KR101389213B1

KR101389213B1 - 플라즈마 절단 장치

Info

Publication number: KR101389213B1
Application number: KR1020097007266A
Authority: KR
Inventors: 테츠오 고이께; 아키라 후루조; 리유타 히라이
Original assignee: 고이께 산소 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2014-04-24
Also published as: CN101541464A; JPWO2008044756A1; US20100176096A1; US9492882B2; WO2008044756A1; EP2082824B1; KR20090071588A; EP2082824A1; JP5230008B2; EP2082824A4

Abstract

본 발명은 피절단재(C)를 수직 절단하는 경우의 절단 전류, 절단 속도, 플라즈마 토치의 높이, 플라즈마 토치의 각도, 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 복수의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 변화시킴으로써 절단면(31)의 상연(31a)과 하연(31b)을 용융시켜 곡면상으로 하는 절단 방법을 제공하며, 또한, 플라즈마 토치(B)와, 해당 플라즈마 토치를 목적으로 하는 절단경로에 따라 이동시키는 이동장치(D)와, 전극(1)에 인가하는 절단 전류, 플라즈마 가스 유량, 플라즈마 토치의 이동속도, 플라즈마 토치의 피절단재로부터의 높이, 플라즈마 토치의 경사각도를 제어하는 제어장치(21)를 갖고, 해당 제어장치가 R 절단하는 경우의 절단 전류, 절단 속도, 플라즈마 토치의 높이, 플라즈마 토치의 각도, 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 절단조건을 기억한 기억부와, R 절단하는 영역을 지정하는 입력장치(22)와, R 절단하는 영역을 판별하는 판별부(21d)를 갖는 절단 장치(A)를 제공한다.

플라즈마, 절단, 전류, 속도, 토치, 높이, 각도, 가스유량

Description

플라즈마 절단 장치{Plasma Cutting Apparatus}

본 발명은 강판으로 대표되는 피절단재를 절단하는 경우에 절단면의 상연(上緣)과 하연(下緣)을 곡면상으로 절단하는 절단 방법과, 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 절단과, 수직으로 절단하는 절단 및 개선(開先) 절단을 선택적으로 실시할 수 있도록 한 플라즈마 절단 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 교량으로 대표되는 철구구조체는 강판을 소망하는 형상으로 절단한 절단재를 용접하여 다수의 구조 부재를 형성하고, 이들 구조 부재를 조립하여 구성되어있다. 따라서, 개개의 구조 부재를 구성하는 절단재의 단부는 다른 절단재에 용접되는 용접면과 용접되는 일 없이 노출되어 있는 노출면으로 분류된다.

철강구조체를 구성하는 구조 부재의 절단재는 가스 절단법 또는 플라즈마 절단법을 채용하여 절단된다. 이 경우, 용접면이 되는 부위에는 절단재의 두께에 따른 각도를 가진 개선 절단이 행해지고, 노출면에는 절단면이 강판의 표면에 대해 직각이 되는 수직 절단이 행해진다. 특히, 목적으로 하는 절단재가 이미 리브(rib) 를 용접한 부재에 대해 용접되는 것이며, 나아가 해당 리브를 회피하는 기능을 갖는 것인 경우, 한 번의 절단공정(일체단선) 중에서, 개선 절단과 수직 절단을 연속하여 행할 수 있다.

한편, 철강 구조체에서는 구조 부재의 대부분이 대기에 노출되기 때문에, 표면을 도장하여 녹의 발생을 방지하도록 하고 있다. 이 경우, 노출면도 도장되게 되지만, 해당 노출면이 강판을 수직으로 절단하여 형성되어 있기 때문에 노출면을 구성하는 절단면과 강판의 표리면과의 교점(둘레)은 거의 직각이 되고, 이 둘레를 기점으로 하여 도막이 박리되기 쉬워진다는 문제가 생기는 경우가 있었다.

상기한 노출면과 표리면과의 둘레를 기점으로 하는 도막의 박리를 방지하기 위해, 해당 둘레를 노출면에 따라 휴대용 연마기(Portable disc sander)나 면취기에 의한 2차 가공을 실시하여 둔각으로 한 후, 도장을 행하고 있다.

