JP2553407B2 - 倣いガス切断装置及び方法 - Google Patents
倣いガス切断装置及び方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、倣いガス切断装置及び方法に関するもので
ある。
ある。
従来の技術 例えば鉄道車両台車枠の側梁として使用される長手方
向に湾曲した箱形断面部材は、上面と側面とをもち下方
が開放し且つ平面形状において湾曲した冂型断面部材を
２個一組とし互いに開放端をつき合せ溶接して構成する
か、或は上記冂型断面部材の開放端に平板を溶接して構
成する。
向に湾曲した箱形断面部材は、上面と側面とをもち下方
が開放し且つ平面形状において湾曲した冂型断面部材を
２個一組とし互いに開放端をつき合せ溶接して構成する
か、或は上記冂型断面部材の開放端に平板を溶接して構
成する。
上記冂型断面部材は、概略展開形状に外形切断した板
材を熱間プレス加工して冂型断面とした後、側面下端部
を高さ一定に切断して構成するのが一般的である。
材を熱間プレス加工して冂型断面とした後、側面下端部
を高さ一定に切断して構成するのが一般的である。
上記のように熱間プレス加工により成型されるもの
は、連続して加工を行ううちに金型が加熱されて膨張す
るので、金型温度があまり上昇していないうちに加工し
たプレス成型品と金型温度が高くなってから加工したプ
レス成型品とでは幅，長さ等が多少異なり、ある程度の
寸法精度のばらつきは避けることができない。
は、連続して加工を行ううちに金型が加熱されて膨張す
るので、金型温度があまり上昇していないうちに加工し
たプレス成型品と金型温度が高くなってから加工したプ
レス成型品とでは幅，長さ等が多少異なり、ある程度の
寸法精度のばらつきは避けることができない。
上記のようなプレス成型品の側面下端部を高さ一定に
切断する方法としては下記３つの方法が現用されてい
る。
切断する方法としては下記３つの方法が現用されてい
る。
即ち第１はケ書線に沿って切断する方法であり、第２
は切断すべき面即ち冂型断面部材の側面と同形状の倣い
治具を被加工物（ワーク）に沿って配置しこの治具に倣
って切断トーチユニットを走行させて切断する方法であ
り、第３図はティーチングによるNC切断方法である。
は切断すべき面即ち冂型断面部材の側面と同形状の倣い
治具を被加工物（ワーク）に沿って配置しこの治具に倣
って切断トーチユニットを走行させて切断する方法であ
り、第３図はティーチングによるNC切断方法である。
発明が解決しようとする課題 上記従来の切断方法のうちの第１の方法は、ケ書作業
が必要であり、又機械へセットしてからの芯出し作業が
必要であり、更に曲線部の切断は手送りとなる等、熟練
作業者でないと正確な切断ができないという課題を有し
ている。
が必要であり、又機械へセットしてからの芯出し作業が
必要であり、更に曲線部の切断は手送りとなる等、熟練
作業者でないと正確な切断ができないという課題を有し
ている。
第２の方法は、ワークが変るたびに倣い治具をセット
しなければならないので手数がかかり、且つトーチユニ
ットでは曲線部の切断は制限されるという課題を有して
いる。
しなければならないので手数がかかり、且つトーチユニ
ットでは曲線部の切断は制限されるという課題を有して
いる。
第３図の方法は、ワークをセットした状態において予
め定めた切断ポイントを接触式センサによりティーチン
グ点で制御装置に入力し、曲線の検出は２個の接触式セ
ンサによりワークの曲面を倣わせて制御装置に入力し、
高さも接触式センサを用いて制御装置に入力し、このよ
うにして制御装置に入力された現物ワークの外形情報に
基づいてトーチが移動し所定の切断を行うものである。
め定めた切断ポイントを接触式センサによりティーチン
グ点で制御装置に入力し、曲線の検出は２個の接触式セ
ンサによりワークの曲面を倣わせて制御装置に入力し、
高さも接触式センサを用いて制御装置に入力し、このよ
うにして制御装置に入力された現物ワークの外形情報に
基づいてトーチが移動し所定の切断を行うものである。
この方法は、ワークをセットするときの芯出しを正確
に行わなければなず厄介であるばかりか、上記のように
ワークの寸法精度にばらつきがある場合はワークをセッ
トするたびごとに現物ワーク外形の情報を入力しておさ
なければならず非能率である。
に行わなければなず厄介であるばかりか、上記のように
ワークの寸法精度にばらつきがある場合はワークをセッ
トするたびごとに現物ワーク外形の情報を入力しておさ
なければならず非能率である。
又接触式センサを用いているので、検出精度が比較的
粗く、曲面部の検出可能最小Ｒにも限界があり、更に切
断速度も制限されるといった課題を有している。
粗く、曲面部の検出可能最小Ｒにも限界があり、更に切
断速度も制限されるといった課題を有している。
本発明は上記のような従来の切断方法の課題に対処す
ることを主目的とするものである。
ることを主目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は、縦X,横Y,高さＺの座標に位置づけられたセ
ット位置に、長手方向に湾曲した冂型断面部材よりなる
ワークを配置し、切断トーチにより該ワークの下端部を
