KR100615960B1 - 플라즈마 절단 장치, 그 제어 장치 및 플라즈마 절단 방법 - Google Patents

플라즈마 절단 장치, 그 제어 장치 및 플라즈마 절단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 플라즈마 아크 절단시, 제품의 절단 품질, 특히 구멍의 절단 품질을 높이는데 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 토치(6)에 아크 전류와 플라즈마 가스를 공급하여 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐로부터 판재(W)쪽으로 플라즈마 아크(A)를 형성하면서, 상기 플라즈마 토치(6)를 제품의 형상에 대응하는 절단 경로를 따라 절단 속도로 이동시켜 상기 판재(W)를 절단하여, 판재(W)로부터 제품을 잘라내기 위한 플라즈마 절단 장치(1)를 제어하는 제어 장치(36)가, 구멍을 절단할 때는 외형을 절단할 때에 비해, 절단 속도를 낮추고, 아크 전류의 값을 작게 하며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 작게 제어한다.
플라즈마, 아크 토치, 가스 유량, 제품 형상, 절단, 경로, 판재, 구멍

Description

플라즈마 절단 장치, 그 제어 장치 및 플라즈마 절단 방법{PLASMA CUTTING APPARATUS, CONTROL UNIT THEREOF, AND PLASMA CUTTING METHOD THEREOF}
도 1은 절단 지연이 생긴 경우의 절단면을 도시한 도면이다.
도 2는 구멍을 절단한 경우의 단면의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 구멍 절단 때의 이동 경로와 절단의 결과 구멍에 발생되는 요철을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 절단 장치의 전체의 외관을 도시한 도면이다.
도 5는 플라즈마 토치(6)의 단면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 플라즈마 절단 장치(1)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 CAD/CAM 장치(38)에 의해서 작성되는 절단 제어 프로그램의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 A 코드 할당 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 제어 설정 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 요소 형상에 부여하는 T 코드를 판단할 때의 플로차트이다.
도 11은 제품의 잘라내기 처리에서의 NC 장치의 동작 흐름을 도시한 도면이 다.
* 도면의 주요 부호의 설명
1: 플라즈마 가공기, 2: 절단 정반,
3: 프레임, 4: 주행 빔,
5: 왕복대, 6: 플라즈마 토치,
7: X축 모터, 8: X축 레일,
9: Y축 모터, 10: Y축 레일,
11: Z축 모터, 12: 토치 케이블,
13: 플라즈마 전원 유닛, 14: 모재 케이블,
15: 전극, 16: 노즐,
17: 제1 노즐 캡, 18: 제2 노즐 캡,
19: 플라즈마 가스 통로, 20: 냉각수 통로,
21: 보조 가스 통로, 22: 내열 인서트,
23: 노즐 오리피스, 24: 밀봉 캡,
25: 분출구, 26: 플라즈마 가스 공급 라인,
27: 플라즈마 가스 공급 장치, 28, 32: 전자 개폐 밸브,
29, 33: 공전 레귤레이터, 30: 보조 가스 공급 라인,
31: 보조 가스 공급 장치, 34: 플라즈마 가스 선회날개,
35: 보조 가스 선회날개, 36: NC 장치,
37: 서보 컨트롤부, 38: CAD/CAM 장치,
39: NC 데이터 베이스, 40: 절단 높이 컨트롤부
본 발명은 판재로부터 제품을 잘라내기 위한 플라즈마 절단 장치 및 그 제어 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
이러한 종류의 플라즈마 절단 장치의 하나로서, 선회하는 플라즈마 아크의 주위에 동일 방향으로 선회하는 보조 가스 선회류를 공급하여 플라즈마 아크 절단을 행하는 플라즈마 절단 장치가 알려져 있다. 플라즈마 아크 절단시에는, 플라즈마 아크의 긴축(緊縮)에 의해, 판재의 단면 형상은 아래로 향할수록 좁아지는 테이퍼형상으로 되지만, 이 플라즈마 절단 장치는 보조 가스 선회(旋回) 강도(强度)(또는 보조 가스 유량)를 조절함으로써 판재 하부면에 수직인 면과 절단면이 이루는 각인 경사각(즉, 절단면의 테이퍼의 정도)을 조정할 수 있다.
그러나, 절단면의 테이퍼의 정도는 통상, 절단 속도에 따라서 상이하다. 이로 인해, 예를 들면 경사각이 정확히 0도가 되도록 보조 가스의 선회 강도(또는 보조 가스 유량)를 설정해 두었다고 해도, 절단 속도가 변화되었을 때에는 경사각이 초과 수정되어 0도로 되지 않는다고 하는 문제가 발생된다.
또, 도 1에 도시한 바와 같이, 판재(300)의 절단 최전면(最前面)(110)에서는, 상부측보다 하부측쪽의 절단이 지연되는 현상이 있다[이하, 절단 최전면(110) 의 상부측 에지에 대한 하부측 에지의 절단이 지연된 부분의 거리(130)를 「절단 지연」이라고 한다]. 이로 인해, 특히 코너나 급커브와 같이 절단 방향이 크게 변화되는 부분에서, 커브(50)의 상부측의 궤적(150)과 하부측의 궤적(170)의 사이에 위치 어긋남이 발생된다.
이러한 원인에 의해서 발생되는 절단 품질의 악화를 해소하기 위해, 보조 가스 유량(또는 보조 가스 선회 강도)을 절단 속도에 따라서 조절하는, 구체적으로는, 절단 속도가 비교적 고속일 때에는 보조 가스 유량(또는 보조 가스 선회 강도)을 비교적 크게 하고, 절단 속도가 비교적 저속일 때에는 보조 가스 유량(또는 보조 가스 선회 강도)을 비교적 작게 함으로써, 경사각을 적절하게 하는 플라즈마 절단 방법이 고려되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 2000-317639호 참조).
그러나, 전술한 종래 기술의 방법으로 플라즈마 아크 절단을 행하더라도, 제품의 구멍을 절단하는 경우에는, 반드시 양호한 절단 품질이 얻어지지 않는 경우가 있다. 그것은, 주로 이하의 (1)∼(4)의 요인에 의한다.
(1) 절단 지연
구멍의 크기는, 제품의 외형의 크기에 비해 대단히 작기 때문에, 구멍을 절단하는 경우는, 외형을 절단하는 경우보다도 절단 지연의 영향이 강하다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 구멍 절단시에 절단 지연이 있으면, 구멍(310)의 상부측의 직경(DU)보다도 하부측의 직경(DL) 쪽이 작게 되지만, 그것이 눈에 띄기 쉽다.
(2) 플라즈마 아크의 가스류에 의한 중심 방향으로의 흐름
외형 절단시에는, 절단 중, 플라즈마 아크의 이동 방향에 대하여 플라즈마 아크의 좌우 양측에 공간이 발생되지 않으며(즉, 커브의 좌우측에 공간이 발생되지 않고), 따라서, 플라즈마 아크에 대한 좌우 양측에서의 압력은 대략 동등하다. 그러나, 구멍 절단시에는, 플라즈마 아크 절단에 의해서 형성되는 커브 폭에 대하여 구멍직경이 작은 등의 경우에는, 절단 중, 플라즈마 아크의 우측 또는 좌측(바꾸어 말하면, 구멍의 중심측)에 공간이 발생되는 경우가 있으며, 따라서, 플라즈마 아크에 대한 구멍중심측으로의 압력이 구멍외측으로의 압력보다도 커지는 경우가 있다. 이로 인해, 구멍 절단시에는, 플라즈마 아크가 구멍중심 방향으로 흐르며, 따라서, 구멍의 상부측과 하부측의 궤적이 다르게 되어, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 상태로 된다.
(3) 절단면에 발생되는 요철
구멍 절단시에는 통상, 도 3에 도시한 바와 같이, 구멍(310)의 내측의 소정의 위치(P1)를 플라즈마 아크로 천공(piercing)한 후, 플라즈마 아크를 형성하고, 그 플라즈마 아크를 구멍(310)의 윤곽상의 소정의 위치(이하, 「회전 개시 위치」이라고 한다)(PS)로 이동시키고, 그 회전 개시 위치(PS)로부터, 플라즈마 아크를 구멍(310)의 윤곽을 따라 회전시킴으로써 구멍(310)이 형성 절단된다(점선은, 커브의 궤적을 나타낸다). 그 때, 플라즈마 아크에 의한 절단 최전면이 절곡상태로 되어 있고, 전술한 절단 지연이나 플라즈마 아크의 중심 방향으로의 흐름 등의 현상이 존재하기 때문에, 플라즈마 아크를 구멍(310)의 윤곽상으로 정밀도가 양호하게 회전시키더라도, 회전 개시 위치(PS)와 구멍(310)이 형성된 시점에서의 플라즈마 아크의 위치, 즉, 플라즈마 아크의 회전 종료 위치(PG)와의 사이에는 약간의 위치 어긋남이 생기고, 플라즈마 아크에 의한 절단 최전면이 절곡상태로 되므로, 절단면에 요철(320)이 발생된다.
(4) 플라즈마 아크를 분출하는 플라즈마 토치의 노즐의 열화(劣化)
절단 회수의 증가에 따라, 플라즈마 아크를 분출하는 플라즈마 토치의 노즐이 열화된다. 이렇게 되면 플라즈마 아크에 대한 좌우 양측의 압력 밸런스가 상이하게 되는 경우가 있다. 구멍 절단시에는, 그 압력 밸런스는, 상기(2)에서 기술한 바와 같이, 외형 절단에 비해 절단 품질에 크게 영향을 미친다. 이로 인해, 절단 회수의 증가에 따라 노즐이 열화되면, 구멍의 절단 품질이 악화될 우려가 있다.
