(57)【要約】【課題】プラズマアーク切断において、製品の切断品質、特に穴の切断品質を高める。【解決手段】プラズマトーチ（６）にアーク電流とプラズマガスとを供給して前記プラズマトーチ（６）のノズルから板材（Ｗ）へとプラズマアーク（Ａ）を形成しつつ、前記プラズマトーチ（６）を製品の形状に応じた切断経路に沿って切断速度で移動させて前記板材（Ｗ）を切断し、それにより、板材（Ｗ）から製品を切り出すためのプラズマ切断装置（１）を制御する制御装置（３６）が、穴を切断するときは、外形を切断するときに比べて、切断速度を低く、アーク電流の値を小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力を小さく制御するようになっている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマトーチ（６）にアーク電流とプラズマガスとを供給して前記プラズマトーチ（６）のノズルから板材（Ｗ）へとプラズマアーク（Ａ）を形成しつつ、前記プラズマトーチ（６）を製品の形状に応じた切断経路に沿って切断速度で移動させて前記板材（Ｗ）を切断し、それにより、前記板材（Ｗ）から前記製品を切り出すためのプラズマ切断装置（１）において、
前記切断速度、前記アーク電流の値及び前記プラズマガスの流量又は圧力を含む切断状態を制御するための制御装置（３６）を備え、
前記制御装置（３６）は、前記製品の形状が、穴と外形とを持つ場合、前記穴を切断するときは、前記外形を切断するときに比べて、前記切断速度を低く、前記アーク電流の値を小さく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を小さく制御するようになっている、
プラズマ切断装置。
【請求項２】
前記プラズマトーチ（６）にはアシストガスが更に供給され、
前記制御装置（３６）は、前記穴を切断するときは、前記外形を切断するときに比べて、前記アシストガス流量又は圧力も小さく制御するようになっている、
請求項１記載のプラズマ切断装置。
【請求項３】
前記制御装置（３６）は、前記穴を切断するときは、前記板材（Ｗ）の板厚と前記穴の径との比率に応じて前記切断状態を制御するようになっている、請求項１記載のプラズマ切断装置。
【請求項４】
前記制御装置（３６）は、前記穴を切断するときは、前記板厚に対する前記穴の径の比率が大きい程、前記切断速度を高く、前記アーク電流の値を大きく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を大きく制御するようになっている、
請求項３記載のプラズマ切断装置。
【請求項５】
前記制御装置（３６）は、前記板材（Ｗ）の材質及び板厚と、前記プラズマトーチ（６）のノズル径とに基づいて、前記外形を切断するときの前記切断状態を制御し、且つ、前記板材（Ｗ）の材質と、前記板厚と、前記ノズル径と、前記板厚に対する前記穴の径の比率とに基づいて、前記穴を切断するときの前記切断状態を制御するようになっている、
請求項１記載のプラズマ切断装置。
【請求項６】
前記制御装置（３６）は、前記穴を切断するときは、前記板厚に対する前記穴の径の比率が大きい程、前記切断速度を高く、前記アーク電流の値を大きく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を大きく制御するようになっている、
請求項５記載のプラズマ切断装置。
【請求項７】
前記制御装置（３６）は、
前記板材（Ｗ）の材質と、前記板材（Ｗ）の板厚と、前記プラズマトーチ（６）の前記ノズルの径との組合せ毎に、外形用の制御設定と、前記板厚に対する前記穴の径の比率において異なる複数レベルの穴用の制御設定とを有し、
所与の材質及び板厚を持つ板材（Ｗ）から所与のノズル径を持つプラズマトーチ（６）を用いて製品を切り出す場合、外形を切断するときは、前記所与の材質及び板厚と前記所与のノズル径とに対応した外形用の制御設定を用いて、前記切断状態を制御し、所与の径を持つ穴を切断するときには、前記所与の材質及び板厚と前記所与のノズル径とに対応した前記複数レベルの穴用の制御設定のうち、前記所与の板厚に対する前記所与の径の比率に対応したレベルの穴用の制御設定を用いて、前記切断状態を制御する、
請求項５記載のプラズマ切断装置。
【請求項８】
前記制御装置（３６）は、前記外形の切断中、その切断の進行に伴って前記プラズマトーチ（６）の前記移動経路の曲率が変わっても、前記切断状態を実質的に一定に維持する、請求項１記載のプラズマ切断装置。
【請求項９】
前記制御装置（３６）は、１つの前記穴の切断中、その切断の進行に伴って前記プラズマトーチ（６）の前記移動経路の曲率が変わっても、前記切断状態を実質的に一定に維持する、請求項１記載のプラズマ切断装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラズマ切断装置（１）を制御する制御装置。
【請求項１１】
プラズマトーチ（６）にアーク電流とプラズマガスとを供給して前記プラズマトーチ（６）のノズルから板材（Ｗ）へとプラズマアーク（Ａ）を形成しつつ、前記プラズマトーチ（６）を製品の形状に応じた切断経路に沿って切断速度で移動させて前記板材（Ｗ）を切断し、それにより、前記板材（Ｗ）から前記製品を切り出すためのプラズマ切断方法において、
前記製品の形状が、穴と外形とを持つ場合、
前記切断速度、前記アーク電流の値及び前記プラズマガスの流量又は圧力を含む切断状態を制御して、前記穴を切断するステップと、
前記切断条件を制御して、前記外形を切断するステップと
を有し、前記穴を切断するステップでは、前記外形を切断するときに比べて、前記切断速度を低く、前記アーク電流の値を小さく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を小さく制御するようになっている、
プラズマ切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材から製品を切り出すためのプラズマ切断装置及びそれの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のプラズマ切断装置の一つとして、旋回するプラズマアークの周囲に同方向へ旋回するアシストガス旋回流を供給してプラズマアーク切断を行なうプラズマ切断装置が知られている。プラズマアーク切断では、プラズマアークの緊縮により、板材の断面形状は下へ向かうほど狭くなるテーパ形状になるが、このプラズマ切断装置は、アシストガス旋回強度（又はアシストガス流量）を調節することで、板材下面に垂直な面と切断面とのなす角であるベベル角（つまり切断面のテーパの程度）を調整することができる。
【０００３】
しかし、切断面のテーパの程度は、通常、切断速度に応じて異なる。そのため、例えばベベル角が丁度０度になるようアシストガスの旋回強度（又はアシストガス流量）を設定しておいたとしても、切断速度が変化したときには、ベベル角が過修正され０度にならないという問題が生じる。
【０００４】
また、図１に示すように、板材３００の切断最前面１１０では、上側より下側の方が切断が遅れるという現象がある（以下、切断最前面１１０の上縁に対する下縁の切断が遅れた分の距離１３０を「切断遅れ」という）。そのため、特にコーナや急カーブのように切断方向が大きく変わる箇所で、カーフ５０の上側の軌跡１５０と下側の軌跡１７０との間に位置的なずれが生じる。
【０００５】