발명이 해결하고자 하는 과제

상기와 같이, 강판으로부터 절단한 절단재의 노출면을 따라 상하의 둘레를 2차 가공하는 것은 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 특히, 리브(rib)를 회피하는 노출면이나, 맨홀 혹은 배관용 구멍 등의 곡선으로 이루어지는 노출면에서는 작업원이 수작업으로 휴대용 연마기(Portable disc sander)에 의한 2차 가공을 하지 않을 수 없어, 공사기간을 단축하는 때에 큰 문제가 되고 있다.

본 발명의 목적은 피절단재를 플라즈마 토치에 의해 절단하는 과정에서 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 플라즈마 절단 방법과 피절단재에 대해 수직 절단, 개선(開先) 절단, 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 하는 절단을 선택적으로 행하는 것이 가능한 플라즈마 절단 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관계되는 절단 방법은 플라즈마 토치의 전극의 주위에 플라즈마 가스를 공급 함과 동시에 노즐로부터 플라즈마 아크를 분사하여 피절단재를 절단하는 경우에 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 절단 방법에 있어서, 피절단재를 상연과 하연을 대략 직각으로 한 수직 절단하는 경우의 절단 전류; 절단 속도; 플라즈마 토치의 높이; 플라즈마 토치의 각도 및 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 복수의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 변화시킴으로써, 절단면의 상연과 하연을 용융시켜서 곡면상으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명에 관계되는 플라즈마 절단 장치는 전극의 주위에 플라즈마 가스를 공급함과 동시에 노즐로부터 플라즈마 아크를 분사하여 피절단재를 절단하는 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치를 목적으로 하는 절단 경로에 따라 이동시키는 이동 장치와, 상기 플라즈마 토치의 전극에 인가하는 절단 전류; 플라즈마 가스 유량; 플라즈마 토치의 이동 속도; 플라즈마 토치의 피절단재로부터의 높이 및 플라즈마 토치의 피절단재에 대한 경사 각도를 제어하는 제어장치를 갖고, 피절단재를 수직 절단하거나, 또는 피절단재를 수직 절단 및 개선 절단하거나, 또는 개선 절단하는 플라즈마 절단 장치에 있어서, 상기 제어장치가 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 경우의 절단 전류; 절단 속도; 플라즈마 토치의 높이; 플라즈마 토치의 각도 및 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 절단 조건을 기억한 기억부와, 절단해야 할 형상에 있어서의 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 영역을 지정하는 입력장치와 상기 입력장치에 의해 지정된 절단면의 상연과 하연을 곡면상으로 절단하는 영역을 판별하는 판별부를 갖는 것이다.

발명의 효과

본 발명에 관계되는 플라즈마 절단 방법에서는 피절단재를 상연과 하연을 대략 직각으로 한 수직 절단 시의 절단 전류 및 절단 속도 및 플라즈마 토치의 높이 및 플라즈마 토치의 각도 및 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 복수의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 변화시킴으로써, 절단면의 상연과 하연을 강제적으로 용융시키고, 이에 따라 이들 상하연을 곡면상으로 절단(이하 R 절단이라 함)할 수 있다.

또한 본 발명에 관계되는 플라즈마 절단 장치는 미리 제어장치의 기억부에 R 절단 하는 경우의 절단 전류 및 절단 속도 및 플라즈마 토치의 높이 및 플라즈마 토치의 각도 및 플라즈마 가스 유량으로 이루어지는 절단 조건을 기억시켜두고, 입력장치에 의해 절단 해야 할 형상에 있어서의 R 절단 영역을 지정함으로써, 판별부에서 입력장치에 의해 지정된 R 절단 영역을 판별하는 것으로, 피절단재에 대한 플라즈마 절단을 행하는 경우, 플라즈마 토치가 R 절단 영역에 도달한 경우, 해당 R 절단에 대한 절단 조건을 읽어내어 R 절단할 수 있다.

이로 인해 목적으로 하는 절단 경로에 있어서의 절단선 상의 소망 영역에 수직 절단, 개선 절단, R 절단을 선택적으로 조합하여 연속적으로 절단할 수 있다.

