JP2010075959A - Coolant feeding head for thermal cutting processing and pipe cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱切断加工ヘッドからパイプの周壁に向けて外側から熱切断ビーム(主にレーザビーム)を照射しパイプを切断するときに、パイプの内部に挿入されてパイプの内部に冷却媒体を供給する熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドおよびパイプ冷却装置に関する。 In the present invention, when cutting a pipe by irradiating a thermal cutting beam (mainly a laser beam) from the outside toward the peripheral wall of the pipe from the thermal cutting head, the cooling medium is inserted into the pipe and inserted into the pipe. The present invention relates to a cooling medium supply head and a pipe cooling device for supplying thermal cutting.
熱切断加工ヘッドからパイプの周壁に向けて外側から熱切断ビーム(主にレーザビーム)を照射することによって金属パイプを切断する熱切断加工装置が知られている。この種の熱切断加工装置では、パイプの切断加工時に熱が発生し、この熱の影響が大きいと、熱膨張により加工精度が落ちる。 There is known a thermal cutting apparatus that cuts a metal pipe by irradiating a thermal cutting beam (mainly a laser beam) from the outside toward the peripheral wall of the pipe from the thermal cutting head. In this type of thermal cutting apparatus, heat is generated during the cutting process of the pipe, and if the influence of this heat is large, the processing accuracy decreases due to thermal expansion.
そこで、パイプの端部からパイプの内部に冷却媒体(ドライアイス粒子を含んだ気体等)を噴射してパイプを冷却し、熱の影響を低減するようにすることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところが、パイプの端部からパイプの内部に冷却媒体を噴射する方法は、加工点が冷却媒体を噴射する端部から離れているときには、加工点まで冷却効果が及び難いことがあり、熱による悪影響を十分に抑制できないおそれがある。 However, in the method of injecting the cooling medium from the end of the pipe to the inside of the pipe, when the processing point is away from the end of injecting the cooling medium, the cooling effect may be difficult to reach the processing point, and the adverse effect due to heat. May not be sufficiently suppressed.
本発明は、上記事情を考慮し、加工箇所を効率よく冷却することができ、加工時の熱による悪影響を十分に抑制できるようにした熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド、および、その冷却媒体供給ヘッドを主要部として構成したパイプ冷却装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, the present invention is capable of efficiently cooling a processing portion and sufficiently suppressing adverse effects due to heat during processing, and a cooling medium supply head for thermal cutting processing, and its cooling medium An object of the present invention is to provide a pipe cooling device having a supply head as a main part.
請求項1の発明の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドは、熱切断加工ヘッドからパイプの周壁に向けて外側から熱切断ビームを照射し前記パイプを切断するときに、前記パイプの内部に挿入されてパイプの内部に冷却媒体を供給する熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記パイプの内周形状に対応した断面形状を有するヘッド本体と、そのヘッド本体の外周部に設けられた前記冷却媒体の噴射ノズルと、前記ヘッド本体の内部に形成され前記各噴射ノズルに冷却媒体を供給する内部通路と、該内部通路の入口に設けられ、外部の冷却媒体供給管に対して前記ヘッド本体を回転自在に接続するロータリジョイントと、を具備することを特徴とする。 The cooling medium supply head for thermal cutting according to the invention of claim 1 is inserted into the pipe when the thermal cutting beam is irradiated from the outside toward the peripheral wall of the pipe from the thermal cutting head to cut the pipe. A cooling medium supply head for thermal cutting processing for supplying a cooling medium to the inside of the pipe, the head main body having a cross-sectional shape corresponding to the inner peripheral shape of the pipe, and provided on the outer peripheral portion of the head main body The cooling medium spray nozzle, an internal passage formed in the head main body for supplying the cooling medium to the spray nozzles, and provided at an inlet of the internal passage, with respect to an external cooling medium supply pipe And a rotary joint that rotatably connects the head main body.
請求項2の発明は、請求項1に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記ヘッド本体に、前記パイプの内壁に対する前記ヘッド本体の摺動抵抗を減らすための案内部材が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the cooling medium supply head for thermal cutting according to claim 1, wherein the head body has a guide member for reducing sliding resistance of the head body against the inner wall of the pipe. It is provided.
請求項3の発明は、請求項2に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記案内部材として、前記パイプの内壁に接して転動する複数のローラが設けられていることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the cooling medium supply head for thermal cutting according to the second aspect, wherein a plurality of rollers that roll in contact with the inner wall of the pipe are provided as the guide member. It is characterized by.
請求項4の発明は、請求項2に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記案内部材として、前記パイプの内壁に接することで前記ヘッド本体をパイプの内壁から浮かせるブラシが設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cooling medium supply head for thermal cutting processing according to the second aspect, wherein the guide member is a brush that floats the head body from the inner wall of the pipe by contacting the inner wall of the pipe. It is provided.
