JPH0390279A - プラズマアーク切断用案内治具および位置決め方法 - 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、プラズマアークにより被切断物を切断する際
に用いられるプラズマアーク切断用案内治具および案内
治具の位置決め方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、プラズマアーク切断作業としては、第１０図（
ａ）に示されるごとく被切断物Ｗを直線状に切断したり
、第１０図（ｂ）に示されるごとく被切断物Ｗの端面を
斜めに切断したりすることが行なわれている。

ところで、プラズマアーク切断はガス切断速度の２倍以
上の高速度であることと、滑らかな切断面を得るために
はプラズマアークトーチをスムーズに移動させなければ
ならないことにより、自動切断装置が多用される傾向に
ある。

この自動切断装置は、例えば第１１図（ａ）および（ｂ
）に示されるごとく、被切断物Ｗ上に配設されるガイド
レール１′と、ガイドレール１′に沿って走行するモー
タ付きの走行台車２′と、走行台車２′に支持されるＹ
方向とＺ方向とに調整自在な第１および第２の調整機構
５１．５２と、第２の調整機構５２の下端部に支持され
て、切断線と平行なＸ方向の軸を中心として角度調整自
在なトーチ角度調整機構５３と、角度調整部材５４に支
持されたプラズマアークトーチＴとにより構成されてい
る。

このように、プラズマアーク自動切断装置は、第１およ
び第２の調整機構５１．５２と、角度調整機構５３とを
適宜に調整することにより、種々の切断を行なうことが
できる。

ところで、第１１図（ａ）および（ｂ）に示されるごと
く、被切断物Ｗの端面を斜めに切断する場合、即ち、い
わゆる開先を作成する場合、種々の開先形状を択一的に
作成する必要があるが、上記汎用の自動切断装置を用い
る場合、被切断物Ｗの表面に被切断線とするためのケが
キ線Ｇを表示し、このケガキ線Ｇと平行にガイドレール
１′を配設した後、プラズマトーチＴの位置をケガキ線
Ｇに合わせている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記自動切断装置は、走行モータ駆動用の電
源および電気制御装置を必要とするためコストアップと
なるばかりでなく、各種の電気的ケーブルが邪魔である
ため作業性が悪いという欠点があった。

また、上記のごとく自動切断装置を用いる場合、被切断
物Ｗの表面にケガキ線Ｇを表示する作業が面倒であった
。さらに、上記汎用の自動切断装置においては、汎用の
長尺のガイドレール１′をケガキ線Ｇと平行に配設する
作業に手間取るため作業性が悪かった。

特に、近来需要が急増している構築物などに使用される
各種鋼材その他の比較的短い被切断物のプラズマアーク
切断作業においては、自動切断装置では切断前の作業能
率が悪いため、低コストで高能率なプラズマアーク切断
用案内治具が嘱望されていた。

（問題点を解決するための手段〉 本第１の発明の構成は、プラズマアーク切断用トーチを
支持する支持部材と、被切断物上にマグネットを介して
吸着されるガイドレールに沿って移動自在な走行部材と
を一体的に支持し、該走行部材を手動にて走行させるプ
ラズマアーク切断用案内治具において、前記走行部材は
走行方向の寸法が可及的に小さく形成されると共に、前
記ガイドレールの幅方向に対して裕度をもって配設され
、かつ前記走行部材にはガイドレールの長軸方向に延び
る指針が配設されて、開先角度の変更に対応して少なく
とも前記支持部材を専用のものと取替えることを特徴と
する。

本第２の発明は、上記第１の発明に係るプラズマアーク
切断用案内治具の位置決め方法であって、目盛付きのゲ
ージ本体と、ゲージ本体に対して摺動自在でかつ位置設
定自在な、ガイドレールに当接して位置決めするための
位置決めブロックと、ゲージ本体の端部にゲージ本体の
軸線と直交する方向に突設された、被切断物の端面に当
接する当接部材とによりガイドレール用の位置決めゲー
ジを構威し、被切断物の板厚ｔ、ルート面高さａおよび
開先角度θに伴なう当接部材と位置決めブロックの間隔
りを Ｌ　＝　（ｔ−ａ）　ｔａｎθ−ｋ　　ｓｅｃθ／２＋
ｌ（ただし、ｋ：プラズマアークの実直径、Ｒ：被切断
物表面の切断点とガイドレールとの間隔） に基いて求めた換算表を作成し、該換算表に対応して位
置決めブロックの位置を決定して、前記位置決めゲージ
を用いてガイドレールの位置決めを行なうことを特徴と
する。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図乃至第４図において、１は平板状のガイドレール
で、このガイドレール１には長軸方向に適宜の間隔を設
けてマグネット７．７．が埋設されている。２はガイド
レール１に沿って移動自在な走行部材で、例えば、この
走行部材２はガイドレール１のＹ−Ｙ線断面の幅ｙｏよ
りも幾分大きい幅ｙｔをした下方に開口する略コ状に形
成されて、走行方向の寸法Ｘｌが可及的に小さく形成さ
れた枠体３と、枠体３に支持されてガイドレール１の上
面１０１に当接する減摩部材４とにより構成されている
。なお、上記寸法としてはＶ　１−　ｙＯ−０，１〜１
　ｗ、　ｘ　１−１０〜５０ｍｍ位が適当である。また
、減摩部材４は、例えば合成樹脂材を曲面状に形成した
ものが用いられている。

