JPS6310073A

JPS6310073A - 溶断装置

Info

Publication number: JPS6310073A
Application number: JP15222086A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kimura; 木村　建児; Shiro Takigawa; 滝川　志朗; Akimune Sato; 佐藤　明宗; Kenichi Maegaki; 前垣　謙一
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば鋼板製造工場において各ロットごと
に製品鋼板から試験片を切り取る場合などに利用される
溶断装置に関する。

（従来の技術とその問題点）鋼板製造工場などでは、生産された鋼板の各ロフトごと
に各種試験を行うべく、例えば帯状鋼板の一端を抜き出
して、この端部を第４図に示ずように溶断し複数の試験
片Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを得ている。そして、これらの試験片
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを用いて引張り１曲げ、硬度などの各種
の試験が行われる。

このように鋼板を溶断して各種の試験片を得るのに、従
来は１本の溶断トーチを用いて人手により行っていた。

しかしながら、このような１本トーチによる人手の溶断
作業により、例えば帯状鋼板から第４図に示すような試
験片Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを得る場合には、先ず同図にハツチ
ングして示す先端の不要部１を溶断して取り除き、つい
で矢印■で示す方向に溶断して試験片Ａを得、さらに矢
印■の方向に溶断して耳部２を取り除いたあと、矢印■
、■のように順次溶断して試験片Ｂ、Ｃ。

Ｄを得るという手順を踏まなければならない。そのため
、溶断作業に手間がかかるばかりか、例えば矢印■のよ
うに溶断する場合に、溶断される試験片Ａ側と残される
側の間の熱容量差によって試験片Ａ側に熱歪が生じ、試
験片Ａが湾曲変形してしまい、溶断後その変形を矯正す
るのに困難を伴うという問題があった。そして、このよ
うな熱歪は、程度の差はあっても、矢印■、■のように
溶断して試験片Ｂ、Ｃを得る場合にも同様に生じる。

一方、第５図に示すように複数のトーチ３（同図では３
本）を用いた、いわゆるフレームプレーナタイプの自動
溶断装置も開発されている。この溶断装置では、レール
４上に載架され水平所定方向Ｘに走行自在なＸ軸走行架
台５上に、上記Ｘ方向に対して垂直な水平方向Ｙに走行
自在としたＹ軸移動体６が設けられる一方、上記Ｙ軸移
動体６には前記各トーチ３をそれぞれ各別に支持するト
ーチブロック７が上下方向およびＹ方向に位置調整可能
に設けられている。そして、この溶断装置を用いて帯状
鋼板などの被溶断材料８を溶断する場合には、その溶断
作業に入る前に、各トーチブロック７を手作業あるいは
電動機構により位置調整して各トーチ３の間隔および高
さを設定し、実際の溶断処理では、Ｘ軸走行架台５をＸ
軸駆動源９によりＸ方向に走行させる一方、必要に応じ
てＹ軸移動体６をＹ軸駆動源１０によりＹ方向に走行さ
せて、各トーチ３相互間を一定の間隔に保ったまま第５
図に示すように同一軌跡を描かせながら被溶断材料８を
溶断する。

この溶断装置の場合、大型の長尺板状ワークを効率良く
平行溶断して清新作業時間を短縮することを指向したも
のであるが、複数のトーチ３が互いに並行して走行する
ことになるので、結果として溶断途中における各溶断片
はほぼ均等に加熱されて溶断時の熱歪が解消される。

しかしながら、この溶断装置では、複数の各トーチ３は
ともに一定間隔を保ち並行して走行するだけであるため
、各トーチ３の溶断軌跡は全く同一となり、極めて汎用
性に乏しいという欠点を有する。

（発明の目的）この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
、複数のトーチがそれぞれ異なる軌跡を描いて被溶断材
料を溶断することのできる、汎用性の高い溶断装置を提
供することを目的とする。

