を経て前記ノズル孔から
噴出される作動ガスにより加工ワークに到達し、前記ノ
ズル孔を介して電極と加工ワークとの間に強いメインア
ーク（以下、プラズマアークという）を形成させる。
動ガス通路を介してその電極の先端側（加工ワーク側）
を覆うノズルとを備えるプラズマトーチが用いられてい
る。このプラズマトーチの先端には小径のノズル孔が形
成されており、前記ノズルと電極との間に形成されたパ
イロットアークが作動ガス通路を経て前記ノズル孔から
噴出される作動ガスにより加工ワークに到達し、前記ノ
ズル孔を介して電極と加工ワークとの間に強いメインア
ーク（以下、プラズマアークという）を形成させる。
【０００３】このようなプラズマアークを用いて加工ワ
ークに孔を形成する切断加工方法では、レーザを用いる
孔切断加工方法と比較してその切断幅が大きいため、通
常加工ワーク板厚の約２倍以上の径を有する孔にしか適
用されず、それ以下の径を有する孔（以下、小孔とい
う）はプラズマアークを用いる切断加工終了後に後工程
としてドリルで形成するようにされている。このように
別工程にてドリルを用いて孔開け加工を行なう場合、１
回の穿鑿で所定径の孔を加工できず数回に分けて加工が
行なわれている。
ークに孔を形成する切断加工方法では、レーザを用いる
孔切断加工方法と比較してその切断幅が大きいため、通
常加工ワーク板厚の約２倍以上の径を有する孔にしか適
用されず、それ以下の径を有する孔（以下、小孔とい
う）はプラズマアークを用いる切断加工終了後に後工程
としてドリルで形成するようにされている。このように
別工程にてドリルを用いて孔開け加工を行なう場合、１
回の穿鑿で所定径の孔を加工できず数回に分けて加工が
行なわれている。
【０００４】また、前記プラズマアークを用いて加工ワ
ーク板厚の約２倍以上の径を有する孔を切断加工する場
合は、まず切断形状の内部位置にピアシングを行ない、
直線あるいは円弧を描くように切断形状の円弧経路に進
み加工が行なわれる。
ーク板厚の約２倍以上の径を有する孔を切断加工する場
合は、まず切断形状の内部位置にピアシングを行ない、
直線あるいは円弧を描くように切断形状の円弧経路に進
み加工が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように小孔以外の形状の切断加工をプラズマアークを用
いて行い、小孔を別工程のドリル穿鑿で行う切断加工方
法では、小孔を多く有する製品を加工する際に別工程の
手間が多くかかるため、プラズマアークを用いて小孔の
切断加工を行ないたいとの要求が高まっている。また、
前述のように加工ワーク板厚の約２倍以上の径を有する
孔の切断加工法を、小孔の切断加工に適用した場合に
は、その加工により形成された小孔はえぐれや欠けが大
きく、また形状が悪いという問題点がある。
ように小孔以外の形状の切断加工をプラズマアークを用
いて行い、小孔を別工程のドリル穿鑿で行う切断加工方
法では、小孔を多く有する製品を加工する際に別工程の
手間が多くかかるため、プラズマアークを用いて小孔の
切断加工を行ないたいとの要求が高まっている。また、
前述のように加工ワーク板厚の約２倍以上の径を有する
孔の切断加工法を、小孔の切断加工に適用した場合に
は、その加工により形成された小孔はえぐれや欠けが大
きく、また形状が悪いという問題点がある。
【０００６】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、プラズマアークを用いて、所定の
径（例えば加工ワーク板厚の約２倍以下の径）を有する
小孔の切断を簡便に行なうことができるプラズマ加工方
法を提供することを目的とするものである。
めになされたもので、プラズマアークを用いて、所定の
径（例えば加工ワーク板厚の約２倍以下の径）を有する
小孔の切断を簡便に行なうことができるプラズマ加工方
法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、第１発明によるプラズマ加
工方法は、プラズマアークにより加工ワークに所定の径
を有する小孔を加工するプラズマ加工方法であって、
（ａ）前記加工ワークとの間にプラズマアークを形成す
るプラズマトーチをその加工ワークに形成される小孔の
中心位置に相対移動させ、そのプラズマトーチを加工ワ
ークに対してプラズマアークの着火が可能な第１設定高
さに相対位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラズマ
トーチの位置決め後、前記加工ワークとの間にプラズマ
アークを形成し、そのプラズマアークを保持しながら前
記プラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマア
ーク径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対
移動させる第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小孔の
加工完了が検出されるまで前記プラズマトーチを第２設