こうした原因によって生じる切断品質の悪化を解消するために、アシストガス流量（又はアシストガス旋回強度）を切断速度に応じて調節する、具体的には、切断速度が比較的高速のときに、アシストガス流量（又はアシストガス旋回強度）を比較的大きくし、切断速度が比較的低速のときに、アシストガス流量（又はアシストガス旋回強度）を比較的小さくすることで、ベベル角を好適にするプラズマ切断方法が考えられている（例えば特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３１７６３９号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来技術の方法でプラズマアーク切断を行なっても、製品の穴を切断する場合には、必ずしも良好な切断品質が得られない場合がある。それは、主に以下の（１）〜（４）の要因による。
【０００８】
（１）切断遅れ
穴のサイズは、製品の外形のサイズに比べて非常に小さいので、穴を切断する場合は、外形を切断する場合よりも切断遅れの影響が強い。例えば、図２に示すように、穴切断で切断遅れがあると、穴３１０の上側の径ＤＵよりも下側の径ＤＬの方が小さくなるが、そのことが目に付きやすい。
【０００９】
（２）プラズマアークのガス流による中心方向への流れ
外形切断では、切断中、プラズマアークの移動方向に対してプラズマアークの左右両側に空間が生じることはなく（つまり、カーフの左右側に空間が生じることなく）、それ故、プラズマアークに対する左右両側からの圧力は略等しい。しかし、穴切断では、プラズマアーク切断によって形成されるカーフ幅に対して穴径が小さい等の場合には、切断中、プラズマアークの右又は左側（換言すれば、穴の中心側）に空間が生じる場合があり、それ故、プラズマアークに対する穴中心側への圧力が穴外側への圧力よりも大きくなる場合がある。そのため、穴切断では、プラズマアークが穴中心方向に流れ、それ故、穴の上側と下側の軌跡が異なって、例えば図２に示したような状態になる。
【００１０】
（３）切断面に生じる凹凸
穴切断では、通常多くの場合、図３に示すように、穴３１０の内側の所定位置Ｐ１をプラズマアークでピアッシングした後、てプラズマアークを形成し、そのプラズマアークを穴３１０の輪郭上の所定位置（以下、「周回開始位置」と言う）ＰＳに移動させ、その周回開始位置ＰＳから、プラズマアークを穴３１０の輪郭に沿って周回させることで、穴３１０が形成切断される（点線は、カーブフの軌跡を示す）。その際、プラズマアークによる切断最前面が曲状になっており、上述した切断遅れやプラズマアークの中心方向への流れなどの現象が存在するために、プラズマアークを穴３１０の輪郭上を精度良く周回させても、周回開始位置ＰＳと、穴３１０が形成された時点でのプラズマアークの位置、すなわち、プラズマアークの周回終了位置ＰＧとの間には若干の位置ずれ、プラズマアークによる切断最前面が曲状になっていが生じるが故に、切断面に凹凸３２０が生じる。
【００１１】
（４）プラズマアークを噴出するプラズマトーチのノズルの劣化
切断回数の増加に伴い、プラズマアークを噴出するプラズマトーチのノズルが劣化する。すると、プラズマアークに対する左右両側の圧力バランスが異なってしまう場合がある。穴切断では、その圧力バランスは、上記（２）で述べたように、外形切断に比べて切断品質に大きく影響する。そのため、切断回数の増加に伴いノズルが劣化すると、穴の切断品質が悪くなる虞がある。
【００１２】
以上の（１）〜（４）の要因のうち、少なくとも（１）の切断遅れは、穴の切断品質ほどではないが、製品の外形の切断品質にも悪い影響を与える。
【００１３】
従って、本発明の目的は、プラズマアーク切断において、製品の切断品質、特に穴の切断品質を高めることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
この欄の記述において、カッコ内の数字は、添付の図面に記載の要素との対応関係を例示するものであるが、これは、単なる説明のための例示にすぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
【００１５】
本発明に従うプラズマ切断装置（１）は、プラズマトーチ（６）にアーク電流とプラズマガスとを供給してプラズマトーチ（６）のノズルから板材（Ｗ）へとプラズマアーク（Ａ）を形成しつつ、プラズマトーチ（６）を製品の形状に応じた切断経路に沿って切断速度で移動させて板材（Ｗ）を切断し、それにより、その板材（Ｗ）から製品を切り出すためのものであって、切断速度、アーク電流の値及びプラズマガスの流量又は圧力を含む切断状態を制御するための制御装置（３６）を備える。その制御装置（３６）は、製品の形状が、穴と外形とを持つ場合、穴を切断するときは、外形を切断するときに比べて、切断速度を低く（例えば、２０００ｍｍ／分以下、望ましくは、１５００ｍｍ／分以下）、アーク電流の値を小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力を小さく制御するようになっている。
【００１６】
このプラズマ切断装置（１）によれば、穴切断のときには、外形切断のときに比べて切断速度を低くするので、切断遅れが切断品質に与える影響を小さくすることができる。また、その切断速度の低下に従って、アーク電流の値、及びプラズマガス流量又は圧力を小さくするので、穴切断のときは、外形切断のときに比べてプラズマアーク（Ａ）のガス噴流が弱くなり、それ故、切断遅れ、プラズマアーク（Ａ）に対する左右側の圧力バランス、ノズルの劣化、及び切断面に生じる凹凸の少なくとも１つ（以下、「切断遅れ等」と言う）による切断品質への悪い影響を小さくすることができる。
【００１７】
第１の好適な実施形態では、プラズマトーチ（６）にはアシストガスが更に供給され、制御装置（３６）は、穴を切断するときは、外形を切断するときに比べて、アシストガス流量又は圧力も小さく制御するようになっている。これにより、切断遅れ等による切断品質への悪い影響をより小さくすることが図れる。
【００１８】
第２の好適な実施形態では、制御装置（３６）は、穴を切断するときは、板材（Ｗ）の板厚と穴の径との比率に応じて切断状態を制御するようになっている。本出願人による実験等によれば、切断遅れ等が切断品質に与える悪い影響の度合いが、板厚と穴の径との比率によって異なることが得られた。これに鑑みて、この第２の好適な実施形態では、板厚と穴の径の各々が違っていても、それらの比率さえ同じであれば、同一の切断状態で穴切断が行なわれるし、逆に、板厚が同じであっても穴の径が違っていたり、穴の径が同じであっても板厚が違っていたりすれば、異なる切断状態で穴切断が行なわれる。つまり、この第２の実施形態によれば、穴の径と板厚との両方に基づいた切断状態で穴切断が行なわれるので、穴の切断品質をより良好にすることが図れる。
【００１９】
第３の好適な実施形態では、第２の好適な実施形態において、前記制御装置（３６）が、前記穴を切断するときは、前記板厚に対する前記穴の径の比率が大きい程、前記切断速度を高く、前記アーク電流の値を大きく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を大きく制御するようになっている。すなわち、制御装置（３６）は、板厚が同じ場合には穴の径が大きいほど、及び、穴の径が同じ場合には板厚が小さいほど、前記切断速度を高く、前記アーク電流の値を大きく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を大きく制御するようになっている。この第３の好適な実施形態によれば、切断しようとする穴が、切断遅れ等の悪い影響が切断品質に現れにくいものであるときには、切断速度を高く、且つ、プラズマアーク（Ａ）のガス噴流を強くして、穴切断が行なわれる。このため、穴の切断品質を良好にしつつ、製品の生産速度を高めることができる。