（目的を達成するための手段）この発明の溶断装置は、上記目的を達成するために、ト
ーチ支持台に複数のトーチを支持し、このトーチ支持台
の水平所定方向Ｘへの進退動作をＸ軸変位機構により、
上記Ｘ方向と異なる所定水平方向Ｙへの進′Ａ動作をＹ
軸変位機構により、垂直方向への昇降動作をＺ軸変位機
構により、垂直方向の所定軸心を中心とする回転動作を
θ軸回転機構によりそれぞれ行うようにするとともに、
前記トーチ支持台における各トーチ間の水平相対位置を
相対変位機構により変位させるようにする一方、制御機
構により前記Ｘ軸変位機構、Ｙ軸変位機構、Ｚ軸変位機
構、θ軸回転機構および相対変位機構の駆動を制御する
ことにより、前記複数のトーチを各別に所望の溶断形状
に沿って走行させるように構成している。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例である溶断装置の主要部の
概略の斜視図を示し、第２図は制御機構のブロック図を
示す。

この装置では３本のトーチＩｌａ、１１ｂ、１１Ｃを支
持するトーチ支持台１２が、昇降台１３より垂下して設
けられている。このトーチ支持台１２は、上記ノ３本ノ
ト−チｌ　１　ａ、　１１　ｂ、　１１Ｃを各別に垂直
姿勢に保持する３台のトーチプｃ１７り１４ａ、１４ｂ
、１４ｃと、コレらトーチブロック１４ａ、１４ｂ、１
４ｃのうち、２台のトーチブロック１４ａ、１４Ｃを所
定水平方向（Ｔ軸方向）にスライドガイドする上下一対
のスライドシャツ・ト１５とを有している。そして残る
１台のトーチブロック１４ｂは、前記昇降台１３上に設
けられたθ軸回転駆動源１６の図示しない回転軸を介し
て昇降台１３に連結されている。

前記一対のスライドシャフト１５は上記トーチブロック
１４ｂとその左右に配置された縦枠１７の間にそれぞれ
連結され、２台のトーチブロック１４ａ、１４ｃは、こ
れらのスライドシャフト１５に対し走行自在となるよう
に装着されている。

また上記トーチブロック１４ｂと左右の縦枠１７との間
には、上記スライドシャフト１５と平行なボールねじ１
８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられ、一方のボールねじ１
８ａにはトーチブロック１４ａが、また他方のボールね
じ１８ｂにはトーチブロック１４Ｃがそれぞれ螺合させ
てあり、各縦枠１７に設けられたボールねじ駆動源１９
ａ、１９ｂにより各ボールねじ１８ａ、１８ｂを回転駆
動して、トーチブロック１４ａ、１４ｃをスライドシャ
フト１５のガイドによりＴ軸方向に進退動作させるよう
に構成されている。

すなわち、上記ボールねじ１８ａ、１８ｂ、ボールねじ
駆動源１９ａ、１９ｂは、トーチ支持台１２における各
トーチ１１のＴ軸方向についての間隔を相対変位させる
相対変位機構を構成している。また前記昇降台１３に設
けられたθ軸回転駆動源１６は、垂直下方に向けた図示
しない回転軸に前記トーチブロック１４ｂが連結されて
いるので、その回転軸を軸心（第１図にその軸心を符号
θで示す）として前記トーチ支持台１２を回転させるθ
軸回転機構を構成することになる。

一方、前記昇降台１３は、垂直方向に走行自在に構成さ
れた２＠走行体２０を含む２軸度位機構に連結され、第
１図に符号Ｚで示す垂直方向に昇降動作するとともに、
この２軸度位様構は所定水平方向に走行自在に構成され
たＹ軸走行体２１を含むＹ軸変位機構に連結され、同図
に符号Ｙで示す水平方向に進退動作しうるようになって
いる。

また上記Ｙ軸変位機構は、その駆動方向と垂直に交差す
る水平所定方向Ｘに走行自在に構成されたＸ軸走行体２
２を含むＸ軸変位機構に連結され、Ｘ軸走行体２２はレ
ール２３上に載架されて、Ｘ方向へ進退動作するように
構成されている。

したがって、トーチ支持台３に支持された各トーチ１１
ａ、１１ｂ、１１ｃＧ、ｔ、前記Ｘ軸変位機構の駆動に
よりＸ方向に走行し、またＹ軸変位機構２１の駆動によ
りＹ方向に走行し、２軸度位機構２０の駆動により２方
向すなわち上下に昇降し、さらにθ軸回転機構の駆動に
よりトーチ１１ｂを中心にして他の２本のトーチ１１ａ
、１１Ｃが回転動作することになる。また、中央のトー
チ１１ｂに対する左右のトーチ１１ａ、１１Ｇの間隔は
、Ｔ軸変位機構すなわちボールねじ駆動源１９ａ。