設定された高さに切断する装置において、ワークの平面
投影図形より大なる相似図形を図面情報からのオフライ
ンティーチングにて制御装置のメモリ内にＸ−Ｙプログ
ラム軌跡として予め入力しておき、切断時切断トーチは
Ｘ−Ｙプログラム軌跡に倣って動作しつつ、レーザーセ
ンサ等の非接触式センサよりなる高さセンサ及びに切断
面センサにより、ワークのセット位置，ワークの寸法精
度のばらつき等による切断トーチに対するワーク高さ及
びワーク切断面の相対変化量を検出し、その検出値情報
に応じて切断トーチの高さ，旋回角及び切断面との距離
を制御する制御対称を動作させ、切断トーチを設定高さ
でワーク切断面の法線方向に向け切断トーチ先端をワー
ク切断面から一定距離に保ちつつ切断シーケンスに従っ
て自動追跡させ、ワークの切断を行うようにしたもので
ある。
ット位置に、長手方向に湾曲した冂型断面部材よりなる
ワークを配置し、切断トーチにより該ワークの下端部を
設定された高さに切断する装置において、ワークの平面
投影図形より大なる相似図形を図面情報からのオフライ
ンティーチングにて制御装置のメモリ内にＸ−Ｙプログ
ラム軌跡として予め入力しておき、切断時切断トーチは
Ｘ−Ｙプログラム軌跡に倣って動作しつつ、レーザーセ
ンサ等の非接触式センサよりなる高さセンサ及びに切断
面センサにより、ワークのセット位置，ワークの寸法精
度のばらつき等による切断トーチに対するワーク高さ及
びワーク切断面の相対変化量を検出し、その検出値情報
に応じて切断トーチの高さ，旋回角及び切断面との距離
を制御する制御対称を動作させ、切断トーチを設定高さ
でワーク切断面の法線方向に向け切断トーチ先端をワー
ク切断面から一定距離に保ちつつ切断シーケンスに従っ
て自動追跡させ、ワークの切断を行うようにしたもので
ある。
作 用 上記により、現物ワーク外形のティーチングは不要と
なり、又ワークとセット位置が多少ずれていても、ワー
ク寸法精度にばらつきがあっても、常に切断トーチをワ
ーク切断面の法線方向に向けながら切断トーチ先端をワ
ーク切断面より一定距離に保つよう切断シーケンスによ
って自動追従し、精度の高い切断を行うことができ、切
断加工能率の向上をはかり得る。
なり、又ワークとセット位置が多少ずれていても、ワー
ク寸法精度にばらつきがあっても、常に切断トーチをワ
ーク切断面の法線方向に向けながら切断トーチ先端をワ
ーク切断面より一定距離に保つよう切断シーケンスによ
って自動追従し、精度の高い切断を行うことができ、切
断加工能率の向上をはかり得る。
実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明する。
第１図乃至第３図は本発明にかかる切断装置の具体的
一例を示す図であり、１は上面と側面とをもち下方が開
放し且つ平面形状において湾曲した冂型断面部材に成型
されたワークである。
一例を示す図であり、１は上面と側面とをもち下方が開
放し且つ平面形状において湾曲した冂型断面部材に成型
されたワークである。
該ワーク１はローラコンベア等の搬送手段２により、
切断装置の下部に設けた前後２個のリフトシリンダ3,3
上に搬送され、ストッパ4,4′,4″にワーク１の３点を
当てた後停止しリフトシリンダ3,3を伸長させてワーク
１を所定高さまで上昇させる。
切断装置の下部に設けた前後２個のリフトシリンダ3,3
上に搬送され、ストッパ4,4′,4″にワーク１の３点を
当てた後停止しリフトシリンダ3,3を伸長させてワーク
１を所定高さまで上昇させる。
上記前後のリフトシリンダ3,3の頂面3a,3aの中心を結
んだ線Ｘ−ＸをＸ座標とし、Ｘ−Ｘの中央に直交する線
Ｙ−ＹをＹ座標とし、制御装置CPU内の基準座標と決め
る。
んだ線Ｘ−ＸをＸ座標とし、Ｘ−Ｘの中央に直交する線
Ｙ−ＹをＹ座標とし、制御装置CPU内の基準座標と決め
る。
上記ストッパのうち４と４′はワーク１の幅方向寸法
の中央部が前記Ｘ−Ｘ線にほぼ一致するよう，又４″は
ワーク１の長手方向端部のリフトシリンダ頂面3a,3aよ
りの前後への出張り長さがほぼ等しくなるよう、それぞ
れ予め調整しておく。尚リフトシリンダ3,3は、ワーク
搬送中はその頂面3a,3aがローラコンベアの搬送手段２
上面よりやや下方に位置するよう配設されている。
の中央部が前記Ｘ−Ｘ線にほぼ一致するよう，又４″は
ワーク１の長手方向端部のリフトシリンダ頂面3a,3aよ
りの前後への出張り長さがほぼ等しくなるよう、それぞ
れ予め調整しておく。尚リフトシリンダ3,3は、ワーク
搬送中はその頂面3a,3aがローラコンベアの搬送手段２
上面よりやや下方に位置するよう配設されている。
5,5′は前記Ｘ−Ｘ線に平行に配設されたＸ軸ガイド
レールであり、Ｙ−Ｙ線に平行な横行フレーム７に固設
した走行フレーム6,6′が上記Ｘ軸ガイドレール5,5′に
それぞれ嵌装支持され、Ｘ軸アクチュエータ８によりＸ
軸方向の移動を制御されるようになっている。
レールであり、Ｙ−Ｙ線に平行な横行フレーム７に固設
した走行フレーム6,6′が上記Ｘ軸ガイドレール5,5′に
それぞれ嵌装支持され、Ｘ軸アクチュエータ８によりＸ
軸方向の移動を制御されるようになっている。
Ｘ軸アクチュエータ８は、一方のＸ軸ガイドレール５