【００２０】
第４の好適な実施形態では、前記制御装置（３６）は、前記板材（Ｗ）の材質及び板厚と、前記プラズマトーチ（６）のノズル径とに基づいて、前記外形を切断するときの前記切断状態を制御し、且つ、前記板材（Ｗ）の材質と、前記板厚と、前記ノズル径と、前記板厚に対する前記穴の径の比率とに基づいて、前記穴を切断するときの前記切断状態を制御するようになっている。この第４の好適な実施形態によれば、板材（Ｗ）の材質及び板厚と、ノズル径とに応じた適切な切断状態で外形切断及び穴切断が行なわれるので、製品の切断品質をより良好にすることが図れる。特に、穴切断では、板厚に対する穴の径の比率が同じであっても、板材（Ｗ）の材質、板厚及びノズル径のうちの少なくとも１つの条件が異なれば、それに応じた別の適切な切断状態で切断が行なわれるので、切断品質をより良好にすることが図れる。
【００２１】
第５の好適な実施形態では、第４の好適な実施形態において、前記制御装置（３６）は、前記穴を切断するときは、前記板厚に対する前記穴の径の比率が大きい程、前記切断速度を高く、前記アーク電流の値を大きく、且つ、前記プラズマガス流量又は圧力を大きく制御するようになっている。この第５の好適な実施形態によれば、切断しようとする穴が、それの切断品質に、切断遅れ等の悪い影響が現れにくいものであるときには、切断速度を高く、且つ、プラズマアーク（Ａ）のガス噴流を強くして、穴切断が行なわれる。このため、全体として、穴の切断品質を良好にしつつ、製品の生産速度を高めることができる。
【００２２】
第６の好適な実施形態では、第４の好適な実施形態において、前記制御装置（３６）は、前記板材（Ｗ）の材質と、前記板材（Ｗ）の板厚と、前記プラズマトーチ（６）の前記ノズルの径との組合せ毎に、外形用の制御設定と、前記板厚に対する前記穴の径の比率において異なる複数レベルの穴用の制御設定とを有している。この場合、前記制御装置（３６）は、所与の材質及び板厚を持つ板材（Ｗ）から所与のノズル径を持つプラズマトーチ（６）を用いて製品を切り出す場合、外形を切断するときは、前記所与の材質及び板厚と前記所与のノズル径とに対応した外形用の制御設定を用いて、前記切断状態を制御し、所与の径を持つ穴を切断するときには、前記所与の材質及び板厚と前記所与のノズル径とに対応した前記複数レベルの穴用の制御設定のうち、前記所与の板厚に対する前記所与の径の比率に対応したレベルの穴用の制御設定を用いて、前記切断状態を制御する。この第６の好適な実施形態によれば、外形切断は、板材（Ｗ）の材質と、前記板材（Ｗ）の板厚と、前記プラズマトーチ（６）の前記ノズルの径との組合せに応じた適切な切断状態で行なわれるので、外形の切断品質をより良好にすることができる。また、この実施形態によれば、穴切断は、上記組合せと、板厚に対する穴の径の比率に応じた穴のレベルとの両方に応じた適切な切断状態で行なわれるので、穴の切断品質をより良好にすることができる。
【００２３】
第７の好適な実施形態では、前記制御装置（３６）は、前記外形の切断中、その切断の進行に伴って前記プラズマトーチ（６）の前記移動経路の曲率が変わっても、前記切断状態を実質的に一定に維持する。切断の最中に切断状態を切り替えると、切断状態を切替えてから実際にその切断状態になるまでの応答遅れ等によって、切断品質が悪くなる場合があり得るが、この第７の実施形態によれば、外形の切断中、プラズマトーチ（６）の移動経路の曲率が変わることがあっても切断状態を一定に維持するので、切断状態の切り替えによって起こり得る外形の切断品質の悪化を未然に防ぐことができる。
【００２４】
なお、「切断状態を実質的に一定に維持する」とは、切断の開始及び終了のときに、切断中のときとは異なる切断状態にされたとしても、この実施形態の範囲に含まれることを意味するものである。すなわち、例えば、プラズマアーク切断には、パイロットアークを点火する直前からパイロットアークがメインアークに移行するまでの区間（以下、「切断開始時」という）と、パイロットアークがメインアークに移行してから、切断を行っている区間（以下、「切断中」という）と、メインアークが消えた後電極の温度が所定温度に下がるまでの区間（以下、「切断終了時」という）との３つの区間がある。切断開始時や切断終了時には、切断中とは異なる切断状態にされる（例えば、プラズマガスの流量又は圧力は、切断中（メインフロー時）よりも切断開始時（プリフロー時）及び切断終了時（ポストフロー時）の方が小さくなる）。このように、切断の開始や終了時に切断状態の変更が行なわれても、切断中に切断状態が変更されず一定に維持されていれば、この実施形態の作用効果を奏することができる。そのため、上記のような切断状態の変更が行われたとしても、「切断状態を実質的に一定に維持する」に含まれるのである（このことは、以下も同様である）。
【００２５】
第８の好適な実施形態では、前記制御装置（３６）は、１つの前記穴の切断中、その切断の進行に伴って前記プラズマトーチ（６）の前記移動経路の曲率が変わっても、前記切断状態を実質的に一定に維持する。切断の最中に切断状態を切り替えると、上述したように、切断状態を切替えてから実際にその切断状態になるまでの応答遅れ等によって、切断品質が悪くなる場合があり得るが、この第８の実施形態によれば、穴の切断中に、プラズマトーチ（６）の移動経路の曲率が変わることがあっても切断状態を一定に維持するので、切断状態の切り替えによって起こり得る穴の切断品質の悪化を未然に防ぐことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明の一実施形態に係るプラズマ切断装置の本体部分の全体の外観を示す。
【００２７】
このプラズマ切断装置１には、板材Ｗを支持する切断定盤（切断架台）２が矩形状のフレーム３の内側空間に配されるとともに、このフレーム３を跨ぐように門形の走行ビーム４が配され、この走行ビーム４上にキャリッジ５が配されて、そのキャリッジ５にプラズマトーチ６が装着されている。
【００２８】
走行ビーム４は、Ｘ軸モータ７の駆動によりフレーム３の長手方向（Ｘ軸方向）に配されるＸ軸レール８に沿ってＸ軸方向に走行可能とされ、キャリッジ５は、Ｙ軸モータ９の駆動により走行ビーム４上に配されるＹ軸レール１０に沿ってＹ軸方向に走行可能とされている。また、プラズマトーチ６は、Ｚ軸モータ１１の駆動によりキャリッジ５に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。こうして、各モータ７，９，１１を制御することで、プラズマトーチ６は板材（つまり板状のワーク）Ｗの任意の位置へ移動されるとともに、任意の高さ位置に位置決めされて板材Ｗの切断加工が行われる。
【００２９】
図４に示した本体部分には、更に、図４には示されないプラズマガス（プラズマメインガス）の供給装置、アシストガス（プラズマアシストガス）の供給装置、アーク電源ユニット及び数値制御（ＮＣ）装置、並びにこれらの付属装置や周辺装置などが接続又は結合される（これらについては、後に図６を参照して説明する）。
【００３０】
図５に、プラズマトーチ６の断面を示す。
【００３１】
プラズマトーチ６は、略多重円筒形状であって、略中心部に配される略円柱状の電極１５と、この電極１５の外周側を覆うように配される略円筒状のノズル１６と、このノズル１６の外周側に配される略円筒状の第１ノズルキャップ１７と、この第１ノズルキャップ１７の外周側に配される略円筒状の第２ノズルキャップ１８とを備えている。そして、電極１５とノズル１６との間に画成される先端部開放空間がプラズマガス通路１９とされ、ノズル１６と第１ノズルキャップ１７との間に画成される閉空間が冷却水通路２０とされ、第１ノズルキャップ１７と第２ノズルキャップ１８との間に画成される先端部開放空間がアシストガス通路２１とされている。