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記ヘッド本体が、角パイプの内部に挿入可能な角形をなし且つ角パイプの4辺に対応した部分に凹所を持つ略X字形の断面を有していることを特徴とする。 Invention of Claim 5 is the cooling-medium supply head for thermal cutting of any one of Claims 1-4, Comprising: The said head main body comprises the square shape which can be inserted in the inside of a square pipe, and It has a substantially X-shaped cross section having a recess in a portion corresponding to four sides of the square pipe.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記外部の冷却媒体供給管に接続されるロータリジョイントが前記ヘッド本体の後端に配置され、前記噴射ノズルが斜め後ろに向けて前記冷却媒体を噴射するように角度を持って設けられていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of the first to fifth aspects, wherein a rotary joint connected to the external cooling medium supply pipe is the head main body. It is arrange | positioned at the rear end and the said injection nozzle is provided with an angle so that the said cooling medium may be injected diagonally back.
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドであって、前記噴射ノズルが、前記冷却媒体としてエアと水の混合ミストを噴射することを特徴とする。 A seventh aspect of the invention is the cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of the first to sixth aspects, wherein the injection nozzle injects a mixed mist of air and water as the cooling medium. It is characterized by doing.
請求項8の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷却媒体供給ヘッドであって、前記ヘッド本体が、無数の網状経路を有する多孔質カーボン材料で構成されており、前記内部通路に供給された冷却媒体が前記無数の網状経路を通して外面に染み出し可能とされていることを特徴とする。 Invention of Claim 8 is a cooling medium supply head of any one of Claims 1-6, Comprising: The said head main body is comprised with the porous carbon material which has innumerable mesh-shaped path | routes, The cooling medium supplied to the internal passage can be oozed out to the outer surface through the infinite number of mesh paths.
請求項9の発明の熱切断加工用のパイプ冷却装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッドと、該冷却媒体供給ヘッドの内部通路の入口に前記ロータリジョイントを介して接続され、前記冷却媒体供給ヘッドと共に、加工すべきパイプの内部に挿入される前記外部の冷却媒体供給管としての可撓性を有するホースと、該ホースをパイプの内部に向けて繰り出したり引き戻したりするホース移動装置と、を備えることを特徴とする。 A pipe cooling device for thermal cutting processing according to a ninth aspect of the invention is the cooling medium supply head for thermal cutting processing according to any one of claims 1 to 8, and an inlet of an internal passage of the cooling medium supply head. And a flexible hose as the external cooling medium supply pipe inserted into the pipe to be processed together with the cooling medium supply head, and the hose connected to the inside of the pipe. A hose moving device that extends or retracts toward the head.
請求項1の発明によれば、熱切断ビームによる加工箇所に対応するパイプ内の位置に挿入して、冷却媒体をヘッド本体の外周部の噴射ノズルから噴射することにより、加工によって熱を発生する部分を効率よく冷却することができるので、熱による悪影響を十分に抑制することができ、高い加工精度を維持することができる。また、加工面の内側にヘッド本体を位置させておくことにより、ヘッド本体を遮蔽物として機能させることができるので、熱切断ビームが加工面の反対側のパイプ内壁まで届くのを遮ることができる。また、スパッタが加工面の反対側のパイプ内壁まで飛散するのも防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, heat is generated by processing by inserting the coolant into the position corresponding to the processing location by the thermal cutting beam and injecting the cooling medium from the injection nozzle on the outer peripheral portion of the head body. Since the portion can be efficiently cooled, adverse effects due to heat can be sufficiently suppressed, and high machining accuracy can be maintained. In addition, by positioning the head body inside the machining surface, the head body can function as a shield, so that the thermal cutting beam can be blocked from reaching the pipe inner wall on the opposite side of the machining surface. . Moreover, it is possible to prevent the spatter from scattering to the pipe inner wall on the opposite side of the processing surface.
また、ロータリジョイントを介してヘッド本体を外部の冷却媒体供給管に接続するようにしているので、熱切断加工時にパイプを回転させる場合にも、外部の冷却媒体供給管は回転しない状態で、冷却媒体供給ヘッドだけをパイプの回転に合わせて追従回転させることができる。従って、角パイプを加工する場合でも、角パイプのサイズに合わせた適切な大きさの冷却媒体供給ヘッドを使用することができ、加工品質の向上が図れる。そして、ロータリジョイントを介して供給されてきた冷却媒体を内部通路を通して噴射ノズルからパイプ内部に噴射することにより、パイプ内部を冷却すると共にスパッタの付着や粉塵の散乱を防止することができる。 In addition, since the head body is connected to the external cooling medium supply pipe via the rotary joint, the cooling medium supply pipe is not rotated even when the pipe is rotated during thermal cutting. Only the medium supply head can be rotated following the rotation of the pipe. Therefore, even when processing a square pipe, a cooling medium supply head having an appropriate size according to the size of the square pipe can be used, and the processing quality can be improved. Then, by injecting the cooling medium supplied through the rotary joint from the injection nozzle into the pipe through the internal passage, the inside of the pipe can be cooled and spatter adhesion and dust scattering can be prevented.
