(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角度設定機構によってプラズマトーチを加工平面に対して旋回させることにより、目的角度で加工を行うプラズマ加工機において、プラズマトーチに接続されるケーブルを集束して収納する集束管と、プラズマトーチの加工方向後方に配置されて、先端がプラズマトーチに接続されたケーブルの基端側を支持するとともに移動自在とされた移動部材と、前記集束管を収納し、ケーブル取出し部と前記移動部材とを接続する可動保護具とを備え、前記角度設定機構によって旋回された前記プラズマトーチの旋回角度に対応して、前記移動部材を移動させることにより、前記移動部材とプラズマトーチとの間、及び前記移動部材と前記ケーブル取出し部との間で、集束管に引張り力を作用させることなく弛みの形成を防止することを特徴とするプラズマ加工機。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ加工機において、前記移動部材の移動量を、前記角度設定機構によって旋回された前記プラズマトーチの旋回角度に対応して段階的に設定する移動量設定手段を有することを特徴とするプラズマ加工機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ加工機において、前記移動部材がエアシリンダのピストンであり、ケーブル引込機構が前記エアシリンダに圧縮空気を圧送してピストンを駆動する空気圧回路であることを特徴とするプラズマ加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角度設定機構によってプラズマトーチを加工平面に対して旋回させることにより、目的角度で加工を行うプラズマ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のプラズマ切断機を示す図であって、図中符号１は加工機本体、２は移動ブロック、３は昇降ブロック、４はトーチホルダ、５はプラズマトーチである。加工機本体１は、レール６上を走行することにより、床７に設置された加工台８の上面である水平な加工平面９上を一直線方向に移動するようになっている。移動ブロック２は、加工機本体１に取り付けたガイドレール１０によって該加工機本体１の走行方向に対する垂直方向（図４奥行き方向）へ移動自在に設けられ、該ガイドレール１０による移動と加工機本体１のレール６上の走行とによって、加工平面上をＸＹ方向に移動するようになっている。旋回装置３は、昇降機構１１を介して移動ブロック２に昇降自在に取り付けられて、加工平面９に接近離間するとともに、垂直な軸線を以て旋回するようになっている。トーチホルダ４は、旋回装置３の下方に取り付けられた角度設定機構１８によって加工平面と平行な軸線を以て回転駆動されて、支持したプラズマトーチ５を目的の角度に保持するようになっている。
【０００３】
旋回装置３には、プラズマトーチ５に接続したプラズマトーチケーブルや、電気ケーブル、冷却水供給ホース等のケーブル１２を集束して収納する集束管１３が内部に挿通されている。集束管１３は、フレキシブルなホース状の保護管であって、トーチホルダ４と加工機本体１の上部に開口するケーブル取出部１６との間に旋回装置３を経由して配設されている。該集束管１３は、旋回装置３の上部に搭載された引込機構１５に固定された部分が昇降することにより、プラズマトーチ５の旋回のためにトーチホルダ４と旋回装置３との間に形成されるケーブル１２の余裕代１４を調整するようになっている。引込機構１５は、スプリング１９やバランサー等によって、集束管１３を常時上方（供給側）に付勢して、プラズマトーチ５の鉛直に対する旋回角度（以下、開先角度）に応じて余裕代１４を増減するとともに、余裕代１４が長くなり過ぎることを防止するようになっている。
加工機本体１の上方には、加工機本体１の上部に開口するケーブル取出部１６と引込機構１５との間に配線した集束管１３を上方から吊り下げるためのハンガー１７が突設されている。集束管１３のハンガー１７と引込機構１５との間の配線長には、プラズマトーチ５の旋回による余裕代１４の伸縮量を吸収可能な程度の図示しない余裕代が確保されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のようなプラズマ切断機の場合、引込機構１５によって集束管１３に常時引っ張り力が作用するため、プラズマトーチ５の芯ずれの原因になることが懸念される。開先角度が大きい場合には、前記引っ張り力のプラズマトーチ５の位置決めに及ぼす影響が大きくなり、前記懸念が一層大きくなる。
また、前記プラズマ切断機には、集束管１３の特にハンガー１７と引込機構１５との間に配線される部分が加工機本体１の上方で乱雑になって、周囲の機器と干渉したり、絡みを生じる心配があるとともに、加工機本体１からの支持位置が高いために特に高速切断時には振動源になって、加工精度の低下の原因になるといった問題もある。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、プラズマトーチの芯出しの信頼性が向上し、しかも、高速加工時においても高い加工精度が安定して得られるプラズマ加工機を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載のプラズマ加工機では、角度設定機構によってプラズマトーチを加工平面に対して旋回させることにより、目的角度で加工を行うプラズマ加工機において、プラズマトーチに接続されるケーブルを集束して収納する集束管と、プラズマトーチの加工方向後方に配置されて、先端がプラズマトーチに接続されたケーブルの基端側を支持するとともに移動自在とされた移動部材と、前記集束管を収納し、ケーブル取出し部と前記移動部材とを接続する可動保護具とを備え、前記角度設定機構によって旋回された前記プラズマトーチの旋回角度に対応して、前記移動部材を移動させることにより、前記移動部材とプラズマトーチとの間、及び前記移動部材と前記ケーブル取出し部との間で、集束管に引張り力を作用させることなく弛みの形成を防止することを前記課題の解決手段とした。
