JPS6235873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速度でガス炎をノズルより噴射する
か、あるいは高速度の噴射ガスとレーザビームを
ノズルより噴射することにより、金属板やプラス
チツク板等の被切断物体を熱的に切断する切断装
置（以下、前者をガス切断装置、後者をレーザビ
ーム切断装置と夫々称する）において、特に障害
物への衝突によるノズルの損傷を防止し得るよう
にした保護装置に関するものである。

従来から使用されているレーザビーム切断装
置、およびレーザビーム切断装置運転時の障害物
について、第１図および第２図を夫々用いて説明
する。

第１図は、従来より使用されているレーザビー
ム切断装置の概要を示す平面図である。第１図に
おいて、平行に配設した一対のレール２ａおよび
２ｂ上を、Ｘ軸走行体３が図示矢印Ｘ方向に移動
自在に装架されている。また、このＸ軸走行体３
には、Ｘ方向と直行する図示矢印Ｙ方向に移動す
るＹ軸走行体４が装架されており、さらにこのＹ
軸走行体４上には、反射器１２および後述するノ
ズルが設置されている。一方、このノズルに対し
ては、レーザビーム発振器１０より図示破線矢印
の如くレーザビームが発射され、Ｘ軸走行体３上
に設置された反射器１１を経て反射器１２に到達
する。そして、これにより第１図の紙面表側から
裏側の方向へ反射され、第２図に示すようにノズ
ル１５から支持台１上に載置した被切断物体２０
へガスと共に噴射されることによつて、被切断物
体２０の切断を行なうようになつている。なお噴
射ガスは、図示しないガス用配管を通してガス源
より供給される。

ところで、このようなレーザビーム切断装置に
おいて、第２図に示すように支持台１上の被切断
物体２０を切断すると、例えば切断片２０ａの如
くその一端が被切断物２０の上面よりも突き出る
場合がある。そして、もしノズル１５がこの切断
片２０ａの上方を通過する様なことがあると、ノ
ズル１５は切断片２０ａと衝突して、損傷を受け
ることになる。すなわちこの場合、切断片２０ａ
が障害物となるわけである。従つて、ノズル１５
の受ける損傷を小さくするためには、何らかの保
護装置が必要となる。

第３図ａ〜ｃは、従来より実施されているノズ
ルの保護装置の概要を説明するための図である。
第３図ａは、反射器１２、図示しない方法で保持
されている保護筒１３、保護筒１３により支承さ
れているノズル１５等の相互関係を説明するため
の図である。図中、１９ａ，１９ｂ等はそれぞれ
検出スイツチであり、保護筒１３の周囲に複数個
設置されている。また第３図ｂは、保護筒１３に
よるノズル１５の支承構成を説明するための図で
ある。図中、保護筒１３とノズル１５は、それぞ
れ球面形状部１３ａ，１５ａで接触しており、保
護筒１３およびノズル１５の周囲に配置された複
数個のスタツド１６およびバネ１７により結合さ
れている。一方、ノズル１５がもし障害物（第３
図には図示しない）に衝突すると、第３図ｃの如
くノズル１５が傾斜し、検出スイツチ１９ａ，１
９ｄにより衝突したことを検出するのでレーザビ
ーム切断装置の運転を停止させることができ、ノ
ズル１５の破損を防止することが可能である。

