JPH0576671U - プラズマ加工機用トーチ交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トーチの交換を自動化することにより短時間
で且つ高精度の交換を行なうことのできるプラズマ加工
機用トーチ交換装置を提供する。 【構成】 割出ベース７９がプラズマ加工機３の加工位
置に対して接近離反自在となっている。そして、割出ベ
ース７９に設けられている割出板７７は、予備トーチ７
５を脱着自在に装備し、且つ回転することにより割出し
を行なうものである。従って、加工トーチ３９を交換す
る場合には、割出板７７を回転させて空になっている切
欠き８１を交換位置に割出し、割出ベース７９を加工ト
ーチ３９に接近させてこれを取り外して一旦加工位置か
ら離反する。そして割出板７７を回転して次に使用する
予備トーチ７５を交換位置に割出位置決めし、再び割出
板７７を加工位置に接近せしめて新しい加工トーチ３９
を装着させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はプラズマ加工機用トーチ交換装置に係り、さらに詳しくは、必要に 応じ所定のトーチを自動で交換することができるプラズマ加工機用トーチ交換装 置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のプラズマ加工機におけるトーチのノズル、電極の寿命は、使用時間でお よそ１〜３時間と非常に短く、また、ワークの切断厚が変化する場合には、必要 電流値が変わるため電流に応じてノズル径を変更する必要がある。このため、１ 日に何度もノズル、電極の交換が要求される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、通常、ノズル部は２〜３重にネジ締めされており、トーチの交 換作業には工具や治具を用いて人手により行っていた。従って、機械上での交換 作業は非常に時間がかかり煩わしい作業であった。また、交換時にトーチの取付 けを完全に行っておかなければプラズマアークが不安定となって正規の機能が得 られなくおそれがあった。そして、交換に要する時間の無駄から、機械の可動率 が低下するという問題があった。

【０００４】 この考案の目的は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、ト ーチの交換を自動化することにより短時間で且つ高精度の交換を行なうことので きるプラズマ加工機用トーチ交換装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るプラズマ加工機用トーチ交換装置は、加工位置のトーチ取付部 に着脱自在な加工トーチを装着すると共に被加工材をＸ軸およびＹ軸方向へ移動 させて前記加工トーチで被加工材にプラズマ加工を行なうプラズマ加工機であっ て、前記加工位置に隣接した割出位置に設けられると共に複数の交換用トーチを 着脱可能に装着した割出板と、この割出位置にある割出板を前記加工位置へ移動 離反せしめるべく設けられた割出ベースと、を備えてなるものである。

【０００６】

【作用】

この考案に係るプラズマ加工機用トーチ交換装置によれば、割出ベースがプラ ズマ加工機の加工位置に移動離反自在となっている。そして、割出ベースに設け られている割出板は、複数の交換用トーチを脱着自在に装備し、且つ回転するこ とにより割出しを行なうものである。従って、トーチ装着時には、所望のトーチ を回転割出し、割出ベースが割出位置にある割出板を加工位置へ移動させてトー チをプラズマ加工機のトーチ取付部に装着する。また、トーチを交換する場合に は、割出板を回転させて空になっている部分を回転割出し、割出ベースが割出板 の空の部分を加工位置に移動させて加工トーチを取り外して一旦加工位置から離 反する。そして割出板を回転して次に使用するトーチを割出位置決めし、再び割 出ベースが割出位置にある割出板を加工位置に移動せしめて新しいトーチを加工 機のトーチ取付部に装着させる。

【０００７】

【実施例】

以下この考案の好適な一実施例を図面に基づいて説明する。

【０００８】 図５には、この考案に係るトーチ交換装置１を装着したプラズマ加工機３の全 体を示している。

【０００９】 プラズマ加工機３は、下部フレーム５の図中右側端部にサイドフレーム７を立 設し、このサイドフレーム７から下部フレーム５の上方で左右方向の途中位置ま で平行に上部フレーム９を設けてある。従って、上辺が下辺に比して短い全体コ 字状を呈しており、下部フレーム５内部にプラズマ用の電源装置１１が備えられ ている。

【００１０】 また、下部フレーム５の上面には図中Ｙ軸方向に沿ってガイドレール１３が前 後（紙面直交方向）に一対設けられている。これらガイドレール１３には、下部 フレーム５上に固定した固定テーブル１５の前後両側に配されている一対の可動 テーブル１７が移動自在に支承されている。そして、この可動テーブル１７は、 固定テーブル１５を跨いだ状態でＸ軸方向に延びるキャリッジベース１９に一体 的に装備されている。このキャリッジベース１９は、図示しない駆動モータとボ ールネジ２１の組合せによりＹ軸方向へ移動位置決めされる。また、このキャリ ッジベース１９には、キャリッジベース１９に沿ってＸ軸方向へ移動自在の複数 のキャリッジ２３が装備されており、このキャリッジ２３には、板状のワークＷ の一端を把持するクランプ２５が装備されている。

