JP2994298B2 - パネルの開口部自動形成方法 - Google Patents
パネルの開口部自動形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ水冷壁を構
成するメンブレンパネル、あるいは複数の管同士を接近
させて配設して形成したパネルにおいて、中空部が存在
するためにプラズマ切断トーチをパネルの片面側から上
下動させる操作のみでは困難であった切断を可能にし、
また、管の直径が４０ｍｍを越えた際には、プラズマ切
断トーチのみではパネルの片面側からのアプローチによ
っては得られないパネル開口部を、自動的に形成させる
方法に関する。
成するメンブレンパネル、あるいは複数の管同士を接近
させて配設して形成したパネルにおいて、中空部が存在
するためにプラズマ切断トーチをパネルの片面側から上
下動させる操作のみでは困難であった切断を可能にし、
また、管の直径が４０ｍｍを越えた際には、プラズマ切
断トーチのみではパネルの片面側からのアプローチによ
っては得られないパネル開口部を、自動的に形成させる
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラの水冷壁に使用されるメンブレン
パネルは、多電極パネル溶接装置により、管とフィンと
を溶接接合し、幅２〜３ｍ、長さ１４〜１７ｍ程の長大
な長方形パネルに成形されるが、その時使用される管は
使用条件によって種々異なり、通常使用されるものだけ
でも、外径３４．０〜８８．９ｍｍ、肉厚４．０〜８．
０ｍｍと極めて範囲が広い。
パネルは、多電極パネル溶接装置により、管とフィンと
を溶接接合し、幅２〜３ｍ、長さ１４〜１７ｍ程の長大
な長方形パネルに成形されるが、その時使用される管は
使用条件によって種々異なり、通常使用されるものだけ
でも、外径３４．０〜８８．９ｍｍ、肉厚４．０〜８．
０ｍｍと極めて範囲が広い。
【０００３】一方、メンブレンパネルに形成される開口
部には階段状、曲線形状、窓形状あるいは切り欠き形状
など様々なものがあり、それらを最初のメンブレンパネ
ル形成時に設けておくことは工程的に無駄が多く、最初
は管とフィンを並べて全自動で製作し、そのあと必要箇
所にロボットを使用して開口部を形成することが効率的
である。
部には階段状、曲線形状、窓形状あるいは切り欠き形状
など様々なものがあり、それらを最初のメンブレンパネ
ル形成時に設けておくことは工程的に無駄が多く、最初
は管とフィンを並べて全自動で製作し、そのあと必要箇
所にロボットを使用して開口部を形成することが効率的
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】メンブレンパネル完成
後に、必要開口部を形成する際、メンブレンパネルを自
由に上下反転させ得る場合はパネルに使用される管の直
径がプラズマアークが有効に作用する範囲内であればプ
ラズマ切断トーチ単独にて容易に効率よく切断を行わせ
ることが可能であるが、長大なメンブレンパネルを上下
反転させるための設備あるいはスペースは極めて大きい
ものとなり、設備費が大きく、また作業も困難を伴う。
後に、必要開口部を形成する際、メンブレンパネルを自
由に上下反転させ得る場合はパネルに使用される管の直
径がプラズマアークが有効に作用する範囲内であればプ
ラズマ切断トーチ単独にて容易に効率よく切断を行わせ
ることが可能であるが、長大なメンブレンパネルを上下
反転させるための設備あるいはスペースは極めて大きい
ものとなり、設備費が大きく、また作業も困難を伴う。
【０００５】そのためメンブレンパネルの反転を行うこ
となく、片面側からのみのアプローチによって切断する
方法が望まれていた。それを行う手段として、当初はウ
ォータージェットによる切断が用いられたこともある。
この方法は圧力水の到達距離が長く、かなりの大径の管
を用いたメンブレンパネルであっても、比較的容易に開
口部を形成することが可能であったが、それに用いる水
および研磨材の処理のためにキャッチャーを切断箇所の
下部に走行させる必要があり、そのための設備が大規模
なものとなるため、その実施は種々の困難を伴うもので
あった。
となく、片面側からのみのアプローチによって切断する
方法が望まれていた。それを行う手段として、当初はウ
ォータージェットによる切断が用いられたこともある。
この方法は圧力水の到達距離が長く、かなりの大径の管
を用いたメンブレンパネルであっても、比較的容易に開
口部を形成することが可能であったが、それに用いる水
および研磨材の処理のためにキャッチャーを切断箇所の
下部に走行させる必要があり、そのための設備が大規模
なものとなるため、その実施は種々の困難を伴うもので
あった。
【０００６】それに代わるものとして、ガス切断トーチ
による切断がある。しかしながらガスのみでの切断は、
熱が集中し難い性質から切断部の予熱に長時間を要し、
その影響で周辺部の温度が過昇してワークの一部に過溶
融を生ずる虞れがあるという不具合を有していた。
による切断がある。しかしながらガスのみでの切断は、
熱が集中し難い性質から切断部の予熱に長時間を要し、
その影響で周辺部の温度が過昇してワークの一部に過溶
融を生ずる虞れがあるという不具合を有していた。
【０００７】プラズマ切断トーチは、ワークの特定箇所
に孔を穿設するのに要する時間が約０．５秒と短いかた
わら、アークの到達距離は約４０ｍｍ前後である。その
ため、管の直径が４０ｍｍ未満のパネルはプラズマ切断
トーチ単独で容易に切断され得るように思われるが、中
