(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを切断或いは溶接するプラズマ加工機において、
ワークピースに最も近づいた時に前記ワークピースに接触することになるキャップを備えたプラズマトーチと、
前記ワークピースと前記キャップとが接触したことを検出する検出回路と
を備え、
前記プラズマトーチは、
プラズマアークを噴出するノズルが取付けられたトーチ本体と、
前記キャップに接続される、前記キャップが前記ワークピースに接触したか否かを検出するための電気信号を伝達するための信号線と
を備え、
前記キャップは、前記ノズルの先端部に被せられるノズル保護のためのシールドキャップであり、前記ノズルとは電気的に絶縁されており、
前記検出回路は、前記ワークピースに接続され、且つ、スイッチを介して前記信号線に接続されている、
プラズマトーチ。
【請求項２】
前記キャップは、前記ワークピースと向き合う先端面にある開口部と、前記ワークピースと接触するための突起とを有し、前記突起が前記ワークピースに接触しても、前記開口部を有する面それ自体が、前記ワークピースに接触しないようになっている、
請求項１記載のプラズマ加工機。
【請求項３】
ノズルが取り付けられたトーチ本体と、前記ノズルの外側にて前記トーチ本体に取付けられるキャップと、前記キャップに接続される、前記キャップが前記ワークピースに接触したか否かを検出するための電気信号を伝達するための信号線とを備えたプラズマトーチで使用される前記キャップにおいて、
前記ワークピースと向き合う先端面にある開口部と、
前記プラズマトーチが前記ワークピースに最も近づいた時に、前記ワークピースと接触するための突起と
を有し、
前記突起が前記ワークピースに接触しても、前記開口部を有する面それ自体が、前記ワークピースに接触しないようになっている、
キャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、プラズマアーク切断又はプラズマアーク溶接のためのプラズマトーチに関わり、特に、ワークピースからのプラズマトーチの高さを設定するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマアーク加工、例えばプラズアーク切断では、ワークピース（被接断部材）表面からのプラズマトーチ先端（ノズル）の高さ（「スタンドオフ」と呼ばれる）を適正値で一定に保つことが、良好な切断品質を得る上で重要である。一定スタンドオフを維持するための制御方法としては、スタンドオフの高低に従ってアーク長が増減することで変化するアーク電圧を利用する制御方法（ＡＶＣ（Arc Voltage Control又はAutomatic Voltage Control）と呼ばれている）が一般的である。
【０００３】
ＡＶＣにおけるプラズマアーク切断の工程では、アークが発生すればアーク電圧によりスタンドオフを検出することができるが、アーク発生前には当然アーク電圧を利用できないので、何らかの方法で切断開始時のスタンドオフ（以下、初期高さ）を設定する必要がある。切断工程におけるスタンドオフは、ワークピースの板厚により変化し、また、板厚が同じであってもワークピースの傾きや反り等によって変化するので、初期高さは、１つの切断工程を終えて新たに切断を開始する毎に設定される必要がある。初期高さの設定は、切断工程におけるスタンドオフを設定する上で重要である。
【０００４】
初期高さの設定では、ワークピースの位置を検出するためのセンサ（「イニシャルハイトセンサ」と呼ぶ）が用いられる。イニシャルハイトセンサは、一般に、トーチの近傍に設けられており、トーチとの相対位置が予め決められている。そのセンサを用いた初期高さの設定では、センサがワークピースと接触する等により検出されるワークピースの位置に基づいて初期高さを設定する。具体的には、特開昭59-16668号、実開平4-120315号、又は特開平11-226741号に開示されている方法がある。
【０００５】