の側部に設けられたラック8aと、一方の走行フレーム６
に回転可能に設けられ該ラック8aに噛合うピニオン（図
示省略）と、該ピニオンを回転駆動するＸ軸サーボモー
タ8bとにより構成されている。
の側部に設けられたラック8aと、一方の走行フレーム６
に回転可能に設けられ該ラック8aに噛合うピニオン（図
示省略）と、該ピニオンを回転駆動するＸ軸サーボモー
タ8bとにより構成されている。
上記横行フレーム７にはＹ軸アクチュエータ９が取付
けられる。
けられる。
該Ｙ軸アクチュエータ９は、内部にボールねじ（図示
省略）と該ボールねじの回転によりＹ軸方向にスライド
するスライド部品（図示省略）とを組込んだ筒部材9a
と、該筒部材9a端部に取付けられた上記ボールねじを回
転駆動するＹ軸サーボモータ9bとにより構成され、該Ｙ
軸サーボモータ9bの駆動により上記スライド部品に結合
されたＹ軸キャリッジ10のＹ軸方向移動が制御されるよ
うになっている。
省略）と該ボールねじの回転によりＹ軸方向にスライド
するスライド部品（図示省略）とを組込んだ筒部材9a
と、該筒部材9a端部に取付けられた上記ボールねじを回
転駆動するＹ軸サーボモータ9bとにより構成され、該Ｙ
軸サーボモータ9bの駆動により上記スライド部品に結合
されたＹ軸キャリッジ10のＹ軸方向移動が制御されるよ
うになっている。
11は上下方向即ちＺ軸方向の動きを制御するＺ軸アク
チュエータであり、該Ｚ軸アクチュエータ11は、上記Ｙ
軸アクチュエータ９と同様、内部にボールねじと該ボー
ルねじの回転によりボールねじに対し軸方向にスライド
するスライド部品を組込んだ筒部材11aと、該筒部材11a
の上端部に取付けられ該ボールねじを回転駆動するＺ軸
サーボモータ11bとにより構成され、上記スライド部品
に結合されたＺ軸キャリッジ12が前記Ｙ軸キャリッジ10
に結合金具により結合され、Ｚ軸サーボモータ11bの駆
動により筒部材11aがＺ軸サーボモータ11bと共にＺ軸方
向に移動するよう構成される。
チュエータであり、該Ｚ軸アクチュエータ11は、上記Ｙ
軸アクチュエータ９と同様、内部にボールねじと該ボー
ルねじの回転によりボールねじに対し軸方向にスライド
するスライド部品を組込んだ筒部材11aと、該筒部材11a
の上端部に取付けられ該ボールねじを回転駆動するＺ軸
サーボモータ11bとにより構成され、上記スライド部品
に結合されたＺ軸キャリッジ12が前記Ｙ軸キャリッジ10
に結合金具により結合され、Ｚ軸サーボモータ11bの駆
動により筒部材11aがＺ軸サーボモータ11bと共にＺ軸方
向に移動するよう構成される。
該Ｚ軸アクチュエータ11の筒部材11aの下端部には、
該筒部材11aの中心線と一致するθ軸を中心として旋回
するθ軸アクチュエータ14が取付けられる。
該筒部材11aの中心線と一致するθ軸を中心として旋回
するθ軸アクチュエータ14が取付けられる。
θ軸アクチュエータ14は、旋回ベッド14aと該旋回ベ
ッド14aをプーリ及びタイミングベルトを介して回転駆
動するθ軸サーボモータ14bとからなる。
ッド14aをプーリ及びタイミングベルトを介して回転駆
動するθ軸サーボモータ14bとからなる。
上記Ｚ軸アクチュエータ11の筒部材11a下端に固着さ
れた固定台11cには、Ｖ溝を外周面に凸設した旋回ベア
リング13が４個回転可能に取付けられており、該旋回ベ
アリング13のＶ溝に嵌るＶ状突部を外周面に形成した旋
回ベッド14aが４個の旋回ベアリング13によりθ軸を中
心として回転できるよう嵌装支持され、固定台11cに取
付けられθ軸サーボモータ14bによって回転するプーリ1
4cと旋回ベアリング14aの中心部に固定されたプーリ14d
との間にタイミングベルト14eを掛装することにより、
θ軸サーボモータ14bの駆動により旋回ベアリング14aの
θ軸を中心とした旋回角θが制御できるようになってい
る。
れた固定台11cには、Ｖ溝を外周面に凸設した旋回ベア
リング13が４個回転可能に取付けられており、該旋回ベ
アリング13のＶ溝に嵌るＶ状突部を外周面に形成した旋
回ベッド14aが４個の旋回ベアリング13によりθ軸を中
心として回転できるよう嵌装支持され、固定台11cに取
付けられθ軸サーボモータ14bによって回転するプーリ1
4cと旋回ベアリング14aの中心部に固定されたプーリ14d
との間にタイミングベルト14eを掛装することにより、
θ軸サーボモータ14bの駆動により旋回ベアリング14aの
θ軸を中心とした旋回角θが制御できるようになってい
る。
上記旋回ベアリング14aの下面部には、水平方向に配
設され内部にボールねじと該ボールねじの回転によりス
ライドするスライド部品とを組込んだ筒部材15aと、該
ボールねじを回転駆動するＡ軸サーボモータ15bとから
なるＡ軸アクチュエータ15が取付けられ、Ａ軸サーボモ
ータ15bの回転によりスライド部品に結合されたＡ軸キ
ャリッジ16が筒部材14aの中心線と平行なＡ軸方向に移
動するよう構成されている。
設され内部にボールねじと該ボールねじの回転によりス
ライドするスライド部品とを組込んだ筒部材15aと、該
ボールねじを回転駆動するＡ軸サーボモータ15bとから
なるＡ軸アクチュエータ15が取付けられ、Ａ軸サーボモ
