JP4111467B2

JP4111467B2 - Plasma cutting machine

Info

Publication number: JP4111467B2
Application number: JP14454797A
Authority: JP
Inventors: 和夫小玉
Original assignee: Kohtaki Precision Machine Co Ltd
Current assignee: Kohtaki Precision Machine Co Ltd
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH10314950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズムトーチを移動させて鋼板等を切断するプラズマ切断機に関し、特には開先切断に好適なプラズマ切断機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼板等の端面に溶接接合するための開先を形成する場合、例えば開先切断用のプラズマ切断機等が使用されている。このプラズマ切断機は、通常、プラズマトーチを開先角度に対応した所定角度傾斜可能に支持する支持装置を備えており、この支持装置を所定の切断方向に移動可能な移動装置により移動させて開先切断を行っている。
【０００３】
上記のトーチ支持装置としては、例えば図１１及び図１２に示したようなトーチ支持手段が知られている。以下に、同図に基づいて説明する。
支持部材６１はプラズマトーチ３１のクランプ部分を回動自在に支持しており、例えば直交３軸方向に移動可能な図示しない本体アームに取着されている。この支持部材６１にはベアリング６２が取着されており、このベアリング６２に旋回ピン６３ａが水平面内に旋回自在に支持されている。この旋回ピン６３ａの下部には旋回アーム６３が取り付けられており、旋回アーム６３の先端部に水平移動ベース６４が固着されている。そして、この水平移動ベース６４に水平方向にガイドレール６４ａ，６４ｂが取着されており、このガイドレール６４ａ，６４ｂには水平方向に移動自在に水平移動テーブル６５が支承されている。水平移動ベース６４には水平移動モータ７３が取着されており、この水平移動モータ７３によって図示しないボールネジ及びナット等の駆動伝達手段を介して水平移動テーブル６５を水平移動するようになっている。
【０００４】
また、水平移動テーブル６５には円弧形状をした円弧状ベース６６が取着されており、この円弧状ベース６６に円弧状にガイドレール６６ａ，６６ｂが布設されている。そして、このガイドレール６６ａ，６６ｂに傾斜動テーブル６７が支承されており、この傾斜動テーブル６７に取着されたホルダー３５によってプラズマトーチ３１がクランプされて支持されている。また、円弧状ベース６６の円弧状側面に沿ってラック６８ａが取り付けられており、また傾斜動テーブル６７の取着された傾斜動モータ６９の出力軸にピニオン６８ｂが取り付けられている。そして、このラック６８ａとピニオン６８ｂは係合しており、傾斜動モータ６９の回動駆動によって傾斜動テーブル６７を円弧状ベース６６の沿って移動させ、プラズマトーチ３１を所定角度に傾斜させることができる。
【０００５】
前記支持部材６１には旋回モータ７１が取り付けられており、前記旋回アーム６３はこの旋回アーム７１によって図示しないギア列等の駆動伝達手段を介して旋回駆動されるようになっている。さらに、この支持部材６１の上部には、旋回ピン６３ａの軸心線上にスリップリング７２が配設されていて、前記水平移動モータ７３及び傾斜動モータ６９の駆動用の動力信号や位置信号がこのスリップリング７２を介して本体側の制御装置（図示せず）に接続されている。
【０００６】
このような構成において、板厚Ｔの鋼材Ｋを開先切断するときは、所望の開先角度αに合うように、傾斜動モータ６９によりプラズマトーチ３１を傾斜させると共に、所望の開先長さＳを得るために水平移動モータ７３により移動させ、この状態で本体アームの前記直交３軸を同時制御してプラズマトーチ３１を所定の切断方向へ移動させる。さらに、例えばコーナー部等のように切断方向を変更する場合には、旋回モータ７１により旋回させながら、水平移動モータ７３と本体アームの前記直交３軸との同時制御を行うことにより可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のトーチ支持装置においては、以下に示すような問題が生じている。
1)プラズマトーチ３１を傾斜させる手段以外に、開先長さを確保するための水平移動モータ７３が必要であり、また、プラズマトーチ３１を旋回させる動力信号や位置信号を送受信するためにスリップリング７２が必要となっている。この結果、支持部材６１に取り付けられている上記のプラズマトーチ３１の傾斜及び旋回のためのトーチ支持部が大型化している。したがって、プラズマ切断機全体が大型化し、またコスト高になっている。
2)さらに、旋回アーム６３に装着されている部品及び部材は重量が非常に重くなっているので、旋回モータ７１の負荷が重くなると共に、慣性モーメントも大きくなっている。このために、切断方向を変更するときの制御性を向上するために旋回性能を向上し、かつ、小型化及び軽量化を行う際に大きな問題となっている。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、トーチ支持部を小型化でき、開先切断に好適なプラズマ切断機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、定盤２の上面と平行なＸ軸方向に移動自在な台車３ａ，３ｂと、この台車３ａ，３ｂの上部に設けられ、定盤２の上面と平行で、かつ、Ｘ軸方向と垂直なＹ軸方向に移動自在なＹ軸台車５と、このＹ軸台車５に設けられ、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに垂直なＺ軸方向に移動自在なトーチ支持部を備え、このトーチ支持部に支持されたプラズマトーチ３１を傾斜させながら前記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸の内の少なくともいずれかの方向に移動させて定盤２上の鋼材Ｋの開先切断を行うプラズマ切断機において、
前記トーチ支持部に取着され、Ｘ軸方向と平行な第１回動軸１１を回動自在に支持すると共に、この第１回動軸１１を回動させる第１回動手段１５を有する第１回動装置１０と、
この第１回動装置１０の前記第１回動軸１１に取着され、Ｙ軸方向と平行な第２回動軸２１を回動自在に支持すると共に、この第２回動軸２１を回動させる第２回動手段２５を有する第２回動装置２０と、
この第２回動装置２０の前記第２回動軸２１に取着され、プラズマトーチ３１のＺ軸方向の軸心がこの第２回動軸２１と直交するように支持するトーチホルダ３０と、
開先切断中に開先切断軌跡に沿って、プラズマトーチ３１の軸心線がこの開先切断軌跡上を通って移動するように、第１回動軸１１及び第２回動軸２１の回りのプラズマトーチ３１の回動に伴って、前記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向のプラズマトーチ３１の移動を同時制御する制御器４０とを備え、
前記プラズマトーチ３１の軸心を、前記第１回動軸１１をはさんで前記第２回動装置２０の第２回動手段２５と反対側に位置させた構成としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によると、プラズマトーチをＸ軸方向に平行な第１回動軸回りに回動するとＹＺ面内で回動するので、プラズマトーチの先端部がＹ軸方向とＺ軸方向に移動し、また、第２回動軸回りに回動すると主にＸＺ面内で回動するので、プラズマトーチの先端部がＸ軸方向とＺ軸方向に移動する。したがって、開先切断時に開先角度に適合させてプラズマトーチを回動するとき、プラズマトーチの軸心線が所定の開先切断軌跡上を移動するように、プラズマトーチの先端部の上記ずれをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の移動を同時制御して補正している。これによって、連続的に滑らかに開先切断を行うことができる。また、プラズマトーチを旋回させることなく、直交する２つの回動軸によって所定の開先角度に容易に制御可能となると共に、本体側の直交する３軸方向の移動の同時制御によって所定の開先寸法及び開先長さの開先を切断できる。この結果、プラズマトーチの支持部の小型化が可能となる。
【００１２】
請求項１に記載の発明によると、第１回動軸１１回りのプラズマトーチのモーメントと第２回動手段（例えば、Ｕ軸モータ等）近傍のモーメントと略等しくなるように、プラズマトーチの軸心位置を第１回動軸１１の軸心位置から偏心させている。これによって、第１回動装置１０の第１回動手段１５（例えば、Ｖ軸モータ等）の負荷が軽くなるので駆動トルクが小さくて済み、また、負荷の慣性モーメントも小さくなり加減速時の制御性を向上できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のプラズマ切断機において、
板厚Ｔ、開先寸法Ｓ、開先切断中のプラズマトーチ進行方向データ、プラズマトーチ進行方向の開先長さＭ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 、及び、表開先又は裏開先の種別等の開先条件を入力する開先条件設定手段４５を設け、