（ａ）特開昭59-16668号では、上下に昇降できる接触型のセンサをイニシャルハイトセンサとしてトーチの側方に取付け、そのセンサを下降させてワークピースに接触させることにより検出されるスタンドオフを利用して初期高さを設定する、という方法が開示されている。
【０００６】
（ｂ）実開平4-120315号では、接触型のセンサを、上下動だけでなくその上下の移動ラインを軸に回転運動できるアームに取付けることで、トーチからその真下のワークピースまでの高さを検出できるようにし、その検出した高さを利用して初期高さを設定する、という方法が開示されている。
【０００７】
（ｃ）特開平11-226741号では、トーチとそのトーチを保持するホルダとを、バネによって相対移動可能な状態で結合し、トーチをワークピースに接触させた時に、トーチとホルダとが相対的に移動することを検出して初期高さを設定する、という方法が開示されている。
【０００８】
（ｄ）また、特開平11-226741号では、その従来技術としてトーチのノズルとワークピースとの間に、数ボルトの電圧を印加し、ノズルとワークピースが接触したときに、ノズルとワークピースとの間に電流が流れたこと（又は電圧が低下したこと）を検出することを利用して初期高さを設定する、という方法も開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の初期高さ設定方法（ａ）〜（ｄ）には、それぞれ次のような問題がある。
【００１０】
すなわち、上記（ａ）、（ｂ）の初期高さ設定方法では、トーチ近傍にイニシャルハイトセンサを設ける必要があり、切断中にそのセンサをトーチよりも上方に回避させたとしても、切断中に飛散するヒュームやスパッタがセンサに届くことがあり、そのせいでセンサが劣化してしまう。また、ワークピース表面の状態は清浄では無い為、センサがワークピースに接触すると、センサが汚れてしまって次の初期高さ設定では誤動作が起こり易くなってしまう。また、初期高さを設定する度に、センサの上下動を行なわなければならず、その動作時間が切断工程の所要時間として実質的な所要時間に加算されてしまうので、実際の切断工程に要する時間が長くなり、そのため、生産性が低下してしまう。
【００１１】
上記（ｃ）の初期高さ設定方法では、センサが、トーチ近傍にはないが、トーチを保持するホルダ内にあるため、ホルダのケーシングの隙間からホルダ内にヒューム（粒径が数〜数十μｍの酸化鉄の微粉末であり、僅かな隙間でも侵入する）が侵入してセンサの耐久性や信頼性が低下させる虞がある。
【００１２】
このように、上記（ａ）〜（ｃ）のいずれの初期高さ設定方法にしても、プラズマトーチ近傍又はホルダ内部にセンサを設ける事は、トーチ近傍又はホルダ内部には切断中にヒュームが飛散して来る事を考慮すると、イニシャルハイトセンサの信頼性或いは耐久性の観点から望ましくないと言える。
【００１３】
上記（ｄ）の初期高さ設定方法では、上記特開平11-226741号に問題点として記載されている通り、ワークピース表面が塗装によって電気的に絶縁された状態では初期高さの設定は不可能である。また、上記（ｄ）の初期高さ設定方法では、プラズマトーチのノズルをイニシャルハイトセンサとしているが、ノズルを保護するシールドキャップがトーチに設けられている場合は、ノズルよりも先にシールドキャップがワークピース表面に接触する。シールドキャップは、ノズル保護のためにノズルとは電気的に絶縁されているので、シールドキャップが邪魔になって、ノズルとワークピースとの間に電流が流れたこと（又は電圧が低下したこと）を検出することができない。故に、プラズマトーチにシールドキャップが設けられている場合は、上記（ｄ）の初期高さ設定方法を利用することができない。
【００１４】
また、上記（ａ）〜（ｄ）のいずれの初期高さ設定方法においても、センサ又はトーチ（ノズル）を下降させてワークピースに接触させるが、その下降速度が速すぎると、ワークピースと接触したことを検出してからセンサ又はトーチの下降を停止するまでの間に、センサ又はトーチがワークピースを押し下げてしまうために、正確なワークピース位置を検出することができない。故に、正確にワークピース位置を検出できるようにするためには、センサ又はトーチの下降速度を遅くする必要がある。このため、初期高さの設定にかかる時間が長くなり、全体として実際の切断工程に要する時間が長くなってしまうので、生産性が低下する。