定高さに停止させた状態で前記プラズマアークを保持さ
せる第３工程とを有することを特徴とするものである。
れた目的を達成するために、第１発明によるプラズマ加
工方法は、プラズマアークにより加工ワークに所定の径
を有する小孔を加工するプラズマ加工方法であって、
（ａ）前記加工ワークとの間にプラズマアークを形成す
るプラズマトーチをその加工ワークに形成される小孔の
中心位置に相対移動させ、そのプラズマトーチを加工ワ
ークに対してプラズマアークの着火が可能な第１設定高
さに相対位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラズマ
トーチの位置決め後、前記加工ワークとの間にプラズマ
アークを形成し、そのプラズマアークを保持しながら前
記プラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマア
ーク径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対
移動させる第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小孔の
加工完了が検出されるまで前記プラズマトーチを第２設
定高さに停止させた状態で前記プラズマアークを保持さ
せる第３工程とを有することを特徴とするものである。
【０００８】第１発明においては、プラズマトーチを加
工ワークの小孔中心位置に相対移動させて、そのプラズ
マトーチを加工ワークに対してプラズマアークを着火可
能な高さ（第１設定高さ）に相対移動させる。次いで、
前記プラズマトーチ−加工ワーク間にプラズマアークを
着火させて、そのプラズマアークを保持しながら前記プ
ラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマアーク
径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対移動
させて、その第２設定高さでプラズマアークを保持させ
た状態でプラズマトーチを停止させておく。こうして加
工ワークに所定径を有する小孔が形成される。
工ワークの小孔中心位置に相対移動させて、そのプラズ
マトーチを加工ワークに対してプラズマアークを着火可
能な高さ（第１設定高さ）に相対移動させる。次いで、
前記プラズマトーチ−加工ワーク間にプラズマアークを
着火させて、そのプラズマアークを保持しながら前記プ
ラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマアーク
径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対移動
させて、その第２設定高さでプラズマアークを保持させ
た状態でプラズマトーチを停止させておく。こうして加
工ワークに所定径を有する小孔が形成される。
【０００９】第１発明によれば、従来プラズマ切断加工
方法では不可能とされていた径（加工ワークの板厚の２
倍以下）の小孔を加工ワークに加工する場合であって
も、プラズマアークを用いて容易に、かつ確実に形成す
ることができるという効果を奏する。また、こうして形
成された小孔は、予め設定された径を有しており、えぐ
れや欠けがほとんど発生しておらず、形状が安定してい
るものである。したがって、小孔を有する製品を加工す
る場合であっても、すべてプラズマアークを用いた切断
加工を行なうことができ、別工程における手間を軽減す
ることができる。このようにプラズマアークを用いて形
成された小孔は、そのまま製品としてまたはドリルの下
孔として使用することができる。
方法では不可能とされていた径（加工ワークの板厚の２
倍以下）の小孔を加工ワークに加工する場合であって
も、プラズマアークを用いて容易に、かつ確実に形成す
ることができるという効果を奏する。また、こうして形
成された小孔は、予め設定された径を有しており、えぐ
れや欠けがほとんど発生しておらず、形状が安定してい
るものである。したがって、小孔を有する製品を加工す
る場合であっても、すべてプラズマアークを用いた切断
加工を行なうことができ、別工程における手間を軽減す
ることができる。このようにプラズマアークを用いて形
成された小孔は、そのまま製品としてまたはドリルの下
孔として使用することができる。
【００１０】次に、第２発明によるプラズマ加工方法
は、プラズマアークにより加工ワークに所定の径を有す
る小孔を加工するプラズマ加工方法であって、（ａ）前
記加工ワークとの間にプラズマアークを形成するプラズ
マトーチをその加工ワークに形成される小孔の中心位置
に相対移動させ、そのプラズマトーチを加工ワークに対
してプラズマアークの着火が可能な第１設定高さに相対
位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラズマトーチの
位置決め後、前記加工ワークとの間にプラズマアークを
形成し、そのプラズマアークを保持しながら前記プラズ
マトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマアーク径が