【０００８】
請求項２記載のプラズマ加工機では、請求項１記載のプラズマ加工機において、前記移動部材の移動量を、前記角度設定機構によって旋回された前記プラズマトーチの旋回角度に対応して段階的に設定する移動量設定手段を有することを前記課題の解決手段とした。
【０００９】
請求項３記載のプラズマ加工機では、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ加工機において、前記移動部材がエアシリンダのピストンであり、ケーブル引込機構が前記エアシリンダに圧縮空気を圧送してピストンを駆動する空気圧回路であることを前記課題の解決手段とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明のプラズマ加工機の実施の形態を、図１から図３を参照して説明する。
なお、図中、図４と同一の構成部分には同一の符号を付しその説明を簡略化する。
図中符号２０は、本実施の形態のプラズマ切断機（プラズマ加工機）である。プラズマ切断機２０は、図１に示すように、旋回装置３に配置されてトーチホルダ４に向けて出没し、集束管１３の一部を支持する移動部材として機能するピストン２１を有するエアシリンダ２２と、ピストン２１の突出量を開先加工における開先角度に対応して変動させることにより、ピストン２１とプラズマトーチ５との間の集束管１３の配線長を一定に保持するケーブル引込機構として機能する空気圧回路２３（図３参照）とを備えている。
【００１１】
エアシリンダ２２は、図２に示すように、鉛直になったプラズマトーチ５の直上部にプラズマトーチ５と同一鉛直線上に支持された円筒状のシリンダ本体２４と、該シリンダ本体２４に昇降する方向に移動自在に内挿されたピストン２１とを備えている。
シリンダ本体２４は、軸方向両端部に設けられた通気ポート２５を介して、ピストン２１の外周面に突設された受圧フランジ２６によって仕切られる二つの内部領域２７、２８の内外に空気を流通させるようになっている。ピストン２１は内部に複数本のケーブル１２が内挿された集束管１３が挿通可能な円筒体であって、図示しない支持具によって挿通したケーブル１２を固定するようになっている。
【００１２】
空気圧回路２３は、図３に示すように、シリンダ本体２４の上側内部領域２７に接続された第１の切替回路２９と、下側内部領域２８に接続された第２の切替回路３０と、これら第１、第２の切替回路２９、３０に圧縮空気を圧送するコンプレッサ３１とを備えている。第１の切替回路２９は、制御装置３２の制御信号によって、内蔵した弁を切り替えて上側内部領域２７への圧縮空気の圧送および圧送停止、上側内部領域２７の大気圧開放を切り替えるようになっている。第２の切替回路３０は、制御装置３２の制御信号によって、下側内部領域２８への圧縮空気の圧送および圧送停止、下側内部領域２８の圧縮空気より低い圧力での設定内圧保持、大気圧開放を切り替えるようになっている。
前記制御装置３２は、開先角度に対応して第１、第２の切替回路２９、３０に作動信号を発信するようになっている。
【００１３】
ケーブル取出部１６とピストン２１との間に配線された集束管１３は、図１に示すように、ホース状に構成されたケーブルベア３３（可動保護具）内に収納されている。ケーブルベア３３は、シリンダ２１の上方に固定された連結部材３４によってシリンダ２１の上下動作と連動して可動する構造となっている。
【００１４】
以下、本実施の形態のプラズマ切断機２０の作用および効果を説明する。
前記プラズマ切断機２０は、制御装置３２によって第１、第２の切替回路２９、３０を切替制御して、ピストン２１のトーチホルダ４方向への突出量を、角度設定機構１８に対応して段階的に設定する移動量設定手段として機能するようになっている。
すなわち、開先角度が０〜±２０度の場合、第１の切替回路２９を作動して上側内部領域２７を大気圧開放するとともに、第２の切替回路３０を作動して下側内部領域２８に圧縮空気を圧送する。こうすることにより、ピストン２１が上昇して、ピストン２１のトーチホルダ４方向への突出量が最小となる。
【００１５】
開先角度が±２１〜±３５度の場合、第１の切替回路２９における上側内部領域２７の大気圧開放を維持するとともに、第２の切替回路３０を作動して下側内部領域２８の内圧を圧縮空気と大気圧との間の圧力に減圧する。このとき、第２の切替回路２９は、下側内部領域２８との接続を図示しない圧力制御弁に切り替えて、下側内部領域２８の内圧を一定位置に保持可能な圧力まで低下させるとともに、ピストン２１を５０ｍｍ程度下降させて維持する。圧力制御弁に設定する圧力は、ピストン２１の重量に鑑みて決定する。ピストン２１は、下側内部領域２８の減圧開始とともに速やかに下降し、下側内部領域２８の内圧が該設定圧力に達した位置に保持される。
【００１６】
開先角度が±３６〜±４５度の場合、第２の切替回路３０を圧力制御弁または大気圧開放とし、第１の切替回路２９を作動して圧縮空気を上側内部領域２７内に送出する。こうすることにより、ピストン２１が下降して、ピストン２１のトーチホルダ４方向への突出量が最大となる。