前記制御器４０は、この開先条件設定手段４５から入力した開先条件に基づいて、プラズマトーチ３１の軸心線がこの開先条件に適合する軌跡を通って移動するように、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、第１回動軸１１及び第２回動軸２１の各方向の駆動を同時制御する指令を演算して出力するようにしている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、開先条件データに適合するように、プラズマトーチの軸心線の移動軌跡を制御器が自動的に演算し、この演算された移動軌跡に基づいて各軸の同時制御指令を演算して出力する。したがって、開先切断を自動的に容易に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１、２のいずれか１つに記載のプラズマ切断機において、
前記Ｙ軸台車５の上部に、上面と略平行な面内に揺動自在に支持された第１の支持部材５１と、
この第１の支持部材５１の上部に垂直面内で回動自在に支持された第１のローラ５２と、
前記第１の支持部材５１の下部に一端が固着された揺動アーム５３と、
この揺動アーム５３の他端側に、Ｙ軸台車５の上面と略平行な面内に揺動自在に支持された第２の支持部材５４と、
この第２の支持部材５４の上部に垂直面内で回動自在に支持された第２のローラ５５と、
第１のローラ５２及び第２のローラ５５を経由して前記プラズマトーチ３１に接続されるトーチケーブル５６と、
前記第１のローラ５２をはさんでプラズマトーチ３１と反対側のトーチケーブル５６に所定の張力を発生させるオモリ５７とを備えた構成としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によると、プラズマトーチの第１回動軸回りの回動及び第２回動軸回りの回動によりトーチケーブルが水平面内で大きく前後及び左右に振れるが、この振れに伴って、揺動アームが左右に揺動すると共に、２つのローラ及びオモリによりケーブルが前後方向に送り出されたり巻き戻しされたりする。したがって、プラズマトーチ近傍でのトーチケーブル処理が非常に楽に、そして確実に行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わるプラズマ切断機の斜視図を示している。
プラズマ切断機１の定盤２の左右には、Ｘ軸方向に沿ってガイドレール２ａ，２ｂが布設され、このガイドレール２ａ，２ｂ上に移動自在にそれぞれ台車３ａ，３ｂが配設されている。左右の台車３ａ，３ｂの上にはＸ軸方向に垂直なＹ軸方向に沿って水平アーム４が搭載されており、この水平アーム４の上部にＹ軸方向に２本のガイドレール４ａ，４ｂが布設されている。そして、ガイドレール４ａ，４ｂ上には、Ｙ軸方向に沿って移動自在にＹ軸台車５が設けられている。これらの水平アーム４及びＹ軸台車５は、それぞれサーボモータ等からなる図示しないＸ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段により駆動されるようになっている。
【００２０】
Ｙ軸台車５のＸ軸方向の端部には下方に延びて設けられた垂直アーム５ａが固設されており、この垂直アーム５ａのＹ軸方向に平行な側面には上下方向のＺ軸方向に沿って布設されたガイドレール６ａ，６ｂを介してトーチ支持部がＺ軸方向に移動自在に支承されている。本発明に係わるプラズマ切断機においては、このトーチ支持部は第１回動装置１０と、第２回動装置２０と、トーチホルダ３０とからなっている。
【００２１】
第１回動装置１０は、Ｘ軸方向の軸心を有する第１回動軸１１を中心に回動自在に第２回動装置２０を支持している。また、第２回動装置２０は、第１回動軸１１の軸心に直交する方向の軸心を有する第２回動軸２１を中心に回動自在にトーチホルダ３０を支持している。そして、このトーチホルダ３０によりプラズマトーチ３１が、第１回動軸１１及び第２回動軸２１の各軸心に直交する方向にクランプされている。
【００２２】
また、Ｙ軸台車５の上部には、トーチケーブル５６をプラズマトーチ３１に接続するためのケーブル支持手段５０が配設されている。このケーブル支持手段５０は、Ｙ軸台車５の上部に水平面内に揺動自在に配設され、かつ、垂直面内に回動自在に支持された第１のローラ５２と、同じく水平面内に揺動自在に配設され、かつ、垂直面内に回動自在に支持された第２のローラ５５とを備えている。そして、トーチケーブル５６は第１のローラ５２と第２のローラ５５とを経由してプラズマトーチ３１に接続されている。また、第１のローラ５２をはさんでプラズマトーチ３１と反対側のトーチケーブル５６の所定位置にはオモリ５８が接続されており、このオモリ５８によってトーチケーブル５６に所定の張力が発生している。
【００２３】
図２及び図３は、それぞれ第１回動装置１０及び第２回動装置２０の詳細を表す平面図及び正面図を示している。以下、同図に基づいて説明する。
第１回動装置１０は、Ｘ軸方向に互いに離間している１組のボックス１２ａ，１２ｂ、及び両ボックス１２ａ，１２ｂを連結する連結部材１２ｃを備えている。ボックス１２ａの基端側の面１２a1は第１回動装置１０のベース１０ａに取着されており、このベース１０ａはガイドレール６ａ，６ｂを介して垂直アーム５ａにＺ軸方向に移動自在に支承されている。また、このベース１０ａには例えばサーボモータ等からなるＺ軸駆動手段８が取着されており、このＺ軸駆動手段８の出力軸８ａにはピニオン７ｂが取り付けられている。そして、垂直アーム５ａ側にはこのピニオン７ｂと係合するようにラック７ａがＺ軸方向に取着されており、Ｚ軸駆動手段８を作動させることによりベース１０ａがＺ軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
また、ボックス１２ａの面１２a1に対向する面１２a2、及びこの面１２a2に対向するボックス１２ｂの面１２b1には、それぞれ軸受け１３ａ，１３ｂが取り付けられている。ボックス１２ａとボックス１２ｂとの間には第２回動装置２０の矩形フレーム２２が配設されており、前記面１２a2に対向するこの矩形フレーム２２の面２２a1には第１回動軸１１ａが、また、前記面１２b1に対向するこの矩形フレーム２２の面２２a2（つまり、面２２a1の対面）には第１回動軸１１ｂが、それぞれＸ軸方向に平行に、かつ、同一軸線上に取り付けられている。そして、これらの第１回動軸１１ａ，１１ｂはそれぞれ前記軸受け１３ａ，１３ｂによって回動自在に支持されている。なお、前記第１回動軸１１は、この第１回動軸１１ａ，１１ｂからなっている。
【００２５】
また、第１回動軸１１ｂの矩形フレーム２２と反対側の端部はボックス１２ｂの内部に突出しており、この突出した端部にはかさ歯車１４ａが取り付けられている。ボックス１２ｂの前記面１２b1と直交する面１２b2に例えばサーボモータ等からなる第１回動手段１５が取着されており、この第１回動手段１５の出力軸１５ａにはかさ歯車１４ｂが上記かさ歯車１４ａに噛み合うように取り付けられている。そして、第１回動手段１５を駆動することにより、かさ歯車１４ｂ及びかさ歯車１４ａを介して、矩形フレーム２２が第１回動軸１１ａ，１１ｂを中心に回動されるようになっている。
【００２６】
また、矩形フレーム２２の他の対向する２面、すなわち、面２２b1，２２b2には軸受け２３ａ，２３ｂが取り付けられている。矩形フレーム２２の内側にはトーチホルダ３０が設けられており、このトーチホルダ３０の前記面２２b1に対向する端面に第２回動軸２１ａが、また、トーチホルダ３０の前記面２２b2に対向する端面に第２回動軸２１ｂが、それぞれ第１回動軸１１ａ，１１ｂの軸心に垂直に、すなわちＹ軸方向と平行に取り付けられている。そして、第２回動軸２１ａ，２１ｂはそれぞれ軸受け２３ａ，２３ｂによって回動自在に支持されている。なお、前記第２回動軸２１は第２回動軸２１ａ，２１ｂからなっている。
【００２７】
第２回動軸２１ｂのトーチホルダ３０と反対側の端部はボックス２６の内部に突出しており、この突出した端部にはかさ歯車２４ａが取り付けられている。矩形フレーム２２の前記面２２b2（つまり、ボックス２６の面２６a1）と直交する面２６a2に例えばサーボモータ等からなる第２回動手段２５が取着されており、この第２回動手段２５の出力軸２５ａにはかさ歯車２４ｂが上記かさ歯車２４ａに噛み合うように取り付けられている。そして、第２回動手段２５を駆動することにより、かさ歯車２４ｂ及びかさ歯車２４ａを介して、トーチホルダ３０が第２回動軸２１ａ，２１ｂを中心に回動されるようになっている。
【００２８】
トーチホルダ３０は、本実施形態においては平面視で略矩形形状をしており、中央部にプラズマトーチ３１をクランプする円孔３２を有する中空支持部材３３が設けられている。この円孔３２の中心軸はＺ軸方向を向いており、第２回動軸２１ａ，２１ｂに直交している。また、円孔３２の中心軸と第２回動軸２１ａ，２１ｂとの交点Ａは、第１回動軸１１ａ，１１ｂの軸心線Ｆを中心にして第２回動手段２５の反対側に所定距離εオフセットした点に位置している。ここで、この所定距離εは、前記軸心線Ｆよりプラズマトーチ３１側に位置する矩形フレーム２２、トーチホルダ３０及びプラズマトーチ３１等の軸心線Ｆ回りのモーメントと、軸心線Ｆより第２回動手段２５側に位置する矩形フレーム２２、ボックス２６及び第２回動手段２５等の軸心線Ｆ回りのモーメントとが略吊り合うように設定される。なお本実施形態では、Ｘ軸方向からプラズマトーチ３１を見て、第１回動軸１１ａ，１１ｂの軸心線Ｆを中心にして、右側に第２回動手段２５が、左側に前記交点Ａが配置されているが、本発明はこの配置に限定されない。
【００２９】
図４及び図５は、それぞれケーブル支持手段５０の平面図、及び図４のＧ視図を表しており、以下同図に基づいてケーブル支持手段５０を詳述する。