１９ｂを駆動することによりそれぞれ変化する。

これらの各変位機構の駆動を複合させることにより、３
本のトーチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃはそれぞれ種々の軌
跡を描いて走行することになる。

なお、上記各トーチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞ
れ図示しない給気路およびガスコントロール装置を介し
てガス供給源に接続されている。使用ガスとして、ここ
ではＬＰＧｌｌｆ素の混合気体が用いられる。

上記各機構の組合せからなる溶ＩＦｉＯボットＲＯの駆
動を制御する制御機構２４は、第２図に示すようにコン
ピュータ２５と、各種の切断バター情報を記憶させてお
くためのＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるメモリ一部２６と
、各種の操作指令、設定値などを入力するためのシステ
ム制ａ盤２７とで構成されている。

つぎに、この溶断装置の動作を説明する。制御機構２４
側のシステム制御盤２７より被溶断材料の搬入指令が与
えられると、図示しないハンドリングロボットなどによ
り被溶断材料、例えば第１図に示すような帯状鋼板２８
が溶断ロボットＲＯの直下位置に搬入されて所定の基準
位置に保持される。ついで上記システム制御１１１２７
より例えば第３図（ａ）に示すような切断パターンによ
る溶断指令が与えられると、予めメモリ一部２６に登録
されている種々の切断パターンデータのうち指定された
パターンデータが読出されて、トーチが切断開始位置に
初期設定される。

すなわち、溶断ロボットＲＯ側ではＺ軸走行体２０の駆
動により、帯状鋼板２８に対しトーチ１１ａ、１１ｂ、
１１ｃの高さが最適となるように調整が行われる。これ
と並行してθ軸回転ｍ構も駆動し、３本のトーチ１１ａ
、１１ｂ、１１ｃが帯状鋼材２８の幅方向に並ぶように
トーチ支持台１２の回転位置が調整される。またＸ軸走
行体の駆動ニヨｉｌ）、各トーチ１１ａ、１１ｂ、１１
ｃが帯状鋼板２８の端縁に揃うようにトーチ支持台１２
のＸ方向への位置調整が行われる一方、Ｙ軸走行体２１
の駆動により、中央のトーチ１１ｂが切断パターンの位
置に対応するようにトーチ支持台１２のＹ方向への位置
調整が行われる。さらにＴ軸相対変位Ｒ構すなわちボー
ルねじ駆動源１９ａ。

１９ｂの駆動により、中央のトーチ１１ｂに対応する債
の２本のトーチ１１ａ、１１ｃの間隔が切断パターンに
合うようにトーチブロック１４ａ。

１４ｃの位置調整が行われる。

以上のセット状態のちとに、Ｘ軸走行体２２が駆動され
ると、トーチ支持台１２はＸ方向に移動し、３本のトー
チ１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃはこれらの間隔を保ったまま
第３図（ａ）のように直線状に走行して帯状鋼板２８の
溶断が行われる。

また、トーチ支持台１２における各トーチ１１ａ、１１
ｂ、１１ｃの間隔を一定にしたまま、Ｘ軸走行体２２お
よびＹ軸走行体２１を複合駆動させて、トーチ支持台１
２に、円形軌跡や四角形軌跡を描く動作を行わせると、
第３図（ｂ）に示すように各トーチ１１ａ、１１ｂ、１
１ｃがそれぞれ同じ円形軌跡あるいは四角形軌跡を描い
て帯状鋼材２８を溶断することになる。

第３図（Ｃ）は、Ｘ軸変位機構の駆動と並行して、Ｔ軸
相対変位機構すなわちボールねじ駆動源１９ａ、１９ｂ
を駆動ざぜる場合を示している。トーチ１１ａに対応す
るボールねじ駆動源１９ａは途中でトーチブロック１４
ａの移動方向を反転させるように逆転駆動し、またトー
チ１４Ｃに対応するボールねじ駆動源１９Ｃは一定の変
化率でトーチブロック１４ｃを一方向に変位させるよう
に駆動している。これにより、各トーチｌｌａ、１１ｂ
、１１ｃはそれぞれ異なる軌跡で走行しつつ、図示のよ
うな形状に鋼板を溶断することになる。