【００１５】
従って、本発明の目的は、プラズマアーク切断によって飛散するヒュームやスパッタの影響を受けることなく、初期高さ設定を行なえるようにすることにある。
【００１６】
本発明の別の目的は、ワークピース表面に電気絶縁の塗装が施されていても、初期高さ設定を行なえるようにすることにある。
【００１７】
本発明のまた別の目的は、シールドキャップを有するトーチであっても、初期高さ設定を行なえるようにすることにある。
【００１８】
本発明の更にまた別の目的は、比較的短い時間で初期高さ設定を行なえるようにすることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面に従うプラズマトーチは、プラズマアークをノズルから噴出して、ワークピースを切断或いは溶接するプラズマトーチであって、ノズルが着脱可能に取付けられ、プラズマ加工機に組み込まれた時にワークピースに対して移動自在に配置されることになるトーチ本体と、トーチ本体にノズルの外側にて取付けられ、プラズマトーチがワークピースに最も近づいた時にワークピースに接触することになるキャップと、そのキャップに接続される、キャップがワークピースに接触したか否かを検出するための電気信号を伝達するための信号線とを備えている。
【００２０】
本発明によれば、ワークピースとプラズマトーチのキャップとが接触した時に生じるワークピースとキャップとの電気的導通を検出することができるので、プラズマトーチがキャップ（例えばシールドキャップ）を有していても、プラズマトーチの初期高さ設定を行なうことができる。
【００２１】
好適な実施形態では、信号線がトーチ本体に内蔵されている。
【００２２】
本発明の第２の側面に従うキャップは、プラズマ加工機に組み込まれた時にワークピースに対して移動自在に配置されることになるトーチ本体に取付けられるノズルと、そのノズルの外側にてトーチ本体に取付けられるキャップと、そのキャップに接続される、そのキャップがワークピースに接触したか否かを検出するための電気信号を伝達するための信号線とを備えたプラズマトーチで使用される上記キャップであって、プラズマトーチがワークピースに最も近づいた時にワークピースと接触するための突起を有している。
【００２３】
好適な実施形態では、突起が、ワークピースと接触する先端へ向かって尖った形状を有している。
【００２４】
本発明の第３の側面に従う、プラズマトーチの初期高さ設定方法は、プラズマトーチをワークピースに向けて比較的高速に下降させるステップと、プラズマトーチ先端とワークピースとが接触してプラズマトーチとワークピースとが電気的に導通したことを検出するステップと、その電気的導通を検出したときにプラズマトーチの下降を停止するステップと、その停止したプラズマトーチを上昇させてワークピースから離すステップと、離した位置からそのプラズマトーチをワークピースに向けて比較的低速に下降させるステップと、その下降ステップにより、プラズマトーチ先端とワークピースとが接触してプラズマトーチとワークピースとが電気的に導通したことを検出したら直ちにプラズマトーチの下降を停止するステップと、その停止した位置に基づいてプラズマトーチを所定距離だけ上昇させるステップとを有する。
【００２５】
本発明の第４の側面に従う、プラズマトーチの初期高さ設定方法は、プラズマトーチをワークピースに向けて比較的高速に下降させるステップと、プラズマトーチ先端とワークピースとが接触してプラズマトーチとワークピースとが電気的に導通したことを検出するステップと、その電気的導通を検出したときにプラズマトーチの下降を停止するステップと、その停止したプラズマトーチを比較的低速に上昇させるステップと、その上昇によって電気的導通がなくなったことを検出したら直ちにそのプラズマトーチの位置を計測するステップと、その計測したプラズマトーチの位置に基づいてプラズマトーチを所定距離だけ更に上昇させるステップとを有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマ加工機の斜視図を示す。