Ｙ軸台車５の上面のプラズマトーチ３１と反対側の端部には、第１の支持部材５１の下部がベアリング５７ａを介して水平面内で回動自在に取着されており、この第１の支持部材５１の上部には第１のローラ５２が鉛直面内で回動自在に取着されている。また、第１の支持部材５１の下部には揺動アーム５３の一端が固着されており、この揺動アーム５３の他端側の上面にベアリングリング５７ｂを介して水平面内で回動自在に第２の支持部材５４が取着されている。さらに、この第２の支持部材５４の上部には、第２のローラ５５が鉛直面内で回動自在に取着されている。揺動アーム５３の長さは第２のローラ５５がプラズマトーチ３１の上方近傍に位置するような長さになっており、これによって、第２のローラ５５が揺動アーム５３を介してベアリングリング５７ａの回動中心の回りに揺動自在となっている。
【００３０】
そして、トーチケーブル５６は、第１及び第２のローラ５２，５５を経由してプラズマトーチ３１に接続されている。したがって、プラズマトーチ３１が第１回動軸１１ａ，１１ｂ及び第２回動軸２１ａ，２１ｂの回りにどの様に回動して傾斜しても、上記揺動アーム５３の揺動及び第１及び第２のローラ５２，５５のベアリングリング５７ａ，５７ｂの回りの回動によって、トーチケーブル５６がプラズマトーチ３１の姿勢に容易に追従する。また、第１のローラ５２をはさんでプラズマトーチ３１側と反対のトーチケーブル５６にはオモリ５８により所定の張力がかかっているので、トーチケーブル５６がプラズマトーチ３１の近傍で撓んでしまうようなことが無くなる。この結果、プラズマトーチ３１へのトーチケーブル５６の接続、配線処理等が容易となる。
【００３１】
図６は本発明に係わるプラズマ切断機の制御構成ブロック図を示している。ここでは、プラズマトーチ３１を各軸方向に移動させる各軸駆動手段がサーボモータからなる例を示している。また、第１回動軸１１ａ，１１ｂ回りの回動をＶ軸と表し、第２回動軸２１ａ，２１ｂ回りの回動をＵ軸と表す。
制御器４０からの各軸の速度指令は、それぞれＸ軸アンプ４１Ｘ、Ｙ軸アンプ４１Ｙ、Ｚ軸アンプ４１Ｚ、Ｖ軸アンプ４１Ｖ、Ｕ軸アンプ４１Ｕに入力される。また、各軸モータ、すなわち、Ｘ軸モータ４２Ｘ、Ｙ軸モータ４２Ｙ、Ｚ軸モータ８、Ｖ軸モータ１５、Ｕ軸モータ２５には、それぞれ各軸の移動速度を検出する速度センサ、Ｘ軸速度センサ４３Ｘ、Ｙ軸速度センサ４３Ｙ、Ｚ軸速度センサ４３Ｚ、Ｖ軸速度センサ４３Ｖ及びＵ軸速度センサ４３Ｕと、各軸の移動位置を検出する位置センサ、Ｘ軸位置センサ４４Ｘ、Ｙ軸位置センサ４４Ｙ、Ｚ軸位置センサ４４Ｚ、Ｖ軸位置センサ４４Ｖ及びＵ軸位置センサ４４Ｕとが備えられている。そして、各軸の速度センサの速度信号は対応する各軸アンプに入力されており、各軸の位置センサの位置信号は制御器４０に入力されている。各軸アンプは、制御器４０からの前記速度指令と各軸速度センサからの速度信号との差が小さくなるように、各軸モータの駆動電流を制御する。
【００３２】
また、プラズマ電源４６はプラズマトーチ３１に印加するプラズマ電圧及びそのプラズマ電流を制御するものであり、制御器４０からの制御指令に基づいて出力電圧及び電流を制御している。
【００３３】
一方、鋼材から図面に基づいて所望の溶接部材を切断して切り出すと共に、この溶接部材の所定位置に所定形状の開先を作成するために、この図面に基づいた溶接部材の板厚、切断外形寸法、開先位置、開先寸法、開先長さ及び開先角度等の各設定データが開先条件設定手段４５によって予め制御器４０に設定される。この開先条件設定手段４５は、上記の各設定データを入力するための、例えばキーボード等の操作キーにより構成される。なお、開先条件設定手段４５は、外部の他の制御装置からデータ通信により上記各設定データを入力するようにしてもよい。
【００３４】
制御器４０は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置を主体に構成されている。制御器４０は、開先条件設定手段４５から入力した各設定データに基づいて、開先切断に関するプラズマトーチ制御を実行するための所定の制御データ及び移動軌跡を演算して作成し、この演算した制御データ及び移動軌跡データを内蔵のメモリ４０ａに記憶する。そして、プラズマ切断の実行時には、この制御データ及び移動軌跡データに基づいて、プラズマトーチ３１の各軸方向の移動制御及びプラズマ電源の制御が行われる。
【００３５】
さて、制御器４０においては、プラズマ切断時にプラズマトーチ３１の先端部が所定の軌跡に沿って滑らかに連続的に移動するように、かつ、プラズマトーチ３１の傾斜角度が所定の開先角度となるように、そして、プラズマトーチ３１の先端部と鋼材Ｋとの距離がプラズマ切断に好適な条件を満たすように、各軸の移動量が演算される。ここで、Ｖ軸モータ１５又はＵ軸モータ２５を回動させてプラズマトーチ３１を傾斜させたときでも、プラズマトーチ３１の先端部が所定軌跡に沿って滑らかに連続的に移動するように、傾斜による先端部のずれ、すなわち、傾斜後の先端位置と傾斜前の先端位置とのずれを補正する必要がある。この補正するずれ量は、本実施形態において以下のようにして求められている。
【００３６】
図７は、第１回動軸１１ａ，１１ｂ回りのＶ軸回動における補正量の説明図を示す。同図は、第１回動軸１１ａ，１１ｂの軸心線Ｆの方向からプラズマトーチ３１を見た模式図である。
ここで、軸心線Ｆからプラズマトーチ３１の軸心までの距離をε、軸心線Ｆからプラズマトーチ３１の先端までの距離をＬとする。また、プラズマトーチ３１が鉛直方向を向いた状態から所定角度θv だけ軸心線Ｆ回りに傾斜した場合の、プラズマトーチ３１の先端のＹ軸方向及びＺ軸方向の各ずれ量をそれぞれΔＹ，ΔＺで表す。このとき、各ずれ量ΔＹ，ΔＺは、次式により表される。
【数１】
ΔＹ＝（εCOS θv ＋ＬSIN θv ）−ε
【数２】
ΔＺ＝Ｌ＋εSIN θv −ＬCOS θv
【００３７】
また、第２回動軸２１ａ，２１ｂ回りのＵ軸回動における上記補正量の式は、この数式１及び数式２において、角度θv をＵ軸の角度θu に置換し、ε＝０に設定し、さらに、ΔＹをΔＸに置換することにより容易に得られる。
【数３】
ΔＸ＝＋ＬSIN θu
【数４】
ΔＺ＝Ｌ（１−COS θu ）
【００３８】
したがって、プラズマトーチ３１をＶ軸により角度θv の位置に回動させたときは上記の数式１及び数式２に基づく距離だけ逆方向にプラズマトーチ３１の先端部が移動するように、あるいは、Ｕ軸により角度θu の位置に回動させたときは数式３及び数式４に基づく距離だけ逆方向にプラズマトーチ３１の先端部が移動するように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向にプラズマトーチ３１を移動させる。これによって、先端部が所定の軌跡を連続的に描くことができる。なお、実際の制御では、Ｖ軸及びＵ軸を所定角度ずつ移動させたときのプラズマトーチ３１の先端部のずれ量を演算し、このずれ量を補正するように順次Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の同時制御により補間して行く。
【００３９】
以上のような構成において、具体的な開先切断時の制御手順を、図８に基づいて説明する。同図において、板厚Ｔの鋼材Ｋは、切断開始位置Ｐs から直線Ｐs Ｐ1 に沿って鋼材上面に垂直に距離Ｍ1 だけ切断され、次に、点Ｐ0 から点Ｑ0 まで開先寸法Ｓ及び開先長さＭ2 の開先が切断され、この後開先切断を終了して点Ｑ１から再び直線Ｐs Ｐ1 と同じ方向に沿って切断されるものとする。また、これらの開先条件データは、予め開先条件設定手段４５により設定されているものとする。
【００４０】
制御器４０は、まず、プラズマトーチ３１を切断開始位置Ｐs から点Ｐ1 に向かってＸ軸方向とＹ軸方向との同時制御による直線補間によって移動させる。このとき、プラズマトーチ３１が鋼材Ｋの上面に対して垂直になるように、Ｕ軸及びＶ軸の回動角度は０度とする。なお、この移動時の方向は、Ｘ軸方向に対してtan ^-1（ｙ／ｘ）の角度となっている。ここで、ｘ及びｙは、直線補間移動時のＸ軸方向移動距離、及びこのＸ軸方向移動距離に対応するＹ軸方向移動距離を表している。そして、距離Ｍ1 だけ移動した後、この直線方向に直交する方向、つまり、〔tan ^-1（ｙ／ｘ）＋９０°〕の方向にプラズマトーチ３１を開先角度αに相当する角度だけ傾斜させる。この開先角度は、板厚Ｔと開先寸法Ｓとから、数式「α＝tan ^-1（Ｓ／Ｔ）」により演算される。
【００４１】
この場合、開先として表開先を切断するとすると、プラズマトーチ３１の軸心の延長線が、直線Ｐ1 Ｑ1 を通り、かつ、鋼材Ｋの上面に垂直な面と、鋼材Ｋの裏面とが交わる直線Ｐ2 Ｑ2 を通るように、Ｕ軸及びＶ軸を回動する共に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を同時制御して移動させる。そして、プラズマトーチ３１の軸心線が上記開先角度αだけ傾斜したら、再び、直線補間で直線Ｐ2 Ｑ2 方向に距離Ｍ2 だけ移動させる。次に、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸移動を同時に制御して、プラズマトーチ３１の傾斜角度を元に（鋼材Ｋの上面に垂直に）戻した後に、直線ＰS Ｐ1 と同じ方向に点Ｑ1 から移動させる。
【００４２】
