JPH09225633A - ガス切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種類の異なるガスを混合させて被加工材を切
断する切断機において加工目的に応じて各種ガスの使用
流量をデータ化し、そのデータに基づいて適正流量に制
御された該各種ガスを自動的に供給することによって常
に安定した火炎状態を提供することを課題とする。 【解決手段】 主ガスライン２、３から各々分岐して配
設される副ガスライン２ａ、３ｂにマスフローコントロ
ーラ７、８を設け、これと電気的に接続する全体制御装
置１５にＮＣ装置１６と操作パネル１７とを設けること
により各種ガスが適正流量に制御されてガストーチ４に
供給される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性ガスと支燃
性ガスの混合により予熱炎を形成し、鋼材等の被加工材
を予熱した後、支燃性ガスを噴出することによって被加
工材を切断するガス切断機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋼板等の被加工材のガス切断
は、切断箇所を切断開始点の発火温度まで予熱した後、
この予熱炎で加熱された鋼板部に支燃性ガスを噴出させ
て行われる。このガス切断は、被加工材と酸素が反応し
て発生する酸化熱を利用したものであり、切断時には、
支燃性ガスとして酸素ガスが用いられている。これに対
し、予熱炎の形成には、プロパンあるいはアセチレンな
どの可燃性ガスと酸素ガスを混合した混合ガスを発火さ
せて行われている。

【０００３】このようなガス切断を行う従来のガス切断
機の実施例について図２に示すブロック図を参照して説
明する。なお、本図は、同じ構造、機能を有するガスト
ーチを複数本設けた場合を示している。

【０００４】図中符号５０Ａは、支燃性ガスＡを備蓄す
るガスボンベであり、符号５０Ｂは可燃性ガスＢを備蓄
するガスボンベである。ガスボンベ５０Ａ，５０Ｂには
主ガスライン５１、５２が配設され、これら主ガスライ
ン５１、５２から各々分岐して配設される副ガスライン
５１ａ、５２ｂを介して支燃性ガスＡおよび可燃性ガス
Ｂがガストーチ５３に供給される。符号５３ａ、５３ｂ
はガストーチ５３に設けられた流量調整弁であり、該ガ
ストーチ５３へ供給される各種ガスを手動で開閉する手
動バルブである。なお、符号５４、５５はガスボンベ５
０Ａ、５０Ｂを手動で開閉する手動バルブである。

【０００５】符号５６、５７は副ガスライン５１ａ、５
２ｂに設けられた手動の圧力調整弁であり、主ガスライ
ン５１、５２から供給される支燃性ガスＡおよび可燃性
ガスＢの圧力の調整を行うことができるようになってい
る。符号５８、５９は前記圧力調整弁５６，５７と直列
に設けられていて各種ガスの流れをＯＮ−ＯＦＦする電
磁弁である。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】以上のように構成されたガス切断機におい
て、ガストーチを複数本使用してこれらに主ガスライン
５１、５２から同時に各種ガスの供給を行おうとする
と、各々のガストーチがその使用条件によって互いに干
渉するためこれを補正すべく各々のガストーチの各流量
調整弁５３ａ、５３ｂを個々に調整しなければならな
い。したがって、加工作業の内容に応じてガストーチの
使用本数や使用位置を変更した場合には火炎状態が変化
して安定せず、その都度各種ガスの使用流量を調節しな
ければならず、作業が繁雑となり作業能率を低下させる
原因となっていた。このような各ガストーチの流量調整
は数値制御装置を搭載した切断機においても切断加工の
段取り作業の一部として手動で行われなければならな
い。そして、この手動操作によるガス使用流量の調節
は、各種ガスが発火した火炎の状態を人間の目で確認し
て行う作業であるため熟練を要するものである。また、
例えば、流量調整弁の調整が不十分で各ガストーチの火
力がばらついていると、最も火力の弱いガストーチによ
る予熱が終了するまで切断を開始することができないと
いう問題がある。

