JPH0570544B2 - - Google Patents

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、あらかじめ切断機設置架
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
つ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難なこと
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座標系に対
してそれが多少ねじれて設置されることがある。
したがつて、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１がねじれて設置された場合の
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問題を生ずる。

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１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
調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
能に支持されたキヤリツジ；該キヤリツジに搭載
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
ヤリツ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つて
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、素材の使用率が向上する。

勿論、素材が定形の場合や、ねじれがない場合
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図にその正面図をそ
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ー５、ガー
ダー５を前後進駆動する前後進駆動装置６、ガー
ダー５上を横行するキヤリツジ７、キヤリツジ７
を横行駆動する横行駆動装置８、キヤリツジ７に
搭載された切断トーチ９および基準テイーチング
用のマーカー１０、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、１２は、キヤリツジ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に沿うガーダー５の
移動軸をＹ軸と称し、ガーダー５の延びる方向に
沿うキヤリツジ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１１ｂは
キヤリツジ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１１ｂ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。

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、１
４および１５はテイ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源とし、レンズ及びスリツ
トにより集光し、太さ１mm前後の光のラインを鋼
板長手方向全長に亘つ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ツトし、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機しているが、前後
進駆動装置６及び横行駆動装置８を動作させてガ
ーダー５とキヤリツジ７を移動させ、マーカー１
０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１１ｂ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１４，１５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（X₁、Y₁）と
し、第２基準点１５の座標を（X₂、Y₂）とすれ
ば、マーキングラインの傾きθは、 θ＝tan^-1（X₁−Y₁）／（X₂−Y₂） ……(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′＝Xi・cosθ＋Yi・sinθ ……（２・１） Yi′＝−Xi・sinθ＋Yi・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（X₁、Y₁）分だけ平行移動しているか
ら、最終的な補正後の座標値（Xi″、Yi″）は、 Xi″＝Xi・cosθ＋Yi・sinθ＋X₁……（３・１） Yi″＝−Xi・sinθ＋Yi・cosθ＋Y₁ （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１４に対してキヤリツジ７上のマーカー１
０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、基準点の検出手段としてテ
イーチング式を採用しているがフオトセンサー
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。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、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、第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。 １：被切断材、２：切断図形、３：基準座標
系、４：レール、５：ガーダー、６：前後進駆動
装置、７：キヤリツジ、８：横行駆動装置、９：
切断トーチ（切断手段）、１０：マーカー、１１
ａ，１１ｂ：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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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ヤリツジ； 前記キヤリツジに搭載された、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； 前記キヤリツジに搭載された、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
   に基づいて前記キヤリツ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。