このようにして、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の同時５軸制御により、直線部の開先切断が可能となる。なお、上記表開先の場合と同様に、裏開先の場合も開先切断が上記同時５軸制御により容易に可能である。すなわち、裏開先のときは、表開先の場合と反対側に（上記の例では、〔tan ^-1（ｙ／ｘ）−９０°〕の方向に）プラズマトーチ３１を傾斜させると共に、プラズマトーチ３１の軸心が開先部の直線Ｐ1 Ｑ1 上を通るようにすればよい。
【００４３】
次に、図９に基づいて、鋼材Ｋのコーナー部の開先切断時のトーチ制御を説明する。いま、同図に示すように、板厚Ｔの鋼材Ｋのコーナー部の２つの辺をそれぞれ開先寸法Ｓ1 及び開先長さＭ3 、開先寸法Ｓ2 及び開先長さＭ4 で開先切断するものとする。
制御器４０は、切断開始位置Ｐs から点Ｐ3 までプラズマトーチ３１を鋼材Ｋの上面に垂直にして直線補間移動させる。このときの移動方向は、Ｘ軸方向に対してtan ^-1（ｙ0 ／ｘ0 ）の方向とする。ただし、ｘ0 及びｙ0 は、この直線補間移動時のＸ軸方向移動距離、及びこのＸ軸方向移動距離に対応するＹ軸方向移動距離を表している。つぎに、点Ｐ3 においてプラズマトーチ３１を、この直線Ｐs Ｐ3 に垂直方向に、かつ、表開先となるように傾斜させる。このとき、プラズマトーチ３１の軸心線が、直線Ｐs Ｐ3 （つまり、直線Ｐ3 Ｑ3 ）を通って鋼材Ｋに垂直な面と鋼材Ｋの裏面とが交わる直線Ｐ4 Ｑ4 上を通るように、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の同時５軸制御が行われる。と同時に、プラズマトーチ３１の軸心線が、開先寸法がＳ1 となる点Ｐ5 に向かう直線Ｐ3 Ｐ5 に沿って移動しながら、プラズマトーチ３１の先端部と鋼材表面との距離が所定距離を保つように、上記各軸は制御される。そして、数式「α＝tan ^-1（Ｓ1 ／Ｔ）」で表される開先角度α1 となったら、上記軸心線が直線Ｐ4 Ｑ4 上を移動するようにＸ軸方向とＹ軸方向の同時制御による直線補間移動を行い、距離Ｍ3 の開先切断を行う。このときの移動方向は、直線Ｐs Ｐ3 と同じ「tan ^-1（ｙ0 ／ｘ0 ）」の方向とする。
【００４４】
この後、制御器４０は、プラズマトーチ３１の軸心がＱ4 に達したら、この軸心が点Ｑ4 を通り、かつ、直線Ｑ5 Ｑ6 に沿って移動するように、各軸を同時制御する。さらに、この軸心が点Ｑ3 に達したら、点Ｑ4 を通り、かつ、直線Ｑ3 Ｑ6 に沿って移動するように各軸を同時制御し、直線Ｑ3 Ｐ6 に垂直方向にプラズマトーチ３１を傾斜させる。そして、軸心線が開先寸法がＳ2 となる点Ｑ6 に達して、数式「α＝tan ^-1（Ｓ2 ／Ｔ）」で表される開先角度α2 となったら、軸心線が直線Ｑ6 Ｐ8 （又は、直線Ｑ4 Ｐ7 ）上を移動するようにＸ軸方向とＹ軸方向の同時制御による直線補間移動を行い、距離Ｍ4 の開先切断を行う。ここで、点Ｐ7 は、直線Ｑ3 Ｐ6 を通って鋼材Ｋに垂直な面と鋼材Ｋの裏面との交線上の点で、点Ｐ6 に対応する点であり、また点Ｐ8 は、軸心線がＰ7 に達したときの軸心線と鋼材上面との交点とする。また、このときの移動方向は、直線Ｑ3 Ｐ6 （又は、直線Ｑ4 Ｐ7 ）と同じ「tan ^-1（ｙ1 ／ｘ1 ）」（ただし、ｘ1 及びｙ1 は、この直線補間移動時のＸ軸方向移動距離、及びこのＸ軸方向移動距離に対応するＹ軸方向移動距離を表している。）の方向とする。そして、軸心線が点Ｐ7 に達したら、開先角度αを元に（つまり、プラズマトーチ３１が鋼材上面に垂直に）戻すように、プラズマトーチ３１をＰ8 Ｐ7 に沿って移動させ、この後、点Ｐ6 から直線Ｑ3 Ｐ6 と同じ方向に直線補間により移動させる。
【００４５】
このようにして、コーナー部においても、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の同時５軸制御によって開先切断が可能となる。また、例えば図１０に示すように、コーナー部の開先切断時、プラズマトーチ３１の軸心線が点Ｑ7 を通り、かつ、このときの開先角度を維持しながら、各軸を同時制御して開先角度の方向を９０°回転させ、滑らかな開先面を有するコーナー部とした場合には、このコーナー部での同時制御の演算が複雑になってコンピュータの演算処理時間が長くかかってしまう。しかし、上記の本実施形態では、コーナー部をはさむ２辺の直線補間のみによって制御しているので、制御演算処理が簡単で容易となる。
【００４６】
以上のようにして、互いに直交する２つの回動軸の回りにプラズマトーチ３１を回動させて所定の開先角度に傾斜させることができ、また、本体側の直交３軸を同時制御して所定の開先寸法を得ることができる。したがって、プラズマトーチ３１の回動、水平移動及び旋回に依らないとも、所望の開先切断ができるので、トーチ支持部の小型化が可能となる。また、開先条件データを予め設定しておくと、この設定データに基づいてプラズマトーチ３１の軸心線の移動軌跡が自動的に演算され、この移動軌跡に沿って各軸の同時制御が行われる。よって、開先切断の自動化が容易に行えるようになる。
また、プラズマトーチ３１の軸心線と２つの回動軸の内の第２回動軸２１の軸心線との交点Ａの位置が、第１回動軸１１を中心にして、第２回動手段２５及びギア等の取付位置と反対側にあるので、第１回動手段１５の負荷を軽減できると共に、第１回動軸１１の回りの慣性モーメントも小さくすることができる。これによって、第１回動軸１１の回りの回動（Ｖ軸）の制御性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるプラズマ切断機の斜視図を示す。
【図２】第１回動装置及び第２回動装置の詳細を表す平面図を示す。
【図３】第１回動装置及び第２回動装置の詳細を表す正面図を示す。
【図４】ケーブル支持手段の平面図を示す。
【図５】図４のＧ視図を示す。
【図６】本発明に係わる制御構成ブロック図を示す。
【図７】第１回動軸回りの回動における補正量の説明図を示す。
【図８】開先切断時の制御方法の説明図を示す。
【図９】コーナー部の開先切断時の制御方法の説明図を示す。
【図１０】コーナー部の開先面の他例を示す。
【図１１】従来技術に係わるプラズマ切断機の正面図を示す。
【図１２】図１１の側面図を示す。
【符号の説明】
１…プラズマ切断機、２…定盤、２ａ，２ｂ…ガイドレール、３ａ，３ｂ…台車、４…水平アーム、４ａ，４ｂ…ガイドレール、５…Ｙ軸台車、５ａ…垂直アーム、６ａ，６ｂ…ガイドレール、７ａ…ラック、７ｂ…ピニオン、８…Ｚ軸駆動手段（Ｚ軸モータ）、１０…第１回動装置、１０ａ…ベース、１１，１１ａ，１１ｂ…第１回動軸、１２ａ，１２ｂ…ボックス、１２ｃ…連結部材、１２a1，１２a2，１２b1，１２b2…面、１３ａ，１３ｂ…軸受け、１４ａ，１４ｂ…かさ歯車、１５…第１回動手段（Ｖ軸モータ）、２０…第２回動装置、２１，２１ａ，２１ｂ…第２回動軸、２２…矩形フレーム、２２a1，２２a2，２２b1，２２b2…面、２３ａ，２３ｂ…軸受け、２４ａ，２４ｂ…かさ歯車、２５…第２回動手段（Ｕ軸モータ）、２６…ボックス、２６a1，２６a2…面、３０…トーチホルダ、３１…プラズマトーチ、３２…円孔、３３…中空支持部材、３５…ホルダー、４０…制御器、４１Ｘ…Ｘ軸アンプ、４１Ｙ…Ｙ軸アンプ、４１Ｚ…Ｚ軸アンプ、４１Ｖ…Ｖ軸アンプ、４１Ｕ…Ｕ軸アンプ、４２Ｘ…Ｘ軸モータ、４３Ｘ…Ｘ軸速度センサ、４４Ｘ…Ｘ軸位置センサ、４５…開先条件設定手段、４６…プラズマ電源、５０…ケーブル支持手段、５１…第１の支持部材、５２…第１のローラ、５３…揺動アーム、５４…第２の支持部材、５５…第２のローラ、５６…トーチケーブル、５７ａ，５７ｂ…ベアリング、５８…オモリ、６１…支持部材、６２…ベアリング、６３…旋回アーム、６４…水平移動ベース、６５…水平移動テーブル、６６…円弧状ベース、６７…傾斜動テーブル、６８ａ…ラック、６８ｂ…ピニオン、６９…傾斜動モータ、７１…旋回モータ、７２…スリップリング、７３…水平移動モータ、Ａ…交点、Ｆ…第１回動軸の軸心線、Ｋ…鋼材、ε…トーチ軸心と第１回動軸との距離。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma cutting machine that moves a plasma torch to cut steel sheets and the like, and more particularly to a plasma cutting machine suitable for groove cutting.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when forming a groove for welding and joining to an end surface of a steel plate or the like, for example, a plasma cutting machine or the like for groove cutting has been used. This plasma cutting machine is usually provided with a support device that supports the plasma torch so that it can be tilted at a predetermined angle corresponding to the groove angle, and the support device is moved by a moving device that can move in a predetermined cutting direction. Cutting first.
