KR0137266B1 - 플라즈마절단방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피절단재에 대하여 피어싱스타트를 실시하는 플라즈마절단방법 및 그 장치에 사용되고 양호한 피어싱스타트의 실시와 양호한 절단품질을 확보하기 위하여 피절단재(30)의 피어싱 부위 및 그 근처에 슬랙부착방지제(14)를 도포한 후 피어싱스타트를 실시하고 전기한 피어싱부위 및 그 근처로 슬랙부착을 방지하는 방법이다.

또 플라즈마절단기의 플라즈마토오치(12)를 탑재하고 있는 왕복대(11)에 이 플라즈마토오치(12)와 함께 이동하는 슬랙부착방지제도포장치(10)를 구비하고 피절단재(30)의 소망의 부위에 이 방지제를 쉽게 도포할 수 있게 한 장치이다.

Description

[발명의 명칭]

플라즈마 절단방법 및 그 장치

[기술분야]

본 발명은 피절단재에 대하여, 피어싱스타트(Piercing Start)를 실시하는데 적합한 플라즈마 절단방법 및 그 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

일반적으로, 강판의 각종 형상의 절단에는 2가지의 방법이 있다.

첫째는 강판의 끝에서부터 절단을 시작하는 방법이고, 둘째는 강판중간에서 원하는 부위로부터 절단을 시작하는 방법이다.

후자는, 우선 강판중간의 소정 위치에 관통공(이하 피어스라고 칭함)을 설치하고, 다음에 그곳에서 절단을 시작하는 소위 피어싱스타트이다. (이하 피어싱스타트라 칭함)

이 피어싱스타트는 전자에 비하여 강판중간에 원형이나, 3각은 물론이고 원하는 형상으로 도려내는 절단을 실시할 수 있다.

그리고 플라즈마 절단방법도 역시, 그 기본은 상기한 2가지 방법에 의존하고 있다.

이러한 절단방법에 있어서, 특히 피어싱스타트에서는 이하에 표시하듯이 플라즈마 절단장치가 사용되고 있고, 우려해야 할 문제를 안고 있다.

즉 제6도(6a)에 표시하듯이, 피절단재(30)에 구멍(311)이 관통할 때까지 사이(이하 이 동작을 피니싱이라고 칭함), 플라즈마토오치(12)에 의하여 용융된 피절단재는 구멍(311) 부근으로 흘러들게 되어서 구멍에 부착되고, 또한 퇴적하여 슬랙(32)으로 된다.

이 슬랙(32)은 동도(6b)에 표시하듯이 플라즈마토오치(12)의 이동에 따라 플라즈마토오치(12)의 앞끝부분과 간섭하고 토오치를 손상시키는 원인이 된다.

더욱이 동도(6a)의 상태에서, 흘러든 용융물이 플라즈마토오치(12)의 앞끝부분에 부착하여 플라즈마의 분사를 손상시키고 이 때문에 절단품질을 저하시키고 또한 플라즈마토오치(12)의 손상 원인이 된다.

이러한 좋지못한 점은 피절단재의 판 두께가 두꺼우면 두꺼울수록 용융물도 증가하므로 플라즈마절단에 있어서는 두꺼운 판의 절단은 큰 문제로 되어있다. 이러한 문제에 대한 종래의 대응방법을 설명하면 피어싱할때에는 플라즈마토오치의 높이를 높게 하여 피어싱을 실시하고 그후 플라즈마토오치를 소정높이로 낮추어서 절단을 실시하든지 또는 미리 높은 위치에서 절단을 시작하든지 방법을 채택하여 이러한 좋지 못한 발생을 피하고 있다.

그런데 피어싱정밀도나 절단정밀도의 품질향상을 도모할 때에는 이와 같은 방법으로는 문제해결의 방법으로 되기 어렵다.