도 1은 절단 장치의 구성을 설명하는 모식도이다.

도 2는 플라즈마 토치의 구성을 설명하는 모식도이다.

도 3은 제어계의 블록도이다.

도 4는 피절단재를 절단하는 경우의 절단면의 형상을 설명하는 도면이다.

부호의 설명

A 절단 장치

B 플라즈마 토치

C 피절단재

D 이동 장치

1 전극

2 노즐

3 쉴드 노즐

2a, 3a 유로

2b, 3b 호스

2c, 3c 전자밸브

2d, 3d 유량조정기, 가스유량 제어장치

4 토치본체

5 가스공급장치

6a, 7a 전도부재

6b, 7b 캡타이어

8 전원

11 레일

12 프레임

13 횡행캐릿지

14 주행모터

15 횡행모터

16 상하모터

17 토치각도축 모터

18 제어반

21 제어장치

21a 연산부

21b 프로그램기억부

21c 일시기억부

21d 판별부

21e 입출력부

22 입력장치

31~33 절단면

31a~33a 상연

31b~33b 하연

이하, 본 발명에 관계되는 플라즈마 절단 방법(이하, 절단 방법이라 함)과 플라즈마 절단 장치(이하, 절단 장치라 함)의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명에 관계되는 절단 방법은 피절단재를 절단한 경우의 절단면의 상연과 하연을 R상으로 형성한 절단을 실시하는 것이다. 통상, 플라즈마 절단에서는 절단면의 상연은 표면에 대해 가급적 직각인 것이 요구된다. 이에 대해 본 발명에서는 절단면의 상연과 하연을 적극적으로 R상으로 하여 절단하는 것이다. 그리고, 상하의 둘레를 R상으로 절단함으로써, 절단된 절단재의 노출면에 도장을 행한 경우, 이들 둘레를 기점으로 하는 도막의 박리를 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 절단면의 상하연을 곡면상으로 절단한다는 것은 반드시 열화학적인 절단에만 한정되는 것은 아니며, 상하의 둘레에 존재하는 모재가 플라즈마 아크의 열에 의해 용융함으로써 곡면상으로 형성되는 것도 포함하는 것이다.

<실시예 1>

이하, 본 발명의 절단 장치의 바람직한 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명하고, 이와 동시에 절단 방법에 대해 설명한다. 도 1은 절단 장치의 구성을 설 명하는 모식도이다. 도 2는 플라즈마 토치의 구성을 설명하는 모식도이다. 도 3은 제어계의 블록도이다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 피절단재를 절단한 경우의 절단면의 형상을 설명하는 도면이다.

먼저, 도 4에 의해, 절단 장치(A)를 구성하는 플라즈마 토치(B)에 의해 피절단재(C)를 절단한 경우의 절단면의 형상에 대해 설명한다. 도 4a는 피절단재(C)를 절단하여 절단면(31)의 상연(31a) 및 하연(31b)을 곡면상으로 R 절단한 것이다. 각 둘레(31a , 31b)에 있어서의 곡면의 반경은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도장한 경우에 도막이 박리하기 어려워지도록 하는 곡면이면 좋다. 이러한 곡면을 구성하는 반경은 최소 2㎜ ~ 3㎜는 필요하며, 그 이상의 반경을 가진 곡면이면 좋다.

도 4b는 피절단재(C)를 통상의 수직 절단한 절단면(32)을 나타내고 있으며, 이 절단면 (32)에서는 상연(32a), 하연(32b)은 각각 직각인 것이 요구된다.

도 4c는 피절단재(C)를 소정의 각도로 개선 절단한 절단면(33)을 나타내고 있고, 이 절단면(33)는 피절단재(C)의 판두께에 따라 설정된 각도를 갖는 경사면으로서 구성되고, 상연(33a), 하연(33b)은 각각 설정된 각도와 직각과의 합성각도를 가진 예리한 엣지인 것이 요구된다.

