JPH0252169A - 数値制御自動切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、比較的重量の大きい鉄板等の素材を分割・切
断加工する数値制御自動切断機に関する。

（従来の技術） 従来の数値制御自動切断機において、素材切断のための
プログラムは、あらかじめ切断機ａ置架台を基準とした
機械座標で準備されている。

一方、被切断素材は、通常大型クレーン等によって運搬
されて切断床上に設置されるが、大型クレーンの特性上
微妙なハンドリングが困狸なことや、その重量が大きい
ために人力による修正が不可能なことから、上記の切断
機の機械３！標系に対してそれが多少ねじれて設置され
ることがある。したがって、この状態であらかじめ準備
したプログラムにより素材を切断すると相対的に回転し
た切断がなされることになる。

例えば、第６図に、切断機の基準座標系３に対して長方
形の素材ｌがねじれて設はされた場合の切断態様のモデ
ルを示すが、切断図形２は基準座標系３に基づいてプロ
グラムされているので、素材１に対して切断が相対的に
回転する。

このねじれ角がさらに大きくなると、素材からプログラ
ムされた切断図形が採取出来なくなる為。

素材を切断機の座標系に平行となる様に芯出して設置す
る作業や、穴切断前にプログラム通りに切断トーチを試
走させて素材から切断図形が採取可能であるか否かをあ
らかじめ確認する作業が必要となり、作業能率が極めて
悪い。

この種の作業能率の低下は、切断図形の寸法に対して素
材の寸法を充分に大きく、あるいは素材の寸法に対して
切断図形の寸法を充分に小さくすることにより防止され
るが、素材の利用率が著しく低下するという新たな間層
を生ずる。

ところで、特開昭５８−１２８２７０号公報には、設置
した素材の辺上の任意の２点の切断機の座標系における
座標値をレーザーセンサー等を利用して測定した後、該
座標値から素材の傾き角度を算出し。

切断プログラムを該角度分だけ回転座標変換する自動切
断法が開示されている。

これによれば、素材が完全な矩形であれば、素材の設置
位置を芯出し調整することなく素材から正確・確実に切
断図形を採取することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、圧延そのままの厚鋼板のように長手方向
に曲がりがある不定形の素材もあり、素材がいつも完全
な矩形であるとは限らない。

例えば、第７図に、長手方向に曲がりがある不定形の素
材ｌからの切断態様のモデルを示すが。

これに示されるように、素材１の辺の傾きを用いてプロ
グラムを補正する場合には素材からの切断図形２の採取
が保証出来ない。

本発明は斯る点に鑑みてされたもので、長手方向に曲り
のある素材でも、素材設置位置を芯出し：Ａ整すること
なく高歩留りで所定の切断図形を得ることを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、切断材
がａ＠される架台上方に２次元に移動可能に支持された
キャリッジ；該キャリッジに搭載された、前記切断材上
に予め切断巾寸法の採取可否を確認した結果からマーキ
ングされた少なくとも２つの基準点を検出する検出手段
および該切断材を切断する切断手段；および、前記検出
手段が検出した各前記基準点のｘ、ｙ座標から、前記架
台に対する前記切断材の相対的位置と切断ラインの傾き
角度を算出し、かつ、予め用意した切断経路のプログラ
ムを該傾き角度分だけ回転座標変換補正し、補正した該
プログラムに基づいて前記キャリッジを駆動制御する制
御装置； を備える構成とする。

（作用） これによれば、素材が不定形の場合であっても、ａ）被
切断素材の芯出し調整作業や、実切断前の試走作業が不
要となり、作業能率が向上し、ｂ）板のねじれ角に対す
る素材の余裕代が不要となり、Ｓ材の使用率が向上する
。