ータ15bの回転によりスライド部品に結合されたＡ軸キ
ャリッジ16が筒部材14aの中心線と平行なＡ軸方向に移
動するよう構成されている。
上記Ａ軸キャリッジ16にはブラケット17が固着され、
該ブラケット17に切断トーチ18（以下単にトーチと称
す）と例えばレザーセンサ等の非接触式センサS1,S2,及
びS3とが取付けられる。
該ブラケット17に切断トーチ18（以下単にトーチと称
す）と例えばレザーセンサ等の非接触式センサS1,S2,及
びS3とが取付けられる。
尚上記Ａ軸とトーチ18の中心線とは同一垂直面内にあ
るものとし、S1,S2はトーチ18の両側部に位置し第３図
に示すようにワーク１の側面の同一高さの２点の距離
H1,H2をそれぞれ検出し、その検出した距離H1,H2の情報
を制御装置CPUに入力し、S3はワーク１の上面に対向し
高さH3を検出して制御装置CPUに入力するものである。
るものとし、S1,S2はトーチ18の両側部に位置し第３図
に示すようにワーク１の側面の同一高さの２点の距離
H1,H2をそれぞれ検出し、その検出した距離H1,H2の情報
を制御装置CPUに入力し、S3はワーク１の上面に対向し
高さH3を検出して制御装置CPUに入力するものである。
上記トーチ18はプラズマトーチとし（但し従来より公
知の任意のトーチを使用できる）、そのプラズマガス電
源装置19及び各サーボモータ8b,9b,11b,14b,15bのサー
ボコントローラドライバ20等は横行フレーム７に適宜取
付けられ、又制御装置CPUも横行フレーム７に取付けら
れる。
知の任意のトーチを使用できる）、そのプラズマガス電
源装置19及び各サーボモータ8b,9b,11b,14b,15bのサー
ボコントローラドライバ20等は横行フレーム７に適宜取
付けられ、又制御装置CPUも横行フレーム７に取付けら
れる。
つぎに、上記切断装置で実際にワーク１を切断すると
きの制御について説明する。
きの制御について説明する。
先ず、予め制御装置CPUのメモリに、ワーク１の平面
投影図形より若干大きい相似図形をＸ−Ｙプログラム軌
跡として記憶させておく。このＸ−Ｙプログラム軌跡の
図形は、ワーク１の側面よりＺ−θ軸中心までの距離ｄ
寸法だけ大きい目の図形とし、従来より公知のCAD（Com
puter−Aided Design）等の自動製図機で容易にプログ
ラム点を設定することができる。
投影図形より若干大きい相似図形をＸ−Ｙプログラム軌
跡として記憶させておく。このＸ−Ｙプログラム軌跡の
図形は、ワーク１の側面よりＺ−θ軸中心までの距離ｄ
寸法だけ大きい目の図形とし、従来より公知のCAD（Com
puter−Aided Design）等の自動製図機で容易にプログ
ラム点を設定することができる。
実際にワーク１が搬送され、ストッパ4,4′,4″で位
置を決められリフトシリンダ３、３によって上昇セット
されたとき、第４図（イ）に示すようにＸ−Ｘ線に対し
ワーク１の幅方向寸法e,eが等しく、又Ｙ−Ｙ線に対す
るワーク１の長手方向寸法l/2,l/2が等しい理想的なセ
ット位置にあるとすると、前記Ｘ−Ｙプログラム軌跡Ｌ
は正確にワーク１の側面からｄ寸法だけ外側に位置し、
非接触センサS3の検出信号H3に基づきＺ軸アクチュエー
タ11を働かせて切断高さを設定し、該Ｘ−Ｙプログラム
軌跡Ｌ上をＺ−θ軸中心がたどるようＸ軸アクチュエー
タ8,Y軸アクチュエータ９でＸ−Ｙ軸制御を行うと共
に、非接触式センサS1,S2の検出信号H1,H2によりH1−H2
＝０となるようにθ軸アクチュエータ14で旋回角θの制
御を行うことによりトーチ18を切断面（ワーク側面）に
対し常に法線方向に向けることで、目的を達成すること
ができる。
置を決められリフトシリンダ３、３によって上昇セット
されたとき、第４図（イ）に示すようにＸ−Ｘ線に対し
ワーク１の幅方向寸法e,eが等しく、又Ｙ−Ｙ線に対す
るワーク１の長手方向寸法l/2,l/2が等しい理想的なセ
ット位置にあるとすると、前記Ｘ−Ｙプログラム軌跡Ｌ
は正確にワーク１の側面からｄ寸法だけ外側に位置し、
非接触センサS3の検出信号H3に基づきＺ軸アクチュエー
タ11を働かせて切断高さを設定し、該Ｘ−Ｙプログラム
軌跡Ｌ上をＺ−θ軸中心がたどるようＸ軸アクチュエー
タ8,Y軸アクチュエータ９でＸ−Ｙ軸制御を行うと共
に、非接触式センサS1,S2の検出信号H1,H2によりH1−H2
＝０となるようにθ軸アクチュエータ14で旋回角θの制
御を行うことによりトーチ18を切断面（ワーク側面）に
対し常に法線方向に向けることで、目的を達成すること
ができる。
しかし、前述したようにワーク１は熱間プレス加工に
より成型されるので寸法にばらつきがあり、又ストッパ
4,4′,4″による位置規制も完全には行いにくいので、
制御装置CPUのメモリ上のＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに対
しワーク１は理想的な位置にはセットされず、第５図に
示すようにＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに対してワーク１が
ずれた置き方になることが多い。
より成型されるので寸法にばらつきがあり、又ストッパ