다음으로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 절단 장치(A)의 구성 및 플라즈마 토치(B)의 구성에 대해 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 플라즈마 토치(B)는 중심에 전극(1)이 배치되고 이 전극(1)의 주위에 노즐(22) 및 쉴드 노즐(3)이 설치되어 있다. 상기 전극(1), 노즐(2), 쉴드 노즐(3)은 각각 토치 본체(4)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 또한 전극(1)과 노즐(2)의 사이에는 토치 본체(4)에 형성된 플라즈마 가스의 유로(2a)가 개구되어 있고, 또한 노즐(2)과 쉴드 노즐(3)의 사이에는 토치 본체(4)에 형성된 쉴드 가스의 유로(3a)가 개구되어 있다.

그리고 절단 조건을 변화시키기 위해, 도시되지는 않았으나 전극(1) 및 노즐(2)는 수냉되도록 구성되어 있다.

토치 본체(4)에 형성된 플라즈마 가스의 유로(2a)에는 호스(2b)가 접속되어 있고, 이 호스(2b)는 전자 밸브(2c), 유량 조정기(2d)에 접속되어 있다. 또 쉴드 가스의 유로(3a)에는 동일하게 전자 밸브(3c), 유량 조정기(3d)에 접속된 호스(3b)가 접속되어 있다. 상기 각 유량 조정기(2d, 3d)는 가스용기(5a) 또는 공장배관 등, 및 압력 조정기(5b)에 의해 구성된 가스 공급 장치(5)로부터의 가스 공급을 받고 있다.

그리고 유량 조정기(2d, 3d)는 각각 후술하는 제어장치(21)로부터의 신호에 따라 공급해야 할 유량을 가변하는 가스 유량제어장치로서의 기능을 발휘할 수 있도록 구성되어 있다.

전극(l)에는 토치 본체(4)에 배치된 도전 부재(6a)가 접속되어 있고, 노즐(2)에는 동일하게 토치 본체(4)에 배치된 도전 부재(7a)가 접속되어 있다. 도전 부재(6a)는 캡타이어(6b)를 통해 전원(8)에 접속되고, 도전 부재(7a)는 캡타이어(7b)를 통해 전환 부재(9)에 접속되고, 더욱이, 전원(8)에 접속되어 있다. 또한 피절단재(C)는 캡타이어(10)를 통해 전환 부재(9)에 접속되고, 더욱이 전원(8)에 접속되어 있다.

또한 전원(8)은 후술하는 제어장치(21)로부터의 신호에 응해 전극(1)에 인가해야 할 전류값을 가변 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 플라즈마 토치(B)에서는 가스 공급 장치(5)를 작동시켜 미리 설정된 압력으로 조정된 가스를 공급하고, 전자 밸브(2c)를 개방하여 전극(1)과 노즐(2)의 사이에 플라즈마 가스를 공급하고, 소정 시간의 프리플로우(Preflow)를 행한 후, 전극 (1)과 노즐(2)에 통전(通電)함으로써, 파일럿 아크를 형성한다. 이 파일럿 아크를 피절단재(C)를 향해 분사하고, 해당 아크가 피절단재(C)와 접촉한 경우, 전자 밸브(3c)를 개방하여 노즐(2)을 쉴드 노즐(3)의 사이에 쉴드 가스를 공급하고, 동시에 전환 부재(9)를 작동시켜 전극(1)과 피절단재(C)의 사이에 통전함과 동시에 전극(1)과 노즐(2)의 사이의 통전을 정지시킴으로써 절단재(C)를 절단하기 위한 메인 아크가 형성된다.

절단 장치(A)는 상기 플라즈마 토치(B)를 탑재하여 피절단재(C)의 영역을 이동시키는 이동장치(D)를 갖고 있다. 이 이동 장치(D)는 도 1에 나타내듯이, 평행하게 부설된 한 쌍의 레일(11)과, 레일(11)에 주행 가능하게 재치(載置)된 새들(saddle:12a)과 레일(11)의 부설 방향에 대해 직행하는 방향으로 배치된 크로스 거더(cross girder:12b)를 갖는 도어형의 프레임(12)과 프레임(12)의 크로스 거더(12b)를 따라 횡행 가능하게 재치된 횡행 캐리지(13)를 갖고 구성되어 있다.