空部を含まない中実材からなり異なった板厚部を有する
部材を切断する場合には切断条件を板厚変化に対応させ
て調整することによって切断が可能であるが、管とフィ
ンとからなるメンブレンパネルのように、中空部分を含
む構造体を切断する場合には、プラズマ切断トーチの上
下左右方向の移動だけでは、中空部分においてプラズマ
アークが下部分に十分当たらずに上部分のみが切断され
易い。
に孔を穿設するのに要する時間が約０．５秒と短いかた
わら、アークの到達距離は約４０ｍｍ前後である。その
ため、管の直径が４０ｍｍ未満のパネルはプラズマ切断
トーチ単独で容易に切断され得るように思われるが、中
空部を含まない中実材からなり異なった板厚部を有する
部材を切断する場合には切断条件を板厚変化に対応させ
て調整することによって切断が可能であるが、管とフィ
ンとからなるメンブレンパネルのように、中空部分を含
む構造体を切断する場合には、プラズマ切断トーチの上
下左右方向の移動だけでは、中空部分においてプラズマ
アークが下部分に十分当たらずに上部分のみが切断され
易い。
【０００８】また中空部材の上部分が切断される際に、
プラズマアーク流の流速および集中度が低下するため
に、中空部材の下部分の切断品質が低下するという不具
合を生じる。
プラズマアーク流の流速および集中度が低下するため
に、中空部材の下部分の切断品質が低下するという不具
合を生じる。
【０００９】他方、直径がそのアークの到達距離よりも
大きい管を使用しているメンブレンパネルあるいは管を
接近させて配設したパネルにおいては、プラズマ切断ト
ーチ単独で開口部を形成させることは不可能である。
大きい管を使用しているメンブレンパネルあるいは管を
接近させて配設したパネルにおいては、プラズマ切断ト
ーチ単独で開口部を形成させることは不可能である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような現状
に鑑みてなされたもので、局部的昇温が容易である一方
でアークの到達距離の短いプラズマ切断トーチを独自の
切断軌跡および切断条件のもとで単独で使用し、直径４
０ｍｍ未満の管を使用したメンブレンパネルあるいは直
径４０ｍｍ未満の管を接近させて配設したパネルの片面
側からの開口部自動形成方法を得るとともに、プラズマ
切断トーチと、熱が集中し難いが到達距離の長いガス切
断トーチを併用することによって、直径が４０ｍｍを越
える大口径の管を使用したメンブレンパネルあるいは上
記大口径の管を接近させて配設したパネルに、任意の形
状の開口部を自動操作によって容易に形成させ得るパネ
ルの開口部自動形成方法を提供することを目的としてい
る。
に鑑みてなされたもので、局部的昇温が容易である一方
でアークの到達距離の短いプラズマ切断トーチを独自の
切断軌跡および切断条件のもとで単独で使用し、直径４
０ｍｍ未満の管を使用したメンブレンパネルあるいは直
径４０ｍｍ未満の管を接近させて配設したパネルの片面
側からの開口部自動形成方法を得るとともに、プラズマ
切断トーチと、熱が集中し難いが到達距離の長いガス切
断トーチを併用することによって、直径が４０ｍｍを越
える大口径の管を使用したメンブレンパネルあるいは上
記大口径の管を接近させて配設したパネルに、任意の形
状の開口部を自動操作によって容易に形成させ得るパネ
ルの開口部自動形成方法を提供することを目的としてい
る。
【００１１】上記の目的は、前記特許請求の範囲に記載
されたパネルの開口部自動形成方法によって達成され
る。すなわち、 (1) 直径４０ｍｍ未満の複数の管と、該管の間に配設さ
れ隣接する管同士を接続する平板状のフィンとからなる
溶接構造のメンブレンパネルの片面側から、プラズマ切
断トーチを保持させた多関節ロボットにより、自動運転
によってフィンと管とを切断して所要の開口部を得る方
法において、パネル開口部の管と垂直方向の切断線に沿
って、フィン部においてはフィン表面にほぼ垂直方向を
なすようにプラズマ切断トーチを姿勢制御して切断を行
わせ、プラズマ切断トーチが管部に接近した際に、管の
側部と下部との間に中空部を存在させない向きにプラズ
マ切断トーチを傾斜させ、管の側部と下部とを一体にし
た見掛けの板厚に適応させて切断速度を調整しながら、
プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に達するま
で徐々にプラズマ切断トーチの傾斜を強めながら切断を
行わせ、プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に
到達した際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を
保持して切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切
断を継続し、次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形
状に沿って、プラズマ切断トーチの姿勢制御を行いなが
ら管の上部のみの切断を行わせ、プラズマ切断トーチが
他側のフィン部に接近した際には、管の側部と下部との
間に中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを
傾斜させて、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板
厚に適応させて切断速度を調整しながら切断を行なわ
せ、プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達