이상의(1)∼(4)의 요인 중, 적어도 (1)의 절단 지연은, 구멍의 절단 품질 저하 정도는 아니지만, 제품의 외형의 절단 품질에도 나쁜 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 목적은 플라즈마 아크 절단시, 제품의 절단 품질, 특히 구멍의 절단 품질을 높이는데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단 및 작용 효과]
하기의 설명에서, 괄호내의 숫자는 첨부의 도면에 기재된 요소와의 대응 관계를 예시하는 것이지만, 이것은 단순한 설명을 위한 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 취지가 아니다.
본 발명에 따르는 플라즈마 절단 장치(1)는, 플라즈마 토치(6)에 아크 전류와 플라즈마 가스를 공급하여 플라즈마 토치(6)의 노즐로부터 판재(W)쪽으로 플라 즈마 아크(A)를 형성하면서, 플라즈마 토치(6)를 제품의 형상에 따른 절단 경로를 따라 절단 속도로 이동시켜 판재(W)를 절단하여, 그 판재(W)로부터 제품을 잘라내기 위한 것이며, 절단 속도, 아크 전류의 값 및 플라즈마 가스의 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하기 위한 제어 장치(36)를 구비한다. 상기 제어 장치(36)는, 제품의 형상이 구멍과 외형을 구비하는 경우, 구멍을 절단할 때는, 외형을 절단할 때에 비해, 절단 속도를 낮게 하며(예를 들면, 2000mm/분 이하, 바람직하게는, 1500mm/분 이하), 아크 전류의 값을 작게 하며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 작게 제어한다.
상기 플라즈마 절단 장치(1)에 의하면, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해 절단 속도를 낮게 하기 때문에, 절단 지연이 절단 품질에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 또, 그 절단 속도의 저하에 따라서, 아크 전류의 값, 및 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 작게 하기 때문에, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해 플라즈마 아크(A)의 가스 분사 흐름이 약해지며 따라서, 절단 지연, 플라즈마 아크(A)에 대한 좌우측의 압력 밸런스, 노즐의 열화, 및 절단면에 발생되는 요철중 적어도 하나(이하, 「절단 지연 등」이라고 한다)가 절단 품질에 미치는 나쁜 영향을 줄일 수 있다.
바람직한 제1 실시예에서는, 플라즈마 토치(6)에는 보조 가스가 또한 공급되고, 제어 장치(36)는 구멍을 절단할 때는, 외형을 절단할 때에 비해 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어한다. 이에 따라, 절단 지연 등이 절단 품질에 미치는 나쁜 영향을 보다 줄일 수 있다.
바람직한 제2 실시예에서는, 제어 장치(36)는 구멍을 절단할 때는 판재(W)의 판 두께와 구멍의 직경의 비율에 따라서 절단 상태를 제어한다. 본 출원인에 의한 실험 등에 의하면, 절단 지연 등이 절단 품질에 주는 나쁜 영향의 정도가 판 두께와 구멍의 직경과의 비율에 의해서 다르게 얻어졌다. 이것을 감안하여, 이 바람직한 제2 실시예에서는, 판 두께와 구멍의 직경의 각각이 상이하여도, 그들의 비율만 동일하면, 동일한 절단 상태로 구멍 절단이 행해지고, 반대로, 판 두께가 동일하더라도 구멍의 직경이 상이하거나, 구멍의 직경이 동일하더라도 판 두께가 상이하거나 하면, 다른 절단 상태로 구멍 절단이 행해진다. 즉, 이 제2 실시예에 의하면, 구멍의 직경과 판 두께의 양쪽에 기초한 절단 상태로 구멍 절단이 행해지기 때문에, 구멍의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다.
바람직한 제3 실시예에서는, 바람직한 제2 실시예에 있어서, 상기 제어 장치(36)가, 상기 구멍을 절단할 때는, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 커질수록, 상기 절단 속도를 높이고, 상기 아크 전류의 값을 크게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 크게 제어한다. 즉, 제어 장치(36)는, 판 두께가 동일한 경우에는 구멍의 직경이 클수록, 및, 구멍의 직경이 동일한 경우에는 판 두께가 작을수록, 상기 절단 속도를 높이고, 상기 아크 전류의 값을 크게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 크게 제어한다. 이 바람직한 제3 실시예에 의하면, 절단하려고 하는 구멍이, 절단 지연 등의 나쁜 영향이 절단 품질에 나타나기 어려운 것일 때에는, 절단 속도를 높이며 또한, 플라즈마 아크(A)의 가스 분사 흐름을 강하게 하여, 구멍 절단이 행해진다. 이로 인하여, 구멍의 절단 품질을 양호하게 하면서, 제품의 생산 속도를 높일 수 있다.
바람직한 제4 실시예에서는, 상기 제어 장치(36)는, 상기 외형을 절단할 때는 상기 판재(W)의 재질 및 판 두께와, 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐직경에 따라, 상기 절단 상태를 제어하며, 또한, 상기 구멍을 절단할 때는 상기 판재(W)의 재질과, 상기 판 두께와, 상기 노즐직경과, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율에 따라서, 상기 절단 상태를 제어한다. 이 바람직한 제4 실시예에 의하면, 판재(W)의 재질 및 판 두께와, 노즐직경에 따른 적절한 절단 상태로 외형 절단 및 구멍 절단이 행해지기 때문에, 제품의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다. 특히, 구멍 절단시에는, 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율이 동일하더라도, 판재(W)의 재질, 판 두께 및 노즐직경 중의 적어도 하나의 조건이 상이하면, 그에 따른 별도의 적절한 절단 상태로 절단이 행해지기 때문에, 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다.
바람직한 제5 실시예에서는, 바람직한 제4 실시예에 있어서, 상기 제어 장치(36)는, 상기 구멍을 절단할 때는, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 커질수록, 상기 절단 속도를 높이고, 상기 아크 전류의 값을 크게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 크게 제어한다. 이 바람직한 제5 실시예에 의하면, 절단하려고 하는 구멍이, 그 절단 품질에 절단 지연 등의 나쁜 영향이 나타나기 어려운 것일 때에는, 절단 속도를 높이며 또한, 플라즈마 아크(A)의 가스 분사 흐름을 강하게 하여, 구멍 절단이 행해진다. 이로 인하여, 전체로서, 구멍의 절단 품질을 양호하게 하면서, 제품의 생산 속도를 높일 수 있다.
바람직한 제6 실시예에서는, 바람직한 제4 실시예에 있어서, 상기 제어 장치(36)는 상기 판재(W)의 재질과, 상기 판재(W)의 판 두께와, 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 노즐의 직경과의 조합마다, 외형용 제어 설정과, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 상이한 복수 레벨의 구멍용 제어 설정을 가지고 있다. 이 경우, 상기 제어 장치(36)는 소정의 재질 및 판 두께를 가지는 판재(W)로부터 소정의 노즐직경을 가지는 플라즈마 토치(6)를 이용하여 제품을 잘라내는 경우, 외형을 절단할 때는 상기 소정의 재질 및 판 두께와 상기 소정의 노즐직경에 대응하는 외형용 제어 설정을 이용하여 상기 절단 상태를 제어하고, 소정의 직경을 가지는 구멍을 절단할 때에는 상기 소정의 재질 및 판 두께와 상기 소정의 노즐직경에 대응하는 상기 복수 레벨의 구멍용 제어 설정 중, 상기 소정의 판 두께에 대한 상기 소정의 직경의 비율에 대응하는 레벨의 구멍용 제어 설정을 이용하여, 상기 절단 상태를 제어한다. 이 바람직한 제6 실시예에 의하면, 외형 절단은 판재(W)의 재질과, 상기 판재(W)의 판 두께와, 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 노즐의 직경과의 조합에 따른 적절한 절단 상태에서 행해지기 때문에, 외형의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다. 또, 이 실시예에 의하면, 구멍 절단은 상기 조합과, 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율에 따른 구멍의 레벨의 양쪽 제어 설정에 따른 적절한 절단 상태에서 행해지기 때문에, 구멍의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다.
바람직한 제7 실시예에서는, 상기 제어 장치(36)는 상기 외형의 절단 중, 그 절단의 진행에 따라 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 이동 경로의 곡률이 변화되더라 도, 상기 절단 상태를 실질적으로 일정하게 유지한다. 절단 중간에 절단 상태를 전환하면, 절단 상태를 전환하고 나서 실제로 그 절단 상태로 되기까지의 응답 지연 등에 의하여, 절단 품질이 악화되는 경우가 있을 수 있지만, 이 제7 실시예에 의하면, 외형의 절단 중, 플라즈마 토치(6)의 이동 경로의 곡률이 변화되는 경우가 있더라도 절단 상태를 일정하게 유지하기 때문에, 절단 상태의 전환에 의해서 일어날 수 있는 외형의 절단 품질의 악화를 미연에 방지할 수 있다.
또, 「절단 상태를 실질적으로 일정하게 유지한다」란, 절단의 개시 및 종료 시에, 절단 중일 때와는 상이한 절단 상태로 되었다고 해도, 이 실시예의 범위에 포함되는 것을 의미한다. 즉, 예를 들면, 플라즈마 아크 절단에는, 파일럿 아크를 점화하는 직전으로부터 파일럿 아크가 메인 아크로 이행하기까지의 구간(이하, 「절단 개시 시」라고 한다)과, 파일럿 아크가 메인 아크로 이행한 후, 절단을 행하고 있는 구간(이하, 「절단 중」라고 한다)과, 메인 아크가 소멸된 후 전극의 온도가 소정의 온도로 내려 가기까지의 구간(이하, 「절단 종료 시」라고 한다)의 3개의 구간이 있다. 절단 개시 시나 절단 종료 시에는, 절단 중과는 상이한 절단 상태로 된다[예를 들면, 플라즈마 가스의 유량 또는 압력은, 절단 중일때(메인 플로우 시)보다도 절단 개시 시(프리 플로우 시) 및 절단 종료 시(포스트 플로우 시)쪽이 작아진다]. 이와 같이, 절단의 개시나 종료 시에 절단 상태의 변경이 행해지더라도, 절단 중에 절단 상태가 변경되지 않고 일정하게 유지되면, 이 실시예의 작용 효과를 달성할 수 있다. 이로 인해, 상기와 같은 절단 상태의 변경이 행해졌다고 해도, 「절단 상태를 실질적으로 일정하게 유지한다」에 포함되는 것이다(이것은, 이하도 동일하다).