【０００７】本発明は、可燃性ガスおよび支燃性ガスを
混合することにより予熱炎を形成し、鋼板等の被加工材
を予熱した後、支燃性ガスを噴出して被加工材を切断す
る切断機において、ガス切断時の全工程を自動化して、
より安定した流量のガスを供給するとともに、これにと
もなう使用ガスの節約を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、可燃
性ガスと支燃性ガスとによって予熱炎を形成し、鋼板等
の被加工材を予熱した後、支燃性ガスを噴出させて被加
工材を切断するガス切断機において、前記可燃性ガスの
供給源および支燃性ガスの供給源からガストーチに送る
ガス流路のそれぞれに、ガス流量を測定して該ガス流量
を指令値と一致するように制御する流量調整装置を設
け、該流量調整装置へガス流量の指令値を与える制御装
置を設けたことを特徴とする。請求項２の発明は、請求
項１において、前記制御装置は、前記ガス流量の指令値
を時系列的に記憶し、記憶された指令値を前記流量調整
装置へ供給することを特徴とする。請求項３の発明は、
請求項１または２において、前記制御装置は、ガス切断
の各工程で手動操作によって調整された最適な火炎状態
における流量値を時系列的に記憶し、この流量を指令値
として出力することを特徴とする。請求項４の発明は、
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記制御装置
は、前記流量調整装置において測定されたガス使用流量
の測定結果に基づいて該ガス使用流量を算出する算出手
段と、その結果を表示する表示手段とを有することを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１に示したブロック図を参照して以下に説明する。な
お、本実施形態は可燃性ガスと支燃性ガスとの混合によ
って予熱炎を形成し、鋼板等の被加工材を予熱した後、
支燃性ガスを噴出することによって被加工材を切断する
ガス切断機に関するものである。また、本実施形態で
は、同一の構造、機能のガストーチを複数本設けた場合
を示している。

【００１０】図中符号１Ａは、支燃性ガスＡを備蓄する
ガスボンベであり、符号１Ｂは可燃性ガスＢを備蓄する
ガスボンベである。ガスボンベ１Ａ、１Ｂには主ガスラ
イン２、３が配設され、これら主ガスライン２、３から
各々分岐して配設される副ガスライン２ａ、３ｂを介し
て支燃性ガスＡと可燃性ガスＢがガストーチ４に供給さ
れる。符号４ａ、４ｂはガストーチ４に設けられた流量
調整弁であり、該ガストーチ４へ供給される各種ガスを
手動操作により調整することができるようになってい
る。なお、符号５、６はガスボンベ１Ａ、１Ｂを手動で
開閉する手動バルブである。

【００１１】符号７、８は副ガスライン２ａ、３ｂに設
けられたマスフローコントローラであり、主ガスライン
２、３から供給される支燃性ガスＡおよび可燃性ガスＢ
の流量を測定しかつ制御する。マスフローコントローラ
７、８は、ガス流量をガスの質量により計測する計測機
器のことであってガスの温度および圧力の変化に影響さ
れず、より正確なガス流量を計測することが可能とな
る。また、マスフローコントローラ７、８にはガス流量
に応じた電気信号を発生するセンサ部と、該センサ部が
発生する測定データをフィードバック信号として、後述
する全体制御装置から供給される指令信号に応じて制御
される弁部とが設けられている。なお、該センサ部で発
生した信号は電気系ライン９、１０を介して後述する全
体制御装置１５に伝達される。

【００１２】前記全体制御装置１５は、材質、板厚、材
料形状、切断形状などの切断条件に応じて、各ガストー
チ毎の各ガスの流量データを予め記憶し、操作パネル１
７または後述するＮＣ装置１６から供給される信号（予
熱、切断、種火等のガストーチの作動状態、および、い
ずれのデータを使用するかの指令）に基づいて、マスフ
ローコントローラ７、８へ流量指令を供給するようにな
っている。また全体制御装置１５は、前記マスフローコ
ントローラ７、８から供給される流量の測定データを記
憶するとともに、積算して記憶するようになっている。
前記操作パネル１７は、流量制御に関する手動操作が行
われるとともに、制御指令、制御データ、積算データな
どの表示が行われるようになっている。そして、これら
マスフローコントローラ７、８、全体制御装置１５、お
よび操作パネル１７により、このガス切断装置のフレー
ムコントローラ１８が構成されている。また、前記ＮＣ
装置１６にあっては、切断機の移動等の動作、および各
ガストーチのＯＮ／ＯＦＦ（ガスの供給または停止）を
制御するとともに、予熱、切断、種火等の各作動状態に
おけるガスの供給状態の指令を出力でき、さらに、いず
れの流量制御データを選択するかについての指令を出力
するようになっている。なお、前記ＮＣ装置１６への作
業開始等の指令操作は、前記操作パネル１７とは別の図
示しない操作盤より行われるように構成されている。