第３図（ｄ）は、中央のトーチ１１ｂを休止させ、θ軸
回転機構すなわちθ軸回転駆動源１６を駆動してトーチ
支持台１２のみを回転動作させた場合を示している。こ
れにより、例えば中央のトーチ１１ｂとの間隔を比較的
狭くしたトーチ１１Ｃが中央トーチ１１ｂを中心とする
内円の軌跡を描き、中央のトーチ１１ｂとの間隔を比較
的広くしたトーチ１１ａが中央トーチ１１ｂを中心とす
る外円の軌跡を描くので、図示のように２重円状の軌跡
を描いて円板およびドーナツ板の溶断が行われることに
なる。

第３図（ｅ）は、同じく中央のトーチ１１ｂを休止させ
、θ軸回転駆動源１６を駆動してトーチ支持台１２を回
転動作させる場合を示すが、この場合、これと並行して
例えばボールねじ駆動源１９ａを駆動し、トーチ１１ａ
による軌跡が楕円形を描くようにしたものである。トー
チ１１ｃに対応するボールねじ駆＃ＪＪ　′ｆＩＡは停
止させられているので、その軌跡は円形となる。

第３図（ｆ）は、トーチ支持台１２を回転動作させたり
トーチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの相互の間隔を変化させ
ることなく、Ｘ軸変位ぼ構を駆動して各トーチ１１ａ、
Ｉｌｂ、１１ｃを第３図（ａ）と同様に直線状に走行さ
せる場合を示しているが、この場合にはＸ軸変位機構と
ともに、被溶断材料である帯状鋼板２８の表面の凹凸変
形に合せてＺ軸変位機構をも駆動し、常に帯状鋼板２８
に対し各トーチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが最適高すヲ保
って走行するようにしたものである。この場合、帯状鋼
板２８の凹凸に合せてＺ軸走行体２０を追従させるには
、トーチ支持台１２に距離センサを付設するなどして、
その距離センサの検出信号に基づき２軸度位機構２０を
制御するようにしてもよい。

なお第３図では、予め溶断パターンを種々登録しておい
てメニュ一方式で選択する例を示したが、ワークごとに
所望の溶断パターンを、例えば各トーチを所要各点に位
置決めする等して個々にティーチングするようにしても
よい。また上記実施例ではガストーチによる溶断側につ
いて説明したが、プラズマ、やレーザーその他のトーチ
により溶断する場合にも適用可能なことは勿論である。

（発明の効果）以上のように、この発明の溶断装置によれば、複数本の
トーチで複数の溶断片を同時に得るものであるから、溶
断作業を短ｒｆ間で行なえ、また熱歪による溶断片の湾
曲変形を防止できるばかりか、各トーチごとに走行軌跡
を異ならせて別々の形状の溶断片を得ることができるの
で、試験片の溶断に限らず各種の用途に使用可能で汎用
性が高まるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である溶断装置の主要部の
概略を示す斜視図、第２図は溶断装置の制御機構を示す
ブロック図、第３図（ａ）〜（「）は溶断装置による各
種溶断例を示す説明図、第４図は帯状鋼板から試験片を
採取する場合の分割例を示す説明図、第５図は従来例を
示す斜視図である。１１ａ〜１１Ｃ・・・トーチ１２・・・トーチ支持台１６・・・θ軸回転駆動源１８ａ、１８ｂ・・・ボールねじ１９ａ、１９ｂ・・・ポールネジ駆動源２０・・・Ｚ軸
走行体２１・・・Ｙ軸走行体２２・・・Ｘ軸走行体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のトーチを支持するトーチ支持台と、このト
ーチ支持台を水平所定方向に進退させるＸ軸変位機構と
、前記トーチ支持台を前記Ｘ軸変位機構の駆動方向と異
なる水平所定方向に進退させるＹ軸変位機構と、前記ト
ーチ支持台を垂直方向に昇降させるＺ軸変位機構と、前
記トーチ支持台を垂直方向の所定軸心を中心に回転させ
るθ軸回転機構と、前記トーチ支持台における各トーチ
間の水平相対位置を変位させる相対変位機構と、前記Ｘ
軸変位機構、Ｙ軸変位機構、Ｚ軸変位機構、θ軸回転機
構および相対変位機構の駆動を制御して前記複数のトー
チを各別に所望の溶断形状に沿うように走行させる制御
機構とを備えたことを特徴とする溶断装置。