【００１１】 従って、ワークＷの位置決めは、ワークＷを把持するクランプ２５を装備した キャリッジ２３がキャリッジベース１９に沿ってＸ軸方向に移動制御され、且つ キャリッジベース１９がガイドレール１３に沿ってＹ軸方向に移動制御されるこ とにより行われることになる。

【００１２】 一方、上部フレーム９の先端面（図中左側端面）２７には、基端側（図中右側 ）に設けられていてワークＷにパンチング加工を施すパンチング加工部２９と、 パンチング加工部２９に隣接してプラズマ加工を行なうプラズマ加工部３１と、 トーチ交換装置１とが設けられている。

【００１３】 パンチング加工部２９は、パンチホルダ及びダイホルダを碁盤状に９個配し、 これにパンチ３３と図示しないダイを装着した９トラックパンチ３５と、所望の パンチ３３の真上に位置決めされた図示しないストライカを打撃する油圧ラムシ リンダ３７とを備えている（詳細は特開平３−８３２４号公報参照）。

【００１４】 従って、パンチング加工部２９においては、前述の如く加工領域に位置決めさ れたワークＷに対して、油圧ラムシリンダ３７が所望のパンチ３３の真上に位置 決めされたストライカを打撃することによりパンチング加工を施すのである。

【００１５】 図３を併せて参照するに、プラズマ加工部３１は、ワークＷにプラズマ加工を 施す加工トーチ３９と、この加工トーチ３９を装着して上下移動自在なＺ軸スラ イダカイド４１に取付けられているＺ軸スライダ４３を備えている。また、Ｚ軸 スライダ４３の下端には加工トーチ３９用のトーチ取付部としてのソケット４５ を固定するためのトーチ固定プレート４７が設けられており、ソケット４５側の トーチ固定プレート４９を下から支持している。

【００１６】 すなわち、Ｚ軸スライダ４３側のトーチ固定プレート４７に設けられている上 向きの凸部４７ａが、ソケット４５側のトーチ固定プレート４９の凹部４９ａに 嵌合することにより位置ずれを回避している。そして、これらトーチ固定プレー ト４７，４９間にはトーチ先端検出用スイッチ５１が設けられている。

【００１７】 加工トーチ３９は、加工トーチ３９の上端部に形成されている凹部３９ａにＺ 軸スライダ４３側ソケット４５下端に装備されている鋼球５３が嵌合して脱落を 防止することにより行われる。この鋼球５３は、チャッキングバネ５５により常 時下方に付勢されていて先端がテーパ状に加工されたチャッキング部材５７によ り押さえられて、加工トーチ３９を確実に把持するようになっている。そして、 加工トーチ３９をＺ軸スライダ４３側ソケット４５に装着した状態で、エアー管 ５９、電源管６１、ガス管６３を確実に連結する。エアー管５９は、アンクラン プ用シリンダ室６５にエアーを圧入するためのものであり、電源管６１は、プラ ズマ加工時の電源を供給するためのものである。また、ガス管６３は、プラズマ 加工時に加工トーチ３９から高温ガスを発してワークＷを切断等するためのもの である。

【００１８】 加工トーチ３９の取り外しは、チャッキング部材５７とソケット４５との間に 設けられているアンクランプ用シリンダ室６５に、エアー管５９からエアーを供 給すると、チャッキングバネ５５の付勢力に抗してチャッキング部材５７を押上 げ、鋼球５３を加工トーチ３９の凹部３９ａから外すことにより行われる。これ により加工トーチ３９は容易に取り外すことができる。

【００１９】 そして、加工トーチ３９の先端高さ位置の調整は、Ｚ軸スライダ４３をゆっく り下降させ、固定テーブル１５上のワークＷ又は高さ調整用治具等に加工トーチ ３９の先端を当接させ、Ｚ軸ネジ６７（図１参照）により調整する。しかし、万 が一、プラズマ加工時にワークＷが加工トーチ３９の先端に衝突して加工トーチ ３９を破損するのを防止するため、ワークＷが加工トーチ３９に当接するとソケ ット４５側のトーチ固定プレート４９が傾きトーチ先端検出用スイッチ５１がＺ 軸スライダ４３側のトーチ固定プレート４７上面から離れてオフとなり、プラズ マ加工機３を停止させる。

【００２０】 以上のような構成により、プラズマ加工時にはＺ軸スライダ４３を下降させて 加工トーチ３９をワークＷに接近させ、前述のようにしてワークＷを所定位置に 位置決めしながら加工を施すものである。