4,4′,4″による位置規制も完全には行いにくいので、
制御装置CPUのメモリ上のＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに対
しワーク１は理想的な位置にはセットされず、第５図に
示すようにＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに対してワーク１が
ずれた置き方になることが多い。
そこでワーク１が理想的位置からずれても少なくとも
Ｘ−Ｙプログラム軌跡Ｌよりはみ出すことがない程度に
ストッパ4,4′,4″でセット位置規制を行うものとす
る。
Ｘ−Ｙプログラム軌跡Ｌよりはみ出すことがない程度に
ストッパ4,4′,4″でセット位置規制を行うものとす
る。
そして、Ｚ−θ軸中心はＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌ上を
動くが、動きながら非接触センサS1及びS2がワーク側面
までの距離H1及びH2を検出し、その検出信号に基づき制
御装置CPUがＡ軸アクチュエータ15を作動させて±ａ
（ワークに近ずく方向を＋，ワークから遠ざかる方向を
−とする）の補正を行ってトーチ18先端とワーク側面と
の距離△ｄを常に適正値に保ちつつ、予め設定された送
り速度，曲線部等速制御等の速度情報に従って切断して
いくものである。
動くが、動きながら非接触センサS1及びS2がワーク側面
までの距離H1及びH2を検出し、その検出信号に基づき制
御装置CPUがＡ軸アクチュエータ15を作動させて±ａ
（ワークに近ずく方向を＋，ワークから遠ざかる方向を
−とする）の補正を行ってトーチ18先端とワーク側面と
の距離△ｄを常に適正値に保ちつつ、予め設定された送
り速度，曲線部等速制御等の速度情報に従って切断して
いくものである。
以下、第４図を参照して切断シーケンスを説明する。
（１）、運転準備 トーチは早送り軌跡LS上の点で待機。
この場合高さはＺ軸ストロークの中点,A軸は−方向に
ストローク限まで引込まれ、θ軸はトーチがＹ−Ｙ線上
でワーク１方向を向いた角度となっている。
ストローク限まで引込まれ、θ軸はトーチがＹ−Ｙ線上
でワーク１方向を向いた角度となっている。
（２）、早送り 早送り軌跡LS上を（２）位置（ワーク端面始端の少し
手前に対向する位置）へ移動 （３）、サーチ準備 Ｚ軸アクチュエータで指定高さ（ワークによって予め
指定）まで降下。
手前に対向する位置）へ移動 （３）、サーチ準備 Ｚ軸アクチュエータで指定高さ（ワークによって予め
指定）まで降下。
θ軸アクチュエータでトーチをＸ−Ｙプログラム軌跡
Ｌ方向に旋回。
Ｌ方向に旋回。
Ｚ−θ軸中心がＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに一致すると
ころまで前進させる。
ころまで前進させる。
Ａ軸アクチュエータでトーチを前進（＋側）させて、
センサS1,S2の検出値の演算により、Ａ軸を切断面の法
線方向に一致させると共にトーチ先端の間隔△ｄ（例え
ば5mm）を確保、 センサS3の検出値の演算により、Ｚ軸アクチュエータ
で、高さＨに補正。
センサS1,S2の検出値の演算により、Ａ軸を切断面の法
線方向に一致させると共にトーチ先端の間隔△ｄ（例え
ば5mm）を確保、 センサS3の検出値の演算により、Ｚ軸アクチュエータ
で、高さＨに補正。
（４）、サーチ Ｚ−θ軸中心をＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに沿って進
め、センサS1,S1のうちの一方S2のフェイル出力（第６
図（ロ）の参照）で端面始端サーチ後、規定距離だけ進
めて停止。
め、センサS1,S1のうちの一方S2のフェイル出力（第６
図（ロ）の参照）で端面始端サーチ後、規定距離だけ進
めて停止。
（５）、トーチ合せ 始端へトーチを合せる。
（６）、切断Ｉ トーチ点火、切断開始 （７）、切断II Ｚ−θ軸中心をＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに倣って移動
切断しつつＡ軸アクチュエータでトーチ先端と切断面の
間隔△ｄ（例えば5mm）を確保するよう補正すると共
に、H1−H2＝０になるようにθ軸アクチュエータで補正
することによりトーチを常に切断面の法線方向を向くよ
う制御する。
切断しつつＡ軸アクチュエータでトーチ先端と切断面の
間隔△ｄ（例えば5mm）を確保するよう補正すると共
に、H1−H2＝０になるようにθ軸アクチュエータで補正
することによりトーチを常に切断面の法線方向を向くよ
う制御する。
（８）、終端検出Ｉ センサS1のフエイル出力で終端検出後、プラズマトー
チのアーク切れ信号を受けて停止。
チのアーク切れ信号を受けて停止。
（９）、終端検出II Ｙ軸アクチュエータで早送り軌跡LSまで移動。
（10）、再運転準備 Ａ軸アクチュエータで−方向にストローク限まで引込
み、θ軸アクチュエータでトーチがＹ−Ｙ線に平行とな
る位置に旋回 （11）、早送り 早送り軌跡LS上を（11）位置（始端を少し過ぎた位
置）へ移動 （12）、サーチ準備 Ｚ−θ軸中心がＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに一致すると