또 슬랙부착방지제는 종래부터 알려져 있지만 종래의 사용에서는 절단작업중에 피절단재의 이면의 절단끝부분 및 그 근처에 이 슬랙부착방지제를 도포 하는 것이고 그 목적은 도포부에 슬랙부착을 방지하는 것으로 인하여 피절단재 이면의 절단품질(예컨대 좋게 보이는 것)의 향상을 기여하려 하는 것이다.

즉, 종래의 슬랙부착방지제의 도포를 피어싱부에 적용해서 목적 및 효과를 얻으려고 하는 발상은 알려져 있지 않다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 피어싱스타트를 양호하게 실시할 수 있는 플라즈마절단방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

더욱이 이러한 방법을 적절하게 실시할 수 있는 플라즈마절단장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[발명의 개시]

본발명에 관한 플라즈마 절단방법은 플라즈마절단기에 의한 피어싱스타트에 있어서 피절단재의 피어싱부위 및 근처에 슬랙부착방지제를 도포한 후 피어싱스타트를 실시하고 전기한 피어싱부위 및 그 근처에 슬랙부착을 방지하는 것이다.

또 이러한 방법을 적절하게 실시하기 위한 플라즈마절단장치는 플라즈마절단기의 플라즈마토오치와 함께 이동하도록 슬랙부착방지제의 도포장치를 구비하고 피절단재의 소망하는 부위에 이 방지제를 도포 하는 것이다.

플라즈마절단방법의 작용은 다음에 나타내는 것과 같다.

피절단재 표면의 피어싱부 및 그 근처에는 미리 슬랙부착방지제가 도포 되어 있으므로 피어싱 할 때에 용융물이 흘러들어도 전기한 부위에 부착하기 어렵게 되어있다.

또 피절단재 표면전체에 대해서도 이들 용융물은 피어싱부위에서 흘러든 후 플라즈마토오치에서의 플라즈마가스에 의하여 먼 곳으로 날리게되며 이사이에 냉각되어 다른 부위로 굴러가게 된다(즉 부착하기 어렵게 된다).

더욱이 슬랙 부착방지제의 도포장치는 플라즈마절단기의 플라즈마토오치와 함께 이동하는 왕복대에 정착되어 있으므로 피어싱부분 및 그 근처는 물론이고 피절단재의 어느 곳이라도 소망의 부위에 슬랙 부착방지제를 쉽게 도포할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 관한 플라즈마 절단방법의 실시 예와 종래 기술과의 비교효과를 설명하는 도면,

(1a)는 비교효과를 표시하는 도면.

(1b)는 그 비교기준으로서 슬랙의 부착범위를 표시하는 도면.

(1c)는 마찬가지로 비교기준으로서 슬랙의 부착높이를 표시하는 도면.

제2도는 본 발명에 관한 플라즈마 절단장치의 제1실시예의 개요를 표시하는 구성도.

제3도는 본 발명에 관한 플라즈마 절단장치에 제2실시예의 개요를 표시하는 구성도.

제4도는 본 발명에 관한 플라즈마 절단장치의 제3실시예의 개요를 표시하는 구성도.

제5도는 본 발명에 관한 플라즈마 절단장치를 적재한 XY테이블 구성의 개요를 표시하는 도면.

제6도는 종래의 플라즈마 절단방법의 과제를 설명하는 도면으로서(6a) 피어싱을 표시하는 도면.

(6b)는 플라즈마토오치의 이동을 표시하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:도포장치12:플라즈마토오치

14:슬랙부착방지제30:피절단재

161:노즐

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명에 관한 플라즈마절단방법의 실시 예를 제1도를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 슬랙부착방지제로서 미립자 그래파이트를 용매 트리크롤에탄과 혼합한 것을 사용하였다.(상품명:유니콘레이저논드로스)이하 이 실시예의 성적을 서술한다.