した際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持
して切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を
継続し、次いでプラズマ切断トーチを徐々にフィン表面
にほぼ垂直をなす向きに立てながら管の側部を切断し、
この動作を繰り返して開口部の管の軸方向両端部の切断
を完了させ、次いでプラズマ切断トーチによって開口部
のうち、管の軸方向の両端部のフィンを切断し、メンブ
レンパネル開口部を自動で形成するパネルの開口部自動
形成方法。
されたパネルの開口部自動形成方法によって達成され
る。すなわち、 (1) 直径４０ｍｍ未満の複数の管と、該管の間に配設さ
れ隣接する管同士を接続する平板状のフィンとからなる
溶接構造のメンブレンパネルの片面側から、プラズマ切
断トーチを保持させた多関節ロボットにより、自動運転
によってフィンと管とを切断して所要の開口部を得る方
法において、パネル開口部の管と垂直方向の切断線に沿
って、フィン部においてはフィン表面にほぼ垂直方向を
なすようにプラズマ切断トーチを姿勢制御して切断を行
わせ、プラズマ切断トーチが管部に接近した際に、管の
側部と下部との間に中空部を存在させない向きにプラズ
マ切断トーチを傾斜させ、管の側部と下部とを一体にし
た見掛けの板厚に適応させて切断速度を調整しながら、
プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に達するま
で徐々にプラズマ切断トーチの傾斜を強めながら切断を
行わせ、プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に
到達した際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を
保持して切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切
断を継続し、次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形
状に沿って、プラズマ切断トーチの姿勢制御を行いなが
ら管の上部のみの切断を行わせ、プラズマ切断トーチが
他側のフィン部に接近した際には、管の側部と下部との
間に中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを
傾斜させて、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板
厚に適応させて切断速度を調整しながら切断を行なわ
せ、プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達
した際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持
して切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を
継続し、次いでプラズマ切断トーチを徐々にフィン表面
にほぼ垂直をなす向きに立てながら管の側部を切断し、
この動作を繰り返して開口部の管の軸方向両端部の切断
を完了させ、次いでプラズマ切断トーチによって開口部
のうち、管の軸方向の両端部のフィンを切断し、メンブ
レンパネル開口部を自動で形成するパネルの開口部自動
形成方法。
【００１２】(2) 直径４０ｍｍ未満の複数の管を、管同
士が密着するようなピッチで配設して形成したパネルの
片面側から、プラズマ切断トーチを保持させた多関節ロ
ボットにより、自動運転によって管を切断して所要の開
口部を得る方法において、パネル開口部の管と垂直方向
の切断線に沿って、まず、管の側部と下部との間にでき
るだけ中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチ
を傾斜させ、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板
厚に適応させて切断速度を調整しながら、プラズマ切断
トーチの向きが管の下部中央部に達するまで徐々にプラ
ズマ切断トーチの傾斜を強めながら切断を行わせ、プラ
ズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した際
に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して切
断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形状に沿っ
て、プラズマ切断トーチを姿勢制御しながら管の上部の
みの切断を行わせ、プラズマ切断トーチが管の他側の側
部に接近した際には、管の側部と下部との間にできるだ
け中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを傾
斜させて、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板厚
に適応させて切断速度を調整しながら切断を行なわせ、
プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、次いでプラズマ切断トーチを徐々に立てながら管側
部を切断し、この動作を繰り返して開口部の管の軸方向
両端部の切断を完了させるパネルの開口部自動形成方
法。
士が密着するようなピッチで配設して形成したパネルの