【００３２】
電極１５のプラズマアーク発生点となる先端部には、プラズマアークの高熱に耐え得る高融点材料製（例えば、ハフニウム製，ジルコニウム製，合金製等）の耐熱インサート２２が装着されている。また、ノズル１６の先端部にはノズルオリフィス２３が設けられ、プラズマガス通路１９により供給されるプラズマガス（例えば酸素ガス）がそのノズルオリフィス２３から板材Ｗに向けて噴出されるようになっている。さらに、第２ノズルキャップ１８の先端開口部にはシールドキャップ２４が装着され、アシストガス通路２１により供給されるアシストガス（例えば空気）がそのシールドキャップ２４先端の噴出口２５から噴出されるようになっている。
【００３３】
プラズマガス通路１９には、プラズマガス通路１９を通過するプラズマガスを旋回流にしてノズルオリフィス２３から板材Ｗに噴出するためのプラズマガススワラ３４が嵌め込まれている。同様に、アシストガス通路２１には、アシストガス通路２１を通過するアシストガスを旋回流にして噴出口２５から板材Ｗに噴出するためおアシストガススワラ３５が嵌め込まれている。このような２重の旋回気流によって、板材Ｗにおける切断溝（カーフ）の形状を変化させることが可能となり、プラズマガスとアシストガスとの各供給量を調整してベベル角を調整することが可能となっている。
【００３４】
以上のような構成により、プラズマガス通路１９にプラズマガスを供給した状態で、電極１５と板材Ｗとの間にパイロットアークを着火させると、電離された導電性を持つプラズマガスがノズルオリフィス２３を通じて板材Ｗに噴出され、電極１５−板材Ｗ間にプラズマアークＡが着火される。このプラズマアークＡは、ノズルオリフィス２３による拘束性とプラズマガス気流による熱的ピンチ作用が効果的に働くことにより、高温でかつ高密度エネルギーを有するプラズマアークとなる。このようにして形成されるプラズマアークＡが板材Ｗを溶融して、ピアッシングおよび切断が行われる。
【００３５】
図６は、本実施形態に係るプラズマ切断装置１の本体部分、プラズマガス供給装置、アシストガス供給装置、アーク電源ユニット及びＮＣ装置、並びに各種の付属装置や周辺装置などを合わせた全体のシステム構成を示す。
【００３６】
このプラズマ切断装置１には、プラズマガス供給ライン２６と、アシストガス供給ライン３０と、サーボコントロール部３７と、プラズマ電源ユニット１３と、切断高さコントロール部４０と、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置３６と、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８と、ＮＣデータベース３９と、ＮＣ装置３６とが備えられている。
【００３７】
プラズマガス供給ライン３６は、プラズマガス供給装置２７からプラズマトーチ６のプラズマガス通路１９へと供給されるプラズマガスのガス供給ラインである。プラズマガス供給ライン２６には、その下流側に向けて順に、ＮＣ装置３６からの信号に基づいて弁を開閉することによりプラズマガスの供給及び遮断を行なう電磁開閉弁２８と、ＮＣ装置３６からのアナログ電圧信号に基づいてプラズマガスの圧力（換言すれば、プラズマガスの供給量）を調整する空電レギュレータ２９とが介挿されている。
【００３８】
アシストガス供給ライン３０は、アシストガス供給装置３１からプラズマトーチ６のアシストガス通路２１へと供給されるアシストガスのガス供給ラインである。アシストガス供給ライン３０には、その下流側に向けて順に、ＮＣ装置３６からの信号に基づいて弁を開閉することによりアシストガスの供給及び遮断を行なう電磁開閉弁３２と、ＮＣ装置３６からのアナログ電圧信号に基づいてアシストガスの圧力（換言すれば、アシストガスの供給量）を調整する空電レギュレータ３３とが介挿されている。
【００３９】
また、サーボコントロール部３７は、ＮＣ装置３６からの制御信号に基づいて、図４を参照して説明したＸ軸モータ７、Ｙ軸モータ９およびＺ軸モータ１１を制御し、それにより、プラズマトーチ６のＺ方向における位置（つまり、ピアッシング時や切断時の高さ）や、プラズマトーチ６のＸＹ方向への移動（つまり移動経路）を制御するようになっている。
【００４０】
プラズマ電源ユニット１３は、それの一方の端子（マイナス端子）が、トーチケーブル１２を介してトーチ６の電極１５に接続され、他方の端子（プラス端子）が、母材ケーブル１４を介して板材Ｗ（もしくは切断定盤２）に接続され、それにより、プラズマトーチ６の電極１５と板材Ｗとの間に電圧（以下、「プラズマアーク電圧」と言う）を印加してアーク電流を供給することができるようになっている。プラズマ電源ユニット１３は、ＮＣ装置３６からの電流指令信号（つまり指定されたアーク電流値）に基づいて、プラズマトーチ６に供給するアーク電流の値を制御する。また、プラズマ電源ユニット１３は、定期的に又は所定のタイミングで、プラズマアーク電圧の値を切断高さコントロール部４０に入力する。
【００４１】
切断高さコントロール部４０は、ＮＣ装置３６に通信可能に接続されており、プラズマ電源ユニット１３から入力されるプラズマアーク電圧値に基づいて、プラズマトーチ６の高さを演算し、演算された高さを表す高さ信号をＮＣ装置３６に入力する。
【００４２】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）機能と、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ＡｉｄｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）機能とを備えたコンピュータシステムである（これは、ＣＡＤ機能やＣＡＭ機能を発揮するためのソフトウェアがイントールされたパーソナルコンピュータであっても良いし、ＣＡＤ機能及びＣＡＭ機能を発揮するための専用マシンであっても良く、ＮＣ装置３６などを含むプラズマ切断装置１から物理的に切り離された独立のマシンであってもよいし、ＮＣ装置３６などと通信ネットワークなどで通信可能に接続されたマシンであってもよいい）。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、板材Ｗから切り出す製品の形状に関するデータ（以下、「製品形状データ」と言う）を作成したり、その製品形状データ等に基づいて、ＮＣ装置３６をしてプラズマアーク切断の切断状態を制御させるためのコンピュータプログラム（以下、「切断制御プログラム」と言う）を作成したりする。作成された切断制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体又は通信ネットワーク等の所定の媒体を介して、ＮＣ装置３６に入力される（切断制御プログラムの具体的な内容等については後述する）。
【００４３】
ＮＣデータベース３９には、切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力を含む切断状態を制御するために用いられる条件に関する数値（以下、「制御設定値」と言う）が記録された制御設定テーブルが格納されている。制御設定テーブルは、切断条件（例えば、板材の材質、板厚、ノズル径、外形切断か穴切断か、穴の場合には穴径と板厚との比率などの組み合わせ）の様々なバリエーションにそれぞれ対応した最適な制御設定値を記録しており、切断制御プログラムを実行するを用いてＮＣ装置３６よって参照すされることにより、その切断制御プログラムに従って行われるべき切断に際して、そのときの具体的な切断条件に対応した最適の設定すべき制御設定値を選択してＮＣ装置３６に設定識別することができるようになっている（制御設定テーブルの具体的な内容については後述する）。