前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対移動させ
る第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小孔の加工完了
が検出されるまで前記プラズマトーチを第２設定高さに
停止させた状態で前記プラズマアークを保持させる第３
工程と、（ｄ）前記小孔加工の終了後、前記加工ワーク
を切断可能な所定高さにプラズマトーチを相対移動させ
て切断を開始する第４工程とを有することを特徴とする
ものである。
は、プラズマアークにより加工ワークに所定の径を有す
る小孔を加工するプラズマ加工方法であって、（ａ）前
記加工ワークとの間にプラズマアークを形成するプラズ
マトーチをその加工ワークに形成される小孔の中心位置
に相対移動させ、そのプラズマトーチを加工ワークに対
してプラズマアークの着火が可能な第１設定高さに相対
位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラズマトーチの
位置決め後、前記加工ワークとの間にプラズマアークを
形成し、そのプラズマアークを保持しながら前記プラズ
マトーチの高さを加工ワーク付近のプラズマアーク径が
前記小孔径と略同一となる第２設定高さに相対移動させ
る第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小孔の加工完了
が検出されるまで前記プラズマトーチを第２設定高さに
停止させた状態で前記プラズマアークを保持させる第３
工程と、（ｄ）前記小孔加工の終了後、前記加工ワーク
を切断可能な所定高さにプラズマトーチを相対移動させ
て切断を開始する第４工程とを有することを特徴とする
ものである。
【００１１】第２発明においては、前記第１発明と同様
にして加工ワークに従来加工が不可能とされていた所定
径の小孔を形成した後、プラズマトーチを加工ワークの
切断高さに移動させ、そのプラズマトーチを切断形状に
応じて相対移動させるようにして加工ワークが切断され
る。こうして、第１発明の効果に加えて、従来不可能で
あった小孔の加工と外周等の切断加工とを同工程内でス
ムーズに行うことができるという効果を奏する。また、
前記所定径の小孔を形成した後、プラズマアークを形成
した状態でプラズマトーチを加工ワークの切断可能高さ
に移動させ、そのプラズマトーチを切断形状に応じて相
対移動させるようにして加工ワークを連続して切断する
ようにしてもよい。
にして加工ワークに従来加工が不可能とされていた所定
径の小孔を形成した後、プラズマトーチを加工ワークの
切断高さに移動させ、そのプラズマトーチを切断形状に
応じて相対移動させるようにして加工ワークが切断され
る。こうして、第１発明の効果に加えて、従来不可能で
あった小孔の加工と外周等の切断加工とを同工程内でス
ムーズに行うことができるという効果を奏する。また、
前記所定径の小孔を形成した後、プラズマアークを形成
した状態でプラズマトーチを加工ワークの切断可能高さ
に移動させ、そのプラズマトーチを切断形状に応じて相
対移動させるようにして加工ワークを連続して切断する
ようにしてもよい。
【００１２】第１および第２発明においては、前記プラ
ズマトーチを第２設定高さに停止させた時点から小孔が
形成されるまでの時間を予め設定し、その設定された時
間が経過した時点を前記小孔の加工完了として検出する
のが好ましい。こうすることにより、簡易な制御で小孔
の切断加工を行うことができるという効果を奏する。
ズマトーチを第２設定高さに停止させた時点から小孔が
形成されるまでの時間を予め設定し、その設定された時
間が経過した時点を前記小孔の加工完了として検出する
のが好ましい。こうすることにより、簡易な制御で小孔
の切断加工を行うことができるという効果を奏する。
【００１３】第１および第２発明においては、加工ワー
クに形成される小孔径と前記プラズマトーチ先端に装着
されるノズル孔径とにより前記第２設定高さを予め設定
するのが好ましい。こうすることにより、簡易な制御で
加工ワークに形成される小孔の径の調整を行なうことが
できるという効果を奏する。
クに形成される小孔径と前記プラズマトーチ先端に装着
されるノズル孔径とにより前記第２設定高さを予め設定
するのが好ましい。こうすることにより、簡易な制御で
加工ワークに形成される小孔の径の調整を行なうことが
できるという効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明によるプラズマ加工
方法の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説
明する。
方法の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説
明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例に係るプラズマ
加工方法を行なうプラズマ加工装置のシステム構成図で