프레임(12)의 새들(12a)에는 해당 프레임(12)을 레일(11)에 따라 주행시키는 주행 모터(14)가 설치되어 있고, 횡행 캐리지(13)에는 해당 캐리지(13)를 레일(11)과 직행하는 방향으로 횡행시키는 횡행 모터(15)가 설치되어 있다.

또한 횡행 캐리지(13)에는 플라즈마 토치(B)가 탑재됨과 동시에, 플라즈마 토치(B)를 해당 플라즈마 토치(B)의 축방향으로 이동시켜 피절단재(C)에 대해 이격 또는 접근시키는 상하모터(16)와 플라즈마 토치(B)의 경사각도를 목적으로 하는 개선 각도에 대응시켜 경사시키는 토치 각도 축모터(17)가 설치되어 있다.

따라서, 토치 각도 축모터(17), 및 상하 모터(16)를 구동하여 플라즈마 토치(B)의 피절단재(C)에 대한 경사 각도와 높이를 조정하고, 그 후, 주행 모터(14), 횡행 모터(15)를 동기하여 구동제어함으로써, 플라즈마 토치(B)를 이차원적으로 이동시키는 것이 가능해진다.

그리고 도 1에 있어서, 참조부호 18은 후술하는 제어장치를 편입한 제어반이다. 또한 플러즈마 토치(B)에 각 가스를 공급하는 가스 공급 장치(5), 및 전극(1)과 피절단재(C)의 사이에 통전시키는 전원(8)은 프레임(12)에 탑재되지 않고, 레일(11) 근방의 소정위치에 설치된다. 더욱이, 본 발명에 있어서의 이동장치(D)는 반드시 도어형의 프레임(12)을 요건으로 하는 것은 아니며, 피절단재(C)로부터 복수의 부재를 한붓그리기형으로 절단할 수 있도록 플라즈마 토치(B)를 이차원적으로 이동시키는 것이 가능한 것이면 좋다.

다음으로, 본 실시예에 관계되는 절단 장치(A)를 제어하는 제어 장치에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 있어서 참조부호 21은 제조장치이며, 연산부(21a)와 절단을 위한 프로그램 및 도 4에 나타내는 절단면(31~33)을 절단하는 경우의 절단조건이 입력된 프로그램 기억부(21b)와, 피절단재(C)로부터 절단할 부재에 대한 절단 개시 위치와 절단 종료 위치의 정보나 피절단재(C)의 판두께 등의 피 절단재 정보, 더욱이 입력장치(22)로부터 입력된 절단영역에 관한 정보를 포함하는 정보를 일시기억하는 일시기억부(21c)와 입력장치(22)로부터 입력된 절단 영역에 관한 정보를 판별하여 다음 절단 영역이 R 절단 해야 할 영역인지, 수직 절단 또는 개선 절단해야 할 영역인지를 판정하는 판별부(21d)에 의해 구성되어 있다.

참조부호 22는 키보드 등의 입력장치이며, 피절단재(C)로부터 절단하는 부재의 정보나 판두께를 포함한 절단 조건에 영향을 주는 정보 등의 정보를 입력하는 것이다. 이 입력장치(22)로부터 입력된 정보는 입출력부(21e)를 통해 전달된다.

프로그램 기억부(2lb)에 입력되는 절단 조건은 플라즈마 토치(B)의 전극(1)에 인가하는 절단 전류, 피절단재(C)의 판두께에 대응한 절단 속도, 플라즈마 토치(B)의 피절단재(C)로부터의 높이, 플라즈마 토치(B)의 경사 각도, 플라즈마 토치(B)의 전극(1)과 노즐(2)의 사이에 공급되는 플라즈마 가스의 유량이다. 그리고, 상기 절단 조건을 구성하는 개개의 데이터는 피절단재(C)의 판두께 및 도 4에 나타내는 절단면 (31~33)의 형상마다 설정된 매트릭스에 기입되어 있다.

따라서, 입력장치(22)에 의해 피절단재(C)의 판두께의 정보, 및 절단면(31~33)의 정보를 입력하는 것에 의해, 입력된 정보에 대응한 절단 조건의 데이터가 독출되고, 이 데이터에 근거하여 유량 조정기(2d, 3d), 전원(8), 각 모터(14~17)가 독립하거나 또는 동기하여 구동된다.