우선 실시예의 실시조건은 프라즈마토오치의 작동전류를 80A, 플라즈마토오치의 높이를 8mm, 플라즈마 가스를 산소, 피절단재를 판 두께가 12mm인 연강판으로 하고 절단방법은 피어싱스타트에 있어서의 피어싱으로 하였다.

이러한 실시조건에 있어서 종래의 슬랙 부착방지제를 도포하지 않는 피어싱 방법과 본 발명에 기초한 피어싱부위 및 그 근처에 미리 슬랙 부착방지제를 도포 하여 피어싱하는 방법으로 플라즈마절단을 각각 10회 실시하였다.

이들의 비교결과를 제1도(1a)에 표시한다.

또한 여기에 표시되는 비교기준은 동도(1b)에 표시하는 바와 같이 피절단재(30)의 피어싱부분 및 그 근처의 슬랙(32)의 부착 최대높이인 부착높이h[mm]와 동도(1c)에 표시하는 바와 같이 피어스(31)에서 연속하는 슬랙(32)에 대해서의 피어스 중심에서 슬랙의 가장 끝며까지의 길이 l[mm](이하 부착범위라고 칭함)로 하였다.

이러한 비교기준에 있어서, 동도(1a)는 이들 각각 10회의 피어싱 평균치를 기재한 비교결과를 표시하는 도표이다.

이 도표에서 알 수 있듯이 본 발명에 의하면 종래와 비교하여 부착높이(h)는 약 58%로 감소되고 또 부착범위(l)는 약 28%까지 감소한다고 하는 효과가 인정된다.

다른 실시예로서는 상기한 그래파이트 이외의 것을 주성분으로 하는 술랙부착방지제를 사용하는 경우이다.

이 경우에서도 방지제가 슬랙 부착방지효과가 있는 약제만 있으면 상기한 실시예와 마찬가지의 현저한 효과를 나타낸다.

이러한 효과를 종합하면 종래 문제로 되있었던 피어싱 할 때 피어싱부위의 슬랙을 대폭으로 감소할 수 있다.

이로 인하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 플라즈마토오치의 이동에 따라서 플라즈마토오치 앞끝부분과, 슬랙과의 충돌을 피할 수 있으므로, 플라즈마토오치의 손상으 대폭으로 감소할 수 있다.

(2) 플라즈마가스에 의하여 용융물을 먼 곳에 쉽게 불어 날리게 할 수 있으므로 풀라즈마토오치의 손상을 대폭으로 저감할 수 있고 피어싱스타트 및 절단의 품질을 향상시킨다.

(3) 상기(1)및(2) 때문에, 플라즈마토오치의 높이를 낮게 하여 절단을 개시할 수 있으므로 양호한 절단품질을 유지할 수 있다.

(4) 플라즈마가스에 의하여 용융물이 피어스에서 먼 곳으로 날리게 되므로 플라즈마토오치의 높이를 최적으로 유지할 수 있다.

이 때문에 두꺼운 판에 대해서도 양호한 피어싱스타트를 실시할 수 있다.

다음에 플라즈마절단장치의 실시에에 대하여 제5도에 기초하여 일반적인 플라즈마절단장치의 전체개요를 설명하고, 더욱이 제1실시예(제2도), 제2실시예(제3도) 및 제3실시예(제4도)를 설명한다.

플라즈마절단기를 절재하는 플라즈마 절단장치는 보통 XY테이블 및 로봇 등이 있다.

아래의 제1-제3실시예에는 모두 제1-제3실시예에 기초하는 플라즈마 절단기를 XY테이블에 적재한 플라즈마절단장치의 예이다.

XY테이블의 개요는 제5도에 표시하듯이 동도(5a)는 정면도, 동도(5b)는 측면도(상기(5a)의 A-A선단면도)이다.

제5도(5b)에 있어서 왕복대(11)를 탑재한 Y축대(22)는 볼나사(24)에 의해 구동되고, 레일(25)을 따라서 Y방향으로 자유롭게 이동된다.