あり、図２は本実施例のプラズマトーチを説明する概略
断面図である。
加工方法を行なうプラズマ加工装置のシステム構成図で
あり、図２は本実施例のプラズマトーチを説明する概略
断面図である。
【００１６】本実施例のプラズマ加工装置１において
は、多重円筒形状のプラズマトーチ２の先方に切断され
る加工ワーク３が配置されており、前記プラズマトーチ
２の略中心位置に配置される略円柱状の電極４（図２参
照）にプラズマ電流を供給するプラズマアーク電源ユニ
ット５のマイナス端子が接続されており、そのプラズマ
アーク電源ユニット５のプラス端子が前記加工ワーク３
に接続されている。また、後述するプラズマトーチ２の
ノズル６（図２参照）には、スイッチ７を介して前記プ
ラズマアーク電源ユニット５のプラス端子が接続されて
いる。
は、多重円筒形状のプラズマトーチ２の先方に切断され
る加工ワーク３が配置されており、前記プラズマトーチ
２の略中心位置に配置される略円柱状の電極４（図２参
照）にプラズマ電流を供給するプラズマアーク電源ユニ
ット５のマイナス端子が接続されており、そのプラズマ
アーク電源ユニット５のプラス端子が前記加工ワーク３
に接続されている。また、後述するプラズマトーチ２の
ノズル６（図２参照）には、スイッチ７を介して前記プ
ラズマアーク電源ユニット５のプラス端子が接続されて
いる。
【００１７】前記プラズマトーチ２は、前記電極４の外
周側を覆う略円筒形状でかつ加工ワーク３に対向する面
（先端面）に細い口径のノズルオリフィス８を有するノ
ズル６を備えており、前記電極４とノズル６との間には
作動ガス通路９が形成されている。前記ノズル６の外周
側には冷却水通路１０を介して円筒状の第１ノズルキャ
ップ１１が配置され、その第１ノズルキャップ１１の外
周側には二次ガス通路１２を介して第２ノズルキャップ
１３が配置されている。
周側を覆う略円筒形状でかつ加工ワーク３に対向する面
（先端面）に細い口径のノズルオリフィス８を有するノ
ズル６を備えており、前記電極４とノズル６との間には
作動ガス通路９が形成されている。前記ノズル６の外周
側には冷却水通路１０を介して円筒状の第１ノズルキャ
ップ１１が配置され、その第１ノズルキャップ１１の外
周側には二次ガス通路１２を介して第２ノズルキャップ
１３が配置されている。
【００１８】また、前記第１ノズルキャップ１１の先端
部は前記ノズル６の略先端部の外周側に密着するように
されており、前記第２ノズルキャップ１３の先端開口部
には、前記ノズル６の先端部を保護するとともに、前記
二次ガス通路１２を通過する二次ガスを噴出させる噴出
口１４を有するシールドキャップ１５が装着されてい
る。前記作動ガス通路９および二次ガス通路１２には、
環状の作動ガススワラ１６および２次ガススワラ１７が
それぞれ嵌め込まれている。
部は前記ノズル６の略先端部の外周側に密着するように
されており、前記第２ノズルキャップ１３の先端開口部
には、前記ノズル６の先端部を保護するとともに、前記
二次ガス通路１２を通過する二次ガスを噴出させる噴出
口１４を有するシールドキャップ１５が装着されてい
る。前記作動ガス通路９および二次ガス通路１２には、
環状の作動ガススワラ１６および２次ガススワラ１７が
それぞれ嵌め込まれている。
【００１９】さらに、前記作動ガス通路９および二次ガ
ス通路１２には、図示されない作動ガス供給系統から作
動ガスおよび二次ガスがそれぞれ前記ノズル６の基端側
から供給され、この作動ガス通路９を通過する作動ガス
は前記作動ガススワラ１６を通る際に旋回流となり、前
記ノズルオリフィス８を経て加工ワーク３へ噴出される
とともに、前記二次ガス通路２２を通過する二次ガスも
同様に前記第２スワラ１７を通る際に旋回流となって前
記噴出口１４から噴出される。
ス通路１２には、図示されない作動ガス供給系統から作
動ガスおよび二次ガスがそれぞれ前記ノズル６の基端側
から供給され、この作動ガス通路９を通過する作動ガス
は前記作動ガススワラ１６を通る際に旋回流となり、前
記ノズルオリフィス８を経て加工ワーク３へ噴出される
とともに、前記二次ガス通路２２を通過する二次ガスも
同様に前記第２スワラ１７を通る際に旋回流となって前
記噴出口１４から噴出される。
【００２０】前記電極４のプラズマアーク発生点となる
先端部には、プラズマアークＡの高熱に耐え得る高融点
材料製（例えば、ハフニウム製，ジルコニウム製，合金
製等）の耐熱インサート１８が装着されており、その電
極４の内部には冷却水を通す冷却水路（図示省略）が設
けられている。
先端部には、プラズマアークＡの高熱に耐え得る高融点
材料製（例えば、ハフニウム製，ジルコニウム製，合金
製等）の耐熱インサート１８が装着されており、その電
極４の内部には冷却水を通す冷却水路（図示省略）が設
けられている。
【００２１】前記電極４−加工ワーク３間にプラズマア
ークＡを着火させる際には、まず前記スイッチ７をＯＮ
状態にして、電極４とノズル６との間にパイロットアー
クを着火して、そのパイロットアークが前記作動ガス通
路９に供給されている導電性を持つ作動ガスにより前記
ノズルオリフィス８を通じて加工ワーク３に到達し、プ