片面側から、プラズマ切断トーチを保持させた多関節ロ
ボットにより、自動運転によって管を切断して所要の開
口部を得る方法において、パネル開口部の管と垂直方向
の切断線に沿って、まず、管の側部と下部との間にでき
るだけ中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチ
を傾斜させ、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板
厚に適応させて切断速度を調整しながら、プラズマ切断
トーチの向きが管の下部中央部に達するまで徐々にプラ
ズマ切断トーチの傾斜を強めながら切断を行わせ、プラ
ズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した際
に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して切
断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形状に沿っ
て、プラズマ切断トーチを姿勢制御しながら管の上部の
みの切断を行わせ、プラズマ切断トーチが管の他側の側
部に接近した際には、管の側部と下部との間にできるだ
け中空部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを傾
斜させて、管の側部と下部とを一体にした見掛けの板厚
に適応させて切断速度を調整しながら切断を行なわせ、
プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、次いでプラズマ切断トーチを徐々に立てながら管側
部を切断し、この動作を繰り返して開口部の管の軸方向
両端部の切断を完了させるパネルの開口部自動形成方
法。
【００１３】(3) 直径４０ｍｍ以上の複数の管と、該管
の間に配設され隣接する管同士を接続する平板状のフィ
ンとからなる溶接構造のメンブレンパネルの片面側から
ツールチェンジャによってプラズマ切断トーチとガス切
断トーチのいずれかを選択的に保持させた多関節ロボッ
トにより、自動運転によってフィンと管とを切断して所
要の開口部を得る方法であって、プラズマ切断トーチに
よってパネル開口部内に位置する管の切断線に接する両
側のフィンを、該フィンが接続されている管の表面から
少なくとも１ｍｍ以上の距離を保持させ、かつ、切断線
から管の軸方向に前記ガス切断トーチの直径よりも大き
い長さを切断線を中心にして振り分けて切断してガス切
断トーチ挿入用開口部を形成し、続いてプラズマ切断ト
ーチによって上記切断したフィン部に接する開口部内の
管を切断線に沿って一定の深さまで切断し、上記フィン
の切断と管の一定深さまでの切断を開口部内の管の軸方
向両端部において行わせ、開口部の管の軸方向のフィン
を切断し、プラズマ切断トーチをツールチェンジャによ
ってガス切断トーチに自動的に切り替え、ガス切断トー
チを前記ガス切断トーチ挿入用開口部を通じて当該管の
切断部に挿入して管の切断未完了部の切断を完了させ、
ガス切断により管の切断未完了部の切断がすべて完了し
た後、ガス切断トーチをツールチャンジャによって、プ
ラズマ切断トーチに自動的に切り換え、開口部の管の軸
方向両端部のフィンを切断し、メンブレンパネル開口部
を自動で生成するパネルの開口部自動形成方法である。
の間に配設され隣接する管同士を接続する平板状のフィ
ンとからなる溶接構造のメンブレンパネルの片面側から
ツールチェンジャによってプラズマ切断トーチとガス切
断トーチのいずれかを選択的に保持させた多関節ロボッ
トにより、自動運転によってフィンと管とを切断して所
要の開口部を得る方法であって、プラズマ切断トーチに
よってパネル開口部内に位置する管の切断線に接する両
側のフィンを、該フィンが接続されている管の表面から
少なくとも１ｍｍ以上の距離を保持させ、かつ、切断線
から管の軸方向に前記ガス切断トーチの直径よりも大き
い長さを切断線を中心にして振り分けて切断してガス切
断トーチ挿入用開口部を形成し、続いてプラズマ切断ト
ーチによって上記切断したフィン部に接する開口部内の
管を切断線に沿って一定の深さまで切断し、上記フィン
の切断と管の一定深さまでの切断を開口部内の管の軸方
向両端部において行わせ、開口部の管の軸方向のフィン
を切断し、プラズマ切断トーチをツールチェンジャによ
ってガス切断トーチに自動的に切り替え、ガス切断トー
チを前記ガス切断トーチ挿入用開口部を通じて当該管の
切断部に挿入して管の切断未完了部の切断を完了させ、
ガス切断により管の切断未完了部の切断がすべて完了し
た後、ガス切断トーチをツールチャンジャによって、プ
ラズマ切断トーチに自動的に切り換え、開口部の管の軸
方向両端部のフィンを切断し、メンブレンパネル開口部
を自動で生成するパネルの開口部自動形成方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す図で、直径４０ｍｍ未満の管を使用したメンブレ
ンパネルをプラズマ切断トーチ単独で的確に切断させる
方法を説明する図である。図１において、まず(a) はフ
ィン２の切断を行う場合を示し、プラズマ切断トーチ３
はフィン２の表面にほぼ垂直方向をなすように姿勢制御
した状態で通常の速度で切断を行わせる。
を示す図で、直径４０ｍｍ未満の管を使用したメンブレ
ンパネルをプラズマ切断トーチ単独で的確に切断させる
方法を説明する図である。図１において、まず(a) はフ
ィン２の切断を行う場合を示し、プラズマ切断トーチ３