請求項2の発明によれば、ヘッド本体に、パイプの内壁に対するヘッド本体の摺動抵抗を減らすための案内部材が設けられているので、外部の冷却媒体供給管が可撓性のホースで構成されている場合にも、ホースを繰り出すことで、スムーズに冷却媒体供給ヘッドをパイプ内で移動させることができる。 According to the invention of claim 2, since the guide member for reducing the sliding resistance of the head main body with respect to the inner wall of the pipe is provided in the head main body, the external cooling medium supply pipe is constituted by a flexible hose. Even in such a case, the cooling medium supply head can be smoothly moved in the pipe by extending the hose.
請求項3の発明によれば、案内部材として複数のローラを備えるので、転がりによる小さな抵抗で、スムーズに冷却媒体供給ヘッドをパイプ内で移動させることができる。 According to the invention of claim 3, since the plurality of rollers are provided as the guide member, the cooling medium supply head can be smoothly moved in the pipe with a small resistance due to rolling.
請求項4の発明によれば、案内部材としてブラシを設けたので、簡単な構成で、スムーズに冷却媒体供給ヘッドをパイプ内で移動させることができる。 According to the invention of claim 4, since the brush is provided as the guide member, the cooling medium supply head can be smoothly moved in the pipe with a simple configuration.
請求項5の発明によれば、角パイプの4辺に対応した部分に凹所を有する略X字状断面のヘッド本体を使用するので、角パイプの4辺を切断するときに、冷却媒体供給ヘッドと熱切断ヘッドとの間に適切な距離を保つことができ、熱切断ビームによって冷却媒体供給ヘッドが直接損傷を受けることを防止できる。 According to the invention of claim 5, since the head body having a substantially X-shaped cross section having a recess in the portion corresponding to the four sides of the square pipe is used, when the four sides of the square pipe are cut, the cooling medium is supplied. An appropriate distance can be maintained between the head and the thermal cutting head, and the cooling medium supply head can be prevented from being directly damaged by the thermal cutting beam.
請求項6の発明によれば、熱切断ビームによる切断加工をパイプの前端側から行い、冷却媒体の供給をパイプの後端側から行う場合に、冷却媒体を斜め後方に向けて噴射するので、熱切断ビームの照射される位置に冷却媒体が直接当たるのを防止できる。 According to the invention of claim 6, when the cutting process by the thermal cutting beam is performed from the front end side of the pipe and the cooling medium is supplied from the rear end side of the pipe, the cooling medium is jetted obliquely rearward, It is possible to prevent the cooling medium from directly hitting the position irradiated with the thermal cutting beam.
請求項7の発明によれば、冷却媒体としてエアと水の混合ミストを噴射するので、効率のよい冷却効果を得ることができる。 According to the invention of claim 7, since the mixed mist of air and water is injected as the cooling medium, an efficient cooling effect can be obtained.
請求項8の発明によれば、ヘッド本体の外面に冷却媒体が自然に染み出すので、ヘッド本体自身を冷却することができ、熱による冷却媒体供給ヘッドの損傷を防止できる。 According to the eighth aspect of the present invention, the cooling medium naturally oozes to the outer surface of the head main body, so that the head main body can be cooled and damage to the cooling medium supply head due to heat can be prevented.
請求項9の発明によれば、ホースの先端にロータリジョイントを介して冷却媒体供給ヘッドを取り付け、ホースをホース移動装置で繰り出したり引き戻したりすることにより、冷却媒体供給ヘッドの位置を変えられるようにしているので、簡単な構成で、加工状況に合わせてパイプを冷却することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the position of the cooling medium supply head can be changed by attaching the cooling medium supply head to the tip of the hose via the rotary joint, and feeding and pulling the hose with the hose moving device. As a result, the pipe can be cooled in accordance with the processing conditions with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は実施形態の冷却媒体供給ヘッドおよびパイプ冷却装置を組み込んだ熱切断加工装置の全体側面図、図2は同全体平面図、図3はワークである角パイプに対する熱切断加工ヘッドの移動方向の説明図で、(a)はパイプと熱切断加工ヘッドの正面図、(b)はパイプと熱切断加工ヘッドの側面図、図4は図1のIV−IV矢視断面図、図5は冷却媒体供給ヘッドの構成図で、(a)は平面図、(b)は側面図、図6は熱切断加工ヘッドとパイプと冷却媒体供給ヘッドの関係を示す正面から見た断面図である。 1 is an overall side view of a thermal cutting processing apparatus incorporating a cooling medium supply head and a pipe cooling device of the embodiment, FIG. 2 is an overall plan view thereof, and FIG. 3 is a moving direction of the thermal cutting processing head with respect to a square pipe as a workpiece. (A) is a front view of the pipe and the thermal cutting head, (b) is a side view of the pipe and the thermal cutting head, FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, and FIG. FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams of the cooling medium supply head, where FIG. 6A is a plan view, FIG. 6B is a side view, and FIG. 6 is a cross-sectional view seen from the front showing the relationship between the thermal cutting head, pipe, and cooling medium supply head.