ラズマアークＡとなる。また、このプラズマアークＡ
は、二次ガス通路１２を通して噴出される二次旋回気流
によって取り囲まれている。なお、前記パイロットアー
クは、プラズマアークＡの着火後、スイッチ７をＯＦＦ
状態にして消弧される。
ークＡを着火させる際には、まず前記スイッチ７をＯＮ
状態にして、電極４とノズル６との間にパイロットアー
クを着火して、そのパイロットアークが前記作動ガス通
路９に供給されている導電性を持つ作動ガスにより前記
ノズルオリフィス８を通じて加工ワーク３に到達し、プ
ラズマアークＡとなる。また、このプラズマアークＡ
は、二次ガス通路１２を通して噴出される二次旋回気流
によって取り囲まれている。なお、前記パイロットアー
クは、プラズマアークＡの着火後、スイッチ７をＯＦＦ
状態にして消弧される。
【００２２】前記プラズマアークＡは、ノズルオリフィ
ス８による拘束性と作動ガス気流による熱的ピンチ作用
が効果的に働いて高温で、かつ高密度エネルギーを有す
るプラズマアークとなっている。このプラズマアークＡ
は、図３にその側面図が示されるように、ノズルオリフ
ィス８から遠ざかるにしたがってその径が大きくなる特
性を有している。
ス８による拘束性と作動ガス気流による熱的ピンチ作用
が効果的に働いて高温で、かつ高密度エネルギーを有す
るプラズマアークとなっている。このプラズマアークＡ
は、図３にその側面図が示されるように、ノズルオリフ
ィス８から遠ざかるにしたがってその径が大きくなる特
性を有している。
【００２３】図４には、加工ワーク板厚６ｍｍ，ノズル
オリフィス孔径１．１ｍｍ，プラズマアーク電流値１２
０Ａの場合（イ）および加工ワーク板厚３．２ｍｍ，ノ
ズルオリフィス孔径０．８ｍｍ，プラズマアーク電流値
１２０Ａの場合（ロ）におけるプラズマトーチ２のプラ
ズマアーク着火位置（第１設定高さＨ１）からの上昇量
と加工ワークに形成された孔径との関係図が示されてい
る。なお、前記第１設定高さＨ１は安定してプラズマア
ークの着火が可能な位置であり、前記（イ）の場合、第
１設定高さＨ１は６ｍｍ，（ロ）の場合、第１設定高さ
Ｈ１は５ｍｍが好ましい。
オリフィス孔径１．１ｍｍ，プラズマアーク電流値１２
０Ａの場合（イ）および加工ワーク板厚３．２ｍｍ，ノ
ズルオリフィス孔径０．８ｍｍ，プラズマアーク電流値
１２０Ａの場合（ロ）におけるプラズマトーチ２のプラ
ズマアーク着火位置（第１設定高さＨ１）からの上昇量
と加工ワークに形成された孔径との関係図が示されてい
る。なお、前記第１設定高さＨ１は安定してプラズマア
ークの着火が可能な位置であり、前記（イ）の場合、第
１設定高さＨ１は６ｍｍ，（ロ）の場合、第１設定高さ
Ｈ１は５ｍｍが好ましい。
【００２４】図示されるようにプラズマアークＡを着火
させた位置からプラズマトーチ２を上昇させれば、加工
ワーク３に形成される孔径を大きくすることができ、さ
らにその上昇量を調整することにより加工ワーク３に形
成される孔径を制御できることが明らかである。したが
って、ノズルオリフィス８の孔径とプラズマトーチ２の
高さ位置とをパラメータとして、加工ワーク３に任意の
径を有する孔を形成することができる。
させた位置からプラズマトーチ２を上昇させれば、加工
ワーク３に形成される孔径を大きくすることができ、さ
らにその上昇量を調整することにより加工ワーク３に形
成される孔径を制御できることが明らかである。したが
って、ノズルオリフィス８の孔径とプラズマトーチ２の
高さ位置とをパラメータとして、加工ワーク３に任意の
径を有する孔を形成することができる。
【００２５】このように構成されるプラズマトーチ２
は、駆動装置２０によって加工ワーク３に対して３次元
方向に移動可能に支持されており、この駆動装置２０に
よりプラズマトーチ２の加工ワーク３に対する高さ位置
が調整され、切断形状に沿って移動させることにより切
断加工が行なわれる。
は、駆動装置２０によって加工ワーク３に対して３次元
方向に移動可能に支持されており、この駆動装置２０に
よりプラズマトーチ２の加工ワーク３に対する高さ位置
が調整され、切断形状に沿って移動させることにより切
断加工が行なわれる。
【００２６】本実施例において、前記駆動装置２０，プ
ラズマアーク電源ユニット５および作動ガス供給系統
は、それぞれ加工制御装置２１に接続され、それら作動
が制御されている。また、この加工制御装置２１は、各
種加工ワークに対応する切断条件データベースと、プラ
ズマトーチ２に装着されるノズルオリフィス８の孔径に
対応する孔加工データベースとを有する記憶部２２に接
続されているとともに、各加工ワーク３に対する切断形
状が入力される。
ラズマアーク電源ユニット５および作動ガス供給系統
は、それぞれ加工制御装置２１に接続され、それら作動
が制御されている。また、この加工制御装置２１は、各
種加工ワークに対応する切断条件データベースと、プラ
ズマトーチ２に装着されるノズルオリフィス８の孔径に
対応する孔加工データベースとを有する記憶部２２に接
続されているとともに、各加工ワーク３に対する切断形
状が入力される。