바람직한 제8 실시예에서는, 상기 제어 장치(36)는 하나의 상기 구멍의 절단 중, 그 절단의 진행에 따라 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 이동 경로의 곡률이 변화되더라도, 상기 절단 상태를 실질적으로 일정하게 유지한다. 절단 중간에 절단 상태를 전환하면, 전술한 바와 같이, 절단 상태를 전환하고 나서 실제로 그 절단 상태로 되기까지의 응답 지연 등에 따라 절단 품질이 악화되는 경우가 있을 수 있지만, 이 제8 실시예에 의하면, 구멍의 절단 중에, 플라즈마 토치(6)의 이동 경로의 곡률이 변화되는 경우가 있더라도 절단 상태를 일정하게 유지하기 때문에, 절단 상태의 전환에 의해서 일어날 수 있는 구멍의 절단 품질의 악화를 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 절단 장치의 본체 부분의 전체 외관을 나타낸다.
이 플라즈마 절단 장치(1)에는, 판재(W)를 지지하는 절단 정반(절단 가대)(2)이 직사각형상의 프레임(3)의 내측 공간에 배치되는 동시에, 상기 프레임(3)을 타고 넘도록 문모양의 주행 빔(4)이 배치되고, 상기 주행 빔(4) 상에 왕복대(5)가 배치되고, 상기 왕복대(5)에 플라즈마 토치(6)가 장착되어 있다.
상기 주행 빔(4)은 X축 모터(7)의 구동에 의해 프레임(3)의 길이 방향(X축 방향)으로 배치되는 X축 레일(8)을 따라 X축 방향으로 주행 가능하게 되고, 왕복대(5)는 Y축 모터(9)의 구동에 의해 주행 빔(4) 상에 배치되는 Y축 레일(10)을 따라 Y축 방향으로 주행 가능하게 되어 있다. 또, 플라즈마 토치(6)는 Z축 모터(11)의 구동에 의해 왕복대(5)에 대하여 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 이렇게 해서, 각 모터(7, 9, 11)를 제어함으로써, 플라즈마 토치(6)는 판재(즉, 판형의 가공물)(W)의 임의의 위치로 이동되는 동시에, 임의의 높이 위치에 위치 결정되어 판재(W)의 절단 가공이 행해진다.
도 4에 나타낸 본체 부분에는 또한, 도 4에는 도시되지 않은 플라즈마 가스(플라즈마 메인 가스)의 공급 장치, 보조 가스(플라즈마 보조 가스)의 공급 장치, 아크 전원 유닛 및 수치 제어(NC) 장치, 및 이들의 부속 장치나 주변 장치 등이 접속 또는 결합된다(이들에 관해서는, 뒤에 도 6을 참조하여 설명한다).
도 5는 플라즈마 토치(6)의 단면을 도시한다.
상기 플라즈마 토치(6)는 대략 다중원통 형상으로서, 대략 중심부에 배치되는 대략 원주형의 전극(15)과, 상기 전극(15)의 외주측을 덮도록 배치되는 대략 원통형의 노즐(16)과, 상기 노즐(16)의 외주측에 배치되는 대략 원통형의 제1 노즐 캡(17)과, 상기 제1 노즐 캡(17)의 외주측에 배치되는 대략 원통형의 제2 노즐 캡(18)을 구비하고 있다. 그리고, 전극(15)과 노즐(16)의 사이에 구획 형성되는 선단부 개방 공간이 플라즈마 가스 통로(19)로 되고, 상기 노즐(16)과 제1 노즐 캡(17)의 사이에 구획 형성되는 폐쇄 공간이 냉각수 통로(20)로 되며, 상기 제1 노즐 캡(17)과 제2 노즐 캡(18)의 사이에 구획 형성되는 선단부 개방 공간이 보조 가스 통로(21)로 된다.
전극(15)의 플라즈마 아크 발생점이 되는 선단부에는, 플라즈마 아크의 고열 에 견딜 수 있는 고융점 재료제(예를 들면, 하프늄제, 지르코늄제, 합금제 등)의 내열 인서트(insert)(22)가 장착되어 있다. 또, 노즐(16)의 선단부에는 노즐 오리피스(23)가 형성되고, 플라즈마 가스 통로(19)에 의해 공급되는 플라즈마 가스(예를 들면, 산소가스)가 상기 노즐 오리피스(23)로부터 판재(W)를 향해서 분출되도록 되어 있다. 또한, 제2 노즐 캡(18)의 선단 개구부에는 밀봉 캡(24)이 장착되고, 보조 가스 통로(21)에 의해 공급되는 보조 가스(예를 들면, 공기)가 상기 밀봉 캡(24)선단의 분출구(25)로부터 분출되도록 되어 있다.
플라즈마 가스 통로(19)에는, 플라즈마 가스 통로(19)를 통과하는 플라즈마 가스를 선회류(旋回流)로 하여 노즐 오리피스(23)로부터 판재(W)쪽으로 분출하기 위한 플라즈마 가스 선회날개(34)가 삽입되어 있다. 마찬가지로, 보조 가스 통로(21)에는, 보조 가스 통로(21)를 통과하는 보조 가스를 선회류로 하여 분출구(25)로부터 판재(W)쪽으로 분출하기 위한 보조 가스 선회날개(35)가 삽입되어 있다. 이러한 2중의 선회기류에 의해, 판재(W)에서의 절단홈(커버)의 형상을 변화시킬 수 있어, 플라즈마 가스와 보조 가스의 각 공급량을 조정하여 경사각을 조정할 수 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 플라즈마 가스 통로(19)에 플라즈마 가스를 공급한 상태에서 전극(15)과 판재(W)의 사이에 파일럿 아크를 착화시키면, 전리된 도전성을 가지는 플라즈마 가스가 노즐 오리피스(23)를 통하여 판재(W)에 분출되고, 전극(15)-판재(W) 사이에 플라즈마 아크(A)가 착화된다. 상기 플라즈마 아크(A)는 노즐 오리피스(23)에 의한 구속성과 플라즈마 가스기류에 의한 열적 핀치(pinch) 작용이 효과적으로 작용함으로써, 고온으로 또한 고밀도 에너지를 가지는 플라즈마 아크가 된다. 이와 같이 하여 형성되는 플라즈마 아크(A)가 판재(W)를 용융하여, 천공 및 절단이 행해진다.
도 6은 본 실시예에 관한 플라즈마 절단 장치(1)의 본체 부분, 플라즈마 가스 공급 장치, 보조 가스 공급 장치, 아크 전원 유닛 및 NC 장치, 및 각종 부속 장치나 주변 장치 등을 합친 전체의 시스템 구성을 나타낸다.
상기 플라즈마 절단 장치(1)에는, 플라즈마 가스 공급 라인(26)과, 보조 가스 공급 라인(30)과, 서보 컨트롤부(37)와, 플라즈마 전원 유닛(13)과, 절단 높이 컨트롤부(40)와, NC(Numerical Control) 장치(36)와, CAD/CAM 장치(38)와, NC 데이터 베이스(39)와, NC 장치(36)가 구비되어 있다.
상기 플라즈마 가스 공급 라인(26)은 플라즈마 가스 공급 장치(27)로부터 플라즈마 토치(6)의 플라즈마 가스 통로(19)로 공급되는 플라즈마 가스의 가스 공급 라인이다. 플라즈마 가스 공급 라인(26)에는, 그 하류측을 향해서 순차로, NC 장치(36)로부터의 신호에 따라 밸브를 개폐함으로써 플라즈마 가스의 공급 및 차단을 행하는 전자 개폐 밸브(28)와, NC 장치(36)로부터의 아날로그 전압 신호에 따라 플라즈마 가스의 압력(즉, 플라즈마 가스의 공급량)을 조정하는 공전 레귤레이터(29)가 삽입되어 있다.
보조 가스 공급 라인(30)은 보조 가스 공급 장치(31)로부터 플라즈마 토치(6)의 보조 가스 통로(21)로 공급되는 보조 가스의 가스 공급 라인이다. 보조 가스 공급 라인(30)에는, 그 하류측을 향해서 순차로, NC 장치(36)로부터의 신호에 따라 밸브를 개폐함으로써 보조 가스의 공급 및 차단을 행하는 전자 개폐 밸브(32)와, NC 장치(36)로부터의 아날로그 전압 신호에 따라 보조 가스의 압력(즉, 보조 가스의 공급량)을 조정하는 공전 레귤레이터(33)가 삽입되어 있다.
또, 서보 컨트롤부(37)는 NC 장치(36)로부터의 제어신호에 따라, 도 4를 참조하여 설명한 X축 모터(7), Y축 모터(9) 및 Z축 모터(11)를 제어하고, 그에 따라서, 플라즈마 토치(6)의 Z 방향에서의 위치(즉, 천공 시나 절단 시의 높이)나, 플라즈마 토치(6)의 XY 방향으로의 이동(즉, 이동 경로)을 제어한다.