はフィン２の表面にほぼ垂直方向をなすように姿勢制御
した状態で通常の速度で切断を行わせる。
【００１５】(b) において、プラズマ切断トーチ３が管
１に接近した際に、プラズマ切断トーチ３を傾けて管１
の側部および下部の切断を開始する。この際、管１の側
部と下部との間に中空部を存在させない向きにプラズマ
切断トーチ３を位置させ、管１の側部と下部とを一体に
した見掛けの板厚が増大するため、それに適応させて切
断速度を低下させる。
１に接近した際に、プラズマ切断トーチ３を傾けて管１
の側部および下部の切断を開始する。この際、管１の側
部と下部との間に中空部を存在させない向きにプラズマ
切断トーチ３を位置させ、管１の側部と下部とを一体に
した見掛けの板厚が増大するため、それに適応させて切
断速度を低下させる。
【００１６】(c) において、更にプラズマ切断トーチ３
を傾けて管１の下部のほぼ中間部まで切断する。この
時、切断を確実に行うために必要な時間、管１の下部中
央付近でプラズマ切断トーチ３を停止しながらプラズマ
アーク９を出す。
を傾けて管１の下部のほぼ中間部まで切断する。この
時、切断を確実に行うために必要な時間、管１の下部中
央付近でプラズマ切断トーチ３を停止しながらプラズマ
アーク９を出す。
【００１７】(d) において、次にプラズマ切断トーチ３
を管１の上部に沿って切断を続ける。この時は薄板と同
じで、高速でプラズマ切断トーチ３を移動させる。
を管１の上部に沿って切断を続ける。この時は薄板と同
じで、高速でプラズマ切断トーチ３を移動させる。
【００１８】(e) において、プラズマ切断トーチ３が反
対側に到達した際には、管１の側部と下部との間に中空
部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを傾斜さ
せ、管１の側部と下部とを一体にした見掛けの板厚に適
応させて切断速度を調整しながら切断を行わせ、プラズ
マ切断トーチ３の向きが管１の下部中央付近に到達した
際に、プラズマ切断トーチ３を傾斜した状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、管１の下部にプラズマアーク９を貫通させる。
対側に到達した際には、管１の側部と下部との間に中空
部を存在させない向きにプラズマ切断トーチを傾斜さ
せ、管１の側部と下部とを一体にした見掛けの板厚に適
応させて切断速度を調整しながら切断を行わせ、プラズ
マ切断トーチ３の向きが管１の下部中央付近に到達した
際に、プラズマ切断トーチ３を傾斜した状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、管１の下部にプラズマアーク９を貫通させる。
【００１９】(f) において、プラズマ切断トーチ３の傾
きを元に戻しながら管１の側部の切断を行わせるが、こ
の時も見掛けの板厚が増大するため、切断速度を低下さ
せる。
きを元に戻しながら管１の側部の切断を行わせるが、こ
の時も見掛けの板厚が増大するため、切断速度を低下さ
せる。
【００２０】この操作を繰り返すことにより、中空部を
有するメンブレンパネルであっても、プラズマ切断トー
チによって片面側から的確に切断を行い、所定の開口部
を自動操作によって得ることが可能になる。
有するメンブレンパネルであっても、プラズマ切断トー
チによって片面側から的確に切断を行い、所定の開口部
を自動操作によって得ることが可能になる。
【００２１】上記実施の形態においては、メンブレンパ
ネルを対象にして説明したが、パネルが直径４０ｍｍ未
満の複数の管を接近させて配設して形成したものである
場合には、上記のフィンの切断の過程がないのみで、プ
ラズマ切断トーチ３のみによって自動的にかつ効率よく
開口部を得ることができることは同様である。
ネルを対象にして説明したが、パネルが直径４０ｍｍ未
満の複数の管を接近させて配設して形成したものである
場合には、上記のフィンの切断の過程がないのみで、プ
ラズマ切断トーチ３のみによって自動的にかつ効率よく
開口部を得ることができることは同様である。
【００２２】図２〜５は、本発明に基づく第２の実施の
形態を説明する図で、直径４０ｍｍ以上の管を使用した
メンブレンパネルを対象にした場合の、開口部自動形成
方法の要部を説明する図である。まず図２に示すよう
に、開口部切断線上のメンブレンパネル５の管１および
フィン２の表面にほぼ垂直方向をなすようにプラズマ切
断トーチ３を姿勢制御しながら、管１の軸と垂直方向に
走行させて管１およびフィン２を切断する。
形態を説明する図で、直径４０ｍｍ以上の管を使用した
メンブレンパネルを対象にした場合の、開口部自動形成
方法の要部を説明する図である。まず図２に示すよう
に、開口部切断線上のメンブレンパネル５の管１および
フィン２の表面にほぼ垂直方向をなすようにプラズマ切
断トーチ３を姿勢制御しながら、管１の軸と垂直方向に
走行させて管１およびフィン２を切断する。
【００２３】プラズマ切断トーチ３はアークの到達距離
が約４０ｍｍであることから、管１の直径がそのアーク
の到達距離４０ｍｍよりも大きい場合には、図２におい
てハッチングで示す範囲の管１およびフィン２のみが切
断され、管１の断面下部（白抜き部）は切断されずに残
る。
が約４０ｍｍであることから、管１の直径がそのアーク
の到達距離４０ｍｍよりも大きい場合には、図２におい
てハッチングで示す範囲の管１およびフィン２のみが切
断され、管１の断面下部（白抜き部）は切断されずに残
る。
【００２４】この状態で図示しない多関節ロボットに接