【００２７】前記切断条件データベースとして、加工ワ
ーク３の板厚および材質などに応じてプラズマトーチ２
の切断設定高さ，切断速度，第１設定高さＨ１（プラズ
マアークＡの着火可能高さ），電流値，補正量および作
動ガス圧がそれぞれ設定されている。
ーク３の板厚および材質などに応じてプラズマトーチ２
の切断設定高さ，切断速度，第１設定高さＨ１（プラズ
マアークＡの着火可能高さ），電流値，補正量および作
動ガス圧がそれぞれ設定されている。
【００２８】前記孔加工データベースとして、切断形状
の孔径とプラズマトーチ２に装着されているノズルオリ
フィス８の孔径とをパラメータとするプラズマトーチ２
の第１設定高さＨ１からの上昇量と、前記プラズマトー
チ２を第１設定高さＨ１から前記上昇量分上昇させる上
昇速度と、前記プラズマトーチ２を第１設定高さＨ１か
ら前記上昇量分上昇させた位置（第２設定高さＨ２）で
停止させる停止時間（孔加工が完了するまでの時間）と
がそれぞれ設定されている。
の孔径とプラズマトーチ２に装着されているノズルオリ
フィス８の孔径とをパラメータとするプラズマトーチ２
の第１設定高さＨ１からの上昇量と、前記プラズマトー
チ２を第１設定高さＨ１から前記上昇量分上昇させる上
昇速度と、前記プラズマトーチ２を第１設定高さＨ１か
ら前記上昇量分上昇させた位置（第２設定高さＨ２）で
停止させる停止時間（孔加工が完了するまでの時間）と
がそれぞれ設定されている。
【００２９】次に、前記加工制御装置２１を用いてプラ
ズマ切断加工を行なう手順について、図５に示されるプ
ロ−チャートに基づいて説明する。
ズマ切断加工を行なう手順について、図５に示されるプ
ロ−チャートに基づいて説明する。
【００３０】Ｓ１：前記加工制御装置２０が加工スター
トの指令を受け、加工ワーク３に対する切断形状が加工
ワーク３の切断形状が加工ワーク板厚より２倍以下の径
を有する孔（以下、小孔という）であるか否かが判断さ
れる。 Ｓ２：前記切断形状が小孔である場合は、プラズマトー
チ２を前記加工ワークに形成する小孔の中心位置へ移動
させる。一方、前記切断形状が小孔以外の場合は、後述
するステップ９以降の処理が行なわれる。 Ｓ３：次いで、前記記憶部２２より加工ワーク３に対応
する切断条件データおよび孔加工データが読み込まれ、
プラズマトーチ２を第１設定高さＨ１へ移動させる。 Ｓ４：前記小孔の中心位置で、かつ第１設定高さＨ１に
位置決めされたプラズマトーチ２の電極４−加工ワーク
３間にプラズマアークＡを着火させる。 Ｓ５：そのプラズマアークＡを保持したまま、前記プラ
ズマトーチ２を孔加工データベースに設定される上昇速
度でノズルオリフィス８の孔径と形成される小孔径とに
対応する上昇量分上昇させて、第２設定高さＨ２に配置
させる。 Ｓ６〜Ｓ７：前記プラズマトーチ２を第２設定高さＨ２
に停止させ、前記孔加工データで設定される停止時間が
経過した時点で小孔加工完了が検出され、小孔加工を終
了する。 Ｓ８：次に、その加工ワーク３に前記加工制御装置２１
に入力された切断形状の切断加工が全て終了したか否か
が検出され、終了された場合は終了となり、他の切断形
状を加工する場合は、再びステップＳ１の以降の操作を
繰り返し行なう。
トの指令を受け、加工ワーク３に対する切断形状が加工
ワーク３の切断形状が加工ワーク板厚より２倍以下の径
を有する孔（以下、小孔という）であるか否かが判断さ
れる。 Ｓ２：前記切断形状が小孔である場合は、プラズマトー
チ２を前記加工ワークに形成する小孔の中心位置へ移動
させる。一方、前記切断形状が小孔以外の場合は、後述
するステップ９以降の処理が行なわれる。 Ｓ３：次いで、前記記憶部２２より加工ワーク３に対応
する切断条件データおよび孔加工データが読み込まれ、
プラズマトーチ２を第１設定高さＨ１へ移動させる。 Ｓ４：前記小孔の中心位置で、かつ第１設定高さＨ１に
位置決めされたプラズマトーチ２の電極４−加工ワーク
３間にプラズマアークＡを着火させる。 Ｓ５：そのプラズマアークＡを保持したまま、前記プラ
ズマトーチ２を孔加工データベースに設定される上昇速
度でノズルオリフィス８の孔径と形成される小孔径とに
対応する上昇量分上昇させて、第２設定高さＨ２に配置
させる。 Ｓ６〜Ｓ７：前記プラズマトーチ２を第２設定高さＨ２
に停止させ、前記孔加工データで設定される停止時間が
経過した時点で小孔加工完了が検出され、小孔加工を終
了する。 Ｓ８：次に、その加工ワーク３に前記加工制御装置２１
に入力された切断形状の切断加工が全て終了したか否か
が検出され、終了された場合は終了となり、他の切断形
状を加工する場合は、再びステップＳ１の以降の操作を
繰り返し行なう。
【００３１】Ｓ９〜Ｓ１０：前述のステップＳ２の操作
で切断形状が小孔でない場合は、プラズマトーチ２を予
め切断形状とともに入力されているピアシング位置へ移
動させるとともに、前記第１設定高さＨ１に移動させて
位置決めする。 Ｓ１１：続いて、前記プラズマトーチ２の電極４−加工
ワーク３間にプラズマアークＡを着火させる。 Ｓ１２〜Ｓ１３：ピアシング完了後、前記プラズマトー
