JPH0153152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は比較的軽量で人力で運搬可能な如き小
型の直線又は曲線で構成された形状をガス切断或
は溶接し得る装置を数値制御によつて自動的に稼
動し得る金属の加工装置に関するものである。 従来の金属加工の内で特にガス切断について説
明すると、従来のガス切断はNC装置を組込んだ
数値制御によるガス切断方法、ケ書線を手案内で
ガイドするか或は磁化されたローラーで鋼板製の
金型を倣うことによつてガス切断トーチに伝える
ことが出来るポータブル式ガス切断機を使用する
方法等があつたが、前者のNC自動ガス切断方法
はこれを実施する為には莫大な装置を必要とする
ので、設置面積、投資効率或は加工する被切断材
量の分量等に於て多くの問題があり、かつ後者の
ガス切断方法は機械のコストは安価であるが、こ
れを自動的に稼動することが出来ず、作業に熟練
を要し、又特殊な倣い型を必要とする等の欠点が
あつた。 更に従来のガス切断方法は前述の如く数値制御
による切断方法と型による倣い切断方法とがあつ
た為に、切断準備も二重構造となり、管理上にも
不便である等の欠点があつた。 本発明の金属の加工装置は従来の之等の欠点に
鑑み開発された全く新規な技術であつて、特にポ
ータブル式小型のガス切断或は溶接に数値制御方
式を取入れ、これによつて従来の金型、テンプレ
ート等を一切不要とし、かつガス切断或は溶接を
自動化することを可能とした技術に関するもので
ある。 図により本発明の装置の制御をガス切断方法を
用いた場合について説明すると、第１図に於て、
図はパルスにより切断トーチを一定方向に案内す
る方式における１パルスの移動信号と移動の関係
を示したものである。ｘ，ｙ直交座標、斜交座
標、極座標或はこれ等の座標系を混合したもので
も良いが、これ等の座標系の選定は切断機の機械
的な切断トーチ案内方向によつて決められる。こ
の第１図はｘ，ｙ直交座標系の切断機を例にとつ
たパルスと移動距離の関係を示す図で、ｌを１パ
ルス相当の長さとすればｘ，ｙ軸方向の移動は
ｘ，ｙ軸に沿う正負の方向、ｘ，ｙ軸と45゜で交
叉する正負の方向よりなる，……の８通り
となり、これ等の８通りの組合せにより任意の方
向に移動させることが出来る。 この８種の方向判別を例えば２進コードを用い
る３ビツトでコード化すれば、一例として第１表
の如く表示され、また４ビツトでコード化すれ
ば、一例として第２表の如く表示される。

【表】

【表】

【表】 如何ようにコード化するかは回路又は演算のプ
ログラムの問題であるが、制御１軸当り１ビツ
ト、２軸の場合で３〜４ビツト、３軸の場合で５
〜６ビツトで充分である。従つて制御軸数が増加
すればそれに対応してビツトの割当数を増加すれ
ば良い。 若しパルスの速度が一定であれば，，，
の場合の合成速度は，，，の場合の√
２倍となるので、〜の何れの方向にも定速で
動かしたい場合には，，，のパルスの発
振時間間隔を１／√２に調整すれば良い。従つて全 ての形状は図１に示すように〜のベクトルの
逐次組合せによつて定義することが可能である。 次に第２図は本発明の装置の全体概要を説明す
る図であつて、ａは図形処理入力装置、ｂはガス
切断機の制御部、ｃはガス切断機を夫々示し、該
図形処理入力装置ａは切断機ｃとは別置されてい
る。制御駆動装置ｂの中にはコントローラ部ｂ１
とパルスによる制御以外の制御をするコントロー
ラ、パルス駆動ユニツト、サーボモータ等よりな
る駆動部ｂ２とが含まれており、コントローラ部
ｂ１と駆動部ｂ２とは前記切断機ｃに共に組込む
ことも出来るし、或は駆動部ｂ２のみを切断部に
組み込み、コントローラ部ｂ１は切断機ｃの近傍
に別置しても良い。 前記図形処理入力装置ａは対象図形及び切断情
報を処理して入力し得る装置であつて、公知の小
型電子計算機の構成がそのまゝ使用出来、その構
成は入力盤１、入力部２、処理装置３、処理プロ
グラム部４、記憶部５、図形プリンター６、表示
部７及び出力部８より構成され、特に入力盤１、
入力部２により切断条件、切断図形等の情報を入
力することが出来、処理装置３を通つた情報を処
理プログラム部４を前述の如きベクトルを定義す
る符号に演算し、これを記憶部５により記憶する
一方で、図形プリンター６或はブラウン管等より
なる表示部７に表示して修正確認をすることが出
来る。 一般に平面上の図形はｆ（ｘ，ｙ），ｇ（γ，θ）
で直線座標系又は極座標系で示され、これ等は数
学的に自由に変換し得るので、前記入力装置ａは
このように与えられた形状を切断機ｃの座標系に