図1、図2に示すように、この熱切断加工装置は、水平姿勢の角形のパイプ(ワーク)Wをレーザビーム(熱切断ビーム)の照射により切断する切断ユニット10と、切断ユニット10のワーク送り方向における後方に配置されたパイプ支持台50と、パイプWの内部に挿入される冷媒供給用の可撓性を有する二重管構造のホース150と、このホース150を繰り出したり引き戻したりするホース移動装置60などから構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thermal cutting apparatus includes a
切断ユニット10は、熱切断ビームをパイプWの外側から周壁に照射してパイプWを切断する熱切断加工ヘッド12と、加工すべきパイプWの前端側をクランプし、必要に応じてインデックス回転させるクランプ・インデックス機構14と、クランプ・インデックス機構14を介してパイプWの前端を前方(矢印A方向)に送り移動することにより、パイプWの切断箇所を熱切断加工ヘッド12に対して位置決めするパイプ送り機構16と、切断加工時に発生する塵埃を吸引する集塵装置20と、を備えている。
The
図3に示すように、熱切断加工ヘッド12は、ワークであるパイプWの長手方向に沿ったX軸方向と、X軸方向と水平面内で直交するY軸方向と、垂直方向であるZ軸方向に移動制御されるようになっており、これらの方向に移動制御されることにより、パイプWを切断するものである。
As shown in FIG. 3, the
パイプ支持台50は、切断ユニット10のパイプ送り方向(矢印A方向)の後方に配置され、切断ユニット10外へ延びるパイプWの後端側を支持するものであり、ホース150は、パイプ支持台50に支持されたパイプWの内部にパイプWの後端から挿入される。
The
ホース150の先端には冷却媒体供給ヘッド100が取り付けられている。この冷却媒体供給ヘッド100は、熱切断加工ヘッド12によるパイプWの切断箇所の内側に挿入されることで、熱切断加工ヘッド12から照射される熱切断ビームの通過(加工面と対向するパイプ内壁への通過)を遮蔽すると共に、パイプWの内部に冷却媒体を供給する機能を果たすものである。パイプ支持台50の後端部には、冷却媒体供給ヘッド100の位置を、熱切断加工ヘッド12の位置に対応させるようにホース150を繰り出したり引き戻したりするホース移動装置60が装備されている。
A cooling
パイプ支持台50は、パイプWを収容するパイプ支持筒52と、パイプ支持筒52を支持するキャスター78付きの架台71、72、73、75とからなるもので、ホース移動装置60は後端のキャスター78付きの架台75に搭載されている。このホース移動装置60は、ホース150を巻いたドラム62と、ホース150を送り出したり引き戻したりするピンチローラ64と、これらドラム62やピンチローラ64を熱切断加工ヘッド12に同期するように駆動する駆動モータ66と、を備えている。
The
パイプ支持筒52は、複数の筒体52A、52C、52Cを入れ子式にスライド自在に組み合わせたテレスコピック構造に形成され、各筒体52A、52C、52Cごとにキャスター78付きの架台71、72、73、75が設けられており、それらキャスター78を用いて移動することにより全長が伸縮可能とされている。
The
また、パイプ支持台50は、上記のテレスコピック構造により伸縮可能とされている上に、図2に示すように、架台71、72、73、75を含めた全体が、切断ユニット10から後方へ延びるパイプWの延長線上の使用位置P1と、延長線上から外れた側方の退避位置P2との間で移動可能に設けられている。この場合、一番前側の筒体52Aの架台71と切断ユニット10のフレームとの間にヒンジ59が設けられており、このヒンジ59を支点にして、床面上でパイプ支持台50を90度ほど矢印Eのように転回させることにより、使用位置P1と退避位置P2との間で移動できるようになっている。なお、パイプ支持台50を使用位置P1に位置させたときには、一番前側の筒体52Aの前端が、シール部Sを介して、切断ユニット10側のダクト部分に気密的に接続される。
Further, the
パイプ支持筒52は、図4に示すように、上面が開口したU字状の樋部材41と、樋部材41の上面開口を塞ぐ開閉自在の透明カバー42とから構成され、透明カバー42は、ヒンジ43で樋部材41の側壁に連結されている。
As shown in FIG. 4, the
また、樋部材41の内部の長手方向の適当位置には、パイプWを円弧状の湾曲内面で受ける略U字形の樹脂製のパイプ受部材56が設けられている。
In addition, a substantially U-shaped resin
また、パイプ支持筒52の下方には、集塵用の吸引通路54が設けられている。この吸引通路54も、パイプ支持筒52と同様に、複数のパイプ54A、54B、54Cをスライド自在に組み合わせたテレスコピック構造に形成され、筒体52A、52B、53Bと組にして、各架台71、72、73、75に取り付けられている。この吸引通路54の前端は、切断ユニット10の集塵装置20の吸引ダクトに接続され、後端は、支持筒52の後端に接続されている。従って、パイプ支持筒52内の流体を、矢印Bのように、吸引通路54を介して、切断ユニット10内の集塵装置20まで引き込むことができる。
In addition, a
次に、冷却媒体供給ヘッド100と、冷却媒体用のホース150と、ホース移動装置60と、からなる熱切断加工用の冷却装置500について説明する。
Next, a
まず、冷却媒体供給ヘッド100は、熱切断加工ヘッド12からパイプWの周壁に向けて外側から熱切断ビームを照射してパイプWを切断するときに、パイプWの内部に挿入されて、パイプWの内部に冷却媒体を供給するものであり、本実施形態の冷却媒体供給ヘッド100は図5に示すように構成されている。
First, when the cooling