【００２１】 すなわち、加工トーチ３９に内部で電源管６１の先端に取付けられている図示 しない電極と、加工トーチ３９の先端に装着されているノズル６９との間にアー クを発生させ、ガス管６３から圧入されるガスをこのアークにより高温としてノ ズル６９の先端から高速で噴出することによりワークＷを切断したりするプラズ マ加工を施すのである。

【００２２】 そして、再び図５に戻って、加工された製品ＷＡは、固定テーブル１５から固 定テーブル１５の下方に設けられているベルトコンベア７１上に落下して機外へ 搬出され、ベルトコンベア７１の左端下方に設けられている製品トレイ７３に集 められる。

【００２３】 次に、図１及び図２に基づいて、トーチ交換装置１について説明する。

【００２４】 トーチ交換装置１は、複数の予備トーチ７５を円周上に装着可能な割出板７７ と、この割出板７７をＺ軸スライダ４３に装着されている加工トーチ３９位置に 移動離反自在に位置決め制御される割出ベース７９とを備えている。

【００２５】 割出板７７は、その円周に沿って６個（一例であり、個数は任意である）のト ーチ３９，７５を装着するための円形の切欠き８１を有しており、各切欠き８１ には予備トーチ７５の向きを確定させて装着を確実に行なうためのトーチ位置決 めキー８３が設けられている。この割出板７７は、割出回転軸８５を回転中心に して回転自在となっている。また、割出板７７の下側には、割出板７７と共に回 転することなく常に交換位置に向いているトーチ有無センサ８７が設けられてお り、トーチ３９，７５の交換に使用する切欠き８１にトーチ３９，７５が有るか 無いかを検出することができるようになっている。

【００２６】 割出板７７を回転割出しする割出モータ８９は、前記割出ベース７９の図１に おいて右側面に取付けられていると共に、ゼネバギヤ９１Ａ、装着リング９１Ｂ を介して割出板７７を回転駆動するものであり、ゼネバギヤ９１Ａに取付けられ ているドグ９３を、割出モータ８９にブロック部材を介して取付けられている割 出確認用センサ９５が検出することにより正確な割出板の割出しが行なわれる。 図１に示す例では、割出モータ８９が例えば１回転すれば割出板７７は６０度回 転する。すなわち、前述の如く割出板７７の円周に沿って６個のトーチ３９，７ ５が装着可能となっているため、割出モータ８９が１回転すれば隣に装着されて いる予備トーチ７５を割出すことができるようになっている。従って、割出板７ ７に装着できるトーチ３９，７５の個数を変える場合には、ゼネバギヤ９１Ａの 比率を変えればよい。

【００２７】 また、割出ベース７９は、上述のように割出板７７を回転割出自在に装備して 割出用ガイド９７に取付けられている。この割出用ガイド９７は上部フレーム９ から張り出している天板９９に固定されている割出用ガイドレール１０１に沿っ て往復移動自在となっている。従って、駆動シリンダ１０３が割出用ガイド９７ を移動させることにより、割出板７７をＺ軸スライダ４３に装着されている加工 トーチ３９位置に移動離反せしめるべく移動制御されることになる。すなわち、 割出板７７をトーチ３９，７５の交換位置と割出位置（退避位置）との間で往復 移動させるものである。

【００２８】 次に、図１、図２及び図４に基づいて、トーチ３９，７５の交換動作について 説明する。

【００２９】 通常のプラズマ加工時には、割出板７７はすでにＺ軸スライダ４３に装着され ている加工トーチ３９から離反して、割出位置（退避位置）に停止している。従 って、割出板７７には少なくとも１個の空の切欠き８１が存在する。そして、ト ーチ３９とトーチ７５との交換に入る前に、Ｚ軸スライダ４３を上昇させておく 。

【００３０】 先ず、割出位置において、割出板７７の下方に設けられているトーチ有無セン サ８７は割出板７７の交換位置に予備トーチ７５が無いことを確認して空の切欠 き８１が割出位置決めされていることを確認する。そして、割出ベース駆動シリ ンダ１０３により割出板７７をＺ軸スライダ４３側方向へ移動させる。すなわち 、割出板７７をプラズマ加工位置の上方へ移動させ、空の切欠き８１をＺ軸スラ イダ４３に装着されている加工トーチ３９の下側へ位置決めする。

【００３１】 次に、Ｚ軸スライダ４３を駆動して加工トーチ３９を下降させ、加工トーチ３ ９を空の切欠き８１へ挿入し、加工トーチ３９のフランジ３９ｂが割出板７７の 上面に載ると、前述したようにトーチ固定プレート４７，４９が相離反すること によりトーチ先端検出用スイッチ５１がオフとなる。これによりＺ軸スライダ４ ３の下降を停止させ、エアー管５９からアンクランプ用シリンダ６５にエアーを 送り込んでアンクランプする。