５はプラズマアークトーチＴの先端部を電気絶縁的に、
かつ特定角度に支持する支持部材で、図示の場合、支持
部材５と走行部材２とは一体的に支持されている。なお
、支持部材５および走行部材２は第２図および第４図に
示されるごとく、開先角度の種類に応じて数種類作成さ
れる。６は走行部材２に支持されて、ガイドレール１の
長軸方向に延びる指針である。上記１乃至７によりプラ
ズマアーク切断用案内治具８が構成されている。

上記案内治具８において、軽量のガイドレール１を後述
するようにして、被切断物Ｗの所定位置に配設し、所望
の開先角度に対応する支持部材５を使用し、作業者がプ
ラズマアークトーチＴを介して走行部材２を手動にて走
行させつつ切断を行なう。なお、実切断作業時には、指
針６とガイドレール１とが略平行となるよう、作業者が
観察しつつプラズマアークトーチＴを操作する。

実作業時には、作業性をよくするためにトーチ先端部と
作業者により把持される把持部との間隔の長い、いわゆ
るロングトーチを用い、かつ指針６とガイドレール１と
の平行度を容易に観察すると共にトーチ１０走行操作を
容易とするために、第１図に示されるごと＜、トーチ１
の長軸が略切断方向となるよう配置した方が好ましいが
、この場合、走行部材２のうちの減摩部材４とガイドレ
ールの表面１０１とが単一の状態で当接するため、作業
者が把持するトーチの把持部の位置を多少上下方向にズ
ラシたとしても、トーチから噴出されるプラズマ流は、
いわゆる前進角または後退角をもつに留まるからプラズ
マ切断結果に殆ど悪影響を及ぼさない。勿論、この場合
、ロングトーチの把持部の位置を多少水平方向にズラシ
たとしても、走行部材２はガイドレール１の幅方向に対
して裕度をもって配設されているため、走行部材２の走
行に支障をきたす虞れはない。

なお、第２図および′！ｓ４図に示されるごと（、開先
角度の種類に応じて支持部材５および走行部材２を一体
的に支持したものを数種類作成する場合、夫々に指針６
を設ければ、開先角度の変更時には、−４的に支持した
専用の支持部材５にプラズマアークトーチＴを取替えだ
けでよいが、プラズマアークトーチＴを取替えると同様
に指針６を取替えることもできる。また、減摩部材４は
、第５図に示されるごとく、ガイドレール１の長手方向
に２点以上当接する構造としてもよい。さらにまた、第
６図に示されるごとく、ガイドレール１をフランジ付き
とし、このフランジを挟持するローラからなる複数の減
摩部材４，４．を枠体３に支持した走行部材２とする二
とができる。勿論、第３図、第５図および第６図に示さ
れる減摩部材４を適宜に置換することができる。なお、
第５図または第６図に示されるごとく、減摩部材４とガ
イドレール１とが２点以上で当接する構造とすれば、ガ
イドレール１に対する走行部材２の走行方向の位置状態
が略一定となるため、プラズマトーチＴの長軸をガイド
レール１の長軸と直交する方向に配置する場合に好適で
ある。

また、一体的に支持される支持部材５および走行部材２
のうち、少なくとも支持部材らを開先角度の種類に応じ
た数種類作成し、開先角度の変更時には、専用の支持部
材５と取替えて、この専用の支持部材５と共用の走行部
材２とを締着して一体的に支持することができる。

次に上記案内治具８の位置決め方法について説明する。

まず、ガイドレール用の位置決めゲージについて説明す
ると、第７図および第８図において、１１は目盛１２を
取付けたゲージ本体、１３はゲージ本体１１に対して摺
動自在で、かつ設定具１４、例えば締付ネジにより位置
設定自在な位置決めブロックで、この位置決めブロック
１３にはガイドレール１との当接部１３１が配設されて
いる。図示の場合、当接部１３１はガイドレール１と摺
動自在に嵌合して当接するように形成されている。