しかしながら、このようなノズルの保護装置で
は次の様な問題がある。

(a) 衝突後に障害物を検出するため、衝突時の衝
撃力が大きくなるのを避けようとすると、ノズ
ル１５の移動速度を大きくすることができな
い。

(b) 衝突後に停止するため、ノズル１５の損傷を
完全に防ぐことは出来ず、何回も衝突を繰り返
すうちにノズル１５を破損することがある。

(c) 保護筒１３およびノズル１５の構造が複雑で
重畳が重くなるため、装置全体を剛性の高い構
造としなければならずコストが非常に高くな
る。

本発明は上記のような問題を解決するために成
されたもので、その目的はノズルの移動速度を大
きくしつつ、しかも装置を複雑で重畳とすること
なく、障害物への衝突によるノズルの損傷を未然
に防止することが可能な切断装置におけるノズル
の保護装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明では、被切
断物体に対してノズルを移動させ、ガス炎、ある
いはレーザビームと補助ガスを上記ノズルより噴
射して被切断物体を熱的に切断する切断装置にお
いて、上記ノズルの保護装置を、被切断物体に対
するノズルの相対的な移動方向を指示する移動方
向指示手段と、上記ノズルの周囲に設置され障害
物の存在を検出する４個の検出器と、上記移動方
向指示手段からの指示信号および各検出器からの
検出信号を入力信号とし、かつこれらの入力信号
を基に移動方向指示手段により指示されたノズル
の移動方向に障害物が存在することを判別したこ
とを条件に、上記切断装置の運転を停止させる信
号を出力する障害物判別手段とにより構成したこ
とに特徴を有する。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第４図は、本発明によるノズルの保護装置を備
えたレーザビーム切断装置の構成例を示す平面図
であり、第１図と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。つまり、第４図は第１図に加えて、
移動方向を指示するために移動方向指示手段とし
て、被切断物体に対するノズルの相対的な移動方
向を検出する移動方向検出器３１１及び３２をＸ
軸走行体３及びＹ軸走行体４に設置したものであ
る。

第５図は、第４図における一方の移動方向検出
器３１の構成を示すものである。なお、もう１つ
の移動方向検出器３２も同様の構成であるので、
ここでは３１についてのみ述べる。第５図におい
て、移動方向検出器３１はＸ軸走行体３に固定し
て取付けられその回転方向に応じて正又は負の電
圧を発生する小型直流発電機３１ａと、この小型
直流発電機３１ａの回転軸に固定して取付けら
れ、かつレール２ｂと所定の接触圧力で接触して
いる弾性体からなるローラ３１ｂとから構成して
いる。

第６図ａは本発明によるノズルの先端部を側方
より見た図、第６図ｂは同ノズルの先端部を上方
より見た図を夫々示した図である。

第６図ａ，ｂにおいて、ノズル１５の周囲に
は、障害物の存在を検出する４個の検出器１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを夫々設置してい
る。

第７図は、上記移動方向検出器３１および３２
の検出信号から移動方向を指示する指示信号を出
力する移動方向指示手段と、この指示信号と、各
検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの検出信
号とに基づいて、ノズル１５の移動方向に障害物
が存在するか否かを有効的に判別し、その障害物
検出信号をレーザビーム切断装置の運転停止信号
として得る障害物判別手段の構成例を示す図であ
る。第７図において、４１は移動方向検出器３１
の検出信号を入力とし、Ｘ方向の移動方向を判別
して指示信号たる（＋Ｘ）信号および（−Ｘ）信
号を発生するＸ方向移動判別回路であり、４２は
移動方向検出器３２の検出信号を入力とし、Ｙ方
向の移動方向を判別して指示信号たる（＋Ｙ）信
号および（−Ｙ）信号を発生するＹ方向移動判別
回路であり、もつて移動方向指示手段の一部を構
成している。また、検出器１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄの検出信号と（＋Ｘ）信号、（−Ｘ）
信号、（＋Ｙ）信号、（−Ｙ）信号を夫々入力とす
るアンド論理要素４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３
ｄ、および各アンド論理要素４３ａ，４３ｂ，４
３ｃ，４３ｄの検出信号を入力とするオア論理要
素４４から障害物判別手段を構成している。

次に、かかる如く構成したノズルの保護装置の
作用について述べる。今、Ｘ軸走行体３が第４図
右方向（＋Ｘ方向とする）に移動し、Ｙ軸走行体
４が第４図上方向（＋Ｙ方向とする）に移動して
いる場合には、移動方向検出器３１および３２が
発生している正又は負の電圧を、それぞれＸ方向
移動判別回路４１及びＹ方向移動判別回路４２に
より判別する。この場合は、それぞれ（＋Ｘ）、
（＋Ｙ）信号を得る。そして、この（＋Ｘ）信号
および（＋Ｙ）信号は、アンド論理要素４３ａお
よび４３ｃにより検出器１９ａおよび１９ｃから
の出力信号を有効とする。従つて、もしいずれか
の検出器１９ａあるいは１９ｃが障害物の存在を
検出した場合には、オア論理要素、４４を介して
障害物検出信号が出力され、ノズル１５がこの障
害物に衝突する直前にレーザビーム切断装置の運
転を停止させることになる。一方、その他の状況
としてＸ軸走行体３のみが＋Ｘ方向に移動し、Ｙ
軸走行体４は移動を停止している場合には、同様
にノズル１５の移動方向（この場合＋Ｘ方向）に
応じた検出器１９ａからの出力信号のみが有効と
なる。従つて、障害物の近傍を通過して検出器１
９ｂ，１９ｃが障害物の存在を検出しても、これ
らの検出信号はアンド論理要素４３ｂ，４３ｃに
よつて無効となり、レーザビーム切断装置の運転
は停止されないことになる。

