JPH1080764A - 切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予熱炎の調整に熟練を要するため、時間がか
かった。切断作業の途中での切断炎時にも予熱炎の調整
が必要であり、切断機の運転を停止する必要があった。 【解決手段】 複数のガス切断トーチ２０を備える切断
機において、切断トーチ２０のそれぞれに予熱ガスおよ
び予熱酸素の流量を調節供給する流量調整装置１２が設
置され、これら流量調整装置１２が被切断材の切断条件
が入力される制御盤１０と接続され、該制御盤１０によ
って予熱ガスおよび予熱酸素の流量がそれぞれ個別に制
御可能になっている。これにより、各切断トーチ２０を
個別にスケジュール運転することが可能になり、しか
も、最適予熱炎が得られるガス流量制御が制御盤１０の
記憶機能によって再現可能であるので、予熱炎の調整が
簡便になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス切断トーチに
よって被切断材を切断する切断機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、複数本のガス切断トーチ１を備
える切断機２を示す。この切断機２は、板材等の被切断
材３を載せる加工台４に沿って移動する移動台５と、該
移動台５に搭載され、複数本の切断トーチ１、１…を支
持して移動台５の移動方向に垂直な方向に往復動する切
断機本体６とを備えている。切断機本体６に搭載された
切断トーチ１は該切断機本体６の移動方向に沿って一列
に並列され、移動台５と切断機本体５との駆動によって
加工台４の加工平面に沿ったＸＹ方向に互いに平行な移
動軌跡を描きつつ一体的に移動されるようになってい
る。移動台５および切断機本体６の駆動と、切断トーチ
１の配列間隔の調整とは、制御盤７にて自動的になされ
るのが一般的である。

【０００３】前記切断機２で切断条件の異なる複数の切
断を同時に行うには、各切断トーチ１別にガス流量を調
整して、予熱炎を調節する必要がある。図６は、予熱炎
の調節手順を示す。まず、第１のステップａで全ての切
断トーチ１の吹管バルブ（図示せず）を閉める。次に、
第２のステップｂで加工機本体６のガス導入バルブ（図
示せず）を開く。次に、第３のステップｃで圧力調整器
を操作して予熱酸素流路および予熱ガス流路のガス供給
圧を調整する。次に、第４のステップｄで予熱酸素およ
び予熱ガスの電磁弁（図示せず）を開く。次に、第５の
ステップｅで最初のトーチの吹管バルブを開き予熱炎を
着火する。次に、第６のステップｆで吹管バルブを調整
して目的の予熱炎をつくる。次に、第７のステップｇで
吹管バルブ全開でも予熱炎が弱い場合には、第８のステ
ップｈで圧力調整器の設定圧力を上昇させた上、第６の
ステップｆに戻って目的の予熱炎をつくり直す。

【０００４】最初の切断トーチ１で目的の予熱炎が得ら
れたら、第９のステップｉで未調整の切断トーチ１の有
無を識別し、未調整の切断トーチ１が存在する場合に
は、第１０のステップｊで次の切断トーチ１について吹
管バルブを開いて着火し、第６のステップｆに戻り、以
下、最初の切断トーチ１の場合と同様にして各切断トー
チ１について予熱炎の調整を行う。第９のステップｉで
未調整の切断トーチ１が無くなったら、第１１のステッ
プｋで調整済み切断トーチ１の予熱炎の変化の有無を識
別し、変化が観察された場合には第１２のステップｌで
該当の切断トーチ１の吹管バルブを操作して予熱炎を再
調整し、第１１のステップｋに戻る。第１１のステップ
ｋで、予熱炎が変化した切断トーチ１が存在しなくなれ
ば第１３のステップｍに進み、予熱酸素および予熱ガス
の電磁弁を閉じて予熱炎の調整を完了する（第１４のス
テップｎ）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な切断機２の場合、条件の異なる複数の切断作業を同時
に行うには、切断作業者が圧力調整器による圧力調整に
加えて、切断トーチ１個別の吹管バルブの調整をも行っ
て予熱炎を調整するので、作業に時間がかかるといった
問題があった。予熱炎の調整は熟練工の勘に頼っている
のが実状であり、近年では熟練工が減少していることか
らすると、多数の切断トーチ１の予熱炎調整を毎回の切
断作業前に行うとなると、作業時間に対する不満が一層
大きくなるとともに、人件費も上昇してコスト的に不利
になる。