チ２を切断設定高さへ移動させて、前記切断形状に沿っ
てプラズマトーチ２を切断速度にて移動させて加工ワー
クの切断を行う。 Ｓ１４：次に、この切断形状の切断が終了した時点で、
前記ステップＳ８へ進む。
で切断形状が小孔でない場合は、プラズマトーチ２を予
め切断形状とともに入力されているピアシング位置へ移
動させるとともに、前記第１設定高さＨ１に移動させて
位置決めする。 Ｓ１１：続いて、前記プラズマトーチ２の電極４−加工
ワーク３間にプラズマアークＡを着火させる。 Ｓ１２〜Ｓ１３：ピアシング完了後、前記プラズマトー
チ２を切断設定高さへ移動させて、前記切断形状に沿っ
てプラズマトーチ２を切断速度にて移動させて加工ワー
クの切断を行う。 Ｓ１４：次に、この切断形状の切断が終了した時点で、
前記ステップＳ８へ進む。
【００３２】本実施例によれば、従来プラズマ切断加工
方法では不可能とされていた径（加工ワーク板厚の２倍
以下）の小孔をプラズマトーチ２の加工ワーク３に対す
る高さを調整して容易に、かつ確実に加工することがで
きる。こうして形成された小孔は、予め設定された径を
有しており、えぐれや欠けが生じておらず、形状が安定
していることが確認された。このようにプラズマアーク
を用いて形成された小孔は、そのまま製品としてまたは
ドリルの下孔として使用することができる。
方法では不可能とされていた径（加工ワーク板厚の２倍
以下）の小孔をプラズマトーチ２の加工ワーク３に対す
る高さを調整して容易に、かつ確実に加工することがで
きる。こうして形成された小孔は、予め設定された径を
有しており、えぐれや欠けが生じておらず、形状が安定
していることが確認された。このようにプラズマアーク
を用いて形成された小孔は、そのまま製品としてまたは
ドリルの下孔として使用することができる。
【００３３】また、本実施例によれば、小孔以外の形状
のプラズマ切断加工と同工程で、小孔の切断加工をスム
ーズに行うことができるため、従来必要としていた別工
程におけるドリル加工等の手間を軽減することができる
という効果を奏する。
のプラズマ切断加工と同工程で、小孔の切断加工をスム
ーズに行うことができるため、従来必要としていた別工
程におけるドリル加工等の手間を軽減することができる
という効果を奏する。
【００３４】本実施例においては、孔加工データベース
に切断形状の孔径とノズルオリフィス８の孔径とをパラ
メータとするプラズマトーチ２の上昇量と、前記プラズ
マトーチ２を第１設定高さＨ１から前記上昇量分上昇さ
せる上昇速度と、前記プラズマトーチ２を第２設定高さ
Ｈ２で停止させる停止時間とがそれぞれ設定されている
が、これに限らず、それら上昇量，上昇速度および停止
時間は加工ワーク３の板厚，材質や切断形状等に応じて
作業者が任意に設定することも可能である。
に切断形状の孔径とノズルオリフィス８の孔径とをパラ
メータとするプラズマトーチ２の上昇量と、前記プラズ
マトーチ２を第１設定高さＨ１から前記上昇量分上昇さ
せる上昇速度と、前記プラズマトーチ２を第２設定高さ
Ｈ２で停止させる停止時間とがそれぞれ設定されている
が、これに限らず、それら上昇量，上昇速度および停止
時間は加工ワーク３の板厚，材質や切断形状等に応じて
作業者が任意に設定することも可能である。
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るプラズマ加工
方法が行うプラズマ加工装置のシステム構成図である。
方法が行うプラズマ加工装置のシステム構成図である。
【図２】図２は、本実施例のプラズマトーチを説明する
概略断面図である。
概略断面図である。
【図３】図３は、プラズマアークの側面図である。
【図４】図４は、本実施例におけるプラズマトーチの第
１設定高さからの上昇量と加工ワークに形成された孔径
との関係図である。
１設定高さからの上昇量と加工ワークに形成された孔径
との関係図である。
【図５】図５は、本実施例の加工制御装置を用いてプラ
ズマ切断加工を行なう手順を説明するフローチャートで
ある。
ズマ切断加工を行なう手順を説明するフローチャートで
ある。
１ プラズマ加工装置 ２ プラズマトーチ ３ 加工ワーク ４ 電極 ５ プラズマアーク電源ユニット ６ ノズル ７ スイッチ ８ ノズルオリフィス ９ 作動ガス通路 １０ 冷却水通路 １１ 第１ノズルキャップ １２ 二次ガス通路 １３ 第２ノズルキャップ １４ 噴出口 １５ シールドキャップ １６ 作動ガススワラ １７ ２次ガススワラ １８ 耐熱インサート ２０ 駆動装置 ２１ 加工制御装置 ２２ 記憶部
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマアークにより加工ワークに所定
の径を有する小孔を加工するプラズマ加工方法であっ
て、（ａ）前記加工ワークとの間にプラズマアークを形
成するプラズマトーチをその加工ワークに形成される小
孔の中心位置に相対移動させ、そのプラズマトーチを加
工ワークに対してプラズマアークの着火が可能な第１設
定高さに相対位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラ
ズマトーチの位置決め後、前記加工ワークとの間にプラ
ズマアークを形成し、そのプラズマアークを保持しなが
ら前記プラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズ
マアーク径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに
相対移動させる第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小
孔の加工完了が検出されるまで前記プラズマトーチを第
２設定高さに停止させた状態で前記プラズマアークを保
持させる第３工程とを有することを特徴とするプラズマ
加工方法。 - 【請求項２】 プラズマアークにより加工ワークに所定
の径を有する小孔を加工するプラズマ加工方法であっ
て、（ａ）前記加工ワークとの間にプラズマアークを形
成するプラズマトーチをその加工ワークに形成される小
孔の中心位置に相対移動させ、そのプラズマトーチを加
工ワークに対してプラズマアークの着火が可能な第１設
定高さに相対位置決めする第１工程と、（ｂ）前記プラ
ズマトーチの位置決め後、前記加工ワークとの間にプラ
ズマアークを形成し、そのプラズマアークを保持しなが
ら前記プラズマトーチの高さを加工ワーク付近のプラズ
マアーク径が前記小孔径と略同一となる第２設定高さに
相対移動させる第２工程と、（ｃ）その後、所定径の小
孔の加工完了が検出されるまで前記プラズマトーチを第
２設定高さに停止させた状態で前記プラズマアークを保
持させる第３工程と、（ｄ）前記小孔加工の終了後、前
記加工ワークを切断可能な所定高さにプラズマトーチを
相対移動させて切断を開始する第４工程とを有すること
を特徴とするプラズマ加工方法。 - 【請求項３】 前記プラズマトーチを第２設定高さに停
止させた時点から小孔が形成されるまでの時間を予め設
定し、その設定された時間が経過した時点を前記小孔の
加工完了として検出する請求項１または２に記載のプラ
ズマ加工方法。 - 【請求項４】 加工ワークに形成される小孔径と前記プ
ラズマトーチ先端に装着されるノズル孔径とにより前記
第２設定高さを予め設定する請求項１〜３のうちのいず
れかに記載のプラズマ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846799A JP3850172B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | プラズマ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846799A JP3850172B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | プラズマ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001001152A true JP2001001152A (ja) | 2001-01-09 |
| JP3850172B2 JP3850172B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=15868661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16846799A Expired - Fee Related JP3850172B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | プラズマ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3850172B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013099773A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-23 | Honda Motor Co Ltd | インライン検査方法およびインライン検査装置ならびにプラズマ−ｍｉｇ溶接方法 |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP16846799A patent/JP3850172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013099773A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-23 | Honda Motor Co Ltd | インライン検査方法およびインライン検査装置ならびにプラズマ−ｍｉｇ溶接方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3850172B2 (ja) | 2006-11-29 |
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