[0003]
As the torch support device, for example, torch support means as shown in FIGS. 11 and 12 are known. Below, it demonstrates based on the same figure.
The support member 61 rotatably supports the clamp portion of the plasma torch 31 and is attached to a body arm (not shown) that can move in, for example, three orthogonal axes. A bearing 62 is attached to the support member 61, and a pivot pin 63a is supported on the bearing 62 so as to be rotatable in a horizontal plane. A swivel arm 63 is attached to the lower part of the swivel pin 63 a, and a horizontal movement base 64 is fixed to the tip of the swivel arm 63. Guide rails 64a and 64b are attached to the horizontal movement base 64 in the horizontal direction, and a horizontal movement table 65 is supported on the guide rails 64a and 64b so as to be movable in the horizontal direction. A horizontal movement motor 73 is attached to the horizontal movement base 64, and the horizontal movement motor 73 horizontally moves the horizontal movement table 65 via drive transmission means such as a ball screw and a nut (not shown).
[0004]
In addition, an arc-shaped base 66 having an arc shape is attached to the horizontal movement table 65, and guide rails 66a and 66b are installed on the arc-shaped base 66 in an arc shape. An inclination table 67 is supported on the guide rails 66 a and 66 b, and the plasma torch 31 is clamped and supported by a holder 35 attached to the inclination table 67. A rack 68 a is attached along the arc-shaped side surface of the arc-shaped base 66, and a pinion 68 b is attached to the output shaft of the tilting motor 69 to which the tilting table 67 is attached. The rack 68a and the pinion 68b are engaged, and the tilting table 67 is moved along the arcuate base 66 by the rotation driving of the tilting motor 69, so that the plasma torch 31 is tilted at a predetermined angle. it can.
[0005]
A turning motor 71 is attached to the support member 61, and the turning arm 63 is driven to turn by the turning arm 71 via a drive transmission means such as a gear train (not shown). Further, a slip ring 72 is disposed on the axis of the pivot pin 63a at the upper portion of the support member 61, and a driving power signal and a position signal for driving the horizontal movement motor 73 and the tilting motor 69 are supplied to the slip ring 72. It is connected to a control device (not shown) on the main body side via a slip ring 72.
[0006]
In such a configuration, when the steel material K having the plate thickness T is cut by the groove, the plasma torch 31 is inclined by the tilting motor 69 so as to match the desired groove angle α, and the desired groove length is obtained. In order to obtain S, it is moved by a horizontal movement motor 73, and in this state, the three orthogonal axes of the main body arm are simultaneously controlled to move the plasma torch 31 in a predetermined cutting direction. Further, when the cutting direction is changed, for example, at a corner portion or the like, it is possible to simultaneously control the horizontal movement motor 73 and the three orthogonal axes of the main body arm while turning the turning motor 71.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional torch support device as described above has the following problems.
1) In addition to means for tilting the plasma torch 31, a horizontal movement motor 73 for securing the groove length is necessary, and a slip ring is used for transmitting and receiving a power signal and a position signal for turning the plasma torch 31. 72 is required. As a result, the torch support portion for tilting and turning the plasma torch 31 attached to the support member 61 is enlarged. Therefore, the entire plasma cutting machine is increased in size and cost.
2) Furthermore, since the parts and members mounted on the swing arm 63 are very heavy, the load on the swing motor 71 is heavy and the moment of inertia is also large. For this reason, in order to improve the controllability at the time of changing a cutting direction, turning performance is improved, and it becomes a big problem when performing size reduction and weight reduction.
[0008]
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a plasma cutting machine that can downsize the torch support portion and is suitable for groove cutting.
[0009]
[Means, actions and effects for solving the problems]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is provided on carriages 3a and 3b that are movable in the X-axis direction parallel to the upper surface of the surface plate 2, and on the tops of the carriages 3a and 3b. A Y-axis carriage 5 that is parallel to the upper surface of the surface plate 2 and is movable in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, and is provided in the Y-axis carriage 5 and is perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction. A torch support portion movable in the Z-axis direction is provided, and the plasma torch 31 supported by the torch support portion is tilted in at least one of the three orthogonal axes of the X, Y, and Z axes. In a plasma cutting machine that moves and cuts the groove of the steel material K on the surface plate 2,
  A first rotation means 15 is attached to the torch support portion and rotatably supports the first rotation shaft 11 parallel to the X-axis direction, and has first rotation means 15 for rotating the first rotation shaft 11. 1 rotation device 10;
  The first rotation shaft 10 of the first rotation device 10 is attached to the first rotation shaft 11 and rotatably supports a second rotation shaft 21 parallel to the Y-axis direction, and the second rotation shaft 21 is rotated. A second rotating device 20 having second rotating means 25 to be moved;
  A torch holder 30 attached to the second rotating shaft 21 of the second rotating device 20 and supporting the plasma torch 31 so that the axis in the Z-axis direction is orthogonal to the second rotating shaft 21;
  Along the groove cutting trajectory during groove cutting,With the rotation of the plasma torch 31 around the first rotating shaft 11 and the second rotating shaft 21, the X axis line of the plasma torch 31 moves along the groove cutting locus. And a controller 40 that simultaneously controls the movement of the plasma torch 31 in the directions of the axis, the Y axis, and the Z axis.,
The axial center of the plasma torch 31 is positioned on the opposite side of the first rotating shaft 11 to the second rotating means 25 of the second rotating device 20.It is configured.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, when the plasma torch is rotated around the first rotation axis parallel to the X-axis direction, the plasma torch is rotated in the YZ plane. When it rotates around the second rotation axis, it mainly rotates in the XZ plane, so that the tip of the plasma torch moves in the X axis direction and the Z axis direction. Therefore, when the plasma torch is rotated in conformity with the groove angle at the time of groove cutting, the deviation of the tip of the plasma torch is adjusted so that the axis of the plasma torch moves on a predetermined groove cutting locus. The movement in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is simultaneously controlled and corrected. Thereby, groove cutting can be performed continuously and smoothly. Further, it is possible to easily control the predetermined groove angle by two orthogonal rotation axes without rotating the plasma torch, and at the same time, the predetermined groove can be controlled by simultaneous control of the movement in the three orthogonal directions on the main body side. A groove of size and groove length can be cut. As a result, the plasma torch support part can be miniaturized.
[0012]
  Claim 1According to the invention described in the above, the axial center position of the plasma torch is set so that the moment of the plasma torch around the first rotating shaft 11 and the moment in the vicinity of the second rotating means (for example, a U-axis motor) are substantially equal. The first rotational shaft 11 is eccentric from the axial center position. As a result, the load on the first turning means 15 (for example, a V-axis motor) of the first turning device 10 is reduced, so that the drive torque can be reduced, and the inertia moment of the load is also reduced. Controllability can be improved.
[0013]
  Claim 2The invention according to claim 1 is the plasma cutting machine according to claim 1,
  Plate thickness T, groove dimension S, plasma torch traveling direction data during groove cutting, groove lengths M2, M3, M4 in the plasma torch traveling direction, and groove such as front groove or back groove type Provide groove condition setting means 45 for inputting conditions,
  Based on the groove condition input from the groove condition setting means 45, the controller 40 moves the X axis so that the axis of the plasma torch 31 moves along a locus that matches the groove condition. , Y-axis, Z-axis, first rotating shaft 11 and second rotating shaft 21 are calculated and output commands for simultaneously controlling driving in each direction.
[0014]
  Claim 2According to the invention described in the above, the controller automatically calculates the movement trajectory of the axial center line of the plasma torch so as to match the groove condition data, and based on the calculated movement trajectory, simultaneous control of each axis is performed. Calculate and output the command. Therefore, it becomes possible to automatically perform groove cutting automatically.
[0017]
  Claim 3The invention described inClaims 1, 2In the plasma cutting machine according to any one of
  A first support member 51 supported on the top of the Y-axis carriage 5 so as to be swingable in a plane substantially parallel to the upper surface;
  A first roller 52 rotatably supported in a vertical plane on the upper portion of the first support member 51;
  A swing arm 53 having one end fixed to a lower portion of the first support member 51;
  A second support member 54 supported on the other end of the swing arm 53 so as to be swingable in a plane substantially parallel to the upper surface of the Y-axis carriage 5;
  A second roller 55 rotatably supported in a vertical plane on the upper portion of the second support member 54;
  A torch cable 56 connected to the plasma torch 31 via a first roller 52 and a second roller 55;
  The first roller 52 is sandwiched between the plasma torch 31 and the torch cable 56 opposite to the torch cable 56. The weight 57 generates a predetermined tension.