【０００６】また、途中で使用する切断トーチ１の本数
や配列間隔を変化させた場合には、設定した予熱炎の状
態が変化してしまうことがあり、設定をやり直すケース
が生じていた。この場合には、切断機２の自動運転を一
旦停止して予熱炎を調整し直さねばならず、加工時間が
延長する不満があった。

【０００７】また、切断トーチ１間で予熱炎にばらつき
があると、ピアシングの予熱時間が予熱炎の一番弱い切
断トーチ１によって決定されるので、（１）予熱時間が
長くなる、（２）被切断材３の予熱に過不足を生じて切
断面の性状に影響が出る、（３）過剰な予熱によって予
熱酸素や予熱ガスが無駄になりコスト面で不利になる、
といった不満もあった。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、切断トーチ別に流量調整装置を設置したことによ
り各切断トーチを個別にスケジュール運転することが可
能になり、条件の異なる複数の切断を同時に行う場合で
あっても各切断トーチの予熱炎の調節が自動的になされ
て切断機の連続運転を可能にするとともに、いつでも最
適予熱炎が容易に得られ、しかも予熱炎の調整も簡便に
なる切断機を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の発明では、複数本の切断トーチが搭載され、被
切断材が載置される加工台の加工平面に沿って移動する
ことにより被切断材を前記切断トーチにより切断する切
断機本体を具備する切断機において、切断トーチのそれ
ぞれに予熱ガスおよび予熱酸素の流量を調節供給する流
量調整装置が設置され、これら流量調整装置は被切断材
の切断条件が入力される制御盤と接続され、該制御盤に
よって予熱ガスおよび予熱酸素の流量がそれぞれ個別に
制御可能になっていることを特徴とする切断機を前記課
題の解決手段とした。

【００１０】本発明によれば、予熱ガスおよび予熱酸素
の流量調整を流量調整装置毎に個別に制御することで、
切断トーチを個別にスケジュール運転することが可能に
なり、切断トーチ毎に条件の異なる被切断材の切断を同
時に行うことが可能になる。各流量調整装置の制御は、
予め制御盤に入力した指令によりなされる。制御盤に入
力する指令は、各被切断材の厚さ、材質等の切断条件
や、切断開始点および終点や、各地点（加工平面上の座
標）あるいは時間での予熱ガスおよび予熱酸素の流量等
であり、これらの指令に基づいて各流量調整装置を制御
することで、常に適切な予熱炎を得る。

【００１１】請求項２記載の発明では、各流量調整装置
が制御盤と接続されたガス流量計測手段を具備し、該流
量調整装置が制御盤からの指令値に対応して予熱ガスお
よび予熱酸素の流量を被切断材の予熱、切断、種火の３
段階に切り換え可能になっていることを特徴とする切断
機を前記課題の解決手段とした。