合わせた幾何学計算と同時にパルス列を作成する
ものである。 前記切断機制御駆動装置ｂの構成は入力装置ａ
の出力部８に連結し得るコネクタ９、入力部１
０、処理装置１１、記憶部１２、処理プログラム
部１３及び操作盤１４とよりなるコントローラ部
ｂ１と、コネクタ１５、切断酸素、予熱ガス、始
動シーケンス等のパルスによる制御以外の全ての
制御をするコントローラ１６，ｘ軸駆動ユニツト
１７，ｙ軸駆動ユニツト１８，ｘ軸サーボモータ
１９，ｙ軸サーボモータ２０よりなる駆動部ｂ２
とより構成されている。コントローラ部ｂ１の記
憶部１２は入力装置ａからの入力を全部そのまゝ
記憶することが出来、位置決め信号は入力装置ａ
で処理されたパルス列として記憶されている。処
理プログラム部１３は前記記憶部１２に対する入
力装置ａからの入力と切断機ｃの駆動及び制御出
力をコントロールする部分である。操作盤１４は
コントローラ部ｂ１及び切断機ｃに対する操作を
兼用する操作盤を示している。コネクタ１５はコ
ントローラ部ｂ１と駆動部ｂ２とを結合してい
る。従つて、コントローラ部ｂ１に入力する時は
コネクタ９を使用して装置ａに結合し、次にコン
トローラ部ｂ１によつて切断機ｃを駆動制御する
時はコネクタ９を切り離し、コネクタ１５でコン
トローラ部ｂ１と駆動部ｂ２とを結合し、切断機
ｃを制御することが出来る。また上記記憶部５お
よび１２は、LSIを使用することが簡便である
が、バブルメモリ、磁気テープ、デイスク等の記
憶媒体を用いても良い。本発明に係る制御駆動装
置ｂは上述の如く構成されているので、コントロ
ーラ部ｂ１に取り外し可搬性を持たせる一方で駆
動部ｂ２を切断機ｃに固定することが出来、従つ
てこのコントローラ部ｂ１は一個のパツケージと
して前記入力装置ａと切断機ｃの駆動部ｂ２のと
の間を必要に応じて自由に移動させることが出来
る。これにより１台の入力装置ａを用意すること
によつて、多数のコントローラ部ｂ１に入力装置
ａの記憶をパルス列として記憶させることが出
来、従つて多数用意されたポータブル式小型切断
機ｃに夫々コントローラ部ｂ１を取付けて組合せ
ることにより夫々の切断機ｃをこのコントローラ
部ｂ１によつて制御することが出来、切断機の作
業を自動化して作業精度及び作業性を高めること
が出来る。また、入力装置ａの記憶部５の記憶媒
体（LSI等）を着脱可能とし、コントローラ部ｂ
１の記憶部１２の記憶媒体として一つの媒体で両
記憶部５，１２を共用させることも可能である。
さらに、コネクタ９，１５の配設位置について
は、第２図に限定されるものではなく配線回路上
任意の位置においてコネクター９，１５を設ける
ことを妨げない。 次に本発明の金属の加工装置と従来一般に使用
されていた数値制御による金属加工装置との相違
点について検討すると、従来の数値制御ではNC
プログラム言語によりテープ又はコンピユータに
オンラインで結合され、NC装置はNC言語を解
読し、パルスを発生しながらサーボモータを駆動
するようになつており、従つて入力部、パルスの
発生部、駆動モータ等の機械は完全に結合された
状態にされており、全体の重量が大きく可搬性を
持たせることが出来ない欠点を有していた。これ
に対し、本発明の金属の加工装置に於ては上述の
如く入力装置ａと制御パルスのコントローラ部ｂ
１と駆動部ｂ２と機械部となる切断機ｃとに分割
し、軽量なパルスコントローラ部ｂ１を可搬式と
して、夫々の各部を自由に結合し得るようにした
ので、入力装置ａから切離されたコントローラ部
ｂ１のみをポータブル式小型切断機に簡単に取付
けて使用することが出来る特徴を有している。 前記コントローラ部ｂ１の記憶部１２について
詳述すると、第３図に於て、２１は記憶部１２に
於ける記憶装置であつて、各マス目には信号の有
無を２値で記憶することが出来るLSI等よりなる
記憶エレメントが設けられ、２２〜２４よりなる
記憶内容の構成例が記録されている。２２は切断
形状の呼び出し番号、切断の開始、切断条件等の
記憶部分、２３は切断トーチの運動の軌跡を記憶
する数値制御データ記憶部分であつて、前述の如
くｘ，ｙ座標を１パルス分のマス目で区切つた範
囲を前述の表で示すように３〜４ビツトで定義し
て記憶している。２４は切断終了に伴う情報、切
断パタンの区切りをつける信号を保持する部分で
ある。前記記憶装置２１の記憶容量が大きい場合
には数個の切断例を記憶させておき、呼び出し番
号によつてパターンを選択することも可能であ
る。次に第４図乃至第６図は本発明の金属の加工
装置に使用されるポータブル式ガス切断機の機体