[0018]
  Claim 3According to the invention described in (2), the torch cable swings largely back and forth and left and right within the horizontal plane due to the rotation of the plasma torch around the first rotation axis and the rotation around the second rotation axis. The swing arm swings left and right, and the cable is fed back and forth in the front-rear direction by two rollers and a weight. Therefore, the torch cable processing in the vicinity of the plasma torch can be performed very easily and reliably.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a plasma cutting machine according to the present invention.
Guide rails 2a and 2b are installed on the left and right sides of the surface plate 2 of the plasma cutting machine 1 along the X-axis direction, and carriages 3a and 3b are disposed on the guide rails 2a and 2b, respectively. . A horizontal arm 4 is mounted on the left and right carriages 3a and 3b along the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction. Two guide rails 4a and 4b are mounted on the horizontal arm 4 in the Y-axis direction. Is laid. A Y-axis cart 5 is provided on the guide rails 4a and 4b so as to be movable along the Y-axis direction. The horizontal arm 4 and the Y-axis carriage 5 are driven by an X-axis drive means and a Y-axis drive means (not shown) each composed of a servo motor or the like.
[0020]
A vertical arm 5a extending downward is fixed to an end portion of the Y-axis carriage 5 in the X-axis direction, and a vertical side Z-axis direction is provided on a side surface parallel to the Y-axis direction of the vertical arm 5a. The torch support part is supported so as to be movable in the Z-axis direction via guide rails 6a and 6b laid along the Z-axis. In the plasma cutting machine according to the present invention, the torch support portion includes the first rotating device 10, the second rotating device 20, and the torch holder 30.
[0021]
The first rotation device 10 supports the second rotation device 20 so as to be rotatable about a first rotation shaft 11 having an axis in the X-axis direction. The second rotating device 20 supports the torch holder 30 so as to be rotatable about a second rotating shaft 21 having an axis in a direction perpendicular to the axis of the first rotating shaft 11. The torch holder 30 clamps the plasma torch 31 in a direction perpendicular to the respective axes of the first rotating shaft 11 and the second rotating shaft 21.
[0022]
In addition, a cable support means 50 for connecting the torch cable 56 to the plasma torch 31 is disposed at the top of the Y-axis cart 5. The cable support means 50 is disposed on the upper portion of the Y-axis carriage 5 so as to be swingable in a horizontal plane, and is also swingable in the horizontal plane in the same manner as the first roller 52 rotatably supported in a vertical plane. And a second roller 55 that is movably disposed and is rotatably supported in a vertical plane. The torch cable 56 is connected to the plasma torch 31 via the first roller 52 and the second roller 55. A weight 58 is connected to a predetermined position of the torch cable 56 opposite to the plasma torch 31 across the first roller 52, and a predetermined tension is generated in the torch cable 56 by the weight 58. .
[0023]
2 and 3 show a plan view and a front view showing details of the first rotating device 10 and the second rotating device 20, respectively. Hereinafter, a description will be given based on FIG.
The first rotating device 10 includes a pair of boxes 12a and 12b that are separated from each other in the X-axis direction, and a connecting member 12c that connects the boxes 12a and 12b. The base end surface 12a1 of the box 12a is attached to the base 10a of the first rotating device 10, and this base 10a is supported on the vertical arm 5a via the guide rails 6a and 6b so as to be movable in the Z-axis direction. Has been. Further, a Z-axis driving means 8 such as a servo motor is attached to the base 10a, and a pinion 7b is attached to the output shaft 8a of the Z-axis driving means 8. A rack 7a is attached in the Z-axis direction so as to engage with the pinion 7b on the vertical arm 5a side, and the base 10a is moved in the Z-axis direction by operating the Z-axis driving means 8. It has become.
[0024]
Bearings 13a and 13b are attached to a surface 12a2 facing the surface 12a1 of the box 12a and a surface 12b1 of the box 12b facing the surface 12a2, respectively. A rectangular frame 22 of the second rotating device 20 is disposed between the box 12a and the box 12b, and a first rotating shaft 11a is provided on a surface 22a1 of the rectangular frame 22 facing the surface 12a2. Further, on the surface 22a2 of the rectangular frame 22 facing the surface 12b1 (that is, the surface opposite to the surface 22a1), first rotating shafts 11b are respectively attached in parallel to the X-axis direction and on the same axis. Yes. These first rotation shafts 11a and 11b are rotatably supported by the bearings 13a and 13b, respectively. The first rotation shaft 11 includes first rotation shafts 11a and 11b.
[0025]
The end of the first rotating shaft 11b opposite to the rectangular frame 22 protrudes into the box 12b, and a bevel gear 14a is attached to the protruding end. A first rotating means 15 such as a servo motor is attached to a surface 12b2 orthogonal to the surface 12b1 of the box 12b. A bevel gear 14b is connected to the bevel gear 14b on the output shaft 15a of the first rotating means 15. It is attached so as to mesh with the gear 14a. By driving the first rotation means 15, the rectangular frame 22 is rotated around the first rotation shafts 11a and 11b via the bevel gear 14b and the bevel gear 14a.
[0026]
In addition, bearings 23a and 23b are attached to the other two opposing surfaces of the rectangular frame 22, that is, the surfaces 22b1 and 22b2. A torch holder 30 is provided inside the rectangular frame 22, a second rotating shaft 21 a is provided on the end surface of the torch holder 30 that faces the surface 22 b 1, and a second surface of the torch holder 30 that faces the surface 22 b 2. The rotation shaft 21b is attached perpendicularly to the axis of the first rotation shafts 11a and 11b, that is, parallel to the Y-axis direction. The second rotation shafts 21a and 21b are rotatably supported by bearings 23a and 23b, respectively. The second rotating shaft 21 includes second rotating shafts 21a and 21b.
[0027]
The end of the second rotating shaft 21b opposite to the torch holder 30 protrudes into the box 26, and a bevel gear 24a is attached to the protruding end. A second rotating means 25 such as a servo motor is attached to a surface 26a2 orthogonal to the surface 22b2 of the rectangular frame 22 (that is, the surface 26a1 of the box 26). A bevel gear 24b is attached to the shaft 25a so as to mesh with the bevel gear 24a. By driving the second rotating means 25, the torch holder 30 is rotated about the second rotating shafts 21a and 21b via the bevel gear 24b and the bevel gear 24a.
[0028]
In this embodiment, the torch holder 30 has a substantially rectangular shape in plan view, and a hollow support member 33 having a circular hole 32 for clamping the plasma torch 31 is provided at the center. The central axis of the circular hole 32 faces the Z-axis direction and is orthogonal to the second rotation shafts 21a and 21b. An intersection A between the center axis of the circular hole 32 and the second rotation shafts 21a and 21b is on the opposite side of the second rotation means 25 around the axis F of the first rotation shafts 11a and 11b. It is located at a point offset by a predetermined distance ε. Here, the predetermined distance ε is a second moment from the axial center line F and the moment around the axial center line F of the rectangular frame 22, the torch holder 30, the plasma torch 31, and the like positioned on the plasma torch 31 side from the axial center line F. The rectangular frame 22, the box 26, the second rotating means 25, and the like positioned on the rotating means 25 side are set so as to substantially suspend moments around the axis F. In the present embodiment, when the plasma torch 31 is viewed from the X-axis direction, the second rotation means 25 is on the right side and the intersection A is on the left side with the axis F of the first rotation shafts 11a and 11b as the center. However, the present invention is not limited to this arrangement.
[0029]
4 and 5 respectively show a plan view of the cable support means 50 and a G view of FIG. 4, and the cable support means 50 will be described in detail below with reference to FIG.
A lower portion of the first support member 51 is attached to the end of the upper surface of the Y-axis carriage 5 opposite to the plasma torch 31 so as to be rotatable in a horizontal plane via a bearing 57a. A first roller 52 is attached to the upper portion of the support member 51 so as to be rotatable in a vertical plane. Further, one end of a swing arm 53 is fixed to the lower portion of the first support member 51, and the upper surface on the other end side of the swing arm 53 is rotatable in a horizontal plane via a bearing ring 57b. Two support members 54 are attached. Further, a second roller 55 is attached to the upper portion of the second support member 54 so as to be rotatable in a vertical plane. The length of the swing arm 53 is such that the second roller 55 is positioned in the vicinity of the upper side of the plasma torch 31, so that the second roller 55 passes through the swing arm 53 through the bearing ring. It is swingable around the rotation center of 57a.
[0030]
The torch cable 56 is connected to the plasma torch 31 via the first and second rollers 52 and 55. Therefore, no matter how the plasma torch 31 rotates and tilts around the first rotating shafts 11a and 11b and the second rotating shafts 21a and 21b, the swinging of the swing arm 53 and the first and The torch cable 56 easily follows the attitude of the plasma torch 31 by the rotation of the second rollers 52 and 55 around the bearing rings 57a and 57b. In addition, since a predetermined tension is applied to the torch cable 56 opposite to the plasma torch 31 side across the first roller 52 by the weight 58, the torch cable 56 may be bent in the vicinity of the plasma torch 31. Things will disappear. As a result, connection of the torch cable 56 to the plasma torch 31, wiring processing, and the like are facilitated.
[0031]
FIG. 6 shows a control block diagram of the plasma cutting machine according to the present invention. Here, an example is shown in which each axis driving means for moving the plasma torch 31 in each axial direction is composed of a servo motor. Further, the rotation around the first rotation shafts 11a and 11b is expressed as a V-axis, and the rotation around the second rotation shafts 21a and 21b is expressed as a U-axis.