【００１２】本発明によれば、作業者が入力した指令に
加えて、各流量調整装置のガス流量計測手段が計測した
ガス流量値を勘案して、制御盤が予熱ガスおよび予熱酸
素の計測流量が所望の流量からずれている場合に流量調
整装置の開量を調整し、計測流量を所望の流量に合わせ
る。これによって、切断トーチの個別のスケジュール運
転を一層多様化することが可能になり、予熱ガスおよび
予熱酸素の流量を予熱、切断、種火の３段階に切り換え
るといった細かい制御を行っても、常に所望の予熱炎が
安定して得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の切断機の実施の形態
を、図１から図４を参照して説明する。なお、図中図５
と同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明を簡
略化する。図１は本実施形態の切断機のシステム構成を
示す図であって、図中符号１０は制御盤、１１は予熱制
御モジュール、１２は流量調整装置、１３は予熱酸素流
路、１４は切断酸素流路、１５は予熱ガス流路、１６は
切断酸素制御モジュール、１７は圧力調整器、１８は圧
力センサ、１９はＮＣ制御部、２０は切断トーチであ
る。この切断機は、図５に示す切断機に制御盤１０、予
熱制御モジュール１１、流量調整装置１２、切断酸素制
御モジュール１６等を搭載して図１に示すシステムを構
成したものである。

【００１４】図１において、制御盤１０には複数の予熱
制御モジュール１１と切断酸素制御モジュール１６とが
接続され、各予熱制御モジュール１１には流量調整装置
１２が４組ずつ接続され、切断酸素制御モジュール１６
には圧力調整器１７および圧力センサ１８が接続され、
制御信号等の各種信号が電気信号として伝達可能になっ
ている。信号の伝達手段は電気に限定されず、例えば油
圧等の流体圧を利用することも可能である。制御盤１０
は、予熱制御モジュール１１を介して各流量調整装置１
２を個別に制御可能になっている。なお、予熱制御モジ
ュール１１に接続する流量調整装置１２の数等は、前述
に限られたものでは無く、適宜変更可能である。

【００１５】各流量調整装置１２は予熱酸素流路１３お
よび予熱ガス流路１５から分岐された分岐流路２１、２
２の途中に介在され、これら分岐流路２１、２２の先端
に接続された切断トーチ２０に供給する予熱酸素および
予熱ガスの流量を調整する。図２は流量調整装置１２の
内部構成を示す。図中符号２３は比較駆動回路、２４は
検出回路、２５はセンサー部（測温抵抗体）、２６はコ
ントロールバルブである。検出回路２４は自身の抵抗と
測温抵抗体２５の抵抗とを合わせてブリッジ回路を構成
することで、測温抵抗体２５近傍を流れるガスの質量流
量を測定するガス流量計測手段（サーマルマスフローメ
ータ）を構成している。流量調整装置１２は、制御盤１
０より予熱制御モジュール１１を経由して与えられた流
量指令値とガス流量計測手段での計測流量（値）とを比
較駆動回路２３にて比較し、その差に応じてコントロー
ルバルブ２６の開量を自動調整して、目的の流量を得る
構造になっている。なお、ガス流量計測手段は検出回路
２４と測温抵抗体２５に限定されるものでは無く、ガス
流量を検出可能であれば別の構成を適用してもよい。

【００１６】この流量調整装置１２における流量調整は
制御盤１０からの制御で行われるものであり、（１）炎
モードの自動切換、（２）ガス噴出量のスローアップダ
ウン制御、（３）指定領域での予熱炎低下制御、の二つ
の予熱炎調節機能が与えられている。 （１）炎モードの自動切換は、（ａ）ピアシングのため
の予熱炎強、（ｂ）切断時の予熱炎弱、（ｃ）空送り時
などに適用される種火の３段階であり、各炎モードにお
ける予熱ガス流量および予熱酸素流量を予め制御盤１０
に与えておくことにより、炎モードを指定するだけで所
望の炎モードの予熱炎が自動的に得られる。 （２）ガス噴出量のスローアップダウン制御は、予熱炎
の点火や消火や各炎モードの切り換え時に、予め設定し
ておいた移行時間でガス流量を変化させるもので、予熱
炎の点火や消火時には予熱酸素および予熱ガスの噴出開
始終了のタイミング設定にも適用される。 （３）指定領域での予熱炎低下制御は、制御盤１０で設
定した切断スケジュールで指定した領域（時間あるいは
座標）のみ、予熱ガス流量および予熱酸素流量を減少さ
せて予熱炎を弱くする機能であり、入り組んだ部分を切
断する場合の製品の溶け込みを防止するものである。こ
れらの機能は、コントロールバルブ２６の開量を自動調
節供給する流量調整装置１２の構成により制御盤１０で
の制御が簡略化されることで得られるものであり、予熱
炎の状態を変更しても、常に目的の炎を安定して得るこ
とができる。