続されたツールチェンジャによってプラズマ切断トーチ
３をガス切断トーチ４に切り替え、図３にハッチングで
示す管１の切断部の残りの部分を切断する。
続されたツールチェンジャによってプラズマ切断トーチ
３をガス切断トーチ４に切り替え、図３にハッチングで
示す管１の切断部の残りの部分を切断する。
【００２５】図４〜５は、直径４０ｍｍ以上の複数の管
とフィンとからなるメンブレンパネルに開口部を形成す
る際に、プラズマ切断トーチ３によってフィン２にガス
切断トーチ挿入用開口部を形成するとともに、管の上半
部を切断させる時の状態を説明する図で、まず、図４に
示すようにメンブレンパネルの管１およびフィン２上に
開口すべき位置に仮想の切断線７，８を定め、図示しな
いロボットに把持させたプラズマ切断トーチ３によっ
て、図５に示す軌跡に準じてフィン２にガス切断トーチ
の直径よりも大きいガス切断トーチ挿入用開口部を形成
するとともに、切断線７，８に沿ったフィン２の切断
と、管１の一定深さまでの切断を連続的に行わせる。開
口部のうち、管１の軸と平行をなす方向の両端部のフィ
ン２の切断は、各切断線７，８に沿った切断の始めまた
は終わりにプラズマ切断トーチ３によって行わせる。
とフィンとからなるメンブレンパネルに開口部を形成す
る際に、プラズマ切断トーチ３によってフィン２にガス
切断トーチ挿入用開口部を形成するとともに、管の上半
部を切断させる時の状態を説明する図で、まず、図４に
示すようにメンブレンパネルの管１およびフィン２上に
開口すべき位置に仮想の切断線７，８を定め、図示しな
いロボットに把持させたプラズマ切断トーチ３によっ
て、図５に示す軌跡に準じてフィン２にガス切断トーチ
の直径よりも大きいガス切断トーチ挿入用開口部を形成
するとともに、切断線７，８に沿ったフィン２の切断
と、管１の一定深さまでの切断を連続的に行わせる。開
口部のうち、管１の軸と平行をなす方向の両端部のフィ
ン２の切断は、各切断線７，８に沿った切断の始めまた
は終わりにプラズマ切断トーチ３によって行わせる。
【００２６】前述のように、管１の直径がプラズマ切断
トーチ３のアークの長さよりも小さい場合には管１とフ
ィン２の両方を、プラズマ切断装置３単独で切断するこ
とが可能であるが、管１の直径がプラズマ切断トーチ３
のアークの長さよりも大きい場合にはプラズマ切断トー
チ３による切断完了後、図５に示す軌跡のうち管１の切
断線に沿ってガス切断トーチ４を走行させ、所定のガス
を噴出させることにより、所望の開口部が完成される。
トーチ３のアークの長さよりも小さい場合には管１とフ
ィン２の両方を、プラズマ切断装置３単独で切断するこ
とが可能であるが、管１の直径がプラズマ切断トーチ３
のアークの長さよりも大きい場合にはプラズマ切断トー
チ３による切断完了後、図５に示す軌跡のうち管１の切
断線に沿ってガス切断トーチ４を走行させ、所定のガス
を噴出させることにより、所望の開口部が完成される。
【００２７】上記発明の実施の形態においては、メンブ
レンパネルを対象にして説明したが、パネルが直径４０
ｍｍ以上の複数の管を接近させて配設して形成したもの
である場合には、上記のフィンの切断の過程がないのみ
で、プラズマ切断トーチ３とガス切断トーチ４とを適宜
交換することにより、自動的にかつ効率よく開口部を得
ることができることは同様である。
レンパネルを対象にして説明したが、パネルが直径４０
ｍｍ以上の複数の管を接近させて配設して形成したもの
である場合には、上記のフィンの切断の過程がないのみ
で、プラズマ切断トーチ３とガス切断トーチ４とを適宜
交換することにより、自動的にかつ効率よく開口部を得
ることができることは同様である。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明によれば、従来プラズ
マ切断トーチ単独では切断が困難であった中空部を有す
るメンブレンパネルあるいは複数の管を接近させて配設
して形成したパネルであっても、プラズマ切断トーチを
中空部材に応じた独自の軌跡および切断条件を用いるこ
とにより、片面側からの自動による切断を可能にすると
ともに、プラズマ切断トーチで一気に切断し得ない厚さ
の厚い、あるいは複雑な断面形状を有するパネルであっ
ても、的確かつ迅速に、自動的に切断を行わせて、様々
な形状の開口部を形成させることが可能になるという効
果を奏する。
マ切断トーチ単独では切断が困難であった中空部を有す
るメンブレンパネルあるいは複数の管を接近させて配設
して形成したパネルであっても、プラズマ切断トーチを
中空部材に応じた独自の軌跡および切断条件を用いるこ
とにより、片面側からの自動による切断を可能にすると
ともに、プラズマ切断トーチで一気に切断し得ない厚さ
の厚い、あるいは複雑な断面形状を有するパネルであっ
ても、的確かつ迅速に、自動的に切断を行わせて、様々
な形状の開口部を形成させることが可能になるという効
果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すメンブレンパ
ネルの切断の過程を説明する図である。
ネルの切断の過程を説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すメンブレンパ
ネルの部分断面図である。
ネルの部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すメンブレンパ
ネルの部分断面図である。
ネルの部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す、メンブレン