勿論、素材が定形の場合や、ねじれかない場合にもこの
作用は当然に得られる。

本発明の他の目的および特徴は以下の図面を参照した実
施例説明より明らかになろう。

（実施例） 第１図に本発明を一例で実施する数値制御自動ガス切断
機の平面図を、第２図にその正面回をそれぞれ示した。

この装置は、平行に固定設置された２本のレール４．レ
ール４上を前後進するガーダ−５，ガーダ−５を前後進
駆動する前後進駆動装置６．ガーダ−５上を横行するキ
ャリッジ７、キャリッジ７を横行駆動する横行駆動装置
８．キャリッジ７に搭載された切断トーチ９および基準
ティーチング用のマーカー１０１前後進駆動装置６のモ
ーターに結合された位置検出器１１ａ、横行駆動装置８
のモーターに結合された位置検出器１１ｂ、および、１
２は、キャリッジ７の移動軌跡をプログラムコントロー
ルする制御装置１２等でなる。

なお、ここでは、レール４に沿うガーダ−５の移動軸を
Ｙ軸と称し、ガーダ−５の延びる方向に沿うキャリッジ
７の移動軸をＸ軸と称するものとする、つまり、位置検
出器１１ａおよびｔｉｂはキャリッジ７のＸ座標および
Ｙ座標を検出することになる。

制御装置１２は、切断材に予めマーキングされた２つの
基準点を検出する位置検出器１１ａおよびｌｌｂの出力
信号から、切断機設置架台に対する切断材設置の相対的
位置と切断ラインの傾き角度を算出し、この結果から切
断経路のプログラムを該傾き角度分だけ回転座標変換補
正する６次に、以上のような構成による本実施例装置に
よる切断方法を第３図に基づいて説明する。

第３図において、１３はマーキングライン、１４および
１５はティーチングするマーキングライン上に任意に付
した第２および第２基準点であり、ここでは、切断図形
２の切断開始原点を第１基準点１４とした。

まず、切断材１上に予めマーキングライン１３を描く必
要があるが、厚鋼板製造工場においては、厚鋼板の丸刃
剪断を行う際に使用する水銀燈あるいはレーザーを光１
原とし、レンズ及びスリットにより集光し、太さ１＋ｍ
市後の光のラインを鋼板長手方向全長に亘って投影する
ことが可能な照射装置と白色の亜鉛粉をＬＰＧガスを燃
料とするガストーチにより溶融させ、酸素とともに吹付
けることにより、太さ１ｍｍ以下の細線を鋼板上に描く
マーキング装置を利用することができる。勿論、他の方
式の照射装置マーキング装置の適用も十分可能である。

このようにして、マーキングの際に、２つの照射装置を
切断幅寸法にセットし、切断材上に光のラインを投影し
切断材に対する切断幅寸法の採取可否を確認した後、一
方の光ライン上に線状のマーキング１３と、そのマーキ
ングライン１３上に第１および第２基準点１４．１５を
付す。

次に切断材１を切断機の移動可能切断床に設置する。

このとき切断機は原点に待期しているが、前後進駆動装
＠６及び横行駆動装置８を動作させてガーダ−５とキャ
リッジ７を移動させ、マーカーｌＯをマーキングライン
１３上に設定した第１および第２基準点１３．１４上に
それぞれ一致させて一旦停止させる。このとき位置検出
器１１ａおよびｌｌｂによる各基準点１４，１５のＸ、
Ｙ座標をそれぞれ計測し制御装置１２に伝送する。

これにより、制御装置１２は、伝送された２つの基準点
１４，１．５のＸ、Ｙ座標値からマーキングラインの傾
きを算出する。これについて第４図を参照して説明する
。

いま、第１基準点１４の座標を（Ｘｔ、Ｙｔ）とし、第
２基準点１５の座標を（Ｘ２．Ｙｌ）とすれば、マーキ
ングラインの傾きθは。

０　＝ｊａｎ−’（ＸＩ−Ｘ２）／（ＹＩ　　　　Ｙｌ
）　　　・＝（１）なる式で表わされる演算の結果とし
て与えられる。

ただし、ここではＹ軸に対して反時計廻りの方向をθの
正の方向とする。

このようにして得た傾き角度θをもとに、予め設定した
切断経路のプログラムを該傾き分だけ回転座標変換補正
する。具体的には、第５図に示すように切断プログラム
上の任意の点の座標値を（Ｘｉ、Ｙｉ）とし、それを傾
き角度θだけ回転座標変換した後の座標値を（Ｘｉ’、
　Ｙｉ’）とすると（Ｘｉ’、　Ｙｉ’）は、次式、 Ｘｉ’＝Ｘ　１−ｃｏｓＯ＋Ｙ　ｉ　−５ｉｎθ　　　
　　−−−−（２−１，）Ｙｉ’＝−Ｘ　１−ｓｉｒｌ
＋Ｙ　１−ｃｏｓθ　　　−−−−（２−２）に基づく
演算により求まる。