【００２７】
作業ステージ１０３にワークピース１０１たる鋼板が水平に載置される。作業ステージ１０３に対して、Ｙキャリッジ１０５がＹ方向へ水平移動できるように設置されている。このＹキャリッジ１０５からＸ方向へガイドレール１０７が張り出し、このガイドレール１０７上を水平にＸ方向へＸキャリッジ１０９が移動できるようになっている。Ｘキャリッジ１０９には、Ｚ（鉛直）方向へ移動するＺキャリッジ１１１が取付けられ、このＺキャリッジ１１１に、後に詳述するプラズマトーチ１が真下を向いて固定されている。プラズマトーチ１は、ワークピース１０１を加工している間、上記のキャリッジ１０５、１０９、１１１からなるＸＹＺ移動系統によって、ワークピース１０１に対し一定のスタンドオフ（ワークピース１０１上面からトーチ１先端までの距離）を保った状態で、製品形状に合った加工ラインに沿ってＸ及びＹ方向へ水平移動させられる。
【００２８】
図２は、プラズマトーチ１の全体的な構成を示し、図３は、プラズマトーチ１の先端部の拡大図である。
【００２９】
プラズマトーチ１は、全体として概略的に円筒形であり、その基端側部分を構成し、図１に示したＺキャリッジ１１１に固定されるトーチ本体２と、このトーチ本体２の先端部分に着脱自在に取付けられている複数の部品とから構成されている。トーチ本体２は、トーチ軸心から外側に向かって順に、導水管１６、インナースリーブ１７、環状絶縁体９７、アウタースリーブ１５、ノズル台座９５、固定リング９９、トーチ外筒１００等から構成されている。このトーチ本体２に着脱自在に取付けられる部品には、トーチ軸心から外側に向かって順に、電極３、絶縁ガイド１３、ノズル５、絶縁リング１９、シールドキャップ７、リテーナキャップ１３及び回転リング１１がある。以下、詳細に説明する。
【００３０】
トーチ本体２の中心軸位置に、電極３内部へ冷却水を導入するための断面円形の導水管１６が配置されている。導水管１６の外周に、これと同軸の位置関係で、円筒形の金属製のインナースリーブ１７が嵌められており、このインナースリーブ１７の先端部の内側に、円筒形の電極３が嵌め込まれている。この電極３のアーク発生点となる部分には、ハウニウム製などの耐熱インサート４が取付けられている。
【００３１】
電極３とノズル台座９５とを電気的に絶縁するための環状絶縁体９７が嵌められている。インナースリーブ１７の基端部分の外周には、絶縁体である円筒形のアウタースリーブ１５が嵌められており、アウタースリーブ１５の基端部分の外周には金属製の円筒形の固定リング９９が嵌められている。固定リング９９は、トーチ本体２の外殻を構成するトーチ外筒１００の先端に固定されている。インナースリーブ１７と固定リング９９は、絶縁体のアウタースリーブ１５によって電気的に絶縁されている。
【００３２】
アウタースリーブ１５の先端部には、金属製の短円筒状のノズル台座９５が固定され、このノズル台座９５の先端部に、先端に向かってテーパーした概略円筒形のノズル５が取付けられている。ノズル５は、電極３と同軸の位置関係で、電極３の外側に被さっており、耐熱インサート４の正面となるノズル先端部の中心軸位置に、プラズマアークを細く絞って前方へ噴出するためのノズルオリフィス５Ａを有している。ノズル７と電極３との間には、両者を電気的に絶縁するための円筒形の絶縁ガイド１３が嵌め込まれている。
【００３３】
ノズル５の先端部に、ワークピース１０１やワークピース１０１から吹き上がる溶融金属などからノズル５を保護するための金属製の短円筒形のシールドキャップ１１が被せられている。ノズル５とシールドキャップ７との間には、両者を電気的に絶縁するための絶縁リング１９が嵌め込まれている。この構造の外側に、先端へ向かってテーパーした円筒形の金属製のリテーナキャップ９が被せられている。
【００３４】
ノズル５の外周のリテーナキャップ９に囲まれた空間１８は、ノズル５を冷却する冷却水ジャケットを構成するための冷却水通路である。この冷却水通路１８は、前述した導水管１６から電極３内に供給された冷却水が、図示しない流路を通って流入する。この冷却水通路１８を流れた冷却水をトーチ外へ排出するために、排水管２０がアウタースリーブ１５を貫通して延びている。この排水管２０は、ノズル台座９５に結合し、ノズル台座９５内の図示しない孔を通じて、上述した冷却水通路１８に連通している。