１５はゲージ本体１１の端部にゲージ本体１１の軸線と
直交する方向に突設された当接部材１５で、この当接部
材１５が被切断物Ｗの端面に当接される。

第９図は、プラズマアーク切断用案内治具８を用いた切
断状態を示す図であって、被切断物Ｗに応じて、開先形
状、即ち開先角度θ、被切断物の板厚ｔおよびルート面
高さａが適宜に決定される。

本案内治具８においては、開先角度θの変更に対応して
プラズマアークトーチＴを専用の支持部材５につけ替え
るため開先角度に関しては問題とはならない。しかし、
他の変数ｔ、ａにより、被切断物上に配置するガイドレ
ール１と被切断物Ｗの端面との間隔りを変化きせなけれ
ばならない。被切断物表面の切断点とガイドレール１と
の間隔をｇ、プラズマアークの実直径をｋとし、かつ図
示のごと＜　Ｌｌｌ、　　Ｌ１２．　Ｌ１３と表記すれ
ばＬｏ−（ｋ／２）・（１／　ｃｏｓθ）−ｋｓｅｃθ
／２゜Ｌ１２−　（ｔ−ａ）　ｔａｎθ。

Ｌ　１３−　Ｌ　１２−　Ｌ　！１　、　　　Ｌ　−Ｌ
　１３　＋　ｆ！　　よりＬ＝（ｔ−ａ）ｔａｎθ−ｋ
　ｓｅｅθ／２＋　ＩＩ！−（１）となる。

例えば、プラズマトーチ先端のチップと被切断物との間
隔を４ｍｓ切断電流を８ＯＡの切断条件で切断する場合
、概略値としてｋ　＝　３　ｍ＋ｓとなる。

この場合、Ｒ＝５０＋ａｍとすれば、（１）式より表１
に示されるＬの値に関する換算表を得ることができる。

表　　１ なお、プラズマアークで切断する場合、プラズマ噴流は
被切断物から僅かにそれる方向に指向するため、上記切
断条件においては、開先角度θ０に対して被切断物の表
面と直交する平面とプラズマアークトーチのプラズマ噴
出流とが角度（θ−２）０をなすよう、プラズマアーク
トーチＴが支持部材５により支持させである。また、表
１においては、開先角度θの相異による専用の支持部材
５を用いる場合に、Ｄの値を同一としたが、勿論夫々専
用の支持部材５毎に上記ｇの値を異ならせることもでき
る。また、開先角度θは３５°、４５″′の場合が殆ど
であるが、勿論他の角度についての換算表を得ておく方
が好ましい。

さて、切断前作業としてガイドレール１を被切断物Ｗに
対して位置決めを行なうが、表１より開先形状に応じた
Ｌの値を選択し、このＬの値どなるようゲージ本体１１
に位置決めブロック１３を固定する。この場合、ガイド
レール１に当接する当接部１３１と位置決めブロック１
３の目盛読取部１３２との間隔Ｒｏに相当するだけ目盛
１２の位置がオフセットされているため、位置決めブロ
ック１３はゲージ本体１１に容易に設定される。

この後、位置決めゲージの当接部材１５と位置決めブロ
ック１３の当接部１３１とに、夫々被切断物Ｗの端面と
ガイドレール１とを当接させ、かっこの当接作業をガイ
ドレール１の長軸方向の少なくとも２ケ所で行なうこと
により、被切断物に対するガイドレールの位置決め作業
が完了する。

なお、第７図に示されるごとく、位置決めブロック１３
に配設される当接部１３１がガイドレール１と摺動自在
に嵌合しているときには、位置決めゲージの当接部材１
５を被切断物の端面に当接させつつ、位置決めゲージを
ガイドレール１に沿って、ガイドレール１の長軸方向に
摺動させることにより、被切断物に対するガイドレール
の位置決めが行なわれる。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明に係るプラズマア
ーク切断用案内治具は、プラズマアーク切断用トーチを
支持する支持部材と、被切断物上にマグネットを介して
吸着されるガイドレールに沿って移動自在な走行部材と
を一体的に支持し、該走行部材を手動にて走行させるプ
ラズマアーク切断用案内治具において、前記走行部材は
走行方向の寸法が可及的に小さく形成されると共に、前
記ガイドレールの幅方向に対して裕度をもって配設され
、かつ前記走行部材にはガイドレールの長軸方向に延び
る指針が配設されて、開先角度の変更に対応Ｃて少なく
とも前記支持部材を専用のものと取替える構造であるた
め、従来の自動切断装置に比べて安価に製作することが
でき、自動切断装置を用いるときに必要とした各種の電
気的ケーブル類が不要であるため、作業時にケーブル類
が邪魔となることはなく、従って作業性が向上する。