The speed command for each axis from the controller 40 is input to the X-axis amplifier 41X, the Y-axis amplifier 41Y, the Z-axis amplifier 41Z, the V-axis amplifier 41V, and the U-axis amplifier 41U, respectively. Each axis motor, that is, the X-axis motor 42X, the Y-axis motor 42Y, the Z-axis motor 8, the V-axis motor 15, and the U-axis motor 25, includes a speed sensor that detects the moving speed of each axis, and an X-axis speed. Sensor 43X, Y-axis speed sensor 43Y, Z-axis speed sensor 43Z, V-axis speed sensor 43V and U-axis speed sensor 43U, position sensor for detecting the movement position of each axis, X-axis position sensor 44X, Y-axis position sensor 44Y , A Z-axis position sensor 44Z, a V-axis position sensor 44V, and a U-axis position sensor 44U are provided. The speed signal of the speed sensor for each axis is input to the corresponding axis amplifier, and the position signal of the position sensor for each axis is input to the controller 40. Each axis amplifier controls the drive current of each axis motor so that the difference between the speed command from the controller 40 and the speed signal from each axis speed sensor becomes small.
[0032]
The plasma power source 46 controls the plasma voltage applied to the plasma torch 31 and its plasma current, and controls the output voltage and current based on a control command from the controller 40.
[0033]
On the other hand, in order to cut and cut out a desired welding member from steel based on the drawing, and to create a groove having a predetermined shape at a predetermined position of the welding member, the thickness of the welding member based on this drawing and the cutting outer shape Each setting data such as a dimension, a groove position, a groove dimension, a groove length, and a groove angle is preset in the controller 40 by the groove condition setting means 45. The groove condition setting means 45 is constituted by operation keys such as a keyboard for inputting the above setting data. Note that the groove condition setting means 45 may input the setting data from other external control devices by data communication.
[0034]
The controller 40 is mainly composed of a computer device such as a microcomputer. Based on each setting data input from the groove condition setting means 45, the controller 40 calculates and creates predetermined control data and a movement trajectory for executing plasma torch control relating to groove cutting. Control data and movement trajectory data are stored in the built-in memory 40a. When plasma cutting is performed, movement control of the plasma torch 31 in each axial direction and control of the plasma power source are performed based on the control data and movement trajectory data.
[0035]
In the controller 40, the tip of the plasma torch 31 moves smoothly and continuously along a predetermined locus during plasma cutting, and the inclination angle of the plasma torch 31 becomes a predetermined groove angle. Thus, the movement amount of each axis is calculated so that the distance between the tip of the plasma torch 31 and the steel material K satisfies a condition suitable for plasma cutting. Here, even when the V-axis motor 15 or the U-axis motor 25 is rotated to tilt the plasma torch 31, the tip of the plasma torch 31 is tilted so as to move smoothly and continuously along a predetermined locus. It is necessary to correct the deviation of the tip portion due to, that is, the deviation between the tip position after tilting and the tip position before tilting. The deviation amount to be corrected is obtained in the present embodiment as follows.
[0036]
FIG. 7 is an explanatory diagram of the correction amount in the V-axis rotation around the first rotation shafts 11a and 11b. This figure is a schematic view of the plasma torch 31 seen from the direction of the axis F of the first rotation shafts 11a and 11b.
Here, the distance from the axis F to the axis of the plasma torch 31 is ε, and the distance from the axis F to the tip of the plasma torch 31 is L. Further, when the plasma torch 31 is tilted about the axis F by a predetermined angle θv from the state in which the plasma torch 31 is oriented in the vertical direction, the deviation amounts in the Y axis direction and the Z axis direction of the tip of the plasma torch 31 are respectively expressed as ΔY and ΔZ. Represented by At this time, each deviation amount ΔY, ΔZ is expressed by the following equation.
[Expression 1]
ΔY = (εCOS θv + LSIN θv) −ε
[Expression 2]
ΔZ = L + εSIN θv −LCOS θv
[0037]
In addition, the equation for the correction amount in the U-axis rotation around the second rotation shafts 21a and 21b is obtained by substituting the angle θv with the angle θu of the U-axis in Equation 1 and Equation 2 and setting ε = 0. Further, it can be easily obtained by substituting ΔY for ΔX.
[Equation 3]
ΔX = + LSIN θu
[Expression 4]
ΔZ = L (1-COS θu)
[0038]
Therefore, when the plasma torch 31 is rotated to the position of the angle θv by the V axis, the tip of the plasma torch 31 moves in the opposite direction by the distance based on the above formulas 1 and 2, or the U axis The plasma torch in each direction of the X, Y, and Z axes so that the tip of the plasma torch 31 moves in the opposite direction by the distance based on Equation 3 and Equation 4 when rotated to the position of the angle θu. 31 is moved. Thereby, the tip portion can continuously draw a predetermined locus. In actual control, the deviation amount of the tip of the plasma torch 31 when the V axis and the U axis are moved by a predetermined angle is calculated, and the X axis, the Y axis, and the Z axis are sequentially corrected so as to correct the deviation amount. Interpolation is performed by simultaneous axis control.
[0039]
In the above configuration, a specific control procedure at the time of groove cutting will be described with reference to FIG. In the drawing, a steel material K having a thickness T is cut from a cutting start position Ps along a straight line Ps P1 by a distance M1 perpendicularly to the upper surface of the steel material, and then a groove dimension S and a groove from a point P0 to a point Q0. It is assumed that the groove having the length M2 is cut, and thereafter the groove cutting is finished, and the groove is cut again from the point Q1 along the same direction as the straight line Ps P1. Further, it is assumed that these groove condition data are set in advance by the groove condition setting means 45.
[0040]
The controller 40 first moves the plasma torch 31 from the cutting start position Ps toward the point P1 by linear interpolation by simultaneous control in the X-axis direction and the Y-axis direction. At this time, the rotation angles of the U axis and the V axis are set to 0 degrees so that the plasma torch 31 is perpendicular to the upper surface of the steel material K. The direction during this movement is tan relative to the X-axis direction.^-1The angle is (y / x). Here, x and y represent the X-axis direction movement distance during linear interpolation movement and the Y-axis direction movement distance corresponding to the X-axis direction movement distance. Then, after moving by the distance M1, the direction orthogonal to this linear direction, that is, [tan^-1The plasma torch 31 is inclined by an angle corresponding to the groove angle α in the direction of (y / x) + 90 °. The groove angle is calculated from the plate thickness T and the groove dimension S using the formula “α = tan^-1(S / T) ".
[0041]
In this case, if the front groove is cut as the groove, the extension line of the axis of the plasma torch 31 passes through the straight line P1 Q1 and the surface perpendicular to the upper surface of the steel material K and the back surface of the steel material K intersect. The U axis and the V axis are rotated so as to pass through the straight line P2 Q2, and the X axis, the Y axis and the Z axis are simultaneously controlled and moved. When the axis of the plasma torch 31 is inclined by the groove angle α, the plasma torch 31 is again moved by the distance M2 in the direction of the straight line P2 Q2 by linear interpolation. Next, each axis movement of the U axis, V axis, X axis, Y axis, and Z axis is controlled simultaneously to return the inclination angle of the plasma torch 31 (perpendicular to the upper surface of the steel material K), Move from point Q1 in the same direction as PS P1.
[0042]
In this way, it is possible to cut the groove of the straight portion by simultaneous 5-axis control of the U-axis, V-axis, X-axis, Y-axis, and Z-axis. As in the case of the front groove, the groove cutting can be easily performed by the simultaneous 5-axis control in the case of the back groove. That is, when the back groove is on the opposite side of the front groove (in the above example, [tan^-1The plasma torch 31 may be inclined (in the direction of (y / x) −90 °) and the axis of the plasma torch 31 may pass on the straight line P1 Q1 of the groove portion.
[0043]
Next, torch control at the time of groove cutting of the corner portion of the steel material K will be described based on FIG. Now, as shown in the figure, the two sides of the corner portion of the steel material K having a thickness T are cut into a groove with a groove dimension S1 and a groove length M3, a groove dimension S2 and a groove length M4, respectively. Shall.
The controller 40 linearly moves the plasma torch 31 perpendicularly to the upper surface of the steel material K from the cutting start position Ps to the point P3. The moving direction at this time is tan with respect to the X-axis direction.^-1The direction is (y0 / x0). However, x0 and y0 represent the movement distance in the X-axis direction during the linear interpolation movement and the movement distance in the Y-axis direction corresponding to the movement distance in the X-axis direction. Next, at the point P3, the plasma torch 31 is inclined so as to be perpendicular to the straight line Ps P3 and to be the front groove. At this time, the U-axis is such that the axis of the plasma torch 31 passes through the straight line P4 Q4 where the surface perpendicular to the steel material K and the back surface of the steel material K intersect through the straight line Ps P3 (that is, the straight line P3 Q3). , V-axis, X-axis, Y-axis and Z-axis simultaneous 5-axis control is performed. At the same time, the distance between the tip of the plasma torch 31 and the steel surface is kept at a predetermined distance while the axis of the plasma torch 31 moves along the straight line P3 P5 toward the point P5 where the groove dimension is S1. Thus, each axis is controlled. And the formula “α = tan^-1When the groove angle α1 represented by (S1 / T) is reached, linear interpolation movement is performed by simultaneous control in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the axial center line moves on the straight line P4 Q4. Cut the groove of M3. The moving direction at this time is the same as the straight line Ps P3 “tan”^-1The direction is (y0 / x0) ".
