JPH01148464A - シート材料切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラズマガス噴流により、金属板、アクリルや
その他の合成樹脂板、段ボール等の厚紙、ゴムシート等
を含むシート材料を所望の文字、図形の形状に切断する
シート材料切断装置に関する。

［従来技術］ 従来より、プラズマガス噴流により前記シート材料を切
断する場合には、プラズマガスを噴出するノズルの噴出
口をシート材料に近付けて局部的に加熱して溶解し、こ
のノズル又はシート材料を移動させて所望の形状に切断
している。

ノズルから噴出されるプラズマガス噴流は噴出口付近よ
りガス先端に向かって徐々にその噴流口径が太くなり溶
断能力も低下する。このプラズマガス噴流の最も溶断能
力が高い部分はノズル先端付近であり、この部分は噴流
口径も細いため効率良くかつ正確にシート材料を切！！
Ｉｉ″ｇることができる。

従って、正確かつきれいに切断するには、ノズルをシー
ト材料に近付けた状態で切断することが必要であるとさ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、プラズマガス噴流でシート材料を切断す
ると、切断時の溶解熱がシート材料の切断部分付近に残
り、この部分に熱膨脹による伸びが発生し、変形するこ
とがある。

このように切断中にシート材料に変形が生じて、その平
面度が悪くなると、ノズルとシート材料とが近付いたり
、遠ざかったりすることになる。

また、熱を取去るため、シート材料に水を飛散させると
、シート材料表面に水滴ができる。その水滴にプラズマ
ガス噴流が当ると、水滴で切断能力が落ち、きれいに切
断できないことがある。

このため、従来はこの変形量を見込んでシート材料より
必要以上にノズルを離して切断していたので、切断部分
の幅が太くなり、切断した文字や図形の形状の品質が低
下するという問題があった。

また、仕上がったものの一部に変形が残ることもあり、
品質の向上が望まれていた。

本発明は熱によるシート材料の変形がなく、ノズルをシ
ート材料に近付けて切断することができる切断装置を提
供することにより、切断した文字・図形等の品質を向上
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のシート材料切断装置は、プラズマガスを噴出す
るプラズマガス噴出口と、その外周に設けた圧縮空気を
噴出する圧縮空気噴出口と、その外周に設けた冷却水を
噴出す冷却水噴出口と、を有するプラズマガス噴出ノズ
ルを具備し、前記圧縮空気によりシート材料を冷却する
冷却水とプラズマガスを分離してシート材料を切断する
ようにしたことを特徴とする。

［作用］ 本発明のシート材料切断装置によれば、熱によるシート
材料の変形を押えるため、プラズマガスと共に圧縮空気
と冷却水を噴出し、切断部周囲を冷却している。圧縮空
気は、プラズマガスのみが切断部に当るように切断部に
飛散した冷却水を拭き飛ばすように作用する。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図（１）及び■はそれぞれ本発明の一実施例に係わ
るシート材料切断装置におけるプラズマガス噴出ノズル
の断面図及び下から見た図である。

このプラズマガス噴出ノズルは、中央の第１の部ｒＭ　
Ｓ　１　と、その外周に設けられたリング状の第２の部
屋Ｓ２と、さらにその外周に設けられたリング状の第３
の部屋Ｓ３を有する。

第１の部屋Ｓ１にはプラズマガスが供給され、このプラ
ズマガスはノズルの中央に位置するプラズマガス噴出口
１１より噴出される。

第２の部屋Ｓ２には圧縮空気入り口１２より圧縮空気が
流入され、この圧縮空気はプラズマガス噴出口１１の周
囲に設けられたリング上の圧縮空気噴出口１３から噴出
される。

第３の部屋Ｓ３には冷却水入り口１４より冷却水が流入
され、この冷却水は圧縮空気噴出口１３のさらに外周に
設けられたリング状の冷却水噴出口１５から噴出される
。

上記の構成からなるプラズマガス噴出ノズルからプラズ
マガス、圧縮空気及び冷却水を噴出させると、中心にプ
ラズマガス噴流が発生し、その周囲に空気と冷却水が筒
状に吐き出される。