플라즈마 전원 유닛(13)은, 그 한 쪽 단자(마이너스 단자)가 토치 케이블(12)을 통하여 토치(6)의 전극(15)에 접속되고, 다른 쪽의 단자(플러스 단자)가 모재(母材) 케이블(14)을 통하여 판재(W)[또는 절단 정반(2)]에 접속되어, 플라즈마 토치(6)의 전극(15)과 판재(W)의 사이에 전압(이하,「플라즈마 아크 전압」이라고 한다)을 인가하여 아크 전류를 공급할 수 있게 되어 있다. 플라즈마 전원 유닛(13)은 NC 장치(36)로부터의 전류 지령 신호(즉, 지정된 아크 전류값)에 따라, 플라즈마 토치(6)에 공급하는 아크 전류의 값을 제어한다. 또, 플라즈마 전원 유닛(13)은 정기적으로 또는 소정의 타이밍으로, 플라즈마 아크 전압의 값을 절단 높이 컨트롤부(40)에 입력한다.
절단 높이 컨트롤부(40)는 NC 장치(36)에 통신 가능에 접속되어 있고, 플라즈마 전원 유닛(13)으로부터 입력되는 플라즈마 아크 전압값에 따라, 플라즈마 토치(6)의 높이를 연산하고, 연산된 높이를 나타내는 높이 신호를 NC 장치(36)에 입력한다.
CAD/CAM 장치(38)는 CAD(Computer-Aided Design) 기능과, CAM(Computer-Aided Manufacturing) 기능을 구비한 컴퓨터 시스템이다(이것은, CAD 기능이나 CAM 기능을 발휘하기 위한 소프트웨어가 설치된 퍼스널 컴퓨터일 수도 있고, CAD 기능 및 CAM 기능을 발휘하기 위한 전용 머신일 수도 있으며, NC 장치(36) 등을 포함하는 플라즈마 절단 장치(1)로부터 물리적으로 단절된 독립의 머신이 일 수도 있고, NC 장치(36) 등과 통신네트워크 등으로 통신 가능에 접속된 머신이 일 수도 있다. CAD/CAM 장치(38)는 판재(W)에서 잘라내는 제품의 형상에 관한 데이터(이하,「제품 형상 데이터」라고 한다)를 작성하거나, 그 제품 형상 데이터 등에 따라, NC 장치(36)로 하여금 플라즈마 아크 절단의 절단 상태를 제어시키기 위한 컴퓨터 프로그램(이하, 절단 제어 프로그램」이라고 한다)을 작성하게 한다. 작성된 절단 제어 프로그램은 CD-ROM 등의 가반형(可搬型) 기록 매체 또는 통신네트워크 등의 소정의 매체를 통하여, NC 장치(36)에 입력된다(절단 제어 프로그램의 구체적인 내용 등에 관해서는 후술한다).
NC 데이터 베이스(39)에는, 절단 속도, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하기 위해서 이용되는 조건에 관한 수치(이하, 제어 설정값」이라고 한다)가 기록된 제어 설정 테이블이 저장되어 있다. 제어 설정 테이블은 절단 조건(예를 들면, 판재의 재질, 판 두께, 노즐직경, 외형 절단인지 구멍 절단인지, 구멍의 경우에는 구멍직경과 판 두께와의 비율 등의 조합)의 여러 가지 변화에 각각 대응하는 최적의 제어 설정값을 기록하고 있고, 절단 제어 프로그램을 실행하는 NC 장치(36)에 의하여 참조됨으 로써, 그 절단 제어 프로그램에 따라서 행해지는 절단 때에, 그 때의 구체적인 절단 조건에 대응하는 최적의 제어 설정값을 선택하여 NC 장치(36)에 설정할 수 있게 되어 있다(제어 설정 테이블의 구체적인 내용에 관해서는 후술한다).
NC 장치(36)는 CAD/CAM 장치(38)에 의해서 작성된 절단 제어 프로그램을 입력하고, 그 절단 제어 프로그램을 이용하여, NC 데이터 베이스(39) 내의 제어 설정 테이블을 참조함으로써, 그 절단 제어 프로그램이 지정하는 절단 조건에 대응할 때에 이용해야 되는 최적의 제어 설정값을 선택하여, 이것을 절단에서 사용해야 되는 제어 설정으로서 설정한다. 그리고, NC 장치(36)는 그 절단 제어 프로그램에 따라서 절단을 행할 때에, 설정 식별된 제어 설정값에 따라, 절단 속도, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어한다. 구체적으로는, 절단 속도를 제어하는 경우, NC 장치(36)는 서보 컨트롤부(37)에 임의값의 제어신호를 입력함으로써, 서보 컨트롤부(36)로 하여금 플라즈마 토치(6)의 절단 속도를 제어시킨다. 또, NC 장치(36)는 플라즈마 전원 유닛(13)에 임의값의 전류 지령 신호를 입력함으로써, 플라즈마 전원 유닛(13)으로 하여금 플라즈마 토치(6)에 공급하는 아크 전류의 값을 제어시킨다. 또, NC 장치(36)는 전자 개폐 밸브(28, 32)에 ON/OFF 신호를 입력하며 또한 공전 레귤레이터(29, 33)에 임의값의 아날로그 전압 신호를 입력함으로써, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력을 제어한다.
이상이, 본 실시예에 관한 플라즈마 절단 장치(1)의 개요이다. 다음에, CAD/CAM 장치(38)에 의해서 작성되는 절단 제어 프로그램을 설명한다.
도 7은 CAD/CAM 장치(38)에 의해서 작성되는 절단 제어 프로그램의 일례를 나타낸다.
절단 제어 프로그램(700)에는, 이 절단 제어 프로그램(700)에 따라서 행해지는 절단 작업에서 사용되는 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 플라즈마 토치(6)의 노즐직경(예를 들면, 직경)의 조합에 의해서 결정되는 절단 조건　코드(이하, 「A 코드」라고 한다)와, 그 절단 작업으로 잘라내야 하는 복수(또는 하나)의 제품에 각각 대응하는 복수의 제품 절단 제어 정보(200, 200,…)가 기술되어 있다.
A 코드는 도 8에 도시되는 테이블, 즉, 판재(W)의 재질(예를 들면, 연강, 스테인리스강, 알루미늄 등), 판 두께(mm), 및 노즐직경(mm)의 조합마다 미리 할당된 A 코드가 기술되어 있는 A 코드 할당 테이블을 참조함으로써 결정된다. 즉, CAD/CAM 장치(38)는 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 노즐직경을 사용자에 입력시키고, 사용자로부터 입력된 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 노즐직경에 대응하는 A 코드를 A 코드 할당 테이블로부터 추출한다[A 코드 할당 테이블은, 예를 들면, CAD/CAM 장치(38) 내부 또는 외부의 도시하지 않은 기억 장치에 저장되어 있다]. 또, 하나의 절단 제어 프로그램(700)에 기술되는 A 코드의 수는, 도 8의 예에서는 하나이다. 따라서 이 절단 제어 프로그램(700)에 따라서 행해지는 절단 작업에서는, 시종, 동일한 판 두께 및 재질의 판재(W)와, 동일직경의 노즐이 사용되는 것이 된다. 그러나, 예를 들면, 하나의 절단 제어 프로그램(700)에 의해서 실행되는 절단 작업의 도중에서, 그 절단으로 사용된 노즐을 직경이 상이한 별도의 노즐로 교환하는, 또는 사용하는 판재(W)를 별도의 판 두께(또는 재질)의 것으로 변경하는 등이 행해지는 경우에는, 동일한 절단 제어 프로그램(700)에 A 코드가 복수개 기술되는 경우가 있다.
제품 절단 제어 정보(200)의 수는 이 절단 작업으로 잘라내어지는 제품의 총개수와 동일하다. 예를 들면, 잘라내어지는 제품의 종류가 1종류로서, 잘라내는 제품의 개수가 20개이면, 제품 절단 제어 정보(200)의 수(즉, 잘라내어지는 제품의 총 개수)는 20이고 또, 잘라내어지는 제품의 종류가 두 가지로서, 각각의 제품의 개수가 10개이면, 제품 절단 제어 정보의 수는 20이다. 복수의 제품 절단 제어 정보(200, 200, …)는 예를 들면, 제품의 잘라내기 순서와 동일한 순서로 정렬되어 있다.
각 제품의 제품 절단 제어 정보(200)에는, 제품의 형상을 구성하는 요소 형상(예를 들면, 2개의 구멍을 가진 제품의 경우, 하나의 외형과 2개의 구멍의 3개의 요소 형상으로부터 그 제품의 형상이 구성된다)마다, 그 요소 형상의 종류가 외형인지 구멍인지(구멍이면 어떤 레벨의 구멍인지)를 나타내는 요소 형상 코드(이하,「T 코드」라고 한다)와, 그 요소 형상의 상세 제어 정보(300)가 포함되어 있다. 예를 들면, 하나의 구멍과 하나의 외형을 가진 제품의 경우, 그 구멍의 T 코드와 상세 제어 정보(300)와, 외형의 T 코드와 상세 제어 정보(300)가 그 제품의 제품 절단 제어 정보(200)에 포함되어 있다. 하나의 제품이 가지는 복수의 요소 형상의 T 코드와 상세 제어 정보(300)의 세트는 이들 요소 형상이 잘라내어지는 순서에 따라서 정렬되어 있다. 구멍과 외형을 가지는 제품의 경우, 구멍을 절단한 후에 외형을 절단하기 때문에, 구멍의 T 코드와 상세 제어 정보(300)의 세트의 후에, 외형 의 T 코드와 상세 제어 정보(300)의 세트가 정렬된다.