【００１７】図１に示すように、分岐流路２１、２２の
先端は切断トーチ２０に接続されており、流量調整装置
１２によって制御された流量の予熱ガスおよび予熱酸素
を切断トーチ２０に供給する。切断トーチ２０には、切
断酸素流路１４から分岐された分岐流路２７も接続され
ている。各分岐流路２７には圧力調整器１７で調整され
た圧力で切断酸素が供給されている。切断酸素の供給圧
は、制御盤１０から切断酸素制御モジュール１６を介し
て伝達された指令値に基づいて圧力調整器１７が調整す
る。圧力調整器１７には、切断酸素の供給、供給停止指
令を受信した際に、制御盤１０にて任意に設定すること
ができる移行時間で切断酸素の供給圧のスローアップお
よびスローダウンを自動的に行う機能が与えられてい
る。

【００１８】なお、分岐流路２７は流量調整装置１２を
経由して切断トーチ２０に接続するようにしても良く、
これにより、切断酸素も切断トーチ２０ごとに、その運
転指令に合わせて切断作業時のみ自動供給することが可
能になる。したがって、使用しない切断トーチ２０に切
断酸素を供給して無駄にすることが無くなり、切断酸素
の使用量を節約することができ、酸素ボンベの交換間隔
を延長することができる。

【００１９】予熱酸素流路１３と予熱ガス流路１５の上
流側には図示していない電磁弁と圧力調整器とが介在さ
れており、電磁弁および圧力調整器とこれらに最寄りの
分岐流路２１、２２との間には圧力センサ３０が介在さ
れており、予熱酸素流路１３および予熱ガス流路１５の
ガス圧の計測値が切断酸素制御モジュール１６を介して
制御盤１０に伝達されるようになっている。

【００２０】制御盤１０にはＮＣ制御部１９が接続され
ており、切断機の移動台や切断機本体等の動作指令がＮ
Ｃ制御部１９を介して与えられるようになっている。な
お、制御盤１０は操作盤機能を備えており、主に被切断
材の切断条件（板厚、材質等）等の情報が直接入力され
るようになっている。なお、制御盤１０は、入力した切
断条件に対する最適予熱酸素流量や予熱ガス流量を記憶
するメモリ機能を有しており、被切断材３に対する最適
予熱炎を再現可能になっている。

【００２１】以下、本実施形態の切断機の作用および効
果を説明する。この切断機によれば、切断トーチ２０の
予熱炎が流量調整装置１２によって個別に制御されるの
で、切断条件の異なる複数の被切断材３の切断を同時に
行うことが容易である。条件の異なる複数の切断作業を
同時に行うには、切断酸素制御モジュール１６および各
流量調整装置１２の動作指令を制御盤１０に入力して、
各切断トーチ２０を個別にスケジュール運転させる。こ
れにより、全ての切断トーチ２０の切断作業の開始から
終了に至るまで、各切断トーチ２０の予熱炎が自動的に
制御され、途中で切断機を停止して予熱炎を調整すると
いった作業が不要になり、作業時間が短縮する。

【００２２】なお、同一の予熱制御モジュール１１に接
続した流量調整装置１２の制御は予熱制御モジュール１
１を介してなされるので、流量調整装置１２間での時間
差制御や、これら流量調整装置１２で予熱炎が制御され
る切断トーチ２０間の配列間隔の変化に対応した予熱炎
制御を単純化することができ、制御盤１０でこれらの制
御を設定することも容易になる。