【００４４】
ＮＣ装置３６は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８によって作成された切断制御プログラムを入力し、その切断制御プログラムを用いて、ＮＣデータベース３９内の制御設定テーブルを参照することにより、その切断制御プログラムが指定する切断条件に対応したに際して用いるべき最適な制御設定値を選択して、これを切断で用いるべき制御設定として設定識別する。そして、ＮＣ装置３６は、その切断制御プログラムに従って切断を行うときに、設定識別された制御設定値に基づいて、切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力を含む切断状態を制御する。具体的には、切断速度を制御する場合、ＮＣ装置３６は、サーボコントロール部３７に任意値の制御信号を入力することで、サーボコントロール部３６をしてプラズマトーチ６の切断速度を制御させる。また、ＮＣ装置３６は、プラズマ電源ユニット１３に任意値の電流指令信号を入力することで、プラズマ電源ユニット１３をしてプラズマトーチ６に供給するアーク電流の値を制御させる。また、ＮＣ装置３６は、電磁開閉弁２８、３２にＯＮ／ＯＦＦ信号を入力し且つ空電レギュレータ２９、３３に任意値のアナログ電圧信号を入力することにより、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力を制御する。
【００４５】
以上が、本実施形態に係るプラズマ切断装置１の概要である。次に、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８によって作成される切断制御プログラムを説明する。
【００４６】
図７は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８によって作成される切断制御プログラムの一例を示す。
【００４７】
切断制御プログラム７００には、この切断制御プログラム７００に従って行なわれる切断作業において使用される板材Ｗの材質、板厚、及びプラズマトーチ６のノズル径（例えば直径）の組合せによって決定される切断条件コード（以下、「Ａコード」と言う）と、その切断作業で切出すべき複数（又は１つ）の製品にそれぞれ対応した複数の製品切断制御情報２００、２００、…とが記述されている。
【００４８】
Ａコードは、図８に例示するテーブル、すなわち、板材Ｗの材質（例えば、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなど）、板厚（ｍｍ）、及びノズル径（ｍｍ）の組合せ毎に予め所与の割り当てられたＡコードが記述されているＡコード割付テーブルを参照することにより決定されるものである。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、板材Ｗの材質、板厚、及びノズル径をユーザに入力させ、ユーザから入力された板材Ｗの材質、板厚、及びノズル径に対応したＡコードをＡコード割付テーブルから抽出する（Ａコード割付テーブルは、例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８内部又は外部の図示しない記憶装置に格納されている）。なお、１つの切断制御プログラム７００に記述されるＡコードの数は、図８の例では１つである。よって、この切断制御プログラム７００に従って行なわれる切断作業では、終始、同一の板厚及び板質の板材Ｗと、同一径のノズルが使用されることになる。しかし、例えば、一つの切断制御プログラム７００によって実行される切断作業の途中で、その切断で使用されたノズルを径の異なる別のノズルに交換する、又は使用する板材Ｗを別の板厚（又は板質）のものに変える等が行なわれる場合には、同一の切断制御プログラム７００にＡコードが複数個記述されることがある。
【００４９】
製品切断制御情報２００の数は、この切断作業で切出される製品の総個数と同じである。例えば、切出される製品の種類が１種類であって、切出す製品の個数が２０個であれば、製品切断制御情報２００の数（つまり切出される製品の総個数）は２０であるし、また、切出される製品の種類が２種類であって、それぞれの製品の個数が１０個であれば、製品切断制御情報の数は２０である。複数の製品切断制御情報２００、２００、…は、例えば、製品の切出し順序と同じ順序で並んでいる。
【００５０】
各製品の製品切断制御情報２００には、製品の形状を構成する要素形状（例えば、２つの穴を持った製品の場合、１つの外形と２つの穴の３つの要素形状からその製品の形状が構成される）毎に、その要素形状の種類が外形か穴か（穴であればどのレベルの穴か）を表す要素形状コード（以下、「Ｔコード」と言う）と、その要素形状の詳細制御情報３００とが含まれている。例えば、１つの穴と１つの外形を持った製品の場合、その穴のＴコードと詳細制御情報３００と、外形のＴコードと詳細制御情報３００とが、その製品の製品切断制御情報２００に含まれている。１つの製品が有する複数の要素形状のＴコードと詳細制御情報３００とのセットは、それら要素形状が切出される順序に従って並んでいる。穴と外形を持つ製品の場合、穴を切断した後に外形を切断するので、穴のＴコードと詳細制御情報３００とのセットの後に、外形のＴコードと詳細制御情報３００とのセットが並ぶ。
【００５１】
Ｔコードは、前述したように、要素形状が外形であるか穴であるか、穴であるならばどのレベルの穴であるかを表すコードである。穴のレベルは、板材Ｗの板厚に対する穴の径の比率（以下、「穴比率」と略記する）に応じて複数、例えば３つある。第１の穴レベルは、穴比率が最も大きい（すなわち、板厚が一定ならば穴径が最も大きい、或いは、穴径が一定ならば板厚が最も小さい）ことを表すレベルである（以下、このレベルを「大レベル」と言う）。第２の穴レベルは、穴比率が最も小さい（すなわち、板厚が一定ならば穴径が最も小さい、或いは、穴径が一定ならば板厚が最も大きい）ことを表すレベルである（以下、このレベルを「小レベル」と言う）。第３の穴レベルは、穴比率が大レベルと小レベルの間であることを表すレベルである（以下、このレベルを「中レベル」と言う）。
【００５２】
この実施形態では、Ｔコードは４種類ある。第１のＴコードは、製品の外形であることを示すものである（図では「Ｔ０」と記載）。第２のＴコードは、大レベルの穴であることを示すものである（図では「Ｔ１」と記載）。第３のＴコードは、中レベルの穴であることを示す（図では「Ｔ２」と記載）。第４のＴコードは、小レベルの穴であることを示すものである（図では「Ｔ３」と記載）。
【００５３】
これら４種類のＴコードのうちどの種類のＴコードを採用するかは、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８が、穴の径を含んだ製品形状データと板材Ｗの板厚とをユーザに入力させ、その入力されたデータに基づいて決定する。
【００５４】
要素形状毎に書かれている詳細制御情報３００は、その要素形状を切断するときにプラズマ切断装置１の切断定盤２（つまりテーブル）上のどの位置でどのような種類の動作をどの順で行なうかを詳細に指示した制御情報である。具体的には、例えば、詳細制御情報３００には、動作種類として、ピアッシングを指示するコード及びピアッシングする位置の切断定盤２上での座標、次に、プラズマトーチ６を移動させること（つまり切断）を指示するコード及びそのときの移動経路（切断経路）を表す座標、そして最後に、プラズマアークの発生を停止して切断を終了することを指示するコード及びその切断終了位置の切断定盤２上での座標等が記述されている。