T 코드는 전술한 바와 같이, 요소 형상이 외형인지 구멍인지, 구멍이면 어떤 레벨의 구멍인지를 나타내는 코드이다. 구멍의 레벨은 판재(W)의 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율(이하,「구멍 비율」이라고 한다)에 따라서 복수, 예를 들면, 3개 있다. 제1 구멍 레벨은 구멍 비율이 가장 큰(즉, 판 두께가 일정하면 구멍직경이 가장 크고 또는, 구멍직경이 일정하면 판 두께가 가장 작은) 것을 나타내는 레벨이다(이하, 이 레벨을「대레벨」이라고 한다). 제2 구멍 레벨은 구멍 비율이 가장 작은(즉, 판 두께가 일정하면 구멍직경이 가장 작고 또는, 구멍직경이 일정하면 판 두께가 가장 큰) 것을 나타내는 레벨이다(이하, 이 레벨을「소레벨」이라고 한다). 제3 구멍 레벨은 구멍 비율이 대레벨과 소레벨의 사이인 것을 나타내는 레벨이다(이하, 이 레벨을「중레벨」이라고 한다).
이 실시예에서는, T 코드는 4종류 있다. 제1 T 코드는 제품의 외형인 것을 나타낸 것이다(도면에서는 「T0」이라고 기재). 제2 T 코드는 대레벨의 구멍인 것을 나타낸 것이다(도면에서는 「T1」이라고 기재). 제3 T 코드는 중레벨의 구멍인 것을 나타낸다(도면에서는「T2」라고 기재). 제4 T 코드는 소레벨의 구멍인 것을 나타내는 것이다(도면에서는「T3」이라고 기재).
이들 4종류의 T 코드 중 어떤 종류의 T 코드를 채용할지는, CAD/CAM 장치(38)가, 구멍의 직경을 포함한 제품 형상 데이터와 판재(W)의 판 두께를 사용자에 입력시키고, 그 입력된 데이터에 따라 결정한다.
요소 형상마다 써 있는 상세 제어 정보(300)는 그 요소 형상을 절단할 때에 플라즈마 절단 장치(1)의 절단 정반(2)(즉, 테이블) 상의 어떤 위치에서 어떠한 종류의 동작을 어떤 순으로 행하는지를 상세하게 지시한 제어 정보이다. 구체적으로, 예를 들면, 상세 제어 정보(300)에는, 동작종류로서, 천공을 지시하는 코드 및 천공하는 위치의 절단 정반(2) 상에서의 좌표, 다음에, 플라즈마 토치(6)를 이동시키는 것(즉, 절단)을 지시하는 코드 및 그 때의 이동 경로(절단 경로)를 나타내는 좌표, 그리고 마지막으로, 플라즈마 아크의 발생을 정지하여 절단을 종료하는 것을 지시하는 코드 및 그 절단종료 위치의 절단 정반(2) 상에서의 좌표 등이 기술되어 있다.
이러한 절단 제어 프로그램(700)이 CAD/CAM 장치(38)로부터 출력되어 NC 장치(36)에 입력되었을 때는, NC 장치(36)는 그 절단 제어 프로그램에 포함되어 있는 A 코드 및 T 코드를 이용하여, NC 데이터 베이스(39) 내의 제어 설정 테이블을 참조함으로써, 절단 때에 최적의 제어 설정값을 선택하여 설정할 수 있다.
도 9는 제어 설정 테이블의 일례를 나타낸다.
제어 설정 테이블에는, 복수의 A 코드[즉, 판재(W)의 재질, 판 두께 및 노즐직경의 조합]에 각각 대응하는 복수의 제어 설정 정보가 기록되어 있다. 각 제어 설정 정보에는, 제1∼제4 T 코드(즉, 요소 형상이 외형인지 구멍인지, 구멍이면 어떤 레벨의 구멍인지)의 각각에 대응하는 복수 종류의 제어 설정값이 포함되어 있다. 복수 종류의 제어 설정값으로는, 예를 들면, 아크 전류값, 절단 속도, 절단 높이(절단 중의 플라즈마 토치의 높이), 피어스 높이(천공 시의 플라즈마 토치의 높이), 보조 가스 유량(또는 압력), 및 플라즈마 가스 번호가 있다[또, 플라즈마 가스 번호는 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 나타내는 것이며, 예를 들면, 가스 번호「1」은 0.9Mpa를 나타내고, 가스 번호「2」는 0.6Mpa를 나타낸다).
이 도면에 도시된 제어 설정 테이블에는, A 코드마다 제어 설정 정보가 기록되어 있고, 그 제어 설정 정보에 포함되어 있는 여러 가지 제어 설정값에 따라, 외형 절단이나 구멍 절단의 절단 상태가 제어된다. A 코드는 전술한 바와 같이, 판재(W)의 재질과, 판 두께와, 노즐직경의 조합마다 준비된 것이다. 따라서, 이 실시예에서는, 판재(W)의 재질과, 판 두께와, 노즐직경에 따라 외형 절단이나 구멍 절단의 절단 상태가 제어된다. 구체적으로, 예를 들면, 절단 대상의 구멍의 직경이 동일하더라도, 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 노즐직경 중의 하나라도 상이하면, 상이한 절단 상태로 외형 절단 및 구멍 절단이 행해진다.
또, 이 도면에 도시된 제어 설정 테이블에서는, 동일한 A 코드[즉, 판재(W)의 재질, 판 두께 및 노즐직경의 조합]에서, T 코드「T1」∼「T3」에 대응하는(즉, 구멍 절단의) 절단 속도가 T 코드「T0」에 대응(즉, 외형 절단)의 절단속도보다도 낮게 설정되어 있다. 또, 동일한 A 코드에서, T 코드「T1」∼「T3」에 대응하는 아크 전류값과 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 T 코드「T0」에 대응하는 아크 전류값과 플라즈마 가스 유량 또는 압력보다도 작게 설정되어 있다. 이로 인하여, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해, 절단 속도가 낮고, 아크 전류의 값이 작으며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작게 제어된다.
또, 이 도면에 도시한 제어 설정 테이블에서는, 동일한 A 코드[즉, 판재(W)의 재질, 판 두께 및 노즐직경의 조합]에서, T 코드「T1」∼「T3」에 대응하는(즉, 구멍 절단의) 보조 가스 유량 또는 압력도, T 코드「T0」에 대응하는(즉, 외형 절단의) 보조 가스 유량 또는 압력보다도 작게 설정되어 있다. 이로 인하여, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해, 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어된다.
또, 이 도면에 도시된 제어 설정 테이블에는, 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율이 작을수록(즉, 구멍 레벨이「소」인 것만큼), 낮은 절단 속도, 작은 아크 전류값, 작은 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 작은 보조 가스 유량 또는 압력이 기록되어 있다. 이로 인하여, 구멍 절단시에는, 판 두께가 동일한 경우(예를 들면, A 코드가 동일한 경우)에는 구멍의 직경이 작을수록, 한편, 구멍의 직경이 동일한 경우에는 판 두께가 클수록, 절단 속도가 낮으며, 아크 전류값이 작고, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작으며 또한, 보조 가스 유량 또는 압력이 작게 제어된다.
이하, CAD/CAM 장치(38)를 사용하여 제품의 제품 형상 데이터를 작성한 후, 플라즈마 절단 장치(1)에서 그 제품이 잘라내어지기까지의 흐름을 설명한다. 또, 이 설명에서는 그 흐름을 이해하기 쉽도록 하기 위해, 절단되는 판재(W)는 1개로 한다.
(1) 제품 형상 데이터의 작성.
CAD/CAM 장치(38)는 사용자 조작에 의해, 잘라내는 제품의 형상의 디자인에 관한 제품 형상 데이터를 작성하고, 작성한 제품 형상 데이터를 소정의 기억 장치(도시하지 않음)에 저장한다. 제품 형상 데이터는 예를 들면, DXF(Drawing Interchange File)라고 불리는 형식의 데이터이며, 적어도, 제품의 외형의 윤곽이 나 크기(치수)를 나타내는 데이터가 포함되어 있다. 또, 제품의 형상이 외형 이외에, 하나 또는 복수의 구멍을 가지고 있는 경우에는, 제품 형상 데이터에는, 예를 들면, 구멍마다 구멍의 윤곽이나, 구멍의 직경이나, 제품의 외형에서의 구멍의 위치(좌표)를 나타내는 데이터가 포함되어 있다.
(2) 절단 제어 프로그램의 작성.
(2-1) 제품 형상 데이터의 입력.
CAD/CAM 장치(38)는 사용자에, 판재(W)에서 잘라내는 제품의 제품 형상 데이터를 입력시킨다. 제품 형상 데이터의 입력 방법으로는, 예를 들면, 미리 등록되어 있는 1종류 이상의 제품 형상 데이터를 디스플레이 화면에 표시하고, 그 1종류 이상의 제품 형상 데이터 중에서, 원하는 하나 또는 복수 종류의 제품 형상 데이터를 사용자에 선택시키고, 선택된 하나 또는 복수 종류의 제품 형상 데이터를 잘라내는 제품의 제품 형상 데이터로서 입력하는 방법이 있다.
(2-2) 판재(W)의 크기(가로세로 치수), 재질, 판 두께, 및 노즐직경의 입력.
또, 절단 제어 프로그램(700)을 작성하기 위해, CAD/CAM 장치(38)는 그 절단 제어 프로그램(700)에 따라서 행해지는 절단 작업에서 절단되는 판재(W)의 크기(가로세로 치수), 판재(W)의 재질, 판재(W)의 판 두께, 및 플라즈마 토치(6)의 노즐직경도 사용자에 입력시킨다.
(2-3) 네스팅(nesting) 처리 및 제품의 잘라내기 순서의 결정.
CAD/CAM 장치(38)는 입력된 제품 형상 데이터의 종류마다, 그 제품 형상 데이터가 나타내는 제품을 잘라내는 개수를 사용자에 입력시키고 그 후, 네스팅 처리 를 실행한다.
즉, CAD/CAM 장치(38)는 입력된 하나 또는 복수 종류의 제품 형상 데이터와, 그 종류별 제품 잘라내기 개수와, 판재(W)의 크기에 따라서, 판재(W)에서 절단되는 제품 이외의 부분(스크랩)이 최소가 되도록, 잘라내는 제품의 절단 라인을 판재(W) 상에 배치한다.
