JPH08257744A - 数値制御切断方法及び数値制御切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被切断材に対して切断実施中に切断が中断した
ときオペレーターを介在させることなく一連の作業を継
続させることでＮＣ切断装置の無人化を促進する。 【構成】ＮＣ切断方法に於いて、被切断材を切断中に失
火が生じたとき、トーチの位置を記憶部に記憶してお
き、一連の切断データに基づく切断が終了した後、切断
不能状態の発生の有無を確認して切断が不能であった図
形のデータを読み出してトーチを該図形の切断開始点に
復帰させて再度切断を実施する。ＮＣ切断装置は、切断
部位を監視して失火生じたとき信号を発生するセンサー
９，失火検出回路22と、トーチ７（キャリッジ５）の現
在位置を検出するエンコーダー24，25と、演算部21ａ，
動作プログラムを書き込んだ記憶部21ｂ，失火信号が発
生したときトーチの位置を記憶する一時記憶部21ｃから
なる制御部21を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス切断トーチやプラ
ズマ切断トーチを用いて被切断材を切断する切断方法及
び切断装置に関し、特に切断実施中に何らかの原因によ
り切断不能状態が生じたとき、この位置を記憶して一連
の動作が終了した後、再度切断開始点から切断を再開し
得るようにした切断方法及び切断装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス切断トーチやプラズマ切断トーチ等
のトーチを搭載すると共に、数値制御（ＮＣ）装置を搭
載したＮＣ切断装置を用いて鋼板やステンレス鋼板等の
被切断材から平面図形を切断することが行なわれてい
る。このＮＣ切断装置は、予めＮＣ装置に切断すべき図
形のデータやトーチを作動させるためのデータを入力し
ておき、前記データ及び動作プログラムに従ってＮＣ切
断装置を制御することで、被切断材を切断し得るように
構成されている。

【０００３】ガス切断トーチによって鋼板を切断する場
合、このトーチには鋼板の厚さに応じた最適な番手の火
口が装着され、且つ切断速度も鋼板の材質及び厚さに応
じた最適速度に設定される。またプラズマ切断トーチに
よって鋼板或いはステンレス鋼板を切断する場合も同様
に最適な電流値や速度が設定される。

【０００４】然し、トーチを被切断材の切断に最適化し
て設定した場合であっても、何らかの原因（例えば、ト
ーチに供給される各種ガスの圧力変動や火口或いはノズ
ルの劣化、被切断材からの溶融物の吹き上げによる火口
やノズルの詰まり等）によって切断が中断することがあ
る。

【０００５】ＮＣ切断装置が有人運転される場合、切断
作業中はオペレーターが監視することで中断の有無を確
認し、切断が中断した場合にはトーチを装置原点或いは
切断開始点に復帰させて再始動しているのが一般であ
る。またトーチに赤外線センサーを取り付けて切断部位
を監視し、切断が中断したときの被切断材の温度変化を
検出して信号を発生し、この信号によってブザーやパト
ライトを作動させてオペレーターに報知し得るように構
成したＮＣ切断装置も提供されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
オペレーターがＮＣ切断装置に搭乗しているか、或いは
該装置の近傍に存在していることが前提となっている。
このため、無人運転し得るＮＣ切断装置の開発が要求さ
れている。

【０００７】本発明の目的は、ＮＣ切断装置を無人運転
するための一条件として、被切断材に対して切断実施中
に切断が中断したときオペレーターを介在させることな
く一連の作業を継続し得るようにした切断方法と切断装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る数値制御切断方法は、切断データに対応
させてトーチを移動させると共に作動させて被切断材か
ら図形を切断する数値制御切断方法に於いて、トーチを
作動させて被切断材に対する切断実施中に切断不能状態
になったとき、切断不能状態が発生した位置を記憶部に
記憶しておき、一連の切断データに基づく切断が終了し
た後、切断不能状態の発生の有無を確認し、切断不能状
態が発生しているとき、切断が不能であった図形のデー
タを読み出してトーチを該図形の切断開始点に復帰させ
て再度切断を実施することを特徴とするものである。