即ち、この冷却媒体供給ヘッド100は、パイプWの内周形状に対応した断面形状を有するヘッド本体100Aと、そのヘッド本体100Aの外周部に設けられた冷却媒体の噴射ノズル120と、ヘッド本体100Aの内部に形成され、各噴射ノズル120に冷却媒体を供給する内部通路110と、内部通路110の入口に設けられ、外部のホース(冷却媒体供給管)150の先端に対してヘッド本体100Aを回転自在に接続するロータリジョイント106と、を具備している。
That is, the cooling
ロータリジョイント106とホース150の先端との間には、異常時に接続を解放するカプラ108が設けられている。このカプラ108は、スクラップ等の干渉による引っ掛かりにより過大な力が働いた場合に、接続を切り離すことで、冷却媒体供給ヘッド100の破損を防ぐ機能を果たす。
A
また、ヘッド本体100Aには、パイプWの内壁に対するヘッド本体100Aの摺動抵抗を減らすための案内部材として複数のローラ130が設けられている。これらのローラ130は、パイプWの内壁に接して転動するもので、パイプWのサイズが変わっても遊びを持ってパイプWの内壁に接触することができるように設けられており、前後、上下、左右にバランスよく配置されている。
The
ヘッド本体100Aは、前部102が噴射ノズル120の形成されている部分、後部104がローラ130が設けられた部分となっており、ヘッド本体の後部104の後端面の中心部に内部通路110の入口が設けられ、その入口がロータリジョイント106を介してホース150の先端に接続されている。また、内部通路110の前端は栓部材112により塞がれている。そして、内部通路110から分岐した多数の枝通路114の先端が、噴射ノズル120として、ヘッド本体100Aの外周面にて開口している。
In the head
この場合、枝通路114を通ってきた冷却媒体が、噴射ノズル120から斜め後ろに向けて噴射されるように、枝通路114が角度(例えば45度の傾き)を付けて穿設されている。
In this case, the
ヘッド本体100Aは、熱切断加工ヘッド12による加工時に、その前部102が熱切断加工ヘッド12のちょうど内側にくるように位置制御される。そこで、図6に示すように、熱に対する防御性を増すために、ヘッド本体100Aの前部102が、図6に示すように、断面X字形に形成されている。
The position of the head
即ち、ヘッド本体100Aの前部102は、加工すべき角パイプWの内部に挿入可能な角形をなしており、且つ、角パイプの4辺に対応した部分に凹所102aを有する略X字形断面形状に形成されている。
That is, the
ヘッド本体100Aの前部102をこのような断面形状にすることで、切断加工時にスパッタのパイプWの内面への飛散を防止することができる。また、凹所102aがあることにより、ヘッド本体100Aの表面とビームによる加工点との間の距離をあけることができるので、ヘッド本体100Aの消耗を減らすことができる。
By making the
また、ヘッド本体100Aは、無数の網状経路を有する多孔質カーボン材料で構成されている。このようにカーボン製のヘッド本体100Aを使用することにより、耐熱性の向上が図れる上、内部通路110に供給された冷却媒体を、無数の網状経路を通して外面に染み出させることができ、それにより自身を冷却して、加工時の熱から保護することができる。
The
また、本実施形態では、二重管構造のホース150により、冷却媒体としてエアと水を別々に送り、噴射段階でエアと水の混合ミスト200(冷却媒体)が噴射されるようにしている。
Further, in the present embodiment, air and water are separately sent as cooling media by the
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
パイプWを切断加工する場合は、パイプWの前端部を切断ユニット10内のクランプ・インデックス機構14でクランプして、送り機構16を制御することで、熱切断加工ヘッド12に対して位置決めする。また、パイプWの後端側は、使用位置にセットしたパイプ支持台50で受ける。つまり、パイプ支持筒52を構成するカバー42を開けて、上から樋部材41の内部にパイプWを挿入し、パイプ受部材56でパイプWを受ける。パイプWを挿入した後は、カバー42を閉めて、パイプ支持筒52をほぼ密閉する。
When cutting the pipe W, the front end portion of the pipe W is clamped by the clamp /
その状態で、熱切断加工ヘッド12によりパイプWを切断加工する。そして、その間、ホース150を通して冷却媒体供給ヘッド100に冷却媒体(エアと水)を供給し、冷却媒体供給ヘッド100の噴射ノズル120から冷却媒体をパイプWの内部に噴射する。冷却媒体供給ヘッド100の位置は、ホース150を繰り出したり引き戻したりして調整し、熱切断加工ヘッド12の位置に同期させる。
In this state, the pipe W is cut by the
このように冷却媒体を供給しながら加工を進めると同時に、集塵装置20を駆動して、吸引通路54を介して、パイプ支持筒52の後端から内部の流体を吸引する。そうすると、パイプWの内部に供給された冷却媒体と共に加工で生じる粉塵やスクラップ等が回収され、集塵装置20に取り込まれる。
In this way, the processing proceeds while supplying the cooling medium, and at the same time, the
例えば、パイプWを輪切りする場合は、クランプ・インデックス機構14を操作して、パイプWを回転させる。その際、パイプWの回転に応じて冷却媒体供給ヘッド100は一緒に回転することになるが、ロータリジョイント106があることにより、ホース150は回転しないですむ。従って、冷却媒体供給ヘッド100の回転によらず、常にホース150を通して、冷却媒体(エアと水)を円滑に冷却媒体供給ヘッド100に送り出すことができる。