또, CAD/CAM 장치(38)는 제품의 잘라 내기 순서를 결정한다.
(2-4) A 코드 및 잘라내는 제품별 제품 절단 제어 정보(200)의 결정.
먼저, CAD/CAM 장치(38)는 사용자로부터 입력된 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 노즐직경을 이용하여 A 코드 할당 테이블(도 8참조)을 참조하여, 이들 재질, 판 두께, 및 노즐직경의 조합에 대응하는 A 코드를 추출한다.
다음에, CAD/CAM 장치(38)는 잘라내는 제품마다 제품 절단 제어 정보(200)를 결정한다.
즉, CAD/CAM 장치(38)는 제품의 절단 대상마다(즉, 외형이나 구멍요소 형상마다) T 코드를 부여한다.
구체적으로, 도 10에 도시한 바와 같이, CAD/CAM 장치(38)는 사용자로부터 입력된 제품 형상 데이터를 참조하여 요소 형상을 인식하고, 그 요소 형상이 외형인지 구멍인지를 판단한다(단계 S1). 그 결과, 외형인 것이 판단되었을 때는(단계 S1에서 예), CAD/CAM 장치(38)는 상기 인식된 요소 형상에 대하여, 외형인 것을 나타내는 T 코드「T0」를 부여한다(단계 S2).
단계 S1에서, 상기 인식된 요소 형상이 구멍이라고 판단된 경우에는(단계 S2 에서 아니오), CAD/CAM 장치(38)는 사용자로부터 입력된 판 두께와, 제품 형상 데이터에 포함되어 있는 그 구멍의 직경을 이용하여, 그 구멍의 구멍 비율(즉, 판 두께에 대하여 구멍의 직경이 몇 배로 되었는가)을 산출하고, 산출된 구멍 비율에 따라, 상기 인식된 요소 형상에 대하여 부여하는 T 코드를 결정한다. 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, CAD/CAM 장치(38)는 산출된 구멍 비율이 제1 임계값(예를 들면, 2.5) 이상이면(단계 S3에서 예), 대레벨의 구멍인 것을 나타내는 T 코드「T1」을 부여하고(단계 S4), 그 구멍 비율이 제1 임계값(예를 들면, 2.5) 미만 또한 제2 임계값(예를 들면, 1.5) 이상이면(단계 S3에서 아니오 및 단계 S5에서 예), 중레벨의 구멍인 것을 나타내는 T 코드「T2」를 부여하고(단계 S6), 그 구멍 비율이 제2 임계값(예를 들면, 1.5) 미만이면(단계 S3에서 아니오 N 및 단계 S5에서 아니오), 소레벨의 구멍인 것을 나타내는 T 코드「T3」을 부여한다.
이상과 같은 순서로, 제품의 요소 형상마다 T 코드를 부여하면, CAD/CAM 장치(38)는 제품의 요소 형상마다, 그 요소 형상을 절단할 때에 플라즈마 절단 장치(1)의 절단 정반(2)(즉, 테이블) 상의 어떤 위치에서 어떠한 종류의 동작을 어떤 순으로 하는지를 상세하게 지시한 상세 제어 정보(300)를 결정한다.
(2-5) 절단 제어 프로그램(700)의 생성 및 출력.
이상과 같이 하여, A 코드나, 잘라내는 제품별 제품 절단 제어 정보(200)[즉, 제품의 요소 형상별 T 코드와 상세 제어 정보(300)의 세트를 포함하는 정보]가 결정되면, CAD/CAM 장치(38)는 A 코드나, 잘라내는 제품별 제품 절단 제어 정보(200)나, 제품의 잘라내기 순서를 포함한 절단 제어 프로그램(700)(도 7참조) 을 생성한다. 그리고, CAD/CAM 장치(38)는 그 절단 제어 프로그램(700)을 플렉시블 디스크 등의 가반형의 기록 매체에 출력하며 또는, 통신네트워크를 통하여 NC 장치(36)에 송신한다.
(3) 제품의 잘라내기.
도 11은 제품의 잘라내기 처리에서의 NC 장치의 동작 흐름을 나타낸다.
NC 장치(36)에 절단 제어 프로그램(700)이 입력되면(단계 S11), NC 장치(36)는 그 절단 제어 프로그램(700)을 참조하여, 제품의 잘라내기 순서, 및 이로부터 잘라내는 제품을 특정한다(단계 S12). 그리고, NC 장치(36)는 그 제품의 절단 작업을 개시한다. 여기에서, 예를 들면, 제품의 형상에 외형뿐만 아니라 구멍이 포함되어 있는 경우는(단계 S13에서 예), 그 제품의 제품 절단 제어 정보(200)에 지정되어 있는 순서에 따라서, 제품의 구멍으로부터 절단된다.
즉, NC 장치(36)는 단계 S11에서 입력된 절단 제어 프로그램(700)에 기술되어 있는 절단 대상의 구멍에 대응하는 상세 제어 정보(300)에 따라, 서보 컨트롤부(37)를 제어하고, 플라즈마 토치(6)를 천공 위치로 이동시킨다. 또, NC 장치(36)는 그 처리와 병행하여(또는 그 처리의 종료 후에), NC 데이터 베이스(39) 내의 제어 설정 테이블을 참조하고, 그 제어 설정 테이블로부터, 단계 S11에서 입력된 절단 제어 프로그램(700)에 포함되어 있는 A 코드[즉, 절단되는 판재(W)의 재질 및 판 두께와, 사용되는 노즐직경과의 조합에 대응하는 A 코드)와, 절단 대상의 구멍의 T 코드에 대응하는 복수 종류의 제어 설정값(예를 들면, 절단 속도, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력)을 판독하 고, 판독된 복수 종류의 제어 설정값을 소정의 기억 장치(예를 들면, 레지스터)에 설정한다(단계 S14). 그리고, NC 장치(36)는 그 설정한 제어 설정값에 따라 절단 상태를 제어하면서 구멍 절단을 행한다(단계 S15)
구체적으로, 예를 들면, NC 장치(36)는 먼저, 설정된 제어 설정값의 하나인 피어스 높이로 되도록 플라즈마 토치(6)의 높이를 제어한다. 그리고, NC 장치(36)는 절단 대상의 구멍의 상세 제어 정보(300)에서 정해져 있는 제어 정보에 따라 천공 처리를 행하여, 판재(W)를 천공한다.
다음에, NC 장치(36)는 천공한 위치에서, 단계 S14에서 설정한 제어 설정값의 하나인 절단 높이로 되도록, 플라즈마 토치(6)의 높이를 제어한다. 그리고, NC 장치(36)는 단계 S14에서 설정한 절단 속도 또한, 절단 대상의 구멍의 상세 제어 정보(300)에 써 있는 이동 경로(절단 경로)로 플라즈마 토치(6)를 이동시킴으로써(예를 들면, 천공 위치로부터 구멍의 윤곽상의 소정의 회전 개시 위치까지 이동시키고, 그 위치로부터, 구멍의 윤곽을 따라 플라즈마 토치(6)를 회전시킴으로써), 소정의 직경을 가진 구멍을 절단한다. 그리고, 그 플라즈마 토치(6)의 이동중에는, NC 장치(36)는 절단 속도, 플라즈마 토치(6)에 공급되는 아크 전류의 값, 플라즈마 가스 유량(또는 압력) 및 보조 가스 유량(또는 압력)이, 단계 S14에서 설정한 절단 속도, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력으로 되며 또한 그것이 유지되도록 제어한다. 바꾸어 말하면, NC 장치(36)는 절단 중[적어도, 플라즈마 토치(6)의 상기 회전중]에는, 플라즈마 토치(6)의 이동 경로의 곡률이 변화되었다고 해도, 단계 S14에서 설정한 절단 속도, 아크 전류값, 플라 즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력을 별도의 수치에 변경하지 않도록 한다(또, 천공 시, 천공 위치로부터 상기 회전 개시 위치로 이동할 때까지 또는, 상기 회전 종료 위치에 도달할 때는, 단계 S14에서 설정한 제어 설정값에 따라 절단 상태와는 상이한 절단 상태로 절단 처리를 행하더라도 좋다).
이상과 같은 순서로, NC 장치(36)는 구멍 절단을 행한다. 제품에 구멍이 복수 개 있는 경우에는, 그 복수의 구멍 모두가 절단될 때까지, S13∼S15의 단계가 반복된다.
또, 단계 S13∼단계 S15가 반복되는 경우, 구멍의 레벨이 작을수록(즉, 구멍 비율이 작을수록), 절단 속도가 낮으며, 아크 전류값이 작고, 플라즈마 가스 유량 또는 압력도 작으며 또한, 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어된다.
그런데, NC 장치(36)는 모든 구멍에 대한 절단이 종료되면(또는 제품의 형상에 구멍이 없으면)(단계 S13에서 아니오), 외형 절단을 행한다. 그 절단 처리의 흐름은 구멍 절단 때와 동일하다. 즉, NC 장치(36)는 단계 S11에서 입력된 절단 제어 프로그램(700)에 포함되어 있는 A 코드[즉, 절단되는 판재(W)의 재질 및 판 두께와, 사용되는 노즐직경과의 조합에 대응하는 A 코드]와, 절단 대상인 외형의 T 코드「T0」에 대응하는 복수 종류의 제어 설정값을 NC 데이터 베이스(39) 내의 제어 설정 테이블로부터 판독하여 설정한다(단계 S17). 그리고, NC 장치(36)는 단계 S17에서 설정한 절단 속도 또한, 절단 대상의 외형의 상세 제어 정보(300)에 써 있는 이동 경로로 플라즈마 토치(6)를 이동시킴으로써, 외형을 절단한다(단계 S18). 그리고, 그 플라즈마 토치(6)의 이동중에는, NC 장치(36)는 절단 속도, 플라즈마 토치(6)에 공급되는 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량(또는 압력) 및 보조 가스 유량(또는 압력)이, 단계 S17에서 설정한 절단 속도, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력로 되며 또한 그것이 유지되도록 제어한다.