【００３５】
リテーナキャップ９の基端部の外側に、金属製の円筒形の回転リング１１が嵌められている。回転リング１１の先端部に内側へ曲がって形成された環状爪１１Ｂが、リテーナキャップ９の基端部に形成されたフランジ９Ｂに係合しており、それにより、回転リング１１がリテーナキャップ９を引き上げている。また、前述したように、アウタースリーブ１５の基端部の外周に円筒形の固定リング９９が嵌められている。そして、固定リング９９の外周に形成された雄螺子（図示しない）に対して、回転リング１１の内周に形成された雌螺子（図示しない）が結合されている。回転リング１１をトーチ中心軸を中心にして回転させることにより、回転リング１１と固定リング９９との螺合を締めたり緩めたりすることができる。回転リング１１を固定リング９９に最も締め込んだ状態で、回転リング１１によってリテーナキャップ９がこのトーチ１に引き付けられて固定される。
【００３６】
リテーナキャップ９の先端部にある環状爪９Ａが、シールドキャップ７の基端部にあるフランジ８に係合しており、それにより、リテーナキャップ９が、シールドキャップ７、絶縁リング１９、ノズル５、絶縁ガイド１３及び電極３などの着脱自在部品のセットをトーチ本体２に引き付けて固定している。
【００３７】
また、このプラズマトーチ１には、プラズマアークを発生させる為のプラズマ電源２３が接続される。プラズマ電源２３のマイナス極は、電極３と通電可能なインナースリーブの基端部の箇所９３に接続され、プラス極は、ワークピース１０１に接続され、パイロットアーク用の端子Ｐは、ノズル５と通電可能な排水管２０の箇所９１に接続される。この構成により、プラズマ電源２３の高周波電圧によって、電極３とノズル５との間にパイロットアークが発生し、更に、電極３とワークピース１０１との間にメインアークが発生する。
【００３８】
更に、このプラズマトーチ１には、ワークピース１０１との接触を検出する為の検出回路２９が接続されている。この検出回路２９と接続するための信号線２５が、トーチ外筒１００の内側に収容されており、リテーナキャップ９を固定する回転リング１１が取付けられた固定リング９９の基端部の箇所に結合されている。
【００３９】
本実施形態におけるプラズマトーチ１の初期高さ設定では、後に詳述するが、プラズマトーチ１を下降させ、プラズマトーチ１の先端とワークピース１０１とを接触させることでワークピース１０１を検出し、その検出に基づいて初期高さを設定するようにする。この方法で初期高さ設定を行なうにあたり、プラズマトーチ１には以下の工夫が施されている。
【００４０】
このプラズマトーチ１には、前述したように信号線２５がトーチ外筒１００の内側に収容されている。信号線２５は、固定リング９９、回転リング１１、リテーナキャップ９を介して、シールドキャップ７に通電可能な状態にある。信号線２５は、スイッチＳを介して、シールドキャップ７とワークピース１０１とが接触したことを検出する検出回路２９に接続されている。検出回路２９は、抵抗３３と直流電源（例えばＤＣ２４Ｖの電源）３１とが直列に接続されており、それらと電圧変化検出装置２７とが並列に接続された回路構成になっている。直流電源３１のプラス極が、電圧変化検出装置２７のプラス端子及び信号線２５に接続されており、直流電源３１のマイナス極が、電圧変化検出装置２７のマイナス端子及びワークピース１０１に接続されている。この構成により、シールドキャップ７とワークピース１０１との間にＤＣ２４Ｖを印加でき、シールドキャップ７とワークピース１０１とが接触すると、ワークピース１０１、シールドキャップ７、リテーナキャップ９、回転リング１１、固定リング９９、及び信号線２５を介して電流が流れることで、シールドキャップ７とワークピース１０１との間の電圧差がゼロに変化（或いはＤＣ２４Ｖから大幅に低下）し、それを電圧変化検出装置２７によって検出できるようになっている。これにより、ワークピース１０１を検出する為の特別のセンサをプラズマトーチ１の近傍に設ける必要がなくなるので、従来のように、プラズマアーク切断により飛散するヒュームやスパッタ等によって劣化する、センサの信頼性や耐久性を懸念する必要をなくすことができる。