特に圧縮された空気が圧縮空気噴出口１３から勢い良く
吐き出されると、この圧縮空気により冷却水はプラズマ
ガス噴流から遮断され、シート材料上の切断部にはプラ
ズマガス噴流が強く当ることになる。

このように冷却水はプラズマガス噴流の周囲を包朋する
ように噴出されているため、このプラズマガス噴出ノズ
ルがどの方向に移動しても必ずプラズマガス噴流による
切断部分付近を冷却水により冷却することができる。

第２図は本発明の一実施例に係わるシート材料切断装置
の外観を示す斜視図である。

２１はテーブル、２２はテーブル２１上に載置されたシ
ート材料、２３は第１図に示す構成からなるプラズマガ
ス噴出ノズル、２４はプラズマガス噴出ノズル２３を搭
載したヘッド、２５はＹカーソルである。

このヘッド２４は、Ｙカーソル２５に沿ってＹ方向に移
動自在に取り付けられている。また、Ｙカーソル２５は
テーブル２１の端部にＸ方向に移動自在に取り付けられ
ている。

このヘッド２４とＹカーソル２５を任意に移動させるこ
とにより、プラズマガス噴出ノズル２３を自由に移動さ
せてシート材料２２を所望の形状に切断することができ
る。

プラズマガス噴出ノズル２３には、水道あるいはポンプ
を使用して冷却水が供給される。特にポンプを使用する
場合には、循環ポンプを用いて冷却水が装置内を循環す
るようにしても良い。また、プラズマガス噴出ノズル２
３に供給される空気は、コンプレッサーを使用して圧力
を加えた状態でノズルに供給される。

第３図は第２図に示すヘッド２４に設けられたプラズマ
ガス噴出ノズルの取付部を示す図であり、第３図（１）
はノズルが上昇位置（待機位置）にあるときの状態、第
３図■はノズルが下降位置（切断位置）にあるときの状
態をそれぞれ示している。

３１は取付台、３２はシート材料に対して垂直に配置さ
れた昇降ガイド、３３はこの昇降ガイド３２に沿って上
下に移動する移動体、３４は移動体３３に取り付けられ
た第１図に示す構造からなるプラズマガス噴出ノズル、
３５．３６はプラズマガス噴出ノズル３４内に圧縮空気
と冷却水を供給するための冷却水入り口と圧縮空気入り
口、３７はプラズマガス噴出ノズル内にプラズマガスを
供給するためのプラズマガス入り口、３８は昇降ガイド
３２に直交するように配置されたガイド棒、３９はこの
ガイド棒３８に沿って移動する遮断装置、３１０はプラ
ズマガス噴出ノズル３４の上下動に遮断装置３９の移動
を連動させるためのリンクである。

通常、待機状態にあるときには、第３図（１）に示すよ
うに、プラズマガス噴出ノズルは上昇位置にあり、また
、遮断装置３９はノズル３４の直下に位置する所で停止
しており、プラズマガス噴流がシート材料に向かうのを
遮断している。

切断時には、移動体３３が下降してプラズマガス噴出ノ
ズル３４はシート材料に近付き、これに連動して遮断装
置３９はノズル３４から吐き出されるプラズマガス噴流
等がシート材料に向かう位置まで移動し、退避する。

第４図は本実施例に係わるシート材料切断装置の制御部
の構成を示すブロック図である。

４１は所望の形状情報と切断指令等を入力するターミナ
ル、４２はインターフェース、４３はインターフェース
４２を介して送られて来る情報・指令等に基づいて装置
全体の制御とデータの転送を行なう中央演算装置（ＣＰ
ＬＪ）、４４は制御プログラムと一時的に入力された文
字、図形の情報を記憶するメモリー、４５はプロッタ部
４６の第２図に示すヘッド２４とＹカーソル２５の動き
をＣＰＬＪ４３からの指令に従って制御するプロッタ制
御部、４６は第２図に示したようなシート材料を切断す
るプロッタ部、４７は第３図に示すプラズマガス噴出ノ
ズルの遮断装置３９の開閉、プラズマガスの点火と消火
、圧縮空気と冷却水の噴出開始と停止をそれぞれ制御す
るプラズマガス噴出制御部である。