勿論、開先角度の変更時にはトーチの支持部材を専用の
ものと取替えるが、この他にはプラズマアークトーチの
位置調整作業が不問であるため、間違った切断を行なう
虞れはない。また、切断は上記案内治具を用いて手動で
行なわれるが、プラズマアークトーチを支持する支持部
材および走行部材をガイドレールに沿って滑かに走行さ
せることができるため、所望の切断結果を得ることがで
きる。

更に、開先形状に応じて作成した換算表より選択した値
に位置決めブロックの位置を設定し、この位置設定した
位置決めブロックを備えた位置決めゲージにより、被切
断物に対するガイドレールの位置決めを行なうため、ガ
イドレールを含めたプラズマアーク切断用案内治具の位
置決め作業を極めて簡単かつ確実に行なうことができる
。勿論、被切断部が短尺な場合、プラズマアーク切断用
案内治具の位置決め作業を頻繁に行なわなければならな
いが、本プラズマアーク切断用案内治具は自動切断装置
に比べてコンパクトでかつ軽量であるため、案内治具の
位置決め作業を繰返しても作業者の疲労は極めて軽微で
すむ。また、従来必要とした切断前のケガキ作業は不要
のため、切断作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る案内治具の実施例を示す斜視図、
第２図は第１図の正面図、ｔＪ３図は第２図の■−■線
断面図、第４図は、第１図における開先角度θを変更す
る場合の図であって、第２図に相当する図、第５図は第
３図の変形例を示す図、第６図は第１図の要部変形例を
示す正面図、第７図乃至第９図は本発明に係る案内治具
を位置決めするときの位置決め方法説明図であって、第
７図はガイドレール用の位置決めゲージを示す正面図、
第８図は第７図の平面図、第９図は開先形状乏案内治具
との位置関係説明図、第１０図（ａ）および（ｂ）は、
本発明の対象とする被切断物の一例を示す斜視図、第１
１図（ａ）は従来例を示す正面図、第１１図（ｂ）は第
１１図（ａ）の平面図である。 １・・・ガイドレール、２・・・走行部材、５・・・プ
ラズマアーク切断用トーチの支持部材、６・・・指針、
８・・・プラズマアーク切断用案内治具、１１・・・ゲ
ージ本体、１３・・・位置決めブロック、１３１・・・
当接部、１５・・・当接部材、１６・・・位置決めゲー
ジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラズマアーク切断用トーチを支持する支持部材と
   、被切断物上にマグネットを介して吸着されるガイドレ
   ールに沿つて移動自在な走行部材とを一体的に支持し、
   該走行部材を手動にて走行させるプラズマアーク切断用
   案内治具において、前記走行部材は走行方向の寸法が可
   及的に小さく形成されると共に、前記ガイドレールの幅
   方向に対して裕度をもつて配設され、かつ前記走行部材
   にはガイドレールの長軸方向に延びる指針が配設されて
   、開先角度の変更に対応して少なくとも前記支持部材を
   専用のものと取替えることを特徴とするプラズマアーク
   切断用案内治具。 ２、目盛付きのゲージ本体と、ゲージ本体に対して摺動
   自在でかつ位置設定自在な、ガイドレールに当接して位
   置決めするための位置決めブロックと、ゲージ本体の端
   部にゲージ本体の軸線と直交する方向に突設された、被
   切断物の端面に当接する当接部材とによりガイドレール
   用の位置決めゲージを構成し、被切断物の板厚ｔ、ルー
   ト面高さａおよび開先角度θに伴なう当接部材と位置決
   めブロックの間隔Ｌを下記式に基いて求めた換算表を作
   成し、該換算表に対応して位置決めブロックの位置を決
   定して、前記位置決めゲージを用いてガイドレールの位
   置決めを行なう第１項記載のプラズマアーク切断用案内
   治具を位置決めするための位置決め方法。 　Ｌ＝（ｔ−ａ）ｔａｎθ−ｋｓｅｃθ／２＋ｌ（ただ
   し、ｋ：プラズマアークの実直径、 ｌ：被切断物表面の切断点とガイドレール との間隔）