【００４１】
また、図３に示すように、このプラズマトーチ１の先端に位置してノズル５の先端をカバーしているシールドキャップ７には、ワークピース１０１と向き合う先端面に、シールドキャップ７の先端開口部３５を囲むようにして環状の突起３３が設けられている。この環状突起３３はその先端へ向かって尖った（つまり、先端へ向かってテーパした）形状に成形されている。これにより、たとえワークピース１０１の表面に電気絶縁性の塗料や保護シール等の皮膜があっても、トーチ１をワークピース１０１に対して僅かの力で押付ければ、トーチ１先端面の環状突起３３によってその皮膜を破ることができ、その結果、シールドキャップ７とワークピース１０１とが電気的に導通して、ワークピース１０１を検出できるようになる。本発明の発明者が行なったテストによれば、高さが０．５ｍｍ程度の環状突起３３をトーチ１先端面に設けて、トーチ１をワークピース１０１に対して１Ｋｇ程度（この程度の力であればトーチ１に機械的な悪影響は与えない）の力で押し付ければ、ワークピース１０１表面に電気絶縁性の塗装皮膜があっても、その皮膜を破って、トーチ１とワークピース１０１との接触を検出できることが確認されている。
【００４２】
また、この環状突起３３には、次のような効果もある。すなわち、この環状突起３３がシールドキャップ７の前面に存在することで、シールドキャップ７がワークピース１０１に押し付けられたとき、シールドキャップ開口部３５を有する面とワークピース１０１とが直接的に接触することがない。そのため、ワークピース１０１表面に付着している異物によって、シールドキャップ開口部３５が傷つけられたり、或いはシールドキャップ開口部３５にその異物が付着する等の問題を回避することができる。
【００４３】
また既に説明したが、このトーチ１には、シールドキャップ７と電気的に接続されている信号線２５が内蔵されている。すなわち、信号線２５が、リテーナキャップ９を固定する回転リング１１が取付けられたトーチ外筒１Ａの内側に収容されている。そのため、このトーチ１の消耗品（主に電極３とノズル５）交換時に、回転リング１１をゆるめてリテーナキャップ９を外したり、リテーナキャップ９を再び取付けて回転リング１１を締めたりする交換作業において、信号線２５が邪魔になることがない。
【００４４】
以上の構成を持つプラズマトーチ１を使用した本実施形態における、トーチ１の初期高さ設定の手順を、図４、図５を参照して説明する。
【００４５】
まず、図４（ａ）に示すように、トーチ１を、図１に示したＸＹ移動系のキャリッジ１０７、１０９によって、トーチ１の中心軸（アーク発生点）がワークピース１０１のピアスポイント（切断開始の為に初めに穴を開ける位置）４０の真上に位置するように移動させる。
【００４６】
次に、図４（ｂ）に示すように、トーチ１を、図１に示したＺキャリッジ１１１によって、予め記憶してある高さ、例えば前回の切断工程におけるピアス高さ位置（つまり切断工程におけるスタンドオフ）まで、（例えば１０ｍ／分の速さで）下降させる。
【００４７】
次に、図４（ｃ）に示すように、トーチ１先端（シールドキャップ７）とワークピース１０１との間にＤＣ２４Ｖを印加した上で、トーチ１を、比較的高速（例えば１ｍ／分）に断続的に下降（スキップ送り）させていく。そして、トーチ１先端とワークピース１０１とが接触して電圧値が変化したこと（０Ｖになったこと）が検出されたら、直ちに、トーチ１の下降を停止する。
【００４８】
しかし、直ちにトーチ１の下降を停止しても、接触検出からトーチ１停止までのタイムラグにより、図４（ｄ）に示すように、トーチ１がワークピース１０１の位置よりも下方に行き過ぎてしまう。そこで、この図４（ｄ）に示すように、トーチ１を、その停止した位置から所定距離（例えば０．２ｍ／分の速さで３ｍｍ）だけ上昇させる。
【００４９】