ころまで進めて停止。
み、θ軸アクチュエータでトーチがＹ−Ｙ線に平行とな
る位置に旋回 （11）、早送り 早送り軌跡LS上を（11）位置（始端を少し過ぎた位
置）へ移動 （12）、サーチ準備 Ｚ−θ軸中心がＸ−Ｙプログラム軌跡Ｌに一致すると
ころまで進めて停止。
θ軸アクチュエータでトーチを切断面方向旋回させ、
Ａ軸アクチュエータでトーチを＋方向に前進させ、セン
サS1,S2の検出値の演算によりトーチを切断面の法線方
向に向けると共にトーチ先端の距離△ｄ（例えば5mm）
に確保 Ｚ軸アクチュエータで、センサS3の検出値の演算によ
り高さＨに補正。
Ａ軸アクチュエータでトーチを＋方向に前進させ、セン
サS1,S2の検出値の演算によりトーチを切断面の法線方
向に向けると共にトーチ先端の距離△ｄ（例えば5mm）
に確保 Ｚ軸アクチュエータで、センサS3の検出値の演算によ
り高さＨに補正。
（13）、サーチ 前記（４）と同じ （14）、トーチ合せ 前記（５）と同じ （15）、切断Ｉ 前記（６）及び（７）と同じ （16）、終端検出Ｉ 前記（８）と同じ （17）、終端検出II 前記（９）と同じ （18）、運転終了Ｉ Ａ軸アクチュエータでトーチを−方向へ引込みθ軸ア
クチュエータでトータをＹ軸に平行でワークの反対側を
向く位置に旋回。
クチュエータでトータをＹ軸に平行でワークの反対側を
向く位置に旋回。
（19）、運転終了II 早送り軌跡LS上を原点（19）即ち（１）にもどす。
Ｚ軸アクチュエータでストロークの中点へ引上げる。
以上の切断シーケンスにより、切断が行われる。
上記の実施例ではトーチ18を水平線に対しαなる角度
をもってブラケット17に取付け第７図（イ）のようなワ
ーク下端の溶接部開先切断を行う場合について示してい
るが、トーチ18を水平に取付けることにより第７図
（ロ）のような高さ切断を行うこともできる。
をもってブラケット17に取付け第７図（イ）のようなワ
ーク下端の溶接部開先切断を行う場合について示してい
るが、トーチ18を水平に取付けることにより第７図
（ロ）のような高さ切断を行うこともできる。
又、上記実施例では切断面であるワーク１側面が垂直
である場合を示しているが、第７図（ハ）或は（ニ）の
ように切断面即ちワーク１側面が傾斜している断面形状
であっても同様に切断可能である。
である場合を示しているが、第７図（ハ）或は（ニ）の
ように切断面即ちワーク１側面が傾斜している断面形状
であっても同様に切断可能である。
尚第６図において、（イ）はセンサS1,S2としてレー
ザセンサを用いた場合の出力特性図であり、ワーク側面
の距離H1,H2の検出用としてはリニアな出力特性範囲を
使用する。
ザセンサを用いた場合の出力特性図であり、ワーク側面
の距離H1,H2の検出用としてはリニアな出力特性範囲を
使用する。
又ワークの切断始端及び終端の検出用としては上記
（イ）の出力を（ロ）のように交換したフェイル出力を
使用する。
（イ）の出力を（ロ）のように交換したフェイル出力を
使用する。
第６図（ハ）はセンサS3としてレーザセンサを用いた
場合の出力特性図で、ワーク上面の高さH3検出用として
はリニアな出力特性範囲を使用するものとする。
場合の出力特性図で、ワーク上面の高さH3検出用として
はリニアな出力特性範囲を使用するものとする。
発明の効果 以上のように本発明によれば、X,Y,Z座標に位置づけ
られたセット位置に、長手方向に湾曲した冂型断面部材
よりなるワークを配置し、該ワークの下端部を設定され
た高さに切断する装置において、トーチをX,Y,Z軸に沿
って移動させるＸ軸アクチュエータ,Y軸アクチュエータ
及びＺ軸アクチュエータと、トーチを垂直なθ軸を中心
として旋回させるθ軸アクチュエータと、トーチをワー
ク切断面の法線方向のＡ軸に沿って移動させるＡ軸アク
チュエータとを設け、ワークの平面投影図形より若干大
きい掃除図形をＸ−Ｙプログラム軌跡として予め制御装
置のメモリ内に入力させておき、該制御装置によるＸ軸
アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの作動によりト
ーチがＸ−Ｙプログラム軌跡に倣って動作すると共に、
ワークの高さを検出する非接触式の高さセンサ及びトー
チとワーク切断面との距離を検出する非接触式の２個の
切断面センサとをトーチ支持部材に設け、上記高さセン
サの検出信号により制御装置がＺ軸アクチュエータを作
動させてトーチの高さ制御を行い、２個の切断面センサ
の検出信号に基づき制御装置がθ軸アクチュエータを作
動させてトーチをワーク切断面の法線方向に位置させ且
つＡ軸アクチュエータを作動させてトーチとワーク切断
面との距離の補正を行うようにしたことにより、以下に
列記するような諸効果を得ることができたものである。
られたセット位置に、長手方向に湾曲した冂型断面部材
よりなるワークを配置し、該ワークの下端部を設定され
た高さに切断する装置において、トーチをX,Y,Z軸に沿
って移動させるＸ軸アクチュエータ,Y軸アクチュエータ
及びＺ軸アクチュエータと、トーチを垂直なθ軸を中心
として旋回させるθ軸アクチュエータと、トーチをワー