【００５５】
このような切断制御プログラム７００が、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８から出力されてＮＣ装置３６に入力されたときは、ＮＣ装置３６は、その切断制御プログラムに含まれているＡコード及びＴコードを用いて、ＮＣデータベース３９内の制御設定テーブルを参照することにより、切断に際して最適な制御設定値を選択して設定することができる。
【００５６】
図９は、制御設定テーブルの一例を示す。
【００５７】
制御設定テーブルには、複数のＡコード（すなわち、板材Ｗの板質、板厚及びノズル径の組合せ）にそれぞれ対応した複数の制御設定情報が記録されている。各制御設定情報には、第１〜第４のＴコード（すなわち、要素形状が外形か穴か、穴であればどのレベルの穴か）の各々に対応した複数種類の制御設定値が含まれている。複数種類の制御設定値としては、例えば、アーク電流値、切断速度、切断高さ（切断中のプラズマトーチの高さ）、ピアス高さ（ピアッシング時のプラズマトーチの高さ）、アシストガス流量（又は圧力）、及びプラズマガス番号がある（なお、プラズマガス番号は、プラズマガス流量又は圧力を示すものであり、例えば、ガス番号「１」は、０．９Ｍｐａを表し、ガス番号「２」は、０．６Ｍｐａを表す）。
【００５８】
この図に示す制御設定テーブルには、Ａコード毎に制御設定情報が記録されており、その制御設定情報に含まれている種々の制御設定値に基づいて、外形切断や穴切断の切断状態が制御される。Ａコードは、前述したように、板材Ｗの材質と、板厚と、ノズル径との組合せ毎に用意されたものである。従って、この実施形態では、板材Ｗの材質と、板厚と、ノズル径とに基づいて、外形切断や穴切断の切断状態が制御される。具体的には、例えば、切断対象の穴の径が同じであっても、板材Ｗの材質、板厚、及びノズル径のうちの一つでも異なれば、異なる切断状態で外形切断及び穴切断が行われる。
【００５９】
また、この図に示す制御設定テーブルでは、同一のＡコード（すなわち、板材Ｗの板質、板厚及びノズル径の組合せ）において、Ｔコード「Ｔ１」〜「Ｔ３」に対応した（つまり穴切断の）切断速度が、Ｔコード「Ｔ０」に対応（つまり外形切断）のそれよりも低く設定されている。また、同一のＡコードにおいて、Ｔコード「Ｔ１」〜「Ｔ３」に対応したアーク電流値とプラズマガス流量又は圧力とが、Ｔコード「Ｔ０」に対応のそれらよりも小さく設定されている。このため、穴切断のときは、外形切断のときに比べて、切断速度が低く、アーク電流の値が小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力が小さく制御される。
【００６０】
また、この図に示す制御設定テーブルでは、同一のＡコード（すなわち、板材Ｗの板質、板厚及びノズル径の組合せ）において、Ｔコード「Ｔ１」〜「Ｔ３」に対応した（つまり穴切断の）アシストガス流量又は圧力も、Ｔコード「Ｔ０」に対応の（つまり外形切断の）それよりも小さく設定されている。このため、穴切断のときは、外形切断のときに比べて、アシストガス流量又は圧力も小さく制御される。
【００６１】
また、この図に示す制御設定テーブルには、板厚に対する穴の径の比率が小さい程（つまり穴レベルが「小」のもの程）、低い切断速度、小さいアーク電流値、小さいプラズマガス流量又は圧力、及び小さいアシストガス流量又は圧力が記録されている。このため、穴切断では、板厚が同じ場合（例えばＡコードが同一の場合）には穴の径が小さいほど、一方、穴の径が同じ場合には板厚が大きいほど、切断速度が低く、アーク電流値が小さく、プラズマガス流量又は圧力が小さく、且つ、アシストガス流量又は圧力が小さく制御される。
【００６２】
以下、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８を使用して製品の製品形状データを作成してから、プラズマ切断装置１においてその製品が切出されるまでの流れを説明する。なお、その説明では、その流れを分かり易くするため、切断される板材Ｗは１枚とする。
【００６３】
（１）製品形状データの作成。
【００６４】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ユーザ操作により、切出す製品の形状のデザインに関する製品形状データを作成し、作成した製品形状データを所定の記憶装置（図示せず）に格納する。製品形状データは、例えば、ＤＸＦ（Ｄｒａｗｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ  Ｆｉｌｅ）と呼ばれる形式のデータであり、少なくとも、製品の外形の輪郭やサイズ（寸法）を表すデータが含まれている。また、製品の形状が、外形の他に、１又は複数の穴を有している場合には、製品形状データには、例えば、穴毎に、穴の輪郭や、穴の径や、製品の外形における穴の位置（座標）を表すデータが含まれている。
【００６５】
（２）切断制御プログラムの作成。
【００６６】
（２−１）製品形状データの入力。
【００６７】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ユーザに、板材Ｗから切り出す製品の製品形状データを入力させる。製品形状データの入力方法としては、例えば、予め登録されている１種類以上の製品形状データをディスプレイ画面に表示し、その１種類以上の製品形状データの中から、所望の１又は複数種類の製品形状データをユーザに選択させ、選択された１又は複数種類の製品形状データを、切出す製品の製品形状データとして入力する方法がある。
【００６８】
（２−２）板材Ｗのサイズ（縦横寸法）、材質、板厚、及びノズル径の入力。
【００６９】
また、切断制御プログラム７００を作成するために、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、その切断制御プログラム７００に従って行なわれる切断作業において切断する板材Ｗのサイズ（縦横寸法）、板材Ｗの材質、板材Ｗの板厚、及びプラズマトーチ６のノズル径もユーザに入力させる。
【００７０】
（２−３）ネスティング処理及び製品の切出し順序の決定。
【００７１】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、入力された製品形状データの種類毎に、その製品形状データが表す製品を切出す個数をユーザに入力させ、その後、ネスティング処理を実行する。
【００７２】
すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、入力された１又は複数種類の製品形状データと、その種類毎の製品切出し個数と、板材Ｗのサイズとに基づいて、板材Ｗから切り出される製品以外の部分（スクラップ）が最小となるように、切出す製品の切断ラインを板材Ｗ上に配置する。
【００７３】
また、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、製品の切り出し順序を決定する。
【００７４】
（２−４）Ａコード及び切出す製品毎の製品切断制御情報２００の決定。
【００７５】
まず、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ユーザから入力された板材Ｗの材質、板厚、及びノズル径を用いてＡコード割付テーブル（図８参照）を参照し、それら材質、板厚、及びノズル径の組合せに対応したＡコードを抽出する。
【００７６】
次に、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、切り出す製品毎に、製品切断制御情報２００を決定する。