次に、図５（ｅ）に示すように、トーチ１先端とワークピース１０１との間にＤＣ２４Ｖを印加したまま、トーチ１を、比較的低速（例えば０．２ｍ／分）に断続的に下降（スキップ送り）させていく。そして、トーチ１先端とワークピース１０１とが接触して電圧値が変化したことが検出されたら、直ちに、トーチ１の下降を停止し、電圧印加を止める。
【００５０】
次に、図５（ｆ）に示すように、トーチ１を停止した位置から、トーチ１を、所定の距離Ｈだけ上昇させる。それによる、トーチ１先端とワークピース１０１との距離Ｈが、この切断工程における初期高さ（ピアス高さ）Ｈとなる。
【００５１】
次に、図５（ｇ）に示すように、プラズマ電源を起動させてトーチ１とワークピース１０１間にプラズマアーク４１を発生させ、ピアスポイント４０に穴を開ける。
【００５２】
図５（ｇ）のピアッシング工程が終わったら、図５（ｈ）に示すように、トーチ１を切断時のスタンドオフ（切断高さ）まで下降させ（つまり、初期高さＨと切断高さとの差分だけ下降させ）、ＮＣ（数値制御）によって、ワークピース１０１に対してトーチ１を予めプログラムされたＸＹ系の軌跡に沿って移動させて、ワークピース１０１を切断していく。
【００５３】
毎回のプラズマアーク切断の工程では、１つのサイクルとして、上記図４（ａ）〜図５（ｈ）の工程が行われる。
【００５４】
本実施形態では、上述のように、比較的高速（例えば１ｍ／分）でトーチ１を下降させてワークピース１０１の概略位置を検出し、その後、トーチ１を所定距離（例えば３ｍｍ）だけ上昇させてトーチ１をワークピース１０１から離し、今度は、比較的低速（例えば０．２ｍ／分）でトーチ１を下降させて正確なワークピース１０１の位置を検出する。これにより、ワークピースの正確な位置検出を図るためにイニシャルセンサを初めから低速で下降させ、ワークピース位置を検出した後にそのセンサをトーチ１先端の上方に移動させてその後にトーチ１を下降させるという従来の方法に比べて、短時間で正確にワークピース位置を検出することができる。
【００５５】
なお、本実施形態の変形例として、図４（ａ）〜（ｃ）の工程でトーチ１を比較的高速に下降させてワークピース１０１の概略位置を検出して停止した後、図４（ｄ）の工程では、トーチ１を、その停止した位置から比較的低速（例えば０．２ｍ／分）で上昇させて、変化した電圧値（０Ｖ）が元に戻ったとき（２４Ｖになったとき）に直ちにトーチ１の位置を計測し（つまり、ワークピース１０１からトーチ１が離れて電気的導通がなくなった瞬間のトーチ１の位置を計測し）、その位置を基準にして、トーチ１を所定の初期高さＨだけ上昇させることにより、初期高さを設定するようにしても良い。この方法によれば、トーチ１を低速で移動させるのは図４（ｄ）の引き上げ時だけで済むので、やはり、短時間にトーチ１の初期高さを設定することができる。
【００５６】
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、他の種々の形態でも実施することが可能である。シールドキャップ１１の環状突起３３に代えて、例えば、多数の点状の尖った突起を開口部３５の周囲に配列しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ加工機の斜視図を示す図。
【図２】プラズマトーチ１の全体的な構成を示す図。
【図３】プラズマトーチ１の先端部の拡大図。
【図４】本発明の一実施形態に係るトーチ１の初期高さ設定の手順を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係るトーチ１の初期高さ設定の手順を示す図。
【符号の説明】
１  プラズマトーチ
３  電極
５  ノズル
７  シールドキャップ
９  キャップ
１３  絶縁ガイド
１５  絶縁筒
１９  絶縁リング
２９  検出回路
３３  環状突起
３５  シールドキャップ開口部
【図１】
0003786811.tif 000002
【図２】
0003786811.tif 000003
【図３】
0003786811.tif 000004
【図４】
0003786811.tif 000005
【図５】
0003786811.tif 000006