【００１７】
また、前記プラズマ切断機２０は、開先角度に対応してケーブルベア３３が駆動することにより、ピストン２１とケーブル取出部１６との間のケーブル１２を弛ませたり緊張させることなく、良好に保持することができる。したがって、本実施の形態のプラズマ切断機２０では、従来のプラズマ加工機に搭載されるハンガー１７が不要になる。また、ケーブルベア３３は、集束管１３をハンガー１７に吊り下げた場合より低い位置で配設保持する。
【００１８】
したがって、本実施の形態のプラズマ切断機２０によれば、開先角度に対応してピストン２１が昇降することにより、ピストン２１に支持した集束管１３をトーチホルダ４の旋回にほぼ追従してトーチホルダ４に接近離間するようにしたので、ピストン２１とプラズマトーチ５との間の集束管１３に引張力を作用させることなく無駄な弛みの形成を防止することができるとともに、余裕代の確保を解消してケーブル１２の絡みおよび周囲の部材との干渉を防止するので、プラズマトーチ５の芯ずれ等が解消して、加工精度が向上する。
また、制御が容易で安価な空気圧回路２３によってピストン２１の突出量を設定することができるとともに、突出量の設定が段階的なので、移動回数が減少してケーブル１２および集束管１３の寿命を延長することができる。
【００１９】
ピストン２１とケーブル取出部１６との間の集束管１３をケーブルベア３３内に収納して余裕長の確保を解消したので、加工機本体１の上部における集束管１３の干渉等が防止されるとともに、集束管１３を従来より低い位置に配設保持することができるので、プラズマ切断機２０の駆動による振動が減少して、高速切断においても高い切断精度を安定して得ることができる。
【００２０】
なお、本発明は、切断以外の各種プラズマ加工機に適用することができる。
移動部材としては、エアシリンダのピストンの以外の各種機構を適用することも可能である。また、ピストンの移動手段としては、プラズマトーチの旋回角度にリニアに対応して移動部材の移動量を変動させる機構を適用することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のプラズマ加工機によれば、角度設定機構によってプラズマトーチを加工平面に対して旋回させることにより、目的角度で加工を行うプラズマ加工機において、プラズマトーチの加工方向後方に配置されて、先端がプラズマトーチに接続されたケーブルの基端側を支持する移動部材を、プラズマトーチの旋回角度に対応して移動させることにより、移動部材とプラズマトーチとの間のケーブルの配線長を一定に保持するケーブル引込機構を具備するので、移動部材とプラズマトーチとの間のケーブルに引張力が作用することを防止することができるとともに、余裕代の確保を解消してケーブルの絡みおよび周囲の部材との干渉を防止する結果、プラズマトーチの芯ずれ等が防止されて加工精度が向上するといった優れた効果を奏する。
【００２２】
また、移動部材および角度設定機構を搭載した加工機本体に設けたケーブル取出部と移動部材との間に配線するケーブルを、挿入物をその長手方向双方向に搬送する搬送機能を有するホース状の可動保護具に収納したことにより、ケーブルの絡みや周囲との干渉を防止できるとともに、加工機本体に接近させてケーブルを配線することが可能となって、ケーブルが加工時の振動源になることが防止されるので、加工精度を一層向上することができるといった優れた効果を奏する。
【００２３】
請求項２記載のプラズマ加工機では、請求項１記載のプラズマ加工機において、移動部材の移動量を、プラズマトーチの旋回角度に対応して段階的に設定する移動量設定手段を有するので、制御が容易で安価な移動量設定手段によって移動部材の移動量を設定することができるとともに、突出量の設定が段階的なので、ケーブルの移動回数が減少してケーブルの寿命が延長するといった優れた効果を奏する。
【００２４】
請求項３記載のプラズマ加工機では、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ加工機において、移動部材がエアシリンダのピストンであり、ケーブル引込機構が前記エアシリンダに圧縮空気を圧送してピストンを駆動する空気圧回路であり、ピストンを緩やかに移動することができるので、ケーブルに作用する引張力を押さえてプラズマトーチの芯出し精度を一層向上することができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ加工機の実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明のプラズマ加工機の実施の形態を示す図であって、エアシリンダを示す正断面図である。
【図３】本発明のプラズマ加工機の実施の形態を示す図であって、空気圧回路を示す平面図である。
【図４】従来のプラズマ加工機を示す側面図である。
【符号の説明】
１  加工機本体、
４  トーチホルダ、
５  プラズマトーチ、
１２  ケーブル、
１６  ケーブル取出部、
１８  角度設定機構
２０  プラズマ加工機（プラズマ切断機）、
２１  移動部材（ピストン）、
２２  エアシリンダ、
２３  ケーブル引込機構、移動量設定手段（空気圧回路）、
３３  可動保護具（ケーブルベア）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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