一方、切断材の相対位置は、予め設定した切断プログラ
ムの基準座標系に対して第１基準点１４の座標値（Ｘｔ
　ｒ　Ｙｌ）分だけ平行移動しているから、最終的な補
正後の座標値（Ｘ１ｔｒ　、　ｙ　ｉｕ　）は。

Ｘｉ”＝　Ｘ　ｉ　−ｃｏｓ　Ｏ＋　Ｙ　１−ｓｉｎθ
＋ｘｉ　　−（３・１）Ｙｉ”＝　−Ｘ　ｉ　・ｓｉｎ
θ＋Ｙ　ｉ　・ｃｏｓθ＋Ｙ　１　　（３・２）なる式
に基づく演算により求まる。

さらに、切断図形２の切断開始原点である第１基準点１
４に対してキャリッジ７上のマーカー１０と切断トーチ
９の取付位置の差だけ補正して全ての切断準備を完了す
ると、切断を開始する。

切断においては、トーチ９が第１基準点１４に移動して
着火され、マーキングライン１３の傾きと同一の傾きで
所定の切断図形２を得るべく切断経路を描いて移動する
。

なお、上記実施例においては、切断手段としてトーチを
用いているが、ガス、レーザー、プラズマあるいは高気
水を利用しても良い。

また、切断ライン２基準点の検出手段としてティーチン
グ式を採用しているがフォトセンサー式。

画像処理式を利用しても良い。

さらには、被切断材として厚鋼板の例を示したが、これ
に限ることなく、広く金属板、木材板又は化学合成板に
も適用可能であることは自明であろう。

（Ｊｌ！明の効果） 以上、詳細に説明したように１本発明によれば。

■　被切断材設置時の芯出し作業が全く不要になる。

■　曲りのある切断材からも採取ミスなく切断図形が得
られかつ歩留も向上できる。

■　切断に際し、トーチの試走作業が不要で切断作業の
能率が向上する。

等の有用な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を一例で実施する数値制御自動ガス切断
機の平面図であり、！２図はその正面図である。 第３図は第１図に示した装置による自動切断を示す説明
図、第４図は同装置によるマーキングの傾き角度の検出
方法を示す説明図、第５図は同装置による切断経路のプ
ログラムの回転座標変換補正を示す説明図である。 第６図は従来の切断方法を示す説明図、第７図は曲り材
の従来の角度補正切断法を示す説明図である。 ■＝被切断材　　　　　２：切断図形 ３：基準座標系　　　　４：レール ５：ガーダ−６：前後進駆動装置 ７：キャリッジ　　　　８：横行駆動装置９：切断トー
チ（切断手段） 】０：マーカー １１ａ、ｌｌｂ：位置検出器（検出手段）１２：制御装
置 １３：マーキングライン １４．１５：基準点 第１図 特許出願人　新日本製鐵株式会社 代理人弁理士　杉信興、１．＜、。 へ 第２図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切断材が載置される架台上方に２次元に移動可能に支持
   されたキャリッジ； 前記キャリッジに搭載された、前記切断材上に予め切断
   巾寸法の採取可否を確認した結果からマーキングされた
   少なくとも２つの基準点を検出する検出手段； 前記キャリッジに搭載された、前記切断材を切断する切
   断手段；および、 前記検出手段が検出した各前記基準点のｘ、ｙ座標から
   、前記架台に対する前記切断材の相対的位置と切断ライ
   ンの傾き角度を算出し、かつ、予め用意した切断経路の
   プログラムを該傾き角度分だけ回転座標変換補正し、補
   正した該プログラムに基づいて前記キャリッジを駆動制
   御する制御装置； を備える、数値制御自動切断機。