構成例を示し、第４図はｘ，ｙ直交座標型のガス
切断機を示し、図中２５，２６は夫々ｘ軸、ｙ軸
の座標を与える軸、２７は切断トーチ、２８は制
御部であつてこの制御部２８には取はずし自在な
可搬式パルスコントローラ部２８′が取付けられ
ている。第５図はｘ軸と、回転軸と、回転半径と
を組合せるように構成した形切断用の小型ガス切
断機であつて、２９はｘ軸の座標軸、３０は回転
軸の座標軸、３１は回転半径Ｒの座標軸であり、
又３２は切断トーチ、３３はガス切断機の制御部
であつて、この制御部３３には可搬式パルスコン
トローラ部３３′が着脱自在に取付けられている。
第６図に示す小型ガス切断機は極座標系で構成さ
れたパンタグラフ方式の型ガス切断機であつて、
図中３４はパンタグラフ、３５は回転半径Ｒの基
準軸、３６は回転角θの基準軸であつて、この下
端にはマグネツトクランプ３７が取付けられてお
り、又３８はガス切断機の制御部であつて、この
制御部３８には前述のガス切断機と同様に可搬式
パルスコントローラ３８′が着脱自在に取付けら
れており、更に３９は切断トーチである。 上記実施例に於ては本発明をガス切断機に応用
する場合について説明したが、ガス切断トーチを
溶接トーチに変えることによつて本発明は溶接機
に応用することも可能である。 本発明の金属の加工装置は以上詳述した様に機
械の作業を制御し得る制御駆動装置をコントロー
ラ部と駆動部とに分割すると共にこのコントロー
ラ部を可搬式パツケージとして制御駆動装置に着
脱自在に取付け、更にこのコントローラ部に入力
し得る図形処理入力装置をこれ等の制御駆動装置
と組合せて構成したので、１個の入力装置を用意
することによつて、多数のコントローラ部に夫々
入力することが出来、多数のコントローラ部を用
意することによつて、これ等を夫々機械の制御部
に取付け、これによつて機械の作業を自動的に制
御することが出来、更にコントローラ部を含めた
制御駆動装置は極めてコンパクトにして軽量であ
るので、これ等を機械に取付けても嵩張つたり或
は重量が著るしく大きくなることがなく、しかも
高価な入力装置は１個用意すれば比較的安価な多
数の制御駆動装置に入力することが出来るので極
めて安価に機械の制御部を構成することが出来る
特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はパルスの信号と移動方向を示す図、第
２図は本発明の金属の加工装置の全体概要図、第
３図は記憶部の説明図、第４図乃至第６図は本発
明の応用例を示す説明図である。 ａは入力装置、ｂは制御駆動装置、ｂ１はコン
トローラ部、ｂ２は駆動部、ｃはガス切断機、３
は処理装置、５，１２は記憶部、８は出力部、
９，１５はコネクタ、１３はプログラム部、１６
はコントローラ、２８，３３，３８は制御部、２
８′，３３′，３８′はパルスコントローラである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パルス信号に対応した移動距離で切断線、ケ
   書線、溶接線等の加工対象となる形状を定義し、
   前記形状を制御の対象となる各制御軸の１パルス
   に相当する枠で区切ると共にパルス列に分解処理
   するための処理装置と該パルス列の情報を記憶す
   るための記憶部を有する図形処理入力装置と、前
   記図形処理入力装置の記憶部に記憶された情報を
   取り出し該情報に応じたパルスを発振してガス切
   断機、ケ書機、溶接機等の金属加工機を制御、駆
   動するための制御駆動装置と、ガス切断機、ケ書
   機、溶接機等の金属加工機とを組み合わせて構成
   される金属加工装置に於いて、前記制御駆動装置
   を前記図形処理入力装置と電気的に接続するため
   のコネクタ、前記図形処理入力装置に記憶された
   情報を取り出すための入力部、前記入力部によつ
   て入力された情報を処理するための処理部、前記
   処理部によつて処理された情報を記憶するための
   記憶部、処理プログラム部及び操作盤等よりなる
   コントローラ部と、前記コントローラ部と電気的
   に接続するためのコネクタ、図形情報に応じたパ
   ルスによる制御以外の全ての制御をするコントロ
   ーラ、前記金属加工機を駆動するためのｘ，ｙ軸
   駆動ユニツト及びｘ，ｙ軸サーボモータ等よりな
   る駆動部とに分割し、該駆動部を金属加工機に固
   定し、前記コントローラ部を可搬式に構成すると
   共にコネクタを介して駆動部に着脱自在に取り付
   け得る如く構成したことを特徴とした金属の加工
   装置。