【００２３】図３に示すように、この切断機では、切断
機本体６全体のガス導入バルブを開く第１のステップ２
９と、全ての切断トーチ２０の吹管バルブを開く第２の
ステップ３０だけで、全ての切断トーチ２０の予熱炎を
調整が完了して切断可能な状態になるので、切断開始前
の予熱炎の調整作業が極めて簡略化して、切断開始前の
調整作業時間が大幅に短縮する。制御盤１０には指令の
記憶機能があるので、前の切断作業の指令を呼び出すこ
とで指令の入力作業も簡略化することができ、作業毎の
予熱炎の調整作業を大幅に簡略化できる。

【００２４】図４は、目的の予熱炎を得るための調整作
業手順を示す。図４に示す手順によると、まず、第１の
ステップ３１で切断機本体６全体のガス導入バルブを開
く。次に、第２のステップ３２で全ての切断トーチ２０
の吹管バルブを開く。次に、第３のステップ３３で制御
盤１０にて目的の炎条件（炎モード）を選択する。次
に、第４のステップ３４で、予熱酸素および予熱ガスの
電磁弁（図示せず）を開く。次に、第５のステップ３５
で予熱炎を着火して炎の状態を確認する。ここで、目的
の炎が得られてない場合には、流量調整装置１２でガス
流量を調整して設定流量を調整する。次に、第６のステ
ップ３６で予熱酸素および予熱ガスの電磁弁を閉じる。
これにより、予熱炎の調整作業が完了し、以降、制御盤
１０が発信する炎モードの信号に応じて、所望の予熱炎
が自動的に得られる。

【００２５】流量調整装置１２の動作指令は、切断トー
チ２０間の配列間隔にも対応して入力するが、切断作業
を繰り返すにしたがって制御盤１０にデータが蓄積され
ていくので、切断トーチ２０の配列間隔に対応した最適
の予熱ガス流量および予熱酸素流量が自動的に得られ
る。切断トーチ２０の配列間隔は切断作業の途中で変更
される場合があるが、各種切断トーチ２０に対応する予
熱ガス流量および予熱酸素流量を制御盤１０に入力して
おくことで、予熱炎が自動的に調節されるので、切断機
を停止することなく連続的に切断を行うことができ、切
断時間を大幅に短縮することができる。

【００２６】また、切断機の駆動中に切断作業をする切
断トーチ２０の本数が変動する場合があるが、切断トー
チ２０に供給する予熱ガス流量および予熱酸素を流量調
整装置１２で個別に制御する構成になっていることか
ら、切断作業中の切断トーチ２０の予熱炎には影響が無
い。しかも、流量調整装置１２が３つの炎モードに対応
して予熱ガス流量および予熱酸素流量を切り換え可能に
なっているので、途中で切断を停止した切断トーチ２０
で切断を再開する場合でも目的の予熱炎が確実に得ら
れ、切断機を停止して予熱炎の調整作業を行う必要が無
い。

【００２７】この切断機では、切断トーチ２０の予熱炎
を個別に最適の状態に自在に切り換えることから、例え
ば、複数の切断トーチ２０で同時に予熱を開始しても、
予熱炎が最も弱い切断トーチ２０に予熱時間を合わせる
必要が無く、全ての被切断材３を過不足無く予熱するこ
とができ、その結果、（１）より良好な切断面が得られ
る、（２）必要以上の予熱を防止することで予熱酸素お
よび予熱ガスの無駄が無くなり、コスト面で有利であ
る、（３）予熱時間が短縮する、といった効果が得られ
る。