ク切断面の法線方向のＡ軸に沿って移動させるＡ軸アク
チュエータとを設け、ワークの平面投影図形より若干大
きい掃除図形をＸ−Ｙプログラム軌跡として予め制御装
置のメモリ内に入力させておき、該制御装置によるＸ軸
アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの作動によりト
ーチがＸ−Ｙプログラム軌跡に倣って動作すると共に、
ワークの高さを検出する非接触式の高さセンサ及びトー
チとワーク切断面との距離を検出する非接触式の２個の
切断面センサとをトーチ支持部材に設け、上記高さセン
サの検出信号により制御装置がＺ軸アクチュエータを作
動させてトーチの高さ制御を行い、２個の切断面センサ
の検出信号に基づき制御装置がθ軸アクチュエータを作
動させてトーチをワーク切断面の法線方向に位置させ且
つＡ軸アクチュエータを作動させてトーチとワーク切断
面との距離の補正を行うようにしたことにより、以下に
列記するような諸効果を得ることができたものである。
（ａ）、Ｘ−Ｙプログラム軌跡は、図面情報からのオフ
ラインティーチングが可能であるので、机上でCADデー
タ等を利用して容易に作成でき、多数の異る非加工物の
情報の設定が可能であり、従来の現物のワークの倣いに
よりティーチングを行っていたものに比し切断準備時間
の大幅な節減をはかり得る。
ラインティーチングが可能であるので、机上でCADデー
タ等を利用して容易に作成でき、多数の異る非加工物の
情報の設定が可能であり、従来の現物のワークの倣いに
よりティーチングを行っていたものに比し切断準備時間
の大幅な節減をはかり得る。
（ｂ）、切断面センサの検出信号に基づき、θ軸アクチ
ュエータの作動によるトーチの方向追従と、Ａ軸アクチ
ュエータの作動によるトーチのワーク切断面に対する法
線方向の距離補正を自動的に行いつつ切断していくの
で、ワークの寸法誤差があっても、又ワークセット位置
が多少ずれても、常に良好な切断と高さ寸法精度を得る
ことができ、特にワークセット作業の簡単，容易化をは
かり得る。
ュエータの作動によるトーチの方向追従と、Ａ軸アクチ
ュエータの作動によるトーチのワーク切断面に対する法
線方向の距離補正を自動的に行いつつ切断していくの
で、ワークの寸法誤差があっても、又ワークセット位置
が多少ずれても、常に良好な切断と高さ寸法精度を得る
ことができ、特にワークセット作業の簡単，容易化をは
かり得る。
（ｃ）、上記（ａ），（ｂ）により、長手方向に湾曲し
た複雑な形状のワークの開先切断や高さ切断の作業を完
全自動化することができ、又作業能率の著しい向上をは
かることができる。
た複雑な形状のワークの開先切断や高さ切断の作業を完
全自動化することができ、又作業能率の著しい向上をは
かることができる。
（ｄ）、ワークの搬送機器等周辺機器との組合せによ
り、切断システムと溶接システムとを結合した側梁自動
加工システムを導入することが可能となる。
り、切断システムと溶接システムとを結合した側梁自動
加工システムを導入することが可能となる。
第１図は本発明にかかる切断装置の概略を示す斜視説明
図、第２図は第１図に示す切断装置の要部を示す正面
図、第３図は第２図のトーチ取付部の平面図である。第
４図及び第５図はＸ−Ｙプログラム軌跡に対するワーク
のセット状態をそれぞれ示す平面図で、第４図は理想的
セット状態，第５図はずれたセット状態をそれぞれ示し
ている。第６図は第１〜３図の非接触式センサS1,S2,S3
の出力特性を示す図であり、（イ）はS1,S2の出力特
性，（ロ）はS1,S2のフェイル出力特性，（ハ）はS3の
出力特性をそれぞれ示している。第７図（イ），
（ロ），（ハ），（ニ）は本発明を適用すべき非加工物
の断面形状例をそれぞれ示す図である。 １……ワーク、３……リフトシリンダ、4,4′,4″……
ストッパ、5,5′……Ｘ軸ガイドレール、6,6′……走行
フレーム、７……横行フレーム、８……Ｘ軸アクチュエ
ータ、９……Ｙ軸アクチュエータ、11……Ｚ軸アクチュ
エータ、14……θ軸アクチュエータ、15……Ａ軸アクチ
ュエータ、18……切断トーチ、S1,S2,S3……非接触式の
センサ、CPU……制御装置、Ｌ……Ｘ−Ｙプログラム軌
跡、LS……早送り軌跡。
図、第２図は第１図に示す切断装置の要部を示す正面
図、第３図は第２図のトーチ取付部の平面図である。第
４図及び第５図はＸ−Ｙプログラム軌跡に対するワーク
のセット状態をそれぞれ示す平面図で、第４図は理想的
セット状態，第５図はずれたセット状態をそれぞれ示し
ている。第６図は第１〜３図の非接触式センサS1,S2,S3
の出力特性を示す図であり、（イ）はS1,S2の出力特
性，（ロ）はS1,S2のフェイル出力特性，（ハ）はS3の
出力特性をそれぞれ示している。第７図（イ），
（ロ），（ハ），（ニ）は本発明を適用すべき非加工物
の断面形状例をそれぞれ示す図である。 １……ワーク、３……リフトシリンダ、4,4′,4″……
ストッパ、5,5′……Ｘ軸ガイドレール、6,6′……走行
フレーム、７……横行フレーム、８……Ｘ軸アクチュエ
ータ、９……Ｙ軸アクチュエータ、11……Ｚ軸アクチュ
エータ、14……θ軸アクチュエータ、15……Ａ軸アクチ