【００７７】
すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、製品の切断対象毎に（つまり外形や穴といった要素形状毎に）Ｔコードを付与する。
【００７８】
具体的には、図１０に示すように、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ユーザから入力された製品形状データを参照して要素形状を認識し、その要素形状が外形か穴かを判断する（ステップＳ１）。その結果、外形であることが判断されたときは（Ｓ１でＹ）、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、上記認識された要素形状に対し、外形であることを表すＴコード「Ｔ０」を付与する（Ｓ２）。
【００７９】
Ｓ１において、上記認識された要素形状が穴であると判断された場合には（Ｓ２でＮ）、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ユーザから入力された板厚と、製品形状データに含まれているその穴の径とを用いて、その穴の穴比率（すなわち、板厚に対して穴の径が何倍になっているか）を算出し、算出された穴比率に基づいて、上記認識された要素形状に対して付与するＴコードを決定する。例えば、図１０に示すように、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、算出された穴比率が第１の閾値（例えば２．５）以上であれば（Ｓ３でＹ）、大レベルの穴であることを表すＴコード「Ｔ１」を付与し（Ｓ４）、その穴比率が第１の閾値（例えば２．５）未満且つ第２の閾値（例えば１．５）以上であれば（Ｓ３でＮ及びＳ５でＹ）、中レベルの穴であることを表すＴコード「Ｔ２」を付与し（Ｓ６）、その穴比率が第２の閾値（例えば１．５）未満であれば（Ｓ３でＮ及びＳ５でＮ）、小レベルの穴であることを表すＴコード「Ｔ３」を付与する。
【００８０】
以上のような手順で、製品の要素形状毎にＴコードを付与したら、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、製品の要素形状毎に、その要素形状を切断するときにプラズマ切断装置１の切断定盤２（つまりテーブル）上のどの位置でどのような種類の動作をどの順で行なうかを詳細に指示した詳細制御情報３００を決定する。
【００８１】
（２−５）切断制御プログラム７００の生成及び出力。
【００８２】
以上のようにして、Ａコードや、切出す製品毎の製品切断制御情報２００（すなわち、製品の要素形状毎のＴコードと詳細制御情報３００とのセットを含む情報）が決定したら、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、Ａコードや、切出す製品毎の製品切断制御情報２００や、製品の切出し順序を含んだ切断制御プログラム７００（図７参照）を生成する。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、その切断制御プログラム７００を、フレキシブルディスク等の可搬型の記録媒体に出力する、或いは、通信ネットワークを介してＮＣ装置３６に送信する。
【００８３】
（３）製品の切出し。
【００８４】
図１１は、製品の切出し処理におけるＮＣ装置の動作フローを示す。
【００８５】
ＮＣ装置３６に切断制御プログラム７００が入力されると（Ｓ１１）、ＮＣ装置３６は、その切断制御プログラム７００を参照して、製品の切出し順序、及びこれから切出す製品を特定する（Ｓ１２）。そして、ＮＣ装置３６は、その製品の切断作業を開始する。ここで、例えば、製品の形状に、外形だけでなく穴が含まれている場合は（Ｓ１３でＹ）、その製品の製品切断制御情報２００に指定されている順序に従って、製品の穴から切断される。
【００８６】
すなわち、ＮＣ装置３６は、Ｓ１１で入力された切断制御プログラム７００に記述されている、切断対象の穴に対応した詳細制御情報３００に基づいて、サーボコントロール部３７を制御し、プラズマトーチ６をピアッシング位置に移動させる。また、ＮＣ装置３６は、その処理と並行して（又はその処理の終了後に）、ＮＣデータベース３９内の制御設定テーブルを参照し、その制御設定テーブルから、Ｓ１１で入力された切断制御プログラム７００に含まれているＡコード（すなわち、切断される板材Ｗの板質及び板厚と、使用されるノズル径との組合せに対応したＡコード）と、切断対象の穴のＴコードとに対応した複数種類の制御設定値（例えば、切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力）を読み出し、読み出した複数種類の制御設定値を所定の記憶装置（例えばレジスタ）に設定する（Ｓ１４）。そして、ＮＣ装置３６は、その設定した制御設定値に基づいて切断状態を制御しつつ穴切断を行なう（Ｓ１５）。
【００８７】
具体的には、例えば、ＮＣ装置３６は、まず、設定された制御設定値の一つであるピアス高さになるようにプラズマトーチ６の高さを制御する。そして、ＮＣ装置３６は、切断対象の穴の詳細制御情報３００で定められている制御情報に基づいてピアッシング処理を行って、板材Ｗをピアッシングする。
【００８８】
次に、ＮＣ装置３６は、ピアッシングした位置において、Ｓ１４で設定した制御設定値の一つである切断高さになるように、プラズマトーチ６の高さを制御する。そして、ＮＣ装置３６は、Ｓ１４で設定した切断速度、且つ、切断対象の穴の詳細制御情報３００に書かれている移動経路（切断経路）でプラズマトーチ６を移動させることにより（例えば、ピアッシング位置から穴の輪郭上の所定の周回開始位置まで移動させ、その位置から、穴の輪郭に沿ってプラズマトーチ６を周回させることにより）、所定の径を持った穴を切断する。そして、そのプラズマトーチ６の移動中は、ＮＣ装置３６は、切断速度、プラズマトーチ６に供給されるアーク電流の値、プラズマガス流量（又は圧力）及びアシストガス流量（又は圧力）が、Ｓ１４で設定した切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力になり且つそれが維持されるように制御する。換言すれば、ＮＣ装置３６は、切断中（少なくとも、プラズマトーチ６の上記周回中）は、プラズマトーチ６の移動経路の曲率が変わったとしても、Ｓ１４で設定した切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力を別の数値に変更しないようにする（なお、ピアッシング時、ピアッシング位置から上記周回開始位置に移動するまで、又は、上記周回の終了位置に到達する時は、Ｓ１４で設定した制御設定値に基づく切断状態とは異なる切断状態で切断処理を行っても良い）。
【００８９】
以上のような手順で、ＮＣ装置３６は穴切断を行う。製品に穴が複数個ある場合には、その複数の穴の全てが切断されるまで、Ｓ１３〜Ｓ１５のステップが繰り返される。
【００９０】
なお、Ｓ１３〜Ｓ１５が繰り返される場合、穴のレベルが小さい程（つまり穴比率が小さい程）、切断速度が低く、アーク電流値が小さく、プラズマガス流量又は圧力も小さく、且つ、アシストガス流量又は圧力も小さく制御される。
【００９１】