피절단재(C)에 대한 절단 조건으로서는, 도 4b에 나타내는 피절단재(C)를 수직 절단하는 경우의 값이 기준 데이터가 된다. 또한, 도 4c에 나타내는 피절단재(C)를 개선 절단 할 경우의 절단 조건은 플라즈마 토치(B)의 경사 각도를 지정된 개선각도와 플라즈마 토치(B)를 경사시킴으로 인해 수반하는 플라즈마 토치(B)의 피절단재(C) 로부터의 거리에 대응시킨 플라즈마 토치(B)의 높이와 개선각도에 따른 외관상의 판두께에 대응시킨 절단 속도로 이루어진다.

상기와 같이 수직 절단에 요구되는 절단 조건과 개선 절단에 요구되는 절단조건은 플라즈마 토치(B)의 경사 각도와 플라즈마 토치(B)의 피절단재(C)로부터의 높이와 절단 속도가 다르고, 다른 조건 즉, 절단 전류 및 플라즈마 가스 유량은 동일하다.

또 도 4a에 나타내는 피절단재(C)에 R 절단으로서의 절단면(31)을 형성하는 경우, 상기한 기준데이터에 대해 절단 전류, 절단 속도, 플라즈마 토치(B)의 높이, 플라즈마 토치(B)의 각도, 플라즈마 가스 유량 중에서 선택한 적어도 하나의 조건을 변화시키고 있다. 예를 들면, 절단 전류를 변화시키는 경우, 변화 후의 절단 전류를 수직 절단 시의 절단 전류보다 상승시키는 것으로 R 절단을 실현하는 것이 가능하다. 또 절단 속도를 변화시키는 경우, 마찬가지로 절단 속도를 상승시키는 것으로 R 절단을 실현하는 것이 가능하다. 또한 플라즈마 토치(B)의 높이를 변화시키는 경우, 해당 높이를 상승시키는 것으로 R 절단을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 플라즈마 토치(B)의 각도를 변화시키는 경우, 해당 플라즈마 토치(B)를 피절단재(C)의 표면측으로부터 이면측에 걸쳐 제품측에 파고들도록(절단면이 도 4c의 경사 방향과는 반대방향의 경사가 되도록 )경사시키는 것으로 R 절단을 실현하는 것이 가능하다. 더욱이, 플라즈마 가스 유량을 변화시키는 경우, 해당 유량을 증가시키는 것으로 R 절단을 실현하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이 R 절단을 실시하는 경우에는 적어도 하나의 절단 조건을 변화시키면 좋으나, 반드시 하나로 한정하는 것은 아니며, 둘 혹은 세가지 절단 조건을 동시에 변화시켜도 좋다는 것은 당연하다. 예를 들면, 절단 전류를 증가시킴과 함께 플라즈마 토치(B)의 각도를 변화시키거나, 더욱이, 상기한 두가지 절단 조건에 추가하여 플라즈마 가스 유량을 증가시킴으로써, 안정된 상태로 절단면(31)의 상연(31a), 하연(31b)를 곡면상으로 한 R 절단을 실현하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 관계되는 절단 장치(A)에서는 미리 입력장치(22)에 의해 피절단재(C) 로부터 절단하는 목적으로 하는 형상에 따라, 플라즈마 토치(B)의 경로 정보, 및 플라즈마 토치(B)의 경로 중에 있어서의 수직 절단영역, 개선 절단영역, R 절단영역의 절단 영역정보를 입력한다. 입력된 경로 정보 및 절단 영역정보는 제어장치(21)에 전달되고, 일시기억부(21c)에 일시기억된다.

입력장치(22)로부터 절단을 개시해야 하는 취지의 정보가 입력되면, 이 정보에 따라 판별부(21d)에서 지금부터 절단해야 할 영역이 수직 절단 영역인지 개선 절단 영역인지 R 절단 영역인지를 판별하고, 판별한 결과에 따른 절단 조건의 매트릭스를 프로그램 기억부(21b)로부터 읽어냄과 동시에, 읽어낸 데이터에 따라 플라즈마 전원(8), 토치각도축 모터(17), 상하모터(16), 가스 유량 제어장치(2d, 3d)가 제어된다. 동시에 플라즈마 토치(B)의 경로정보에 근거하여 주행 모터(14), 횡행 모터(15)의 구동이 제어된다.