【０００９】また本発明に係る数値制御切断装置は、被
切断材を切断するトーチと、被切断材に於ける切断部位
を監視して切断不能状態が生じたとき信号を発生する監
視手段と、前記トーチを直交２方向に移動させる第１駆
動手段及び第２駆動手段と、前記第１駆動手段及び第２
駆動手段の夫々に接続されトーチの現在位置を検出する
検出手段と、予め入力された切断データに対応させて前
記第１駆動手段及び第２駆動手段を制御すると共にトー
チの作動を制御する制御装置であって前記監視手段から
信号が発生したとき該信号に対応したトーチの位置を記
憶する記憶部と一連の切断データに基づく動作が終了し
た後前記記憶部の記憶データを読み出して切断不能状態
が発生したことを確認したとき予め入力された切断デー
タから切断が不能であった図形のデータを読み出しトー
チを該図形の切断開始点の復帰させると共に入力された
切断データに基づく動作を再度実行するように制御する
制御部を有する制御装置とを有して構成されるものであ
る。

【００１０】上記数値制御切断装置に於いて、該切断装
置に複数本のトーチを配置した場合には、個々のトーチ
に対応して配置した監視手段と、何れかの監視手段から
信号が発生したとき該信号を発生した監視手段とトーチ
の位置を記憶する記憶部と一連の切断データに基づく動
作が終了した後前記記憶部の記憶データを読み出して切
断不能状態が発生したことを確認したとき記憶した監視
手段に対応するトーチ及び該トーチに対応する予め入力
された切断データから切断が不能であった図形のデータ
を読み出しトーチを該図形の切断開始点の復帰させると
共に入力された切断データに基づく動作を再度実行する
ように制御する制御部を有する制御装置とを有すること
が好ましい。

【００１１】

【作用】上記数値制御（以下『ＮＣ』という）切断方法
では、１本或いは複数本のガス切断トーチ或いはプラズ
マ切断トーチ等のトーチを作動させて鋼板或いはステン
レス鋼板等の被切断材に対する切断を実施中に切断不能
状態（切断が中断した状態、以下『失火』という）にな
ったとき、この失火が発生した位置のデータを記憶部に
記憶しておき、一連の切断データに基づく切断が終了し
た後、記憶部に記憶された失火が発生した位置のデータ
を読み出して失火の有無を確認し、失火が発生している
ことを確認したとき、失火により切断が不能であった図
形のデータを読み出してトーチを該図形の切断開始点に
復帰させて再度切断を実施することで、予め指令された
全ての図形を切断することが出来る。

【００１２】また上記ＮＣ切断装置では、制御装置によ
って入力された切断データに従って第１駆動手段及び第
２駆動手段を駆動制御しつつトーチの作動を制御するこ
とで、被切断材から所定の図形を切断することが出来
る。そして切断を実施している間被切断材に於ける切断
部位を監視手段によって監視すると共に検出手段によっ
てトーチの現在位置を検出し、監視手段から失火に伴う
信号が発生したとき、各駆動手段を停止させることな
く、失火に伴う信号が発生したときのトーチの位置を記
憶部に記憶させておき、入力された一連の切断データに
基づく切断が終了した後、記憶部の記憶データを読み出
して失火の有無を確認し、失火が生じている場合、失火
時のトーチの位置の記憶データから入力された切断デー
タに於ける切断が不能であった図形のデータを読み出
し、トーチを該図形の切断開始点に復帰させて入力され
た切断データに基づく動作を再度実行することで、切断
し得なかった図形を切断することが出来る。

【００１３】またＮＣ切断装置が複数本のトーチを有す
る場合、監視手段を個々のトーチに対応して配置し、何
れかの監視手段から失火に伴う信号が発生したとき、記
憶部に該信号を発生した監視手段とトーチの位置を記憶
させることによって、一連の切断データに基づく動作が
終了した後、記憶部の記憶データを読み出して失火の有
無を確認し、失火が生じている場合、記憶した監視手段
に対応するトーチ及び該トーチに対応する入力された切
断データから切断が不能であった図形のデータを読み出
し、トーチを該図形の切断開始点の復帰させて該トーチ
のみを入力された切断データに基づく動作を再度実行す
ることで、切断し得なかった図形を切断することが出来
る。

【００１４】

【実施例】以下、上記ＮＣ切断装置の実施例について図
を用いて説明し合わせて切断方法を説明する。図１はＮ
Ｃ切断装置の例を示す模式図であり、（ａ）は１台のキ
ャリッジに１本のトーチを搭載したＮＣ切断装置を、
（ｂ）は１台のキャリッジに複数本のトーチを搭載した
ＮＣ切断装置を示す図、図２はＮＣ切断装置に制御系の
ブロック図、図３は複数本のトーチを作動させて本発明
に係るＮＣ切断方法を実施する際の模式図である。

【００１５】先ず、ＮＣ切断装置の機械的な構成につい
て図１により概略的に説明する。ＮＣ切断装置は切断す
べき図形の形状や大きさに応じて種々の仕様を持って設
計されるが、同図（ａ）に示す１本のトーチを搭載した
１台又は複数台のキャリッジを有するものと、同図
（ｂ）に示す複数本のトーチを搭載した１台のキャリッ
ジを有するものに大別される。

【００１６】同図（ａ）に示すＮＣ切断装置は、平行に
敷設された一対のレール１上を走行可能な架構２を有し
ている。架構２は、第１駆動手段を構成する走行モータ
ー３を設けたサドル２ａと、レール１の敷設方向（ｘ方
向）に対し直交する方向（ｙ方向）に配置されたガータ
ー２ｂとを有する門型のフレームによって構成されてい
る。尚、前記走行モーター３にはトーチの位置を検出す
る検出手段を構成するロータリーエンコーダーが接続さ
れている。

【００１７】ガーター２ｂにはｘ方向に沿ったクロスレ
ール４が設けられており、該レール４に沿って横行する
複数台（図では２台）のキャリッジ５が搭載されてい
る。夫々のキャリッジ５には該キャリッジ５を横行させ
る第２駆動手段を構成する横行モーター６が設けられて
いる。また各キャリッジ５には夫々１本のトーチ７が搭
載されている。尚、前記横行モーター６にはトーチの位
置を検出する検出手段を構成するロータリーエンコーダ
ーが接続されている。

【００１８】トーチ７としてはガス切断トーチ或いはプ
ラズマ切断トーチが選択的に用いられる。トーチ７とし
てガス切断トーチを用いた場合には、ガーター２ｂ上に
はトーチ７の数に対応した数の切断酸素用ホース，同数
の予熱酸素用ホース及び燃料ガスホースが配置され夫々
電磁弁を介して各トーチ７に接続されている。またトー
チ７としてプラズマ切断トーチを用いた場合には、ガー
ター２ｂ上にはトーチ７の数に対応した数の作動ガス用
ホースが電磁弁を介して各トーチ７に接続されると共に
通電用キャプタイヤが各トーチ７に接続されている。

【００１９】ＮＣ切断装置の動作を制御するＮＣ装置は
サドル２ａに搭載した制御盤８に組み込まれでおり、こ
の制御盤８と各動作部とは図示しないコードによって接
続されている。

【００２０】個々のトーチ７には夫々失火の有無を監視
するセンサー９が設けられている。このセンサー９はト
ーチ７の延長線上で且つ被切断材Ａとの交点を監視して
失火の有無を監視し、失火したときに信号を発生する機
能を有するものであり、例えば切断を実施しているとき
の被切断材の温度と失火時の温度の差を検出して信号を
発生する赤外線センサーを利用することが可能である。

【００２１】同図（ｂ）に示すＮＣ切断装置は、架構２
を構成するガーター２ｂには１台のキャリッジ５が搭載
されており、このキャリッジ５にはクロスレール４と平
行に配置されたバー10が固定されている。そしてバー10
に複数のトーチ７（図では６本のトーチ７）が夫々バー
10に沿って移動及び固定可能に搭載されている。

【００２２】尚、本発明に係るＮＣ切断装置としては図
１（ａ），（ｂ）の何れの構成であっても良い。説明の
煩雑を避けるために、ＮＣ切断装置は同図（ｂ）に示す
ように構成されているものとし、トーチ７としてガス切
断トーチを用いるものとして説明する。

【００２３】次に、図２によりＮＣ切断装置の制御系の
構成について説明する。ＮＣ装置の主要部をなす制御部
21は、演算部21ａと、切断を実行するプログラムが書き
込まれた記憶部21ｂと、入力された切断データや失火時
のデータを一時記憶する一時記憶部21ｃと、によって構
成されている。

【００２４】各トーチ７毎に設けたセンサー９は失火検
出回路22に接続され、該回路22によってセンサー９が監
視している切断部位の状態が正常な状態であるか或いは
失火状態であるかを判定し、失火状態であると判定した
とき、失火検出回路22から失火信号が発生し得るように
構成されている。

【００２５】即ち、センサー９はトーチ７の延長線上に
於ける被切断材Ａの温度を監視して温度に対応した信号
を失火検出回路22に伝達し、該回路22ではセンサー９か
らの信号とＮＣ切断装置の稼動条件を比較し、例えばＮ
Ｃ切断装置が稼動中で被切断材Ａに対する切断を行なっ
ているべき条件であるにも関わらず温度が低い場合に失
火状態にあるとして失火信号を発生する。この失火信号
はインターフェース23を介して制御部21に伝達され、こ
の信号を受けた制御部21では、何れのトーチ７が失火状
態にあるかを判断して一時記憶部21ｃに記憶させる。

【００２６】24は走行モーター３に接続されたロータリ
ーエンコーダーであり、25は横行モーター６に接続され
たロータリーエンコーダーである。これらのエンコーダ
ー24，25は夫々モーター３，６の回転に伴ってパルス信
号を発生し、このパルス信号を制御部21に伝達する。ま
た制御部21ではエンコーダー24，25のパルスを演算して
キャリッジ５の座標位置を判断し、失火検出回路22から
失火信号が発生したとき、現在の座標値を一時記憶部21
ｃに記憶させる。

【００２７】従って、何れかのトーチ７が失火状態にな
ったとき、制御部21の一時記憶部21ｃには失火状態にな
ったトーチ７を特定するデータと失火時の座標データが
記憶される。

【００２８】26はキーボードやディスクドライバを含む
入力装置であり、切断すべき図形の数値情報や切断速度
情報等の切断データを入力する。

【００２９】27は走行モーター３のドライバであり、28
は横行モーター６のドライバである。また29は、予熱酸
素，燃料ガス，切断酸素の供給系に配置された電磁弁、
予熱炎の点火装置等の作動部材30を駆動するためのドラ
イバである。

【００３０】上記の如く構成されたＮＣ切断装置では、
入力装置26によって切断すべき図形の情報や切断速度等
の切断データを入力して動作を開始させると、制御部21
では予め設定されたプログラムに基づいて切断データの
読み込みを行ない、該プログラム及び切断データに従っ
て走行モーター３，横行モーター６を駆動制御すると共
に作動部材30を制御してトーチ７を作動させることで所
定の図形を切断することが可能である。

【００３１】例えば、図３に示すように、被切断材Ａか
ら切断する図形が31〜33であり、同時に６本のトーチ７
（７ａ〜７ｆ）を作動させて順次切断する場合、この図
形31〜33の数値データをフロッピイディスク等の媒体を
介して入力して制御部21の一時記憶部21ｃに記憶させ、
キーボード等の装置から切断速度，切断順序，選択トー
チ等のデータを入力する。

【００３２】その後、ＮＣ切断装置の動作を開始させる
と、制御部21では切断プログラムに従って入力されたデ
ータが読み出され、該データに基づいて制御部21からド
ライバ27〜28に制御信号が伝達され、走行モーター３，
横行モーター６を駆動すると共に作動部材30を駆動し、
図形31から順に切断する。

【００３３】切断の実施中に何れかのトーチ７で失火状
態が生じた場合、例えば、図形31の切断中にトーチ７ｂ
が失火した場合、該トーチ７ｂに取り付けたセンサー９
ｂによって切断部位の温度状態に応じた信号が失火検出
回路22に伝達され、該回路22ではＮＣ切断装置が稼動条
件にあるにも関わらず切断部位の温度が低温であること
からトーチ７ｂが失火したと判断し、トーチ７ｂの失火
信号を制御部21に伝達する。

【００３４】上記信号を受けた制御部21では各ドライバ
27〜29に対する制御信号の伝達を停止することなく、失
火信号を受けた時点のロータリーエンコーダー24，25の
パルスから座標値を演算し、失火したトーチの符号（７
ｂ）及び位置（座標値）を一時記憶部21ｃに記憶させ、
失火したトーチ７ｂ以外のトーチ７ａ，７ｃ〜７ｆによ
る切断を継続させる。

【００３５】トーチ７ｂの失火に関わらず制御部21から
各ドライバ27〜29に対し、入力された切断データに基づ
く制御信号が継続して伝達され、図形32，33の切断が行
なわれる。

【００３６】入力された切断データの基づく一連の切断
が終了した後、制御部21では一時記憶部21ｃの記憶内容
を読み出し、該記憶部21ｃに記憶された失火に伴うデー
タを読み出したとき、記憶した座標値から切断し得なか
った図形31を確認すると共に失火したトーチ７ｂを確認
し、再度図形31に対応する図形データを読み出して各モ
ーター３，６を駆動してトーチ７を切断開始点に復帰さ
せる。そして失火したトーチ７ｂを選択すると共に該ト
ーチ７ｂに接続された電磁弁を含む作動部材30を選択し
て作動させ、トーチ７ｂによって切断し得なかった図形
31を再度切断する。

【００３７】上記の如く、何れかのトーチで失火が発生
しても、この失火に関わらず他のトーチの切断を継続さ
せ、一連の動作が終了した後、失火したトーチを選択し
て再度切断を実施することで、正常なトーチにより切断
された図形の品質に悪影響を与えることなく、全ての図
形を切断することが可能であうる。

【００３８】上記実施例では、１台のキャリッジ５に複
数のトーチ７を搭載したＮＣ切断装置の場合について説
明したが、１台のキャリッジ５に１本のトーチ７を搭載
したＮＣ切断装置であっても同一の方法で切断を行なう
ことが可能である。

【００３９】即ち、失火信号が発生したときに記憶させ
る座標値はキャリッジ５の位置と対応するものでありト
ーチ７の位置と直接対応するものではない。このため、
キャリッジ５に複数のトーチ７を搭載した場合には失火
したトーチ７を特定するデータを記憶させることが必要
である。然し、１台のキャリッジ５に１本のトーチ７を
搭載した場合にはキャリッジ５の位置とトーチ７の位置
は実質的に一致するものであり、失火時のキャリッジ５
の座標値を記憶させることで失火したトーチ７を特定す
ることが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
ＮＣ切断方法では、何れかのトーチで失火が発生して
も、この失火を他のトーチによる切断に影響を与えるこ
となく継続させ、一連の切断データに基づく切断が終了
した後、再度切断を実施することで、予め指令された全
ての図形を切断することが出来る。このため、一度切断
データを入力して動作を開始させた後はオペレーターが
存在しなくとも自動運転を行なうことが可能となり、Ｎ
Ｃ切断装置の無人運転化をはかることが出来る。

【００４１】また本発明に係るＮＣ切断装置では、切断
を実施している間被切断材に於ける切断部位を監視手段
によって監視すると共に検出手段によってトーチの現在
位置を検出することで、失火信号が発生したとき、各駆
動手段を停止させることなく、失火に伴う信号が発生し
たときのトーチの位置を記憶部に記憶させ、入力された
一連の切断データに基づく切断が終了した後、記憶部の
記憶データを読み出して失火が生じている場合、切断が
不能であった図形を再度切断することで、入力された全
ての図形を切断することが出来る。このため、ＮＣ切断
装置の無人化を促進し、切断の合理化をはかることが出
来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＣ切断装置の例を示す模式図であり、（ａ）
は１台のキャリッジに１本のトーチを搭載したＮＣ切断
装置を、（ｂ）は１台のキャリッジに複数本のトーチを
搭載したＮＣ切断装置を示す図である。

【図２】ＮＣ切断装置に制御系のブロック図である。

【図３】複数本のトーチを作動させて本発明に係るＮＣ
切断方法を実施する際の模式図である。

【符号の説明】

１ レール ２ 架構 ２ａ サドル ２ｂ ガーター ３ 走行モーター ４ クロスレール ５ キャリッジ ６ 横行モーター ７，７ａ〜７ｆ トーチ ８ 制御盤 ９ センサー 10 バー 21 制御部 21ａ 演算部 21ｂ 記憶部 21ｃ 一時記憶部 22 失火検出回路 23 インターフェース 24，25 ロータリーエンコーダー 26 入力装置 27〜29 ドライバ 30 作動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断データに対応させてトーチを移動さ
   せると共に作動させて被切断材から図形を切断する数値
   制御切断方法に於いて、トーチを作動させて被切断材に
   対する切断実施中に切断不能状態になったとき、切断不
   能状態が発生した位置を記憶部に記憶しておき、一連の
   切断データに基づく切断が終了した後、切断不能状態の
   発生の有無を確認し、切断不能状態が発生していると
   き、切断が不能であった図形のデータを読み出してトー
   チを該図形の切断開始点に復帰させて再度切断を実施す
   ることを特徴とする数値制御切断方法。
2. 【請求項２】 被切断材を切断するトーチと、被切断材
   に於ける切断部位を監視して切断不能状態が生じたとき
   信号を発生する監視手段と、前記トーチを直交２方向に
   移動させる第１駆動手段及び第２駆動手段と、前記第１
   駆動手段及び第２駆動手段の夫々に接続されトーチの現
   在位置を検出する検出手段と、予め入力された切断デー
   タに対応させて前記第１駆動手段及び第２駆動手段を制
   御すると共にトーチの作動を制御する制御装置であって
   前記監視手段から信号が発生したとき該信号に対応した
   トーチの位置を記憶する記憶部と一連の切断データに基
   づく動作が終了した後前記記憶部の記憶データを読み出
   して切断不能状態が発生したことを確認したとき予め入
   力された切断データから切断が不能であった図形のデー
   タを読み出しトーチを該図形の切断開始点の復帰させる
   と共に入力された切断データに基づく動作を再度実行す
   るように制御する制御部を有する制御装置と、を有する
   ことを特徴とする数値制御切断装置。
3. 【請求項３】 複数本のトーチと、個々のトーチに対応
   して配置した監視手段と、何れかの監視手段から信号が
   発生したとき該信号を発生した監視手段とトーチの位置
   を記憶する記憶部と一連の切断データに基づく動作が終
   了した後前記記憶部の記憶データを読み出して切断不能
   状態が発生したことを確認したとき記憶した監視手段に
   対応するトーチ及び該トーチに対応する予め入力された
   切断データから切断が不能であった図形のデータを読み
   出しトーチを該図形の切断開始点の復帰させると共に入
   力された切断データに基づく動作を再度実行するように
   制御する制御部を有する制御装置と、を有することを特
   徴とする請求項２記載の数値制御切断装置。