さて、ＮＣ装置３６は、全ての穴についての切断が終了したら（又は製品の形状に穴が無ければ）（Ｓ１３でＮ）、外形切断を行う。その切断処理の流れは、穴切断のときと同様である。すなわち、ＮＣ装置３６は、Ｓ１１で入力された切断制御プログラム７００に含まれているＡコード（すなわち、切断される板材Ｗの板質及び板厚と、使用されるノズル径との組合せに対応したＡコード）と、切断対象である外形のＴコード「Ｔ０」とに対応した複数種類の制御設定値を、ＮＣデータベース３９内の制御設定テーブルから読み出して設定する（Ｓ１７）。そして、ＮＣ装置３６は、Ｓ１７で設定した切断速度、且つ、切断対象の外形の詳細制御情報３００に書かれている移動経路でプラズマトーチ６を移動させることにより、外形を切断する（Ｓ１８）。そして、そのプラズマトーチ６の移動中は、ＮＣ装置３６は、切断速度、プラズマトーチ６に供給されるアーク電流値、プラズマガス流量（又は圧力）及びアシストガス流量（又は圧力）が、Ｓ１７で設定した切断速度、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力になり且つそれが維持されるように制御する。
【００９２】
ＮＣ装置３６は、切出す製品が残っていれば（Ｓ１９でＹ）、以上のＳ１２〜Ｓ１８の処理を行い、全ての製品について切断を行ったら（Ｓ１９でＮ）、処理を終了する。
【００９３】
以上が、本実施形態についての説明である。
【００９４】
なお、この実施形態において、穴切断では、板厚に対する穴の径の比率に応じて制御設定値（すなわち、切断速度やアーク電流値等）が段階的に変更されるが、それに代えて、無段階で変更されても良い。具体的には、例えば、穴比率と各種制御設定値（切断速度やアーク電流値等）との対応関係を表した線形のグラフデータをＮＣデータベース３９に登録し、そのグラフデータに基づいて、穴切断での制御設定値が決定されても良い。
【００９５】
また、ＮＣ装置３６は、ディスプレイ画面を有していて、Ｓ１４及びＳ１７で制御設定値を設定したときに、その制御設定値をディスプレイ画面に表示し、その制御設定値を承認するか否かをユーザに入力させたり、或いは、その表示された制御設定値を手動で変更させたりしても良い。
【００９６】
また、図９の制御設定テーブルに示すように、外形切断には、高速モードと、高速モードのよりも切断速度が低い（更に、例えば、アーク電流値、プラズマガス流量又は圧力、及びアシストガス流量又は圧力の少なくとも１つが小さい）低速モードとが用意されていて、その場合、ＮＣ装置３６は、高速モードと低速モードのどちらにするかを、外形の形状等に基づいて自動で選択しても良いし、或いはユーザによる手動で選択しても良い。高速モードの場合は、必ず、穴切断のときよりも、切断速度が高く、アーク電流の値が大きく、プラズマガス流量又は圧力が大きく、且つ、アシストガス流量又は圧力が大きくなるように制御される（低速モードの場合は、必ずしもそうではない）。
【００９７】
以上、上述した実施形態によれば、穴切断のときは、外形切断のときに比べて、切断速度が低く、アーク電流値が小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力が小さく制御される。このように、穴切断のときには、外形切断のときに比べて切断速度が低くされるので、切断遅れが切断品質に与える影響を小さくすることができる。また、その切断速度の低下に従って、アーク電流の値、及びプラズマガス流量又は圧力が小さくされるので、穴切断のときは、外形切断のときに比べてプラズマアークのガス噴流が弱くなり、それ故、切断遅れ、プラズマアークに対する左右側の圧力バランス、ノズルの劣化、及び切断面に生じ得うる凹凸（以下、「切断遅れ等」と言う）による切断品質への悪い影響を小さくすることができる（例えば、切断面に生じ得る凹凸を目立たないように小さく或いは実質的に無くすことができる）。
【００９８】
また、上述した実施形態によれば、更に、穴切断のときは、外形切断のときに比べて、アシストガス流量又は圧力も小さく制御される。これにより、切断遅れ等による切断品質への悪い影響をより小さくすることが図れる。
【００９９】
また、上述した実施形態によれば、板厚に対する穴の径の比率が小さい程、切断速度が低く、アーク電流の値が小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力が小さく制御される（更には、アシストガス流量又は圧力も小さく制御するようになっている）。板厚が同じであっても穴の径が小さかったり、穴の径が同じであっても板厚が大きかったりすると、切断遅れ等が切断品質に与える悪い影響の度合いは大きい。この実施形態によれば、前述したように、穴比率が小さい程、切断速度が低く、アーク電流の値が小さく、且つ、プラズマガス流量又は圧力が小さく制御されるので、穴の切断品質をより良好にすることができる。
【０１００】
また、上述した実施形態によれば、板材Ｗの材質、板厚、及びプラズマトーチ６のノズル径に基づいて、切断するときの切断状態が制御される。これにより、板材Ｗの材質、板厚、及びノズル径に応じたより適切な切断状態で外形切断及び穴切断が行なわれるので、製品の切断品質をより良好にすることが図れる。
【０１０１】
また、上述した実施形態によれば、制御装置３６が、外形及び穴の切断中（例えば、少なくともプラズマトーチ６の周回中）、その切断の進行に伴ってプラズマトーチ６の移動経路の曲率が変わっても、切断状態を実質的に一定に維持するようになっている（つまり、一度設定した制御設定値を変更しないようになっている）。これにより、切断中の切断状態の切り替えによって起こり得る切断品質の悪化を未然に防ぐことができる。
【０１０２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の種々の形態でも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】切断遅れが生じた場合の切断面を示す図。
【図２】穴を切断した場合の断面の一例を示す図。
【図３】穴切断のときの移動経路と切断の結果穴に生じる凹凸を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係るプラズマ切断装置の全体の外観を示す図。
【図５】プラズマトーチ６の断面図。
【図６】本実施形態に係るプラズマ切断装置１の構成を示すブロック図。
【図７】ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８によって作成される切断制御プログラムの一例を示す図。
【図８】Ａコード割付テーブルの一例を示す図。
【図９】制御設定テーブルの一例を示す図。
【図１０】要素形状に付与するＴコードを判断するときのフローチャート。
【図１１】製品の切出し処理におけるＮＣ装置の動作フローを示す図。
【符号の説明】
１…プラズマ加工機、２…切断定盤、３…フレーム、４…走行ビーム、５…キャリッジ、６…プラズマトーチ、７…Ｘ軸モータ、８…Ｘ軸レール、９…Ｙ軸モータ、１０…Ｙ軸レール、１１…Ｚ軸モータ、１２…トーチケーブル、１３…プラズマ電源ユニット、１４…母材ケーブル、１５…電極、１６…ノズル、１７…第１ノズルキャップ、１８…第２ノズルキャップ、１９…プラズマガス通路、２０…冷却水通路、２１…アシストガス通路、２２…耐熱インサート、２３…ノズルオリフィス、２４…シールドキャップ、２５…噴出口、２６…プラズマガス供給ライン、２７…プラズマガス供給装置、２８及び３２…電磁開閉弁、２９及び３３…空電レギュレータ、３０…アシストガス供給ライン、３１…アシストガス供給装置、３４…プラズマガススワラ、３５…アシストガススワラ、３６…ＮＣ装置、３７…サーボコントロール部、３８…ＣＡＤ／ＣＡＭ装置、３９…ＮＣデータベース、４０…切断高さコントロール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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