【００２８】なお、流量調整装置は、本実施形態に示し
た構成に限定されず、予熱酸素流量および予熱ガス流量
を調節可能な構成であれば、別の構成であってもよい。
切断トーチの設置本数や、一基の予熱制御モジュール１
１に接続する流量調整装置の数等は、前述したものに限
定されない。流量調整装置は、直接制御盤に接続するこ
とも可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の切
断機によれば、予熱ガスおよび予熱酸素の流量調整を流
量調整装置毎に個別に制御することで、目的の予熱炎が
容易に得られるので、切断トーチ毎に条件の異なる被切
断材の切断を同時に行うことが容易になり、それぞれの
切断トーチで効率良く切断作業を進めることができる。
しかも、切断トーチ毎に適切な予熱炎が得られるので、
切断トーチで切断する被切断材をそれぞれ過不足無く予
熱することが可能になり、その結果、良好な切断面が得
られるとともに、予熱酸素や予熱ガスを節約することが
でき、コスト的に有利である。最適予熱炎が得られる予
熱酸素流量および予熱ガス流量を制御盤による流量調整
装置の制御で設定可能であるので、毎回の切断作業の開
始時の予熱炎の調整が極めて簡単になり、作業時間も短
縮する。また、スケジュール運転中の切断トーチの切断
作業を途中で停止したり再開する場合でも、常に最適予
熱炎が得られるので、切断機を連続運転することが可能
になり、切断の作業時間を短縮することができる。最適
予熱炎のための設定を制御盤で記憶、再現することで、
制御盤への指令の入力作業が簡便になるとともに、熟練
工の不足を補うこともでき、コスト的に有利であるとい
った優れた効果を奏する。

【００３０】請求項２記載の切断機によれば、各流量調
整装置が制御盤と接続されたガス流量計測手段を具備
し、該流量調整装置が制御盤からの指令値に対応して予
熱ガスおよび予熱酸素の流量を被切断材の予熱、切断、
種火の３段階に切り換え可能になっており、作業者が入
力した指令に加えて、各流量調整装置のガス流量計測手
段が計測したガス流量値を勘案して、制御盤が予熱ガス
および予熱酸素の計測流量が所望の流量からずれている
場合に流量調整装置の開量を調整し、計測流量を所望の
流量に合わせるので、切断トーチの個別のスケジュール
運転中に予熱炎を切り換えても常に所望の予熱炎が安定
して得られ、全ての切断トーチの切断で良好な切断面を
得ることができる。また、切断トーチの空送り時には予
熱炎を種火に維持して予熱酸素および予熱ガスを節約す
るので、コスト的に有利であるといった優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の切断機の実施の形態を示す概念図で
ある。

【図２】 同実施例に使用される流量調整装置を示す概
念図である。

【図３】 図１の切断機の予熱炎調整手順を示すフロー
チャートである。

【図４】 図１の切断機の予熱炎調整手順を示すフロー
チャートであり、予熱炎の設定を変更する場合を示す。

【図５】 複数本のガス切断トーチを備えた切断機を示
す斜視図である。

【図６】 従来の切断機における予熱炎調整手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

３ 被切断材 ４ 加工台 ６ 切断機本体 １０ 制御盤 １２ 流量調整装置 ２０ 切断トーチ ２４ ガス流量計測手段（検出回路） ２５ ガス流量計測手段（測温抵抗体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の切断トーチ（２０）が搭載さ
   れ、被切断材（３）が載置される加工台（４）の加工平
   面に沿って移動することにより被切断材を前記切断トー
   チにより切断する切断機本体（６）を具備する切断機に
   おいて、 切断トーチのそれぞれに予熱ガスおよび予熱酸素の流量
   を調節供給する流量調整装置（１２）が設置され、 これら流量調整装置は被切断材の切断条件が入力される
   制御盤（１０）と接続され、該制御盤によって予熱ガス
   および予熱酸素の流量がそれぞれ個別に制御可能になっ
   ていることを特徴とする切断機。
2. 【請求項２】 各流量調整装置が制御盤と接続されたガ
   ス流量計測手段（２４、２５）を具備し、該流量調整装
   置が制御盤からの指令値に対応して予熱ガスおよび予熱
   酸素の流量を被切断材の予熱、切断、種火の３段階に切
   り換え可能になっていることを特徴とする請求項１記載
   の切断機。