【００３２】 加工トーチ３９は、Ｚ軸スライダ４３から取り外されているため、Ｚ軸スライ ダ４３を上昇させると加工トーチ３９のみ残って割出板７７に保持されることに なる。そして、Ｚ軸スライダ４３が上昇停止した後、割出ベース駆動シリンダ１ ０３により割出板７７を割出位置に移動させ、そこで割出板７７を回転割出して 所望の予備トーチ７５を交換位置に位置決めする。

【００３３】 割出ベース駆動シリンダ１０３により割出板７７を再びＺ軸スライダ４３位置 に移動した後、Ｚ軸スライダ４３を下降させて、ソケット４５下部を予備トーチ （加工トーチとなる）７５上部に嵌め込む。そして、アンクランプ用シリンダ６ ５のエアーを抜くと、チャッキングバネ５５がチャッキング部材５７を押し下げ て鋼球５３が加工トーチ７５の上端部に嵌合して新しい加工トーチ３９としてチ ャッキングされる。

【００３４】 Ｚ軸スライダ４３を上昇させて新しい加工トーチ３９を割出板７７から取り出 した後、割出ベース駆動シリンダ１０３により割出板７７を割出位置（退避位置 ）へ移動させる。

【００３５】 Ｚ軸スライダ４３を下降させ、前述のようにして加工トーチ３９先端高さ補正 を行った後、Ｚ軸スライダ４３を上昇させて交換及び加工準備を完了する。

【００３６】 以上のことを繰り返すことにより、人手を介入させることなく加工トーチ３９ の自動交換を行なうことができる。但し、予備トーチ７５におけるノズル６９、 電極等の交換は人手で行なうが、割出板７７から簡単に取り外すことができるの で、機外で容易かつ正確に行なうことができる。

【００３７】 このように、プラズマ加工機３を停止させることなく加工トーチ３９の交換を 自動的に行なうことができるので、従来のようにプラズマ加工機３を停止させて 段取り換えを行なう必要がなくなる。このため、プラズマ加工機３の作業効率が 大幅に向上する。

【００３８】 また、各性能の予備トーチ７５位置とノズル６９径を入力しておけばワークＷ の板厚が変わって電流値の変更が必要な場合でも、人手による加工トーチ３９の 交換は不要となるので、ワークＷの板厚が変化する場合でも長時間の連続切断が 可能である。

【００３９】 さらに、ノズル６９，電極の交換は機外で行ない、予備トーチ７５を一体で割 出板７９にセットできるため、正確に速く交換できるし、非常に能率的である。 尚、上記実施例においては、予備トーチ７５を含め６本のトーチ３９，７５を 自動交換することができるので、同じ性能のトーチ３９，７５を使用すれば合計 約１８時間の連続加工を行なうことができるが、割出板７７に装着できる予備ト ーチ７５の数は任意である。また、種々の予備トーチ７５を使用することも可能 である。

【００４０】 なお、この考案は前述した実施例に限定されることなく、適宜の変更を行なう ことにより、その他の態様で実施し得るものである。

【００４１】

【考案の効果】

この考案に係るプラズマ加工機用トーチ交換装置は以上説明したような構成の ものであり、トーチ装着時には、所望のトーチを交換位置に回転割出し、割出ベ ースを加工位置に移動させてトーチをプラズマ加工機のトーチ取付部に自動的に 装着することができる。また、トーチを交換する場合には、割出板が加工トーチ をトーチ取付部から取り外し、割出ベースにより一旦退避してから回転割出をし て所望のトーチを選び、再び割出ベースにより加工位置に移動して新しいトーチ をトーチ取付部に装着する。このように、自動的にトーチを交換することができ るので、短時間で且つ高精度の交換ができる。さらに、従来のようにプラズマ加 工機を停止させることなくトーチの交換ができるので、機械の使用効率が大幅に 改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るトーチ交換装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２】割出板の詳細を示す平面図である。

【図３】加工トーチの取付け部を示す詳細図である。

【図４】トーチの交換手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】この考案に係るトーチ交換装置を装備したプラ
ズマ加工機の全体を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ トーチ交換装置 ３ プラズマ加工機 ３９ 加工トーチ ４５ ソケット（トーチ取付部） ７５ 予備トーチ（交換用トーチ） ７７ 割出板 ７９ 割出ベース Ｗ ワーク（被加工材）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工位置のトーチ取付部に着脱自在な加
   工トーチを装着すると共に被加工材をＸ軸およびＹ軸方
   向へ移動させて前記加工トーチで被加工材にプラズマ加
   工を行なうプラズマ加工機であって、前記加工位置に隣
   接した割出位置に設けられると共に複数の交換用トーチ
   を着脱可能に装着した割出板と、この割出位置にある割
   出板を前記加工位置へ移動離反せしめるべく設けられた
   割出ベースと、を備えてなるプラズマ加工機用トーチ交
   換装置。