次にこの第４図に示すｖＩ師部の動作を含む本実施例に
おけるシート材料切断装置の動作を第５図に示す動作フ
ロー図に基づいて説明する。

はじめに、ステップ１にてプラズマガスの点火がＣＰＵ
４３からプラズマガス噴出制御部４７に指令され、プラ
ズマガス噴出ノズル３４からプラズマガスが噴出される
。

これに続いて、ステップ２にて、プラズマガス噴出制御
部４７に冷却水と圧縮空気の吐き出しが指令され、プラ
ズマガス噴出ノズル３４から冷却水と圧縮空気も吐き出
される。

次にステップ３にてＣＰＵ４３がメモリー４４に記憶さ
れている切断する文字、図形のデータを読出し、ＸＹ座
標情報としてプロッタ制御部４５に転送する。

このプロッタ制御部４５は、ステップ４にて転送された
データに基づいてヘッド２４を切断開始点に移動させる
。

そしてステップ５にて、プラズマガス噴出制御部４７は
プラズマガス噴出ノズル３４を下降と同時に遮断装置３
９によるプラズマガス噴流の遮断を解除し、切断を開始
する。切断が開始されると、ステップ６にて切断が終了
したか否か判断され、切断が終了していない場合には再
びヘッド２４を移動し切断を続行する。

また、切断終了と判断された場合には、次のステップ７
に進み、プラズマガス噴出ノズルを上昇させると同時に
遮断装置３９でプラズマガス噴流を遮断し、ＣＰＵ４３
からの指令によりプロッタ制御部４５はＹカーソル２５
を原点に復帰させる。

そしてステップ８にてＣＰＵ４３からの指令によりプラ
ズマガス噴出制御部４７は冷部水と圧縮空気の吐き出し
を停止する。

また、これに続いてステップ９にてプラズマガスの噴出
も停止され、明所動作は終了する。

［発明の効果］ 本発明によれば、シート材料の切断した部分を冷却水に
より冷却して熱変形を防いでいるため、シート材料の平
面度を初期の状態に保つことができ、これによりプラズ
マガス噴出ノズルをシート材料に近付けることができる
。従って、プラズマガス噴流の噴流口径が細い部分でシ
ート材料を切断することができ、切断した文字、図形の
品質を向上させることができる。

また、切断時の熱変形によるシート材料の平面度の低下
を極めて小さくすることができので、従来変形ｍの影響
により正確に切断することがｇｉｌ難であった大きな文
字や図形も切断するとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（１）および■はそれぞれ本発明の一実施例に
係わるシート材料切１１１１ｉ置におけるプラズマガス
噴出ノズルの断面図及び下から見た図、第２図は本発明
の一実施例に係わるシート材料切断装置の外観を示す斜
視図、第３図（１）及び■は第２図に示したヘッドに設
けられたプラズマガス噴出ノズルの取付部を示す図、第
４図はシート材料切断装置の制御部の構成を示すブロッ
ク図、第５図は第４図に示す制一部の動作を示す動作フ
ロー図である。 １１・・・プラズマガス噴出口 １２・・・圧縮空気入り口 １３・・・圧縮空気噴出口 １４・・・冷却水入り口 １５・・・冷却水噴出口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　プラズマガスを噴出するプラズマガス噴出口と、前記
   プラズマガス噴出口の外周に設けた、圧縮空気を噴出す
   る圧縮空気噴出口と、 前記圧縮空気噴出口の外周に設けた、冷却水を噴出する
   冷却水噴出口と、 を有するプラズマガス噴出ノズルを具備し、前記圧縮空
   気によりシート材料を冷却する冷却水とプラズマガスを
   分離してシート材料を切断するようにしたことを特徴と
   するシート材料切断装置。