パネルに形成する切り欠き部の平面図である。
パネルに形成する切り欠き部の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す、メンブレン
パネルに切り欠き部を形成するプラズマ切断トーチの軌
跡の例である。
パネルに切り欠き部を形成するプラズマ切断トーチの軌
跡の例である。
１ 管 ２ フィン ３ プラズマ切断トーチ ４ ガス切断トーチ ５ メンブレンパネル ６ 切り欠き部 ７，８ 切断線 ９ プラズマアーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山角 覚 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (56)参考文献 特開 昭57−142403（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−217175（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71903（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−33985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−2245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−52565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−100949（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−102366（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 10/00 B23K 7/00 B23K 9/00 F22B 37/02
Claims (3)
- 【請求項１】 直径４０ｍｍ未満の複数の管と、該管の
間に配設され隣接する管同士を接続する平板状のフィン
とからなる溶接構造のメンブレンパネルの片面側から、
プラズマ切断トーチを保持させた多関節ロボットによ
り、自動運転によってフィンと管とを切断して所要の開
口部を得る方法において、パ ネル開口部の管と垂直方向の切断線に沿って、 フィン部においてはフィン表面にほぼ垂直方向をなすよ
うにプラズマ切断トーチを姿勢制御して切断を行わせ、 プラズマ切断トーチが管部に接近した際に、管の側部と
下部との間に中空部を存在させない向きにプラズマ切断
トーチを傾斜させ、管の側部と下部とを一体にした見掛
けの板厚に適応させて切断速度を調整しながら、プラズ
マ切断トーチの向きが管の下部中央部に達するまで徐々
にプラズマ切断トーチの傾斜を強めながら切断を行わ
せ、 プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、 次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形状に沿って、
プラズマ切断トーチの姿勢制御を行いながら管の上部の
みの切断を行わせ、 プラズマ切断トーチが他側のフィン部に接近した際に
は、管の側部と下部との間に中空部を存在させない向き
にプラズマ切断トーチを傾斜させて、管の側部と下部と
を一体にした見掛けの板厚に適応させて切断速度を調整
しながら切断を行なわせ、 プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、 次いでプラズマ切断トーチを徐々にフィン表面にほぼ垂
直をなす向きに立てながら管の側部を切断し、 この動作を繰り返して開口部の管の軸方向両端部の切断
を完了させ、 次いでプラズマ切断トーチによって開口部のうち、管の
軸方向の両端部のフィンを切断し、メンブレンパネル開
口部を自動で形成することを特徴とするパネルの開口部
自動形成方法。 - 【請求項２】 直径４０ｍｍ未満の複数の管を、管同士
が密着するようなピッチで配設して形成したパネルの片
面側から、プラズマ切断トーチを保持させた多関節ロボ
ットにより、自動運転によって管を切断して所要の開口
部を得る方法において、パ ネル開口部の管と垂直方向の切断線に沿って、 まず、管の側部と下部との間にできるだけ中空部を存在
させない向きにプラズマ切断トーチを傾斜させ、管の側
部と下部とを一体にした見掛けの板厚に適応させて切断
速度を調整しながら、プラズマ切断トーチの向きが管の
下部中央部に達するまで徐々にプラズマ切断トーチの傾
斜を強めながら切断を行わせ、 プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、 次いでプラズマ切断トーチを管の上部の形状に沿って、
プラズマ切断トーチを姿勢制御しながら管の上部のみの
切断を行わせ、 プラズマ切断トーチが管の他側の側部に接近した際に
は、管の側部と下部との間にできるだけ中空部を存在さ
せない向きにプラズマ切断トーチを傾斜させて、管の側
部と下部とを一体にした見掛けの板厚に適応させて切断
速度を調整しながら切断を行なわせ、 プラズマ切断トーチの向きが管の下部中央部に到達した
際に、プラズマ切断トーチを傾斜させた状態を保持して
切断を確実に行うために必要な時間プラズマ切断を継続
し、 次いでプラズマ切断トーチを徐々に立てながら管側部を
切断し、 この動作を繰り返して開口部の管の軸方向両端部の切断