[0044]
Thereafter, when the axis of the plasma torch 31 reaches Q4, the controller 40 simultaneously controls the axes so that the axis moves along the point Q4 and along the straight line Q5 Q6. Further, when this axial center reaches point Q3, the axes are simultaneously controlled so as to move along point Q4 and along line Q3 Q6, and plasma torch 31 is tilted perpendicularly to line Q3 P6. Then, the axis reaches the point Q6 where the groove dimension is S2, and the formula “α = tan”^-1When the groove angle α2 represented by (S2 / T) is reached, a straight line by simultaneous control in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the axial center line moves on the straight line Q6 P8 (or the straight line Q4 P7). Interpolation movement is performed, and groove cutting of the distance M4 is performed. Here, the point P7 is a point on the line of intersection between the surface perpendicular to the steel material K through the straight line Q3 P6 and the back surface of the steel material K and corresponds to the point P6, and the point P8 is the axis center line. The intersection of the shaft center line when P7 is reached and the upper surface of the steel material. Further, the moving direction at this time is “tan” which is the same as the straight line Q3 P6 (or the straight line Q4 P7).^-1(Y1 / x1) "(where x1 and y1 represent the movement distance in the X-axis direction during the linear interpolation movement and the movement distance in the Y-axis direction corresponding to the movement distance in the X-axis direction). To do. When the axis reaches the point P7, the plasma torch 31 is moved along P8 P7 so that the groove angle α is restored (that is, the plasma torch 31 is perpendicular to the upper surface of the steel material). Then, the point P6 is moved by linear interpolation in the same direction as the straight line Q3 P6.
[0045]
  In this way, even at the corner portion, groove cutting is possible by simultaneous 5-axis control of the U-axis, V-axis, X-axis, Y-axis, and Z-axis.. Also,For example, as shown in FIG. 10, when the groove of the corner is cut, the axis of the plasma torch 31 passes through the point Q7, and the respective axes are simultaneously controlled and opened while maintaining the groove angle. When the direction of the tip angle is rotated by 90 ° to obtain a corner portion having a smooth groove surface, the calculation of simultaneous control at the corner portion becomes complicated, and the computation processing time of the computer takes a long time. However, in the above-described embodiment, the control calculation process is simple and easy because the control is performed only by linear interpolation of two sides sandwiching the corner portion.
[0046]
As described above, the plasma torch 31 can be rotated around two rotation axes orthogonal to each other to be inclined at a predetermined groove angle, and the three orthogonal axes on the main body side can be simultaneously controlled. A predetermined groove dimension can be obtained. Therefore, since the desired groove cutting can be performed without depending on the rotation, horizontal movement, and turning of the plasma torch 31, the torch support portion can be downsized. If groove condition data is set in advance, the movement locus of the axis of the plasma torch 31 is automatically calculated based on this setting data, and simultaneous control of each axis is performed along this movement locus. Is called. Therefore, automation of groove cutting can be easily performed.
Further, the position of the intersection A between the axis of the plasma torch 31 and the axis of the second rotation shaft 21 of the two rotation shafts is centered on the first rotation shaft 11 in the second time. Since it is on the side opposite to the mounting position of the moving means 25 and gears, the load on the first rotating means 15 can be reduced, and the moment of inertia around the first rotating shaft 11 can be reduced. Thereby, the controllability of the rotation around the first rotation shaft 11 (V-axis) can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a perspective view of a plasma cutting machine according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing details of a first rotating device and a second rotating device.
FIG. 3 is a front view illustrating details of a first rotating device and a second rotating device.
FIG. 4 shows a plan view of the cable support means.
5 shows a G view of FIG. 4. FIG.
FIG. 6 shows a control configuration block diagram according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a correction amount in rotation around the first rotation axis.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a control method at the time of groove cutting.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a control method at the time of groove cutting of a corner portion.
FIG. 10 shows another example of the groove surface of the corner portion.
FIG. 11 shows a front view of a plasma cutting machine according to the prior art.
12 shows a side view of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma cutting machine, 2 ... Surface plate, 2a, 2b ... Guide rail, 3a, 3b ... Cart, 4 ... Horizontal arm, 4a, 4b ... Guide rail, 5 ... Y axis cart, 5a ... Vertical arm, 6a, 6b ... guide rail, 7a ... rack, 7b ... pinion, 8 ... Z-axis drive means (Z-axis motor), 10 ... first rotating device, 10a ... base, 11, 11a, 11b ... first rotating shaft, 12a, 12b ... Box, 12c ... Connecting member, 12a1, 12a2, 12b1, 12b2 ... Surface, 13a, 13b ... Bearing, 14a, 14b ... Bevel gear, 15 ... First rotating means (V-axis motor), 20 ... Second time 21, 21 a, 21 b... Second rotating shaft, 22 .. rectangular frame, 22 a 1, 22 a 2, 22 b 1, 22 b 2... Surface, 23 a, 23 b ... bearing, 24 a, 24 b ... bevel gear, 25. (U-axis motor), 26 ... , 26a1, 26a2 ... surface, 30 ... torch holder, 31 ... plasma torch, 32 ... circular hole, 33 ... hollow support member, 35 ... holder, 40 ... controller, 41X ... X-axis amplifier, 41Y ... Y-axis amplifier, 41Z ... Z-axis amplifier, 41V ... V-axis amplifier, 41U ... U-axis amplifier, 42X ... X-axis motor, 43X ... X-axis speed sensor, 44X ... X-axis position sensor, 45 ... Bevel condition setting means, 46 ... Plasma power supply, DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Cable support means 51 ... 1st support member 52 ... 1st roller 53 ... Swing arm 54 ... 2nd support member 55 ... 2nd roller 56 ... Torch cable 57a, 57b ... Bearings, 58 ... Weights, 61 ... Support members, 62 ... Bearings, 63 ... Swivel arms, 64 ... Horizontal movement base, 65 ... Horizontal movement table, 66 ... Arc-shaped base, 67 ... Inclination movement table Bull 68a ... rack 68b ... pinion 69 ... tilt motor 71 ... swing motor 72 ... slip ring 73 ... horizontal movement motor A ... intersection point F ... axis of the first rotating shaft K ... Steel, ε: Distance between the torch axis and the first rotation axis.

Claims

A carriage (3a, 3b) that is movable in the X-axis direction parallel to the upper surface of the surface plate (2) and an upper portion of the carriage (3a, 3b), parallel to the upper surface of the surface plate (2), and A Y-axis carriage (5) movable in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, and provided in the Y-axis carriage (5), is movable in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction. And a plasma torch (31) supported by the torch support is tilted and moved in at least one of the three orthogonal axes of the X, Y, and Z axes. In the plasma cutting machine that performs groove cutting of the steel material K on the board (2),
A first rotating means attached to the torch support portion and rotatably supporting a first rotating shaft (11) parallel to the X-axis direction and rotating the first rotating shaft (11). A first turning device (10) having (15);
The first rotating shaft (11) of the first rotating device (10) is attached to the first rotating shaft (11) and rotatably supports a second rotating shaft (21) parallel to the Y-axis direction. A second rotating device (20) having second rotating means (25) for rotating the rotating shaft (21);
The second rotating shaft (21) of the second rotating device (20) is attached to the second rotating shaft (21) so that the Z axis of the plasma torch (31) is perpendicular to the second rotating shaft (21). A torch holder (30) supported by
The first pivot shaft (11) and the second pivot so that the axis of the plasma torch (31) moves along the groove cutting locus along the groove cutting locus during groove cutting. A controller (40) for simultaneously controlling the movement of the plasma torch (31) in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions as the plasma torch (31) rotates about the axis (21); ,
The axis of the plasma torch (31) is positioned on the opposite side of the second rotating means (25) of the second rotating device (20) across the first rotating shaft (11). Plasma cutting machine characterized by

The plasma cutting machine according to claim 1, wherein
Plate thickness (T), groove dimension (S), plasma torch travel direction data during groove cutting, groove length in the plasma torch travel direction (M2, M3, M4), and front or back groove Provide groove condition setting means (45) for inputting groove conditions such as the type of
Based on the groove condition input from the groove condition setting means (45), the controller (40) moves the axis of the plasma torch (31) through a locus that matches the groove condition. As described above, a command for simultaneously controlling driving in each direction of the X axis, the Y axis, the Z axis, the first rotation axis (11), and the second rotation axis (21) is provided and output. A plasma cutting machine.

The plasma cutting machine according to any one of claims 1 and 2 ,
A first support member (51) supported on the upper portion of the Y-axis carriage (5) so as to be swingable in a plane substantially parallel to the upper surface;
A first roller (52) rotatably supported in a vertical plane on an upper portion of the first support member (51);
A swing arm (53) having one end fixed to a lower portion of the first support member (51);
A second support member (54) supported on the other end of the swing arm (53) so as to be swingable in a plane substantially parallel to the upper surface of the Y-axis carriage (5);
A second roller (55) rotatably supported in a vertical plane on an upper portion of the second support member (54);
A torch cable (56) connected to the plasma torch (31) via a first roller (52) and a second roller (55);
A plasma cutting machine comprising: a weight (57) for generating a predetermined tension in the torch cable (56) opposite to the plasma torch (31) across the first roller (52).