또한 플라즈마토오치(12)를 탑재한 왕복대(11)볼나사(21)에 의해 구동되고, 레일(23)을 따라 제5도(5a)에 표시한 X방향으로 자유롭게 이동된다.

제1실시예는 제2도에 표시하는 바와 같이 왕복대(11)는 플라즈마토오치(12)와 슬랙부착방지제도포장치(10)가 적재되어 있다.

따라서 슬랙부착방지제도포장치(10)도 왕복대(11)의 이동과 함께 이동한다.

슬랙부착방지제도포장지(10)는 슬랙부착방지제(14)를 내장하는 탱크(13)와 솔(16) 및 이들(13),(16)사이를 연결하고 슬랙부착방지제(14)를 솔(16)에 공급하는 관(15)으로 구성되어 있다.

이 동작을 설명하면 우선 왕복대(11)가 피절단재(30)의 피어싱위치로 이동된다.

다음에 탱크(13)에서 관(15)을 거쳐서 공급된 슬랙부착방지제(14)가 솔(16)에 다다르고 왕복대(11)를 이동시켜서 슬랙부착방지제(14)를 피어싱위치 및 그 근처에 도포한다.

슬랙부착방지제(14)는 피어싱 위치만으로 제한되지 않고, 소망하는 위치의 어느 곳이라도 도포할 수 있다.

그후, 플라즈마토오치(12)를 피어싱위치로 복귀하여 피어싱을 실시하고 연속하여 절단작업을 실시하게 된다.

제2실시예는 제3도에 표시한 바와 같이 슬랙부착방지제도포장치(10)를 분사식으로 한 것이다.

이 슬랙부착방지제도포장치(10)는 슬랙부착방지제(14)를 내장하는 탱크(13)와 분사용의 노즐(161)과 이들(13),(161)사이를 연결하고, 또한 펌프(17)를 도중에 구비하여 슬랙부착방지제(14)를 탱크(13)에서 노즐(161)로 공급하는 관(151)으로 구성되어 있다.

이 동작을 설명하면 우선 노즐(161)의 분사방향이 피절단재(30)의 피어싱위치에 맞도록 왕복대(11)가 이동하게 된다.

다음에 펌프(17)를 작동시켜 슬랙부착방지제(14)를 탱크(13)에서 관(151)을 매개로하여 노즐(161)로 공급하고 피절단재(30)의 피어싱 부위 및 그 근처에 분사 도포 한다.

그후 플라즈마토오치(12)를 피어싱 위치로 복귀시켜 피어싱을 실시한다.

그리고 이것에 계속해서 절단작업으로 이동하는 것으로 된다.

또한 노즐(161)은 동도에 표시하듯이 플라즈마토오치(12)에 대하여 기울여서 부착하도록 구성하면 플라즈마토오치(12)의 바로 아래 및 그 근처에 정확하게 슬랙부착방지제(14)를 도포할 수 있고, 또한 상술한 바와 같이 슬랙부착방지제(14)를 도포한 후에 플라즈마토오치(12)를 피어싱위치로 복귀한다고 하는 공정을 생략하여 도포 하면서 피어싱을 할 수도 있게 된다.

더욱이 노즐(161)을 플라즈마토오치(12)의 주위에 복수개 배치하여 보다 광범위한 이용으로 구비할 수도 있다.

이상 슬랙부착방지제도포장치(10)는 제1실시예에서는 솔식이고, 또 제2실시예에 분사식이라고 했지만 이를 대체하는 다른 방식으로서는 일반적으로 알려져 있는 로울러식이나 스템프식등으라도 좋다.

마지막으로 제3실시예는 제4도에 표시하듯이 플라즈마토오치가 피어싱용(12a)과 절단용(12b)을 구비하는 왕복대(11)에 상기한 제2실시 예에서 분사식의 슬랙부착방지제도포장치(10)를 장착한 예이다.