ュエータ、18……切断トーチ、S1,S2,S3……非接触式の
センサ、CPU……制御装置、Ｌ……Ｘ−Ｙプログラム軌
跡、LS……早送り軌跡。
Claims (2)
- 【請求項１】縦X,横Y,高さＺの座標に位置づけられたセ
ット位置に、長手方向に湾曲した冂型断面部材よりなる
ワークを配置し、切断トーチにより該ワークの下端部を
設定された高さに切断する装置において、切断トーチを
X,Y,Z軸に沿って移動させるＸ軸アクチュエータ,Y軸ア
クチュエータ,Z軸アクチュエータと、切断トーチを垂直
なθ軸を中心として旋回させるθ軸アクチュエータと、
切断トーチをワーク切断面の法線方向のＡ軸に沿って移
動させるＡ軸アクチュエータと、ワーク高さ検出用の非
接触センサよりなる高さセンサと、切断トーチとワーク
切断面との距離検出用の非接触センサよりなる２個の切
断面センサとを装備し、予めメモリ内に記憶している上
記ワークの平面投影図形より大なる相似図形よりなるＸ
−Ｙプログラム軌跡に倣って切断トーチを移動させるよ
うＸ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの作動を
制御し、上記高さセンサの検出信号により切断トーチ高
さを設定高さとするようＺ軸アクチュエータを制御し、
上記２個の切断面センサの検出信号に基づき切断トーチ
をワーク切断面の法線方向に向けるようθ軸アクチュエ
ータを制御すると共に切断トーチとワーク切断面との距
離のずれを補正するようＡ軸アクチュエータを制御する
制御装置を備えたことを特徴とする倣いガス切断装置。 - 【請求項２】請求項（１）の倣いガス切断装置におい
て、Ｘ−Ｙプログラム軌跡と、該プログラム軌跡に追従
して動作するＸ軸及びＹ軸の動作情報と、Ｚ軸，θ軸,A
軸のシーケンス情報とを予め制御装置に入力しておき、
切断時切断トーチはＸ−Ｙプログラム軌跡に倣って動作
しつつ、高さセンサ及び切断面センサによりワークのセ
ット位置，ワークの寸法精度のばらつき等による切断ト
ーチに対するワーク高さ及びワーク切断面の相対変化量
を検出し、該検出した相対変化量の情報に応じてＺ軸，
θ軸及びＡ軸の制御対象を動作させて、切断トーチを設
定高さでワーク切断面の法線方向に向け切断トーチ先端
をワーク切断面から一定距離に保ちつつ切断シーケンス
に従って自動追跡させ、ワークの切断を行うことを特徴
とする倣いガス切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217546A JP2553407B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 倣いガス切断装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217546A JP2553407B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 倣いガス切断装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100676A JPH04100676A (ja) | 1992-04-02 |
| JP2553407B2 true JP2553407B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16705953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217546A Expired - Fee Related JP2553407B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 倣いガス切断装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553407B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010057392A (ko) * | 1999-12-22 | 2001-07-04 | 김형벽ㅂ | 시엔시 가스 커팅 머신 |
| KR100807743B1 (ko) * | 2007-03-16 | 2008-02-28 | 주식회사 모션 이십일 | 에이치형강 절단장치 |
| KR102111386B1 (ko) * | 2018-09-10 | 2020-05-15 | 주식회사 에이치케이 | 가스절단장치 |
| CN115319230B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-05-12 | 烟台亮远液压技术有限公司 | 一种内衬钢板火焰切割机 |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2217546A patent/JP2553407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04100676A (ja) | 1992-04-02 |
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