NC 장치(36)는 잘라내는 제품이 남아 있으면(단계 S19에서 예), 이상의 단계 S12∼단계 S18의 처리를 행하고, 모든 제품에 대해 절단을 행하면(단계 S19에서 아니오), 처리를 종료한다.
이상이, 본 실시예에 대한 설명이다.
또, 이 실시예에서, 구멍 절단시에는 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율에 따라서 제어 설정값(즉, 절단 속도나 아크 전류값 등)이 단계적으로 변경되지만, 그것 대신, 무단계로 변경되어도 된다. 구체적으로, 예를 들면, 구멍 비율과 각종 제어 설정값(절단 속도나 아크 전류값 등)과의 대응 관계를 나타낸 선형의 그래프 데이터를 NC 데이터 베이스(39)에 등록하고, 그 그래프 데이터에 따라, 구멍 절단에서의 제어 설정값이 결정되어도 된다.
또, NC 장치(36)는 디스플레이 화면을 가지고 있어, 단계 S14 및 단계 S17에서 제어 설정값을 설정했을 때에, 그 제어 설정값을 디스플레이 화면에 표시하고, 그 제어 설정값을 승인하는지 여부를 사용자에 입력시키거나, 또는, 그 표시된 제어 설정값을 수동으로 변경시켜도 된다.
또, 도 9의 제어 설정 테이블에 도시한 바와 같이, 외형 절단에는 고속 모드와, 고속 모드보다도 절단 속도가 낮은(또한, 예를 들면, 아크 전류값, 플라즈마 가스 유량 또는 압력, 및 보조 가스 유량 또는 압력의 적어도 하나가 작은) 저속 모드가 준비되어 있어, 그 경우, NC 장치(36)는 고속 모드와 저속 모드의 어느 쪽에 있는지를, 외형의 형상 등에 따라 자동으로 선택할 수 있으며, 또는 사용자에 의하여 수동으로 선택할 수 있다. 고속 모드의 경우는 반드시, 구멍 절단 때보다도, 절단 속도가 높으며, 아크 전류의 값이 크고, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 크며 또한, 보조 가스 유량 또는 압력이 커지도록 제어된다(저속 모드의 경우는, 반드시 그렇지 않다).
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 이것은 본 발명의 설명을 위한 예시로서, 본 발명의 범위를 이 실시예에만 한정하는 취지는 아니다. 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않고, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다.
이상, 전술한 실시예에 의하면, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해, 절단 속도가 낮고, 아크 전류값이 작으며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작게 제어된다. 이와 같이, 구멍 절단시에는, 외형 절단시에 비해 절단 속도가 낮게 되기 때문에, 절단 지연이 절단 품질에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 또, 그 절단 속도의 저하에 따라서, 아크 전류의 값, 및 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작게 되기 때문에, 구멍 절단시에는, 외형 절단시에 비해 플라즈마 아크의 가스 분사 흐름이 약해져, 따라서, 절단 지연, 플라즈마 아크에 대한 좌우측의 압력 밸런스, 노즐의 열화, 및 절단면에 발생될 수 있는 요철(이하, 「절단 지연 등」이라고 한다)에 의한 절단 품질에의 나쁜 영향을 작게 할 수 있다(예를 들면, 절단면에 발생될 수 있는 요철을 눈에 띄지 않도록 작게 또는 실질적으로 없앨 수 있다).
또, 전술한 실시예에 의하면 또한, 구멍 절단시에는 외형 절단시에 비해, 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어된다. 이에 따라, 절단 지연 등에 의한 절단 품질에의 나쁜 영향을 보다 작게 할 수 있다.
또, 전술한 실시예에 의하면, 판 두께에 대한 구멍의 직경의 비율이 작을수록, 절단 속도가 낮고, 아크 전류의 값이 작으며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작게 제어된다(또한, 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어한다). 판 두께가 동일하더라도 구멍의 직경이 작거나, 구멍의 직경이 동일하더라도 판 두께가 크면, 절단 지연 등이 절단 품질에 주는 나쁜 영향의 정도는 크다. 이 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이, 구멍 비율이 작을수록 절단 속도가 낮고, 아크 전류의 값이 작으며 또한, 플라즈마 가스 유량 또는 압력이 작게 제어되기 때문에, 구멍의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다.
또, 전술한 실시예에 의하면, 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 플라즈마 토치(6)의 노즐직경에 따라, 절단할 때의 절단 상태가 제어된다. 이에 따라, 판재(W)의 재질, 판 두께, 및 노즐직경에 따른 보다 적절한 절단 상태로 외형 절단 및 구멍 절단이 행해지기 때문에, 제품의 절단 품질을 보다 양호하게 할 수 있다.
또, 전술한 실시예에 의하면, 제어 장치(36)가, 외형 및 구멍의 절단 중[예를 들면, 적어도 플라즈마 토치(6)의 회전 중], 그 절단의 진행에 따라 플라즈마 토치(6)의 이동 경로의 곡률이 변화되더라도, 절단 상태를 실질적으로 일정하게 유지한다(즉, 한번 설정한 제어 설정값을 변경하지 않도록 되어 있다). 이에 따라, 절단 중 절단 상태의 전환에 의해서 일어날 수 있는 절단 품질의 악화를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 플라즈마 토치(6)에 아크 전류와 플라즈마 가스를 공급하여 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐로부터 판재(W)쪽으로 플라즈마 아크(A)를 형성하면서, 상기 플라즈마 토치(6)를 제품의 형상에 따른 절단 경로를 따라 절단 속도로 이동시켜 상기 판재(W)를 절단하여, 상기 판재(W)로부터 상기 제품을 잘라내기 위한 플라즈마 절단 장치(1)에 있어서,
    상기 절단 속도, 상기 아크 전류의 값 및 상기 플라즈마 가스의 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하기 위한 제어 장치(36)를 구비하고,
    상기 제어 장치(36)는, 상기 제품의 형상이 구멍과 외형을 가지는 경우, 상기 구멍을 절단할 때는 상기 외형을 절단할 때에 비해, 상기 절단 속도를 낮게 하고, 상기 아크 전류의 값을 작게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 작게 제어하는
    플라즈마 절단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 토치(6)에는 보조 가스가 또한 공급되고,
    상기 제어 장치(36)는, 상기 구멍을 절단할 때는 상기 외형을 절단할 때에 비해, 상기 보조 가스 유량 또는 압력도 작게 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 상기 구멍을 절단할 때는, 상기 판재(W)의 판 두께와 상기 구멍의 직경의 비율에 따라서 상기 절단 속도, 상기 아크 전류의 값 및 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 상기 구멍을 절단할 때는, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 커질수록, 상기 절단 속도를 높이고, 상기 아크 전류의 값을 크게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 크게 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 상기 외형을 절단할 때는 상기 판재(W)의 재질 및 판 두께와, 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐직경에 따라서 상기 절단 상태를 제어하며, 또한, 상기 구멍을 절단할 때는 상기 판재(W)의 재질과, 상기 판 두께와, 상기 노즐직경과, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율에 따라서 상기 절단 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 상기 구멍을 절단할 때는, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 커질수록, 상기 절단 속도를 높이고, 상기 아크 전류의 값을 크게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 크게 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는,
    상기 판재(W)의 재질과, 상기 판재(W)의 판 두께와, 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 노즐의 직경과의 조합마다, 외형용 제어 설정과, 상기 판 두께에 대한 상기 구멍의 직경의 비율이 서로 다른 복수 레벨의 구멍용 제어 설정을 가지고,
    소정의 재질 및 판 두께를 가지는 판재(W)로부터 소정의 노즐직경을 가지는 플라즈마 토치(6)를 이용하여 제품을 잘라내는 경우, 외형을 절단할 때는 상기 소정의 재질 및 판 두께와 상기 소정의 노즐직경과 대응하는 외형용 제어 설정을 이용하여 상기 절단 상태를 제어하고, 소정의 직경을 가지는 구멍을 절단할 때에는 상기 소정의 재질 및 판 두께와 상기 소정의 노즐직경에 대응하는 상기 복수 레벨의 구멍용 제어 설정 중, 상기 소정의 판 두께에 대한 상기 소정의 직경의 비율에 대응하는 레벨의 구멍용 제어 설정을 이용하여, 상기 절단 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 상기 외형의 절단 중 그 절단의 진행에 따라 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 이동 경로의 곡률이 변화되더라도 상기 절단 상태를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(36)는 하나의 상기 구멍의 절단 중 그 절단의 진행에 따라 상기 플라즈마 토치(6)의 상기 이동 경로의 곡률이 변화되더라도 상기 절단 상태를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 절단 장치용 제어 장치로서,
    플라즈마 토치(6)에 아크 전류와 플라즈마 가스를 공급하여 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐로부터 판재(W)쪽으로 플라즈마 아크(A)를 형성하면서, 상기 플라즈마 토치(6)를 제품의 형상에 따른 절단 경로를 따라 절단 속도로 이동시켜 상기 판재(W)를 절단하여, 상기 판재(W)로부터 상기 제품을 잘라내기 위한 플라즈마 절단 장치(1)에 장착되어, 상기 절단 속도, 상기 아크 전류의 값 및 상기 플라즈마 가스의 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치용 제어 장치.