For example, when cutting the pipe W, the clamp /
また、一定長さの加工が終わったら、クランプ・インデックス機構14をクランプ解放の状態にして後退させ、パイプWの新たな部分を再クランプして、送り機構16によりパイプWを一定長さ分だけ送り出す。そして、次の加工を同様に行う。
When processing of a certain length is finished, the clamp /
以上のように、本実施形態の熱切断加工装置では、切断加工すべきパイプWの後端側をパイプ支持台50によって支持することができるので、長尺のパイプWを加工する場合であっても、切断ユニット10内でのパイプWの支持を安定させることができ、パイプWの加工部位の振れや再位置決め時のパイプWの位置ずれを防止することができる。
As described above, in the thermal cutting apparatus according to the present embodiment, the rear end side of the pipe W to be cut can be supported by the
また、パイプWの後端よりホース150を挿入し、そのホース150の先端に取り付けた冷却媒体供給ヘッド100を、切断加工位置に合わせて移動するようにしているので、長尺のパイプWを加工する場合であっても、必要箇所のみに無駄なく、効率良く冷却媒体(図5中に符号200で示す)を供給することができる。また、熱切断加工ヘッド100の位置に合わせて冷却媒体供給ヘッド100を移動することができるので、熱切断加工ヘッド12より照射するビームが反対側のパイプ壁まで届くのを遮蔽することができ、スパッタの飛散などを防止できる。従って加工精度の向上と加工品質のアップを図ることができる。
In addition, the
また、本実施形態では、パイプWを収容するパイプ支持筒50をテレスコピック構造に形成しているので、ワークであるパイプWの全長に合わせてパイプ支持筒52の長さを調節できる。また、パイプ支持台50を、不要時に退避位置にしまっておけるので、他の作業の邪魔になることもない。
Moreover, in this embodiment, since the
また、パイプWをU字状の樋部材41に上から挿入できるようにしているので、ワークのセット作業の容易化が図れる。また、カバー42を透明材料で構成しているので、パイプWの現在の長さを、カバー42を通して上から見るだけで確認できる。また、樋部材41の内部に設置した樹脂製のパイプ受部材56でパイプWを支持するようにしているので、摩擦抵抗を少なくして、スムーズにパイプWの送りを行うことができる。特にパイプ受部材56の略円弧状の湾曲内面でパイプWを受けることにしているので、角パイプであっても、丸パイプであっても、振れ回らないようにパイプWを安定支持することができるし、サイズが異なる場合であっても、パイプWを安定支持することができる。
Further, since the pipe W can be inserted into the
また、本実施形態では、パイプWの後端から内部の冷却流体を吸引するようにしているので、冷却媒体と共に加工時に発生する粉塵などをパイプWの内部を通して回収することができる。特に、切断ユニット10の集塵装置20をそのままパイプ内部の吸引用に使用するので、余計な設備を不要にできる。
Further, in the present embodiment, since the internal cooling fluid is sucked from the rear end of the pipe W, dust generated during processing along with the cooling medium can be collected through the inside of the pipe W. In particular, since the
また、本実施形態では、冷却媒体供給ヘッド100を、熱切断ビームによる加工箇所に対応するパイプW内の位置に挿入して、冷却媒体をヘッド本体100Aの外周部の噴射ノズル120から噴射することにより、加工によって熱を発生する部分を効率よく冷却することができるので、熱による悪影響を十分に抑制することができ、高い加工精度を維持することができる。また、加工面の内側にヘッド本体100Aを位置させておくことにより、ヘッド本体100Aを遮蔽物として機能させることができるので、熱切断ビームが加工面の反対側のパイプ内壁まで届くのを遮ることができるし、スパッタが加工面の反対側のパイプ内壁まで飛散するのも防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, the cooling
また、本実施形態では、ロータリジョイント106を介して冷却媒体供給ヘッド100のヘッド本体100Aをホース(外部の冷却媒体供給管)150に接続しているので、熱切断加工時にパイプWを回転させる場合にも、ホース150は回転しない状態のまま、冷却媒体供給ヘッド100だけを、パイプWの回転に合わせて追従回転させることができる。従って、角パイプを加工する場合でも、角パイプのサイズに合わせた適切な大きさの冷却媒体供給ヘッド100を使用することができ、加工品質の向上が図れる。
In this embodiment, since the
そして、ロータリジョイント16を介して供給されてきた冷却媒体を内部通路110を通して噴射ノズル120からパイプWの内部に噴射することにより、パイプPの内部を冷却すると共にスパッタの付着や粉塵の散乱を防止することができる。特に、冷却媒体を斜め後方に向けて噴射するので、熱切断ビームの照射される位置に冷却媒体が直接当たるのを防止できるし、冷却媒体としてエアと水の混合ミストを噴射するので、効率のよい冷却効果を得ることができる。