上述したように、本実施例によるノズルの保護
装置においては、ノズル１５に４個の検出器１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを設置し、Ｘ軸走行
体３およびＹ軸走行体４にそれぞれ小型発電機を
主体とする移動方向検出器３１および３２を設置
するのみで良いので、保護装置の構成が極めて単
純化され、切断装置を全体的に軽量化することが
できる。また、ノズル１５が障害物に衝突するの
を未然に防止することができるので、ノズル１５
の移動速度を大きくしても支障がなく、さらにノ
ズル１５に損傷を与えるようなことも全くなくな
る。

尚、上記実施例ではレーザビーム切断装置に本
発明を適用した場合について説明したが、ガス切
断装置についても全く同様に適用することができ
るものである。また、第７図における移動方向を
判別する（＋Ｘ）、（−Ｘ）、（＋Ｙ）、（−Ｙ）等の
信号が、第８図に示す様にＸ軸走行体３、Ｙ軸走
行体４の移動を制御するＸ軸Ｙ軸制御部５０から
得られる場合には、このＸ軸Ｙ軸制御部５０が移
動方向指示手段としても機能することになるた
め、上記実施例において移動方向指示手段として
の機能を果していた移動方向検出器３１および３
２、Ｘ方向およびＹ方向移動判別回路４１および
４２が夫々不要となり、本発明によるノズルの保
護装置をより一層簡単な構成で実現することがで
きる。

さらに、本発明はその要旨を変更しない範囲
で、種々に変形して実現することができるもので
ある。

以上説明したように本発明のノズルの保護装置
によれば、ノズルが障害物に衝突するのを未然に
防止し得るので、ノズルの移動速度を大きくする
ことができる。またノズルが障害物によつて損傷
するようなこともなくなる。さらに、ノズルを保
護するための装置の構成が単純化できるので、ノ
ズル部分を含めて切断装置全体を軽量化すること
が可能となり、もつてレーザビームあるいはガス
切断装置の大幅なコスト低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザビーム切断装置を示す平
面図、第２図は同レーザビーム切断装置における
問題点を説明するための断面図、第３図ａ〜ｃは
従来のノズル保護装置の概要を示す断面図、第４
図は本発明を適用したレーザビーム切断装置を示
す平面図、第５図および第６図ａ，ｂは本発明に
よるノズルの保護装置を構成する移動方向検出器
および検出器の一例を夫々示す図、第７図および
第８図は本発明による移動方向指示手段および障
害物判別手段の一実施例および他の実施例を夫々
示す構成図である。 ３…Ｘ軸走行体、４…Ｙ軸走行体、１２…反射
器、１３…保護筒、１５…ノズル、１９ａ，１９
ｂ，１９ｃ，１９ｄ…検出器、３１，３２…移動
方向検出器、４１，４２…Ｘ方向、Ｙ方向移動判
別回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被切断物体に対してノズルを移動させ、ガス
   炎、あるいはレーザビームと補助ガスを前記ノズ
   ルより噴射して切断物体を熱的に被切断する切断
   装置において、前記被切断物体に対するノズルの
   相対的な移動方向を指示する移動方向指示手段
   と、前記ノズルの周囲に設置され障害物の存在を
   検出する４個の検出器と、前記移動方向指示手段
   からの指示信号および各検出器からの検出信号を
   入力信号とし、かつこれらの入力信号を基に移動
   方向指示手段により指示されたノズルの移動方向
   に障害物が存在することを判別したことを条件
   に、前記切断装置の運転を停止させる信号を出力
   する障害物判別手段とから成ることを特徴とする
   切断装置におけるノズルの保護装置。