【００１３】以上のように構成されたガス切断装置の動
作を説明する。まず、ガス流量の制御についてのティー
チングの手順について説明する。 手動の流量調整弁４Ａ、４Ｂを全閉状態とし、操作パ
ネル１７を操作してティーチング開始を指令する。 ティーチング開始の指令があると、マスフローコント
ローラ７、８の弁部が全開状態となる。 各流量調整弁４Ａ、４Ｂをわずかに開き、ガスに点火
する。 この状態においてマスフローコントローラ７、８によ
り測定された各ガス流量を「種火」の状態のガス流量と
して全体制御装置１５に記憶させる。 各流量調整弁４Ａ、４Ｂを徐々に開いて行き、「予
熱」状態の火炎とする。 この「予熱」状態においてマスフローコントローラ
７、８により測定された各ガス流量を「予熱」状態のガ
ス流量として全体制御装置１５に記憶させる。 同様に、各流量調整弁４Ａ、４Ｂを調整して「切断」
の状態の火炎とし、この状態において各マスフローコン
トローラ７、８により測定された各ガス流量を「切断」
状態のガス流量として全体制御装置１５に記憶させる。 このようにしてティーチングが終了した後、流量調整弁
４Ａ、４Ｂを全開状態とし、マスフローコントローラ
７、８の弁部の作動により流量が調整される状態とした
後、図示しない操作盤から作業開始を指令すると、自動
切断動作が開始される。すなわち、ＮＣ装置１６は所定
の移動軌跡（予めＮＣ装置１６にＮＣデータとして入
力、記憶されている切断形状の軌跡）に沿って、ガスト
ーチ４を移動させるべくガス切断機の駆動機構へ指令を
出力するとともに、所定の位置で各ガスのＯＮ／ＯＦＦ
を制御し、かつ、所定の時点における「種火」「予熱」
「切断」の火炎状態の指令を全体制御装置１５へ出力す
る。一方、全体制御装置１５は、前記ティーチングデー
タに基づき、マスフローコントローラ７，８へその時点
での火炎状態、「種火」、「予熱」、「切断」に応じた
指令値を供給する。またマスフローコントローラ７、８
は、測定データに基づいて、自身の弁部をフィードバッ
ク制御することにより、指令値に応じた流量の可燃性ガ
スおよび支燃性ガスを各ガストーチ４に供給する。

【００１４】したがって、ＮＣ装置１６によりガストー
チの移動軌跡を制御しながら、これと同期して、全体制
御装置１５からマスフローコントローラ７、８へ指令値
を供給することにより、火炎の状態が「種火」「予熱」
「切断」のいずれかに切換られ、自動的に切断が行われ
る。そして、所定の移動軌跡に沿ってその終点まで各ガ
ストーチ４が到達した旨がＮＣ装置１６に認識される
と、各ガストーチ４の移動を停止させるとともに、ガス
の供給を停止させ、あるいは、マスフローコントローラ
７、８が種火の状態となるように流量を減少させ、１回
のガス切断のサイクルが終了する。なお、前記支燃性ガ
ス、あるいは可燃性ガスの流量の調整は、例えば、停
止、種火、加熱、切断といったステップ的な切換、ある
いは、任意の流量に調整可能な無段階的な調整のいずれ
であってもよい。

【００１５】以上のようなガス切断サイクルと並行し
て、前記マスフローコントローラ７、８に測定されたガ
ス流量データは、全体制御装置１５に供給され、記憶さ
れるとともに、各マスフローコントローラ７、８毎に積
算される。したがって、全体制御装置１５に記憶された
流量データを必要に応じて読み出し、操作パネル１７な
どに表示させることにより、全体のあるいはガストーチ
４毎のガス消費量を知ることができる。また、全体制御
装置１５に記憶された積算流量データは、ＮＣ装置１６
へ、あるいは、ＮＣ装置１６を介して他の総合的な生産
管理装置へ送信することができる。