Then, the cooling medium supplied through the rotary joint 16 is injected from the
また、冷却媒体供給ヘッド100のヘッド本体100Aに、パイプWの内壁に対するヘッド本体100Aの摺動抵抗を減らすための案内部材としてローラ130を設けているので、可撓性のホース150を介して冷却媒体供給ヘッド100を押し移動する場合にも、スムーズに冷却媒体供給ヘッド100をパイプW内で移動させることができる。特に、案内部材として複数のローラ130を備えていることにより、転がりによる小さな抵抗でスムーズに冷却媒体供給ヘッド100をパイプP内で移動させることができる。
Further, since the
また、本実施形態では、冷却媒体供給ヘッド100のヘッド本体100Aの前部102の断面形状を、角パイプの4辺に対応した部分に凹所を有する略X字状に形成しているので、角パイプの4辺を切断するときに、冷却媒体供給ヘッド100と熱切断加工ヘッド12との間に適切な距離を保つことができ、熱切断ビームによって冷却媒体供給ヘッド100が直接損傷を受けることを防止できる。
Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the
また、本実施形態で使用している冷却媒体供給ヘッド100は、そのヘッド本体100Aを多孔質カーボン材料で構成しているので、ヘッド本体100Aの外面に冷却媒体を自然に染み出させることができ、ヘッド本体100A自身を冷却することができ、熱による冷却媒体供給ヘッド100の損傷を防止できる。
Further, the cooling
また、本実施形態で使用しているパイプ冷却装置500は、ホース150の先端にロータリジョイント106を介して冷却媒体供給ヘッド100を取り付けて、ホース150をホース移動装置60で繰り出したり引き戻したりすることにより、冷却媒体供給ヘッド100の位置を変えられるようにしているので、簡単な構成で加工状況に合わせてパイプを冷却することができる。
In the
なお、上記実施形態では、冷却媒体供給ヘッド100に案内装置として複数のローラ130を設けた場合を示したが、図7に示すように、案内装置として、複数のブラシ330を設けることもできる。
In the above embodiment, the cooling
即ち、この冷却媒体供給ヘッド300では、断面X字形のヘッド本体300Aの前部312に、内部通路310を通って来た冷却媒体を斜め後方に噴射する噴射ノズル320を設け、ヘッド本体300Aの後部314をフレーム構造にして、そのフレーム構造の後部314の外周部に、複数のブラシ330が取り付けており、これらのブラシ33がパイプW内壁に接することにより、ヘッド本体300AをパイプWの内壁から浮かせるようにしている。
That is, in the cooling
このように、案内部材としてブラシ330を設けた場合は、簡単な構成で、スムーズに冷却媒体供給ヘッド300をパイプW内で移動させることができる。
Thus, when the
W パイプ
12 熱切断加工ヘッド
60 ホース移動装置
100,300 冷却媒体供給ヘッド
100A,300A ヘッド本体
102a 凹所
106 ロータリジョイント
110,310 内部通路
120,320 噴射ノズル
130 ローラ(案内部材)
150 ホース(外部の冷却媒体供給管)
330 ブラシ(案内部材)
500 パイプ冷却装置
150 hose (external cooling medium supply pipe)
330 Brush (guide member)
500 Pipe cooler
Claims (9)
前記パイプの内周形状に対応した断面形状を有するヘッド本体と、
そのヘッド本体の外周部に設けられた前記冷却媒体の噴射ノズルと、
前記ヘッド本体の内部に形成され前記各噴射ノズルに冷却媒体を供給する内部通路と、
該内部通路の入口に設けられ、外部の冷却媒体供給管に対して前記ヘッド本体を回転自在に接続するロータリジョイントと、
を具備することを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 Cooling for thermal cutting processing, which is inserted into the pipe and supplies a cooling medium to the inside of the pipe when the thermal cutting beam is irradiated from the outside toward the peripheral wall of the pipe from the thermal cutting head to cut the pipe. A medium supply head,
A head body having a cross-sectional shape corresponding to the inner peripheral shape of the pipe;
An injection nozzle for the cooling medium provided on the outer periphery of the head body;
An internal passage formed inside the head body for supplying a cooling medium to each of the spray nozzles;
A rotary joint provided at the inlet of the internal passage and rotatably connecting the head body to an external cooling medium supply pipe;