이 작동을 설명하면 우선 피어싱용플라즈마토오치(12a)를 피절단재(30)의 피어싱 위치로 이동시켜 분사식부착방지제도포장치에 의하여 슬랙부착방지제(14)를 분사 도포 한다.

다음에 피어싱용플라즈마토오치(12a)를 피어싱위치까지 이동시켜 피어싱을 실시한다.

그후 절단용플라즈마토오치(12b)를 피어싱위치까지 이동시켜 절단을 시작한다.

이러한 구성에 의하면 단순히 피절단재(30)의 윗면에 부착하고 있는 용융물은 적게 될 뿐만 아니라, 특히 절단용플라즈마토오치(12b)에 있어서는 이것이 피어싱에 관여하지 않으므로 피어싱시에 흘러들어서 용융물의 부착을 남김없이 할 수 있다.

이러한 결과 한층 안정된 절단정도를 유지할 수 있다.

이러한 실시예의 효과를 종래의 플라즈마절단기와 비교하여 아래에 설명한다.

일반적으로 플라즈마절단기를 구비한 가공기계는 피절단재에서 떨어진 위치에서 작업자에 의하여 조작되어 진다.

이 때문에 본 발명의 플라즈마절단방법을 종래의 플라즈마절단기에 적용하려 하면, 피어싱 할 때마다 사전에 수작업으로 그 피어싱 부위에 슬랙부착방지제를 도포할 필요가 있다.

이것은 하나의 피절단재에 대하여 복수개소에서 피어싱스타트를 실시할 경우 작업자의 부담증가로 되고 생산성이 뒤떨어진다.

가령 피절단재 전체를 슬랙부착방지제로 도포하면 이러한 좋지 못함도 해소할 수 있을 것이다.

그런데 여분의 슬랙부착방지제를 준비하지 않으면 안될 뿐만 아니라, 절단 후에 불필요한 슬랩부착방지제를 피절단재에서 제거할 필요가 있고, 생산성이 뒤떨어진다.

이에반해 본 발명의 실시 예는 작업자는 원격조작에 의하여, 소망의 위치(피어싱 부위나 기타의 특정위치를 가리킨다)에 슬랙부착방지제를 쉽게, 또한 자동적으로 도포할 수 있게 된다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명은 피절단재에 대하여 피어싱스타트를 실시하는 플라즈마절단방법 및 그 장치에 사용되고 특히 피어싱 할 때에 피어싱부위 및 그 근처로 슬랙부착을 방지하는 플라즈마절단방법 및 그 장치로서 유용하다.

Claims (4)

1. 플라즈마토오치(12)를 사용하여 피절단재(30)에 피어스(31)를 설치, 절단을 개시하는 피어싱스타트에의한 플라즈마절단방법에 있어서, 상기한 피절단재(30)의 표면에 있어서 피어싱부위 및 그 근방에 미리 슬랙부착방지제(14)를 도포하여 피어싱을 실시하고 그 후에 피어싱스타트를 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마절단방법.
2. 제1항에 있어서, 상기한 슬랙부착방지제(14)를 플라즈마토오치(12)의 주변에서 그 바로 아래 및 그 근방을 향하여 미리 분사하여, 상기한 피어싱부위 및 그 근방에 도포 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마절단방법.
3. 플라즈마토오치(12)를 탑재한 왕복대(11)를 보유하는 플라즈마절단장치에 있어서, 상기한 왕복대(11)에는 상기한 플라즈마토오치(12)와 아울러 이동 가능한 슬랙부착방지제(14)를 피절단재(30)의 표면에 도포하기 위하여 도포장치(10)를 탑재한 것을 특징으로 하는 플라즈마절단장치.
4. 제3항에 있어서, 상기한 도포장치(10)는 상기한 슬랙부착방지제(14)를 내장한 탱크(13)와 이 슬랙부착방지제를 분사하기 위한 노즐(161)을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마절단장치.