【００１６】なお、上記実施例では、「種火」「予熱」
「切断」の流量状態をティーチングにより全体制御装置
に記憶させたが、各火炎状態における流量数値を直接、
操作パネル１７から入力して記憶させることもできる。
また、既に記憶されている流量データを操作パネルから
数値編集できることはもちろんであるが、既に記憶され
ている流量データによる火炎の状態を手動バルブで微調
整してティーチングにより新たなデータとして記憶させ
ることもできる。さらに、上記実施例では、「種火」
「予熱」「切断」の流量状態の指示持および流量制御デ
ータの選択の指示をＮＣ装置から行うようにしたが、操
作パネルから行うようにしてもよく、ＮＣ装置の無いガ
ス切断機においてもフレームコントローラ１８が使用で
きることはもちろんである。また、制御に必要な諸動作
を全体制御装置、ＮＣ装置、操作パネルにいかに分担さ
せるかが上記実施形態に限定されるものでないのはもち
ろんである。また、使用条件についての測定値あるいは
指令値に基づく作業環境の諸データを補正演算する補正
演算機構を設けておけば、作業環境に変更が生じた場合
には、変更作業工程のみを全体制御装置にティーチング
することによって該変更作業工程を自動的に既存の制御
データに組み込むことができ、既存のデータの変更（追
加、削除を含む）作業が容易となり、製品の加工目的に
応じた作業環境の自動化の適応範囲を広げることが可能
となった。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は可燃性ガ
スと支燃性ガスとを混合して予熱炎を形成し、支燃性ガ
スを噴出させて被加工材を切断するガス切断機におい
て、主ガスラインからガストーチに分岐して配管される
副ガスラインにマスフローコントローラを設けたので、
各種ガスが全体制御装置の指令値に応じた適正流量に制
御されて該ガストーチに供給される。また、全体制御装
置は、手動バルブ操作で最適な火炎状態とした時のガス
流量を記憶でき、このガス流量をマスフローコントロー
ラに指令することができるので、一旦記憶させれば、熟
練者でなくとも熟練者と同じように良質の切断が行える
ようになる。さらに、各種ガスの使用量は、各副ガスト
ーチのラインに設けられたマスフローコントローラによ
って個々に検出され、この検出結果が全体制御装置にガ
ス切断機の動作に対応して時系列的に逐次記録、蓄積さ
れ、操作パネルなどに表示されるため、ガス切断機の稼
働時間に対する各種ガスの積算流量を全体あるいはガス
トーチ毎に知ることが可能となるとともに、製品ロット
などに応じて各種ガスの使用量を容易に算出することが
でき、この使用量を生産管理の指標として活用すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるガス切断機の構成
例を示すブロック図である。

【図２】 ガス切断機の一従来例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 支燃性ガス、Ｂ 可燃性ガス、１Ａ 支燃性ガス供
給源、Ｂ１ 可燃性ガス供給源、２ 主ガスライン（支
燃性ガス流路）、３ 主ガスライン（可燃性ガス流
路）、２ａ 副ガスライン（支燃性ガス流路）、３ｂ
副ガスライン（可燃性ガス流路）、４ ガストーチ、４
ａ、４ｂ 流量調整弁、７ マスフローコントローラ
（支燃性ガス流量調整装置）、８ マスフローコントロ
ーラ（可燃性ガス流量調整装置）、１５ 全体制御装
置、１６ 数値制御装置（ＮＣ装置）、１７ 操作パネ
ル、１８ フレームコントローラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃性ガスと支燃性ガスとによって予熱
   炎を形成し、鋼板等の被加工材を予熱した後、支燃性ガ
   スを噴出させて被加工材を切断するガス切断機におい
   て、 前記可燃性ガスの供給源および支燃性ガスの供給源から
   ガストーチに送るガス流路のそれぞれに、ガス流量を測
   定して該ガス流量を指令値と一致するように制御する流
   量調整装置を設け、該流量調整装置へガス流量の指令値
   を与える制御装置を設けたことを特徴とするガス切断
   機。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、前記ガス流量の指令値
   を時系列的に記憶し、記憶された指令値を前記流量調整
   装置へ供給することを特徴とする請求項１に記載のガス
   切断機。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、ガス切断の各工程で手
   動操作によって調整された最適な火炎状態における流量
   値を時系列的に記憶し、この流量を指令値として出力す
   ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
   のガス切断機。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、 前記流量調整装置において測定されたガス使用流量の測
   定結果に基づいて該ガス使用流量の積算流量を算出する
   算出手段と、その結果を表示する表示手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガ
   ス切断機。