판별부(21d)에서는 시시각각 다음 절단 영역이 수직 절단 영역, 개선 절단 영역, R 절단 영역의 어느 쪽인가를 판별하고, 판별한 결과에 따라, 대응하는 절단 조건의 매트릭스를 읽어내고, 읽어낸 절단 조건에 대응시켜 플라즈마 전원(8), 토치 각도 축모터(17), 상하 모터(16), 가스 유량 제어장치(2d , 3d)를 제어해 간다.

따라서, 하나의 절단 경로 (절단선)에 수직 절단 영역과 개선 절단 영역, 및 R 절단 영역이 혼재하고 있는 경우라도, 제어 장치(21)의 판별부(21d)에서 정확하게 판별하는 것이 가능하고, 판별한 결과에 근거하여 각각의 절단 영역을 연속적으로 절단하면서 요구된 수직 절단, 개선 절단, R 절단을 실행하는 것이 가능하다.

본 발명의 절단 방법은 절단면의 상하연을 곡면상으로 형성할 수가 있기 때문에, 형성된 도막이 둘레를 기점으로 하여 박리되는 일이 없다. 이 때문에, 도장을 필수로 하는 철구구조체를 구성하는 부재를 절단하는 때에 유리하다.

또한 본 발명의 절단 장치는 피절단재(C)에 대해 수직 절단, 개선 절단, R 절단을 연속적으로 절단할 수 있기 때문에, 상기한 절단 방법을 실현하는데 유리하 다.

Claims

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절단면의 수직절단 또는 절단면이 피절단재의 표면에 대해 직각이 아닌 다른 각도를 갖는 개선(開先)절단을 행하는 플라즈마 절단 장치에 있어서,

전극의 주위에 플라즈마 가스를 공급함과 동시에 노즐로부터 플라즈마 아크를 분사하여 상기 절단면을 절단 및 개선가공하는 플라즈마 토치와,

상기 플라즈마 토치를 목적으로 하는 절단 경로에 따라 이동시키는 이동 장치와,

상기 플라즈마 토치의 전극에 인가하는 절단 전류; 플라즈마 가스 유량; 플라즈마 토치의 이동 속도; 플라즈마 토치의 상기 절단면으로부터의 높이 및 플라즈마 토치의 상기 절단면에 대한 경사 각도를 제어하는 제어장치와,

상기 절단면의 상부에지와 하부에지를 상기 피절단재의 상면(上面)에 대해서 곡면상으로 절단하는 경우의 절단 전류, 절단 속도, 상기 절단면으로부터 플라즈마 토치의 높이, 플라즈마 가스 유량 중에서 적어도 어느 하나 이상인 절단 조건을 기억하는데 이용할 수 있는 기억부를 포함하고,

상기 플라즈마 절단 장치가 추가로 상기 절단면을 곡면상 절단가공을 수행할 수 있는 방식으로 구성되고, 상기 절단면은 상기 피절단재의 상면에 대해서 수직방향으로 곡면이 되며,

상기 플라즈마 절단장치가 추가로, 절단해야 할 형상에 있어서의 절단면의 상부에지와 하부에지를 곡면상으로 절단하는 영역을 지정하는 입력장치와,

상기 입력장치에 의해 지정된 절단면의 상부에지와 하부에지를 상기 피절단재의 상면에 대해 수직방향으로 곡면상으로 절단하는 영역을 판별하는 판별부를 포함하고,

상기 제어장치는 상기 플라즈마 절단 장치가 절단면을 상기 피절단재의 상면에 대해서 수직방향에서 곡면상으로 절단할 때 절단전류, 절단속도, 상기 절단면으로부터 상기 플라즈마 토치의 높이, 플라즈마 가스의 유량 중 적어도 어느 하나 이상을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 절단 장치.