  11. 플라즈마 토치(6)에 아크 전류와 플라즈마 가스를 공급하여 상기 플라즈마 토치(6)의 노즐로부터 판재(W)쪽으로 플라즈마 아크(A)를 형성하면서, 상기 플라즈마 토치(6)를 제품의 형상에 따른 절단 경로를 따라 절단 속도로 이동시켜 상기 판재(W)를 절단하여, 상기 판재(W)로부터 상기 제품을 잘라내기 위한 플라즈마 절단 방법에 있어서,
    상기 제품의 형상이 구멍과 외형을 가지는 경우,
    상기 절단 속도, 상기 아크 전류의 값 및 상기 플라즈마 가스의 유량 또는 압력을 포함하는 절단 상태를 제어하여, 상기 구멍을 절단하는 단계와,
    상기 절단 조건을 제어하여, 상기 외형을 절단하는 단계를 포함하며, 상기 구멍을 절단하는 단계에서는, 상기 외형을 절단할 때에 비해, 상기 절단 속도를 낮게 하고, 상기 아크 전류의 값을 작게 하며 또한, 상기 플라즈마 가스 유량 또는 압력을 작게 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 방법.
KR1020040026818A 2003-05-28 2004-04-19 플라즈마 절단 장치, 그 제어 장치 및 플라즈마 절단 방법 KR100615960B1 (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988159B1 (ko) * 2008-04-11 2010-10-18 세영 E.N.G. 주식회사 플라즈마를 이용한 파이프 절단장치

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7375303B2 (en) * 2004-11-16 2008-05-20 Hypertherm, Inc. Plasma arc torch having an electrode with internal passages
US20060163220A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Brandt Aaron D Automatic gas control for a plasma arc torch
US20070082532A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Morris Ronald E One touch connection and disconnection method and apparatus
US20070082533A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Currier Brian J One-touch connection and disconnection method and apparatus
US20080181155A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Texas Instruments Incorporated Apparatus for and method of detecting wireless local area network signals using a low power receiver
KR100966955B1 (ko) * 2008-05-21 2010-06-30 주식회사 포스코 용접기 전극 냉각장치 및 이를 이용한 소재 용접방법
US8338739B2 (en) 2008-12-22 2012-12-25 Hypertherm, Inc. Method and apparatus for cutting high quality internal features and contours
US8541711B2 (en) 2009-02-20 2013-09-24 Hypertherm, Inc. Internal part feature cutting method and apparatus
KR20110048023A (ko) * 2008-12-22 2011-05-09 하이퍼썸, 인크. 내부 특징 및 외형을 고품질로 절삭하기 위한 방법 및 장치
US8354609B2 (en) * 2008-12-22 2013-01-15 Hypertherm, Inc. High quality hole cutting using variable shield gas compositions
US8395075B2 (en) * 2009-05-29 2013-03-12 Kiffer Industries Inc. Plasma torch cutting device and process
DE102010005617A1 (de) * 2009-10-01 2011-04-07 Kjellberg Finsterwalde Plasma Und Maschinen Gmbh Verfahren zum Plasmaschneiden eines Werkstücks mittels einer Plasmaschneidanlage
US8525067B2 (en) * 2010-05-27 2013-09-03 Robin Muscat-Tyler Process of jet cutting arcuate openings
US10486260B2 (en) * 2012-04-04 2019-11-26 Hypertherm, Inc. Systems, methods, and devices for transmitting information to thermal processing systems
US8283594B2 (en) 2010-08-09 2012-10-09 The Esab Group, Inc. System and method for supplying fluids to a plasma arc torch
US20120031881A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 The Esab Group, Inc. Blow-Back Plasma Arc Torch With Shield Fluid-Cooled Electrode
JP5287962B2 (ja) * 2011-01-26 2013-09-11 株式会社デンソー 溶接装置
US8946584B2 (en) * 2011-05-26 2015-02-03 Retro Systems, LLC Angled cut height control system for a plasma arch torch
US8946583B2 (en) * 2011-05-26 2015-02-03 Retro Systems, LLC Angled cut height control system for a plasma arch torch
US8772668B2 (en) * 2011-08-19 2014-07-08 Illinois Tool Works Inc. Plasma torch and torch handle having ergonomic features
CN102591259B (zh) * 2012-03-02 2013-11-20 北京灿烂阳光科技发展有限公司 数控切割机自动控制方法
JP5865753B2 (ja) * 2012-03-28 2016-02-17 コマツ産機株式会社 複合加工方法及び複合加工装置
US11783138B2 (en) * 2012-04-04 2023-10-10 Hypertherm, Inc. Configuring signal devices in thermal processing systems
CN102935547B (zh) * 2012-11-15 2014-10-15 安徽工业大学 一种去除板坯毛刺的系统
ES2627098T3 (es) * 2012-11-16 2017-07-26 Kjellberg-Stiftung Procedimiento para cortar con plasma piezas de trabajo con un chorro de plasma inclinado
JP6208968B2 (ja) * 2013-04-08 2017-10-04 Ｇｌｏｂａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｄｅ株式会社 水処理方法及び水処理装置
AT514283B1 (de) 2013-04-19 2015-09-15 Tannpapier Gmbh Plasmaperforation
CN105848817B (zh) * 2013-12-25 2019-08-20 小池酸素工业株式会社 等离子体切割装置
US9878392B2 (en) * 2014-02-17 2018-01-30 Lincoln Global, Inc. System and method for multiverse controls
US9446472B2 (en) * 2014-03-05 2016-09-20 Lincoln Global, Inc. System and method for integrated controller
US10786924B2 (en) 2014-03-07 2020-09-29 Hypertherm, Inc. Waterjet cutting head temperature sensor
US20150269603A1 (en) 2014-03-19 2015-09-24 Hypertherm, Inc. Methods for Developing Customer Loyalty Programs and Related Systems and Devices
AT515408B1 (de) * 2014-04-03 2015-09-15 Tannpapier Gmbh Diffusionsoptimiertes Mundstückbelagpapier
CN104302086A (zh) * 2014-10-31 2015-01-21 四川大学 具有气压缩效应的等离子发生器进气结构
US10632556B2 (en) 2014-11-07 2020-04-28 Kiffer Industries, Inc. Method and apparatus for eliminating cut taper
US10149376B2 (en) * 2014-12-11 2018-12-04 Hypertherm, Inc. Water injection and venting of a plasma arc torch
WO2017062676A1 (en) * 2015-10-06 2017-04-13 Hypertherm, Inc. Controlling plasma arc torches and related systems and methods
US10814409B2 (en) * 2016-07-20 2020-10-27 Hyperloop Technologies, Inc. Circular hole cutting tool and method of use
CN109475967A (zh) 2016-07-29 2019-03-15 伊利诺斯工具制品有限公司 具有包括可移动等离子体喷嘴的外壳的自动化等离子体切割设备以及等离子体切割系统
JP6577110B2 (ja) * 2017-10-06 2019-09-18 株式会社アマダホールディングス レーザ加工方法及びレーザ加工装置
US11267069B2 (en) * 2018-04-06 2022-03-08 The Esab Group Inc. Recognition of components for welding and cutting torches
KR102029753B1 (ko) * 2018-06-22 2019-11-08 백승철 플라즈마 절단 장치
CN113966257B (zh) * 2019-04-11 2023-12-05 卡尔伯格-基金会 用于等离子切割的方法
US11701734B2 (en) * 2019-07-25 2023-07-18 The Esab Group, Inc. Apparatus and methods associated with operating a plasma torch
US20210138574A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-13 Lincoln Global, Inc. Plasma torch cutting system
US11504794B2 (en) * 2020-01-02 2022-11-22 The Esab Group Inc. Methods and apparatus for forming a pierce hole in a workpiece
CN113399803A (zh) * 2021-05-21 2021-09-17 沪东中华造船(集团)有限公司 一种消除等离子切割机自然坡口的方法
CN113618207A (zh) * 2021-10-11 2021-11-09 山东艾西特数控机械有限公司 一种等离子切割小圆孔工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001154A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Komatsu Ltd プラズマ加工機におけるガス供給方法およびその装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5212546B2 (ko) * 1973-12-06 1977-04-07
EP0795373B1 (en) * 1990-04-17 2000-01-19 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Standoff control method for plasma cutting machine
JPH06246457A (ja) * 1993-02-25 1994-09-06 Komatsu Ltd プラズマ切断方法およびｎｃプラズマ切断装置
JP3231899B2 (ja) 1993-06-30 2001-11-26 小池酸素工業株式会社 プラズマ切断方法及びプラズマ切断装置
US5506384A (en) * 1994-04-21 1996-04-09 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Plasma arc cutting machine with variable constant current source and variable resistor
JPH07314143A (ja) * 1994-05-25 1995-12-05 Komatsu Ltd プラズマ切断方法
JPH09308980A (ja) * 1996-05-17 1997-12-02 Komatsu Ltd レーザ切断加工機の倣い制御装置及びその方法
JP3688817B2 (ja) 1996-07-18 2005-08-31 小池酸素工業株式会社 プラズマ切断方法
JP3822304B2 (ja) 1997-02-28 2006-09-20 小池酸素工業株式会社 プラズマ加工用電源装置
US6153850A (en) * 1999-04-29 2000-11-28 The Esab Group, Inc. Method of cutting a workpiece along an arcuate path with a plasma arc torch
JP2000317639A (ja) * 1999-05-12 2000-11-21 Komatsu Ltd プラズマ切断方法及び装置
JP2001001150A (ja) 1999-06-24 2001-01-09 Komatsu Ltd プラズマ加工機における孔切断方法
US6772040B1 (en) * 2000-04-10 2004-08-03 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a plasma arc system
FR2830476B1 (fr) * 2001-10-09 2003-12-12 Soudure Autogene Francaise Procede et installation de coupage par jet de plasma module au niveau des changements brutaux de trajectoire, notamment des angles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001154A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Komatsu Ltd プラズマ加工機におけるガス供給方法およびその装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
13001154

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988159B1 (ko) * 2008-04-11 2010-10-18 세영 E.N.G. 주식회사 플라즈마를 이용한 파이프 절단장치

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JP2004351449A (ja) 2004-12-16
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