A cooling medium supply head for thermal cutting processing, comprising:
前記ヘッド本体に、前記パイプの内壁に対する前記ヘッド本体の摺動抵抗を減らすための案内部材が設けられていることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to claim 1,
A cooling medium supply head for thermal cutting, wherein the head body is provided with a guide member for reducing sliding resistance of the head body with respect to the inner wall of the pipe.
前記案内部材として、前記パイプの内壁に接して転動する複数のローラが設けられていることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to claim 2,
A cooling medium supply head for thermal cutting processing, wherein the guide member is provided with a plurality of rollers that roll in contact with the inner wall of the pipe.
前記案内部材として、前記パイプの内壁に接することで前記ヘッド本体をパイプの内壁から浮かせるブラシが設けられていることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to claim 2,
A cooling medium supply head for thermal cutting, wherein the guide member is provided with a brush that comes into contact with the inner wall of the pipe to float the head body from the inner wall of the pipe.
前記ヘッド本体が、角パイプの内部に挿入可能な角形をなし且つ角パイプの4辺に対応した部分に凹所を持つ略X字形の断面を有していることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of claims 1 to 4,
The head body has a substantially X-shaped cross section having a square shape that can be inserted into a square pipe and having recesses in portions corresponding to the four sides of the square pipe. Cooling medium supply head.
前記外部の冷却媒体供給管に接続されるロータリジョイントが前記ヘッド本体の後端に配置され、前記噴射ノズルが斜め後ろに向けて前記冷却媒体を噴射するように角度を持って設けられていることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of claims 1 to 5,
A rotary joint connected to the external cooling medium supply pipe is disposed at the rear end of the head body, and the injection nozzle is provided at an angle so as to inject the cooling medium obliquely backward. A cooling medium supply head for thermal cutting.
前記噴射ノズルが、前記冷却媒体としてエアと水の混合ミストを噴射することを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of claims 1 to 6,
A cooling medium supply head for thermal cutting, wherein the spray nozzle sprays a mixed mist of air and water as the cooling medium.
前記ヘッド本体が、無数の網状経路を有する多孔質カーボン材料で構成されており、前記内部通路に供給された冷却媒体が前記無数の網状経路を通して外面に染み出し可能とされていることを特徴とする熱切断加工用の冷却媒体供給ヘッド。 A cooling medium supply head for thermal cutting according to any one of claims 1 to 6,
The head body is made of a porous carbon material having an infinite number of mesh paths, and the cooling medium supplied to the internal passages can be oozed out to the outer surface through the countless mesh paths. Cooling medium supply head for thermal cutting.
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