を完了させることを特徴とするパネルの開口部自動形成
方法。 - 【請求項３】 直径４０ｍｍ以上の複数の管と、該管の
間に配設され隣接する管同士を接続する平板状のフィン
とからなる溶接構造のメンブレンパネルの片面側からツ
ールチェンジャによってプラズマ切断トーチとガス切断
トーチのいずれかを選択的に保持させた多関節ロボット
により、自動運転によってフィンと管とを切断して所要
の開口部を得る方法であって、 プラズマ切断トーチによってパネル開口部内に位置する
管の切断線に接する両側のフィンを、該フィンが接続さ
れている管の表面から少なくとも１ｍｍ以上の距離を保
持させ、かつ、切断線から管の軸方向に前記ガス切断ト
ーチの直径よりも大きい長さを切断線を中心にして振り
分けて切断してガス切断トーチ挿入用開口部を形成し、 続いてプラズマ切断トーチによって上記切断したフィン
部に接する開口部内の管を切断線に沿って一定の深さま
で切断し、 上記フィンの切断と管の一定深さまでの切断を開口部内
の管の軸方向両端部において行わせ、 開口部の管の軸方向のフィンを切断し、 プラズマ切断トーチをツールチェンジャによってガス切
断トーチに自動的に切り替え、 ガス切断トーチを前記ガス切断トーチ挿入用開口部を通
じて当該管の切断部に挿入して管の切断未完了部の切断
を完了させ、 ガス切断により管の切断未完了部の切断がすべて完了し
た後、ガス切断トーチをツールチャンジャによって、プ
ラズマ切断トーチに自動的に切り換え、開口部の管の軸
方向両端部のフィンを切断し、メンブレンパネル開口部
を自動で生成することを特徴とするパネルの開口部自動
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9091126A JP2994298B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | パネルの開口部自動形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9091126A JP2994298B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | パネルの開口部自動形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277749A JPH10277749A (ja) | 1998-10-20 |
| JP2994298B2 true JP2994298B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14017845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9091126A Expired - Fee Related JP2994298B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | パネルの開口部自動形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994298B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4616675B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-01-19 | コマツ産機株式会社 | 熱切断装置 |
| JP5737744B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2015-06-17 | トピー工業株式会社 | 履板の溶断システム及び溶断方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54128959A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-05 | Teikoku Sanso Kk | High speed gas cutting |
| JPS57142403A (en) * | 1981-02-28 | 1982-09-03 | Babcock Hitachi Kk | Opening for membrane panel |
| JPS61102366U (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-30 | ||
| JPH02217175A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-29 | Komatsu Ltd | プラズマアーク切断機 |
| JP2650082B2 (ja) * | 1993-01-28 | 1997-09-03 | 三井造船株式会社 | 形鋼プラズマ切断法 |
| JP3506745B2 (ja) * | 1993-11-15 | 2004-03-15 | 日酸Ｔａｎａｋａ株式会社 | 切断トーチの姿勢制御方法及びこの方法を用いた切断装置 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP9091126A patent/JP2994298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10277749A (ja) | 1998-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |