JP3456677B2 - 複数のトーチを用いた加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、バーに装着したトーチ
が障害物に衝突することを防止して被加工材を加工し得
るようにした複数のトーチを用いた加工方法に関するも
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
の切断トーチを数値制御（ＮＣ）装置によって制御され
るＮＣ切断装置に搭載し、鋼板やステンレス鋼板等の被
加工材から目的の形状を持った製品を切り出す加工方法
が採用されている。前記ＮＣ切断装置は、一般に平行に
敷設されたレール上を走行する架構と、該架構に搭載さ
れレールの敷設方向に対し直交する方向に横行するキャ
リッジと、キャリッジに取り付けられた切断トーチとを
有し、ＮＣ装置によって架構の走行とキャリッジの横行
を制御しつつ切断トーチを作動させることで、被加工材
から目的の形状を切断するように構成されている。 【０００３】ＮＣ切断装置の中で、架構に１台のキャリ
ッジを搭載し、このキャリッジに所定の長さを有し且つ
レールと直交する方向に配置されたバーを装着すると共
に該バーに複数の切断トーチを夫々バーに沿って移動可
能に取り付けて構成されたものがある。このＮＣ切断装
置は、架構をレールに沿って走行させるモーターとキャ
リッジを架構に沿って横行させるモーターの駆動を制御
することで、バーに取り付けた複数の切断トーチを同時
に移動させることが出来る。このため、被加工材から多
数の同形の製品を切断する場合に有利である。 【０００４】上記の如く構成されたＮＣ切断装置では、
被加工材を切断する際にバーに取り付けられた複数の切
断トーチの中から切断すべき製品形状に対応して作動す
べき切断トーチを選択することが行われる。即ち、被加
工材の切断に際し必ずしも全ての切断トーチが利用され
るものではない。またキャリッジの許容横行範囲は予め
設計段階で決定されている。 【０００５】従って、キャリッジの許容横行範囲を越え
たレールと直交する方向（ｘ方向）の長さを有する製品
を切断することは出来ない。また切断を開始する際のキ
ャリッジの位置は、製品形状に於けるｘ方向の長さ及び
切断開始位置とによって設定され、キャリッジの横行範
囲はバーの横行範囲と等しくなる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】架構に搭載した１台の
キャリッジに複数のトーチを取り付けたバーを装着した
ＮＣ切断装置では、切断形状によっては被加工材に対す
る切断加工中にバーの端部がレール又は架構の外側に突
出することがある。またバーに取り付けた切断トーチの
先端には火口或いはノズルが装着され、この火口の先端
はバーよりも低い位置にある。このため、バーの端部が
レール，架構の外側に突出したとき、バーの端部側に切
断に際し選択されなかった切断トーチが存在すると、こ
の切断トーチがレールや架構の一部（サドル）からなる
障害物に衝突する虞があるという問題がある。 【０００７】特に、架構に対してバーが横行し得る範囲
とバーに対してトーチが移動し得る範囲は互いに独立し
て設定されるため、被加工材から目的の形状を加工しよ
うとした場合、単に目的の形状に対応させてバーの架構
に於ける位置を設定しただけではトーチの障害物に対す
る衝突を回避し得ないという問題がある。 【０００８】本発明の目的は、被加工材から如何なる形
状の製品を加工する場合であってもトーチがレールや架
構等の障害物に衝突することのない複数のトーチを用い
た加工方法を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る加工方法は、レール上を走行する架構に
レールの敷設方向に対し直交する方向に横行するバーを
設けると共に該バーに複数のトーチを移動可能に取り付
け、前記トーチの中から選択されたトーチを所定の位置
に配置して被加工材を加工する加工方法であって、架構
の一方側を基準側とし且つ他方側を従順側として設定す
ると共にバーのレールから突出し得る長さの制限を設
け、バーの突出制限の基準側の限界位置及び従順側の限
界位置と被加工材に対する加工形状及び加工開始位置と
によって架構に対するバーの位置決め可能範囲を設定す
ると共に、バーが加工形状に対応して基準側方向及び従
順側方向に移動したとき、この移動位置と、障害物の位
置に応じて設定されるトーチの移動可能領域の基準側の
限界及び従順側の限界との距離が等しくなるようなバー
の仮位置を設定し、前記バーの仮位置が前記バーの位置
決め可能範囲にあるとき該バーの仮位置をバーの基準位
置として設定し、且つ前記バーの仮位置が前記バーの位
置決め可能範囲にないとき該バーの仮位置を最も近いバ
ーの位置決め可能範囲に位置に修正して基準位置として
設定すると共に障害物に衝突することのない該バー上に
於けるトーチの配置可能範囲を決定し、その後、トーチ
を選択して被加工材に対する加工を行なうことを特徴と
するものである。 【００１０】 【作用】上記加工方法では、架構の一方側を基準側とし
且つ他方側を従順側として設定すると共に、複数のトー
チを取り付けたバーのレールから突出し得る長さの制限
を設け、バーの突出制限の基準側の限界位置及び従順側
の限界位置と被加工材に対する加工形状及び加工開始位
置とによって架構に対するバーの位置決め可能範囲を設
定すると共に、バーが加工形状に対応して基準側方向及
び従順側方向に移動したとき、この移動位置と、バーの
突出制限及びトーチのバーに対する移動可能範囲によっ
て設定されるトーチの移動可能領域の基準側の限界及び
従順側の限界との距離が等しくなるようなバーの仮位置
を設定し、前記バーの仮位置が前記バーの位置決め可能
範囲にあるとき、該バーの仮位置をバーの基準位置とし
て設定すると共に、トーチを選択することによって、目
的の製品を切断する際にバーに取り付けた全てのトーチ
が障害物に衝突することがない。 【００１１】 【実施例】以下、上記加工方法の実施例について図を用
いて説明する。図１はバーを有するＮＣ切断装置の構成
を説明する模式斜視図、図２は本実施例に係る加工方法
を説明する図でありＮＣ切断装置に設定された寸法及び
切断すべき形状の例を説明する図、図３は本実施例に係
る加工方法を説明する図でありバーの位置決め可能範囲
を設定する方法を説明する図、図４は本実施例に係る加
工方法を説明する図でありトーチの可動範囲を設定する
方法を説明する図である。 【００１２】本発明は、架構に搭載されたキャリッジに
バーを固定して取り付けると共に該バーに複数のトーチ
を取り付け、これらのトーチを選択して被加工材に対す
る切断，マーキング等を実施する際に選択されていない
トーチがレールや架構を構成するサドルと衝突すること
のないようにした加工方法に関するものである。従っ
て、トーチとしては目的の作業に応じたガス切断トー
チ，プラズマ切断トーチ，マーキングトーチ等が対象と
なる。本実施例では、代表してガス切断トーチを用いた
切断装置について説明する。 【００１３】先ず、図１によりＮＣ切断装置の概略構成
について説明する。ｙ方向に沿って平行に一対のレール
１が敷設されており、このレール１に架構２が走行可能
に載置されている。架構２は、レール１と直交する方向
（ｘ方向）に配置されたクロスガーター２ａと、図示し
ない走行モーターやＮＣ装置を内蔵した制御盤或いは操
作用のスイッチ類やディスプレイを設けた操作盤等を搭
載したサドル２ｂとを有して構成されている。架構２は
ＮＣ装置によって制御される走行モーターの回転に伴っ
てレール１上を走行する。 【００１４】クロスガーター２ａにはｘ方向に沿って横
行レール３が取り付けられており、この横行レール３に
横行モーター４ａを設けたキャリッジ４が横行可能に載
置されている。キャリッジ４はＮＣ装置によって制御さ
れる横行モーター４ａの回転に伴って横行レール３上を
横行する。 【００１５】キャリッジ４には、予め設定された長さを
有し且つ横行レール３と平行に配置されたバー５がブラ
ケット５ａを介して固定されている。このバー５はブラ
ケット５ａによってクロスガーター２ａ及び切断定盤９
から所定距離離隔し得る位置に配置されている。 【００１６】バー５には、該バー５に沿って移動及び固
定可能に構成された複数のトーチ６が取り付けられてい
る。本実施例では５本のトーチ61〜65が取り付けられて
いる。夫々のトーチ６は、ガス切断トーチとして構成さ
れており、該トーチ６の先端には火口６ａが着脱可能に
取り付けられている。 【００１７】個々のトーチ６はホルダー７に取り付けら
れており、このホルダー７にはトーチ６を昇降させる昇
降モーター７ａ、及びＮＣ装置によって制御されホルダ
ー７をバー５に沿って指令された位置まで移動させる図
示しない移動モーターやホルダー７が所定の位置に移動
したとき該ホルダー７をバー５に固定する固定機構（例
えばサーボ機構による電気的な固定機構或いは機械的な
クランプ装置）が設けられている。 【００１８】レール１の間には被加工材となる鋼板８を
載置する切断定盤９が設けられている。切断定盤９の天
端レベルとレール１の天端レベルとの関係はＮＣ切断装
置の設計段階で設定されるが、架構２の軽量化や走行安
定性を考慮するとレール１の天端レベルの方が切断定盤
９の天端レベルよりも高いのが一般である。 【００１９】上記の如く構成されたＮＣ切断装置は従来
から市場に提供されているものと同一のものである。こ
のＮＣ切断装置では、鋼板８から比較的大きな形状の製
品を切断する際に中央に配置されたトーチ６（例えばト
ーチ63）を選択した場合、選択されたトーチ63を鋼板８
のｘ方向の端部に接近させたとき、バー５の端部がレー
ル１或いはサドル２ｂの上方に移動してトーチ61，62，
64，65がレール１或いはサドル２ｂに衝突するという問
題が生じる。また設計された機械によってはバー５より
もサドル２ｂの方が高く、バー５の端部がサドル２ｂに
衝突するという問題が生じる場合もある。そして本発明
は前記問題を解決するものである。 【００２０】次に、本実施例に係る加工方法について図
２〜図４により説明する。図２（ａ）に於いて、ＮＣ切
断装置は架構２のサドル２ｂ側を基準側とし、反対側を
従順側として設定されている。Ｎはレール１の間隔、Ｌ
はバー５の長さ、Ｍはバー５に於けるトーチ６を配置し
得る領域であり、トーチのバーに対する配置可能範囲で
ある。ｍはバー５の両端側に設定されたトーチの配置不
能領域であり、この領域にはトーチ６がバー５から落下
することを防止する図示しないストッパーやセンサーが
設けられている。 【００２１】Ｏは基準側のレール１からバー５の端部が
突出し得る長さを表し、線11は突出制限の基準側の限界
位置を表す。またＰは従順側のレール１からバー５の端
部が突出し得る長さを表し、線12は突出制限の従順側の
限界位置を表している。これらの突出制限はＮＣ切断装
置を設置した工場の広さや周囲の構築物等の環境に応じ
て設定されものであり、トーチ６がサドル２ｂ或いはレ
ール１に衝突するか否かに関わらず、バー５の端部がサ
ドル２ｂ或いは架構２の走行範囲の周囲に存在する構築
物に衝突するか否か、及びレール１に沿って必要な作業
スペースを確保し得るか否かによって設定される。即
ち、バー５の突出制限はトーチ６の障害物に対する衝突
を回避することを保障するものではない。Ｋはトーチ６
の移動可能領域であり、レール１やサドル２ｂ或いは他
の障害物の存在に応じて適宜設定される。 【００２２】基準側及び従順側に対する突出制限の設定
によりバー５がｘ方向に横行し得る長さ及び範囲、及び
バー５の横行範囲に対応するキャリッジ４の許容横行範
囲Ｓが設定される。前記許容横行範囲Ｓはクロスガータ
ー２ａに対するキャリッジ４の横行し得る範囲である
が、説明の煩雑化を避けるために、単にバー５の許容横
行範囲という。 【００２３】同図（ｂ）は切断すべき図形Ｈの例であ
り、Ｔは切断を開始する際に鋼板のスクラップ側に穴を
形成するピアシング点であり、この点が加工開始位置と
なる。またａは加工開始位置Ｔから図形Ｈに於ける最も
基準側の点までの距離であり、ｂは加工開始位置Ｔから
図形Ｈに於ける最も従順側の点までの距離である。 【００２４】次に、図形Ｈを切断する際にバー５の当初
の位置決めをし得る範囲であるバー５の位置決め可能範
囲を設定する。この操作は、図３に示すように、トーチ
６のバー５に対する配置可能範囲Ｍの両端にトーチ61，
65が配置されているものと仮定して行なわれる。 【００２５】先ず、同図（ａ）に示すように、トーチ6
1，65が図形Ｈの最も基準側の点、及び最も従順側の点
に到達したとき、バー５の端部が突出制限の基準側の限
界位置11、及び従順側の限界位置12を越えることのない
位置を設定する。前記位置は図形Ｈに於けるａ，ｂによ
って設定される。即ち、バー５の許容横行範囲Ｓの基準
側端部から従順側にａ移動した位置ｃ、及び許容横行範
囲Ｓの従順側端部から基準側にｂ移動した位置ｄが設定
され、前記位置ｃ〜ｄの間でバー５が横行する場合に該
バー５の両端が突出制限の限界位置11，12を越えること
はない。 【００２６】次に、同図（ｂ）に示すように、鋼板８の
位置を設定すると共に該鋼板８に対する図形Ｈの配置位
置を設定し、トーチ65を鋼板８の従順側に配置された図
形Ｈの切断開始点Ｔに位置させる。このとき、バー５の
位置が位置ｃよりも従順側にある場合、この位置をＱと
して設定する。またバー５の位置が位置ｃよりも基準側
であってａの範囲にあるときは位置ｃを採用する。 【００２７】次に、同図（ｃ）に示すように、トーチ61
を鋼板８の基準側に配置された図形Ｈの切断開始点Ｔに
位置させ、前述した操作と同様にして位置Ｒを設定し、
或いは位置ｄを採用する。 【００２８】上記の如くして設定された位置Ｑ，Ｒ或い
は位置ｃ，ｄによって規定された範囲をバー５の位置決
め可能範囲として設定する。尚、設定された位置Ｑ，Ｒ
或いは位置ｃ，ｄに於いて、位置Ｑ又は位置ｃが位置Ｒ
又は位置ｄよりも従順側にあるときは、バー５の位置決
め可能範囲が存在しないこととなり、図形Ｈの切断は不
能となる。 【００２９】次に、上記したバー５の位置決め可能範囲
の設定とは異なる操作によってバー５の仮位置を設定す
る。 【００３０】この操作は、図４に示すように、キャリッ
ジ４が図形Ｈの最も基準側の点に対応する位置に到達し
たときバー５の基準側の端部とトーチ６の移動可能領域
Ｋの基準側の限界との距離Ｅと、キャリッジ４が図形Ｈ
の最も従順側の点に対応する位置に到達したときバー５
の従順側の端部とトーチ６の移動可能領域Ｋの従順側の
限界との距離Ｆを想定し、Ｅ＝Ｆとなるキャリッジ４の
位置を設定する。そしてＥ＝Ｆを満足するキャリッジ４
の位置をバー５の仮位置として設定する。この仮位置と
位置Ｑ，Ｒ或いは位置ｃ，ｄによって設定されたバー５
の位置決め可能範囲と比較し、該範囲内にあればこの仮
位置をバー５の基準位置として設定して鋼板８から同時
に切断すべき図形Ｈの数に対応するトーチ６を選択す
る。 【００３１】また設定されたバー５の仮位置が位置決め
可能範囲内にないとき、この仮位置に最も近い位置決め
可能範囲内の位置をバー５の基準位置として設定し、こ
の基準位置から図形Ｈを切断する際にバー５に於けるト
ーチ６の配置可能範囲Ｍがトーチ６の移動可能領域Ｋを
越える場合に、移動可能領域Ｋを越えない配置可能範囲
Ｍをトーチ６を配置し得る範囲として設定して鋼板８か
ら同時に切断すべき図形Ｈの数に対応するトーチ６を選
択する。 【００３２】上記の如くして所要数のトーチ６を選択し
たとき、選択されないトーチ６がバー５の何れの位置の
あっても、切断中にサドル２ａ或いはレール１と衝突す
ることはない。 【００３３】 【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
加工方法では、バーの架構或いはレールからの突出制限
を設けることで、敷設されたレールに並行した作業スペ
ースや資材置き場等のスペースを明確に区画することが
出来る。このため、加工中にバーが架構やレールから突
出しても、該バーが障害物に衝突することがなく、安全
で且つ円滑な加工を行なうことが出来る。 【００３４】更に、加工すべき製品形状及び加工開始位
置に応じてトーチが障害物に衝突する虞のないバーの当
初の位置を設定し、設定されたバーの位置を基準として
トーチの選択を行なうため、加工中にトーチが架構の一
部或いはレール等の障害物に衝突することがない。この
ため、円滑な加工を行なう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】バーを有するＮＣ切断装置の構成を説明する模
式斜視図である。 【図２】本実施例に係る加工方法を説明する図でありＮ
Ｃ切断装置に設定された寸法及び切断すべき形状の例を
説明する図である。 【図３】本実施例に係る加工方法を説明する図でありバ
ーの位置決め可能範囲を設定する方法を説明する図であ
る。 【図４】本実施例に係る加工方法を説明する図でありト
ーチの可動範囲を設定する方法を説明する図である。 【符号の説明】 １ レール ２ 架構 ２ａ クロスガーター ２ｂ サドル ３ 横行レール ４ キャリッジ ４ａ 横行モーター ５ バー ５ａ ブラケット ６，61〜65 トーチ ６ａ 火口 ７ ホルダー ７ａ 昇降モーター ８ 鋼板 ９ 切断定盤 11 突出制限の基準側の限界位置 12 突出制限の従順側の限界位置 Ｎ レールの間隔 Ｌ バーの長さ Ｍ バーに於けるトーチの配置可
能範囲 ｍ バーのトーチの配置不能領域 Ｏ 基準側に於けるバーの突出し
得る長さ Ｐ 従順側に於けるバーの突出し
得る長さ Ｓ キャリッジ（バー）の許容横
行範囲 Ｋ トーチの移動可能領域 Ｈ 切断すべき図形 Ｔ 加工開始位置 ａ 加工開始位置から図形の最も
基準側の点までの距離 ｂ 加工開始位置から図形の最も
従順側の点までの距離 Ｑ，Ｒ トーチを切断開始点に位置さ
せたときのバーの位置 Ｅ，Ｆ バーの端部とトーチの移動可
能領域の限界との距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 10/00 B23K 7/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 レール上を走行する架構にレールの敷設
   方向に対し直交する方向に横行するバーを設けると共に
   該バーに複数のトーチを移動可能に取り付け、前記トー
   チの中から選択されたトーチを所定の位置に配置して被
   加工材を加工する加工方法であって、架構の一方側を基
   準側とし且つ他方側を従順側として設定すると共にバー
   のレールから突出し得る長さの制限を設け、バーの突出
   制限の基準側の限界位置及び従順側の限界位置と被加工
   材に対する加工形状及び加工開始位置とによって架構に
   対するバーの位置決め可能範囲を設定すると共に、バー
   が加工形状に対応して基準側方向及び従順側方向に移動
   したとき、この移動位置と、障害物の位置に応じて設定
   されるトーチの移動可能領域の基準側の限界及び従順側
   の限界との距離が等しくなるようなバーの仮位置を設定
   し、前記バーの仮位置が前記バーの位置決め可能範囲に
   あるとき該バーの仮位置をバーの基準位置として設定
   し、且つ前記バーの仮位置が前記バーの位置決め可能範
   囲にないとき該バーの仮位置を最も近いバーの位置決め
   可能範囲に位置に修正して基準位置として設定すると共
   に障害物に衝突することのない該バー上に於けるトーチ
   の配置可能範囲を決定し、その後、トーチを選択して被
   加工材に対する加工を行なうことを特徴とした複数のト
   ーチを用いた加工方法。