昭和62年度 研究幸辰告 大分県工業書式験i募

鋼材等金属材料の高品質熱切断技術の開発（昭和62年度加速的技術開発支援事業成果報告）
機械部

（総括）

横 山 栄 一

（高品質熱切断技術の開発）

金属科 清 高 稔 月券
池 松 克 也
（熱切断システムの開発）

電子科 小田原 幸 生
藤 井 謙二郎㈱上組大分支店 合 原 克 美

1．はじめに造船，建築，化学プラント等の鋼構造物の建造では，板材の切り出しには，ガス切断やプラズマ切断切断法で行った。被切断材は，実験に使用するプラズマ切断機におしユて，切断速度等の切断条件の広い12nュm板厚の高張力綱（SM50A）とステンレス鋼が使われる。ところが，ネスティング。システム等（SUS304）を主に使用し，補助的に16i¶nュの高張力のように・肌∨一枚の板材から複数の部材を連続的に熱切鋼とステンレス鋼を用いた。又被切断材の1000C及び断する場合では，切り出される材料による溶融熱の300ウCでの切断は，常温〜6000cの任意設定可能な恒蓄積により徐々に加熱されて300ロCから5000C程度ま温炉で昇温保持した。表1に実験に用いた被切断材で昇温することがあり，これらの材料において反りの化学成分を示す。

等の歪の発生や形状精度の悪化，切断部の変質等の2．2 結 果悪影響を生じる。これを防ぐために現状では被切断（1）切断速度の影響

材料に水を掛けるなどしているが，設備が大きくな

イ）高張力鋼るなどコスト高になっている。

板厚12mmについて，切断電流70Aにて被切断材

そこで今軋 高張力鋼及びステンレス鋼についての温度差による切断速度の切断幅及びドロス付着量

常温域及び高温域で切断実験を行い，熱影響等につに与える影響を図1と図2に，ドロス付着状態を写いて調査し，さらにエフ7一色プラズマによる熱切断真1に示す。又板厚16111mにおける常温での切断速機において放射温度センサにより切断材の温度を検度の影響を図3と園4に示す。本結果に示される如出しながら切断速度をコンピュータ制御する熱切断

く切断幅及びドロス付着量は，切断速度に大きく影制御システムの試作を行った。

響を受けているが，切断速度が増してくると，切断なおぅ 本研究は国庫委託事業月刊＼企業事業団1／′

材の温度差J〕影響がみられる。又ドロス付着量につ29 児1′／／2）である佐伯中臼杵地域加速的技術開発

いては，りプ断速度80cm／ノn血極小値をしめしている。

支援事業び）共通基盤的技術開発として実施された。

この事は写真iからも明かである。次に16nlnlの場
合もやはり常温での傾向は，12】11m板厚と同じであ

2．高品質熟切断技術の開発
2 1

実験方法る。
ロ）ステンレス鋼

切断用電源は，走路出力電流70Aのエアープラズ

板厚12mmについて，切断電流70Aにおける被切㌣切断機を用い，有効倣い範囲1（）0伽1mXlnO（）nlnl

断材の温度差による切断速度の切断偏に与える影響のトレーサーにプラズマ切断トーチを固定して自動を図5，ドロス付着状態を写真2に示す。高張力網9昭和62年度 研究報告 大分県工業吉武験場表1被切断材の化学成分「材料 化 学 成 分 wt（％）

C Si ∃ 乱与n

P 巨 S uCr ∃ Ni

SM50A（板厚12mm） 0．200．25

1．29…18 …22SM50A（仮厚16mm） 0．170．20

1．30

0．023

0．019

SUS304（板厚12mm） 0．07

0．59

0．79

0．027

0．019

18．3

∈SUS304（板厚16mm） 0．07

0．60

0．80

0．028

0，016

18．2

︵喜︶

︵∈U＼餌︶

J△100つC（a〕

咽碑己軽口り一皆姦忘

20 40 60 80 100

野山3〔げC

1．50

10 50

0

切断速度（clⅥ／mi11）

図1切断速度と切断幅の関係

2（） 40 醐 80 100
切断速度（c汀レ′／1Tlill）

図2 切断速度とドロス付着量の関係

材質：高張力網12m恥 切断電流：70A，ノズル山母材間距離：41nm
写真1各種温度における切断速度とドロス付着状態
律

H 9．0

材質：高張力鋼 板厚12m皿
切断電流：70A⑳山常温ノズルー母材問距離：4mm 息100ロC

質：高張力鋼 板厚12mm 」 休 丁⊥」11▲1▲○常温（a）
ズルー母材間距離：4mm ⑳wノ…常温（b）

8．9

昭和62年度 研究幸枝告 大分県工業書式験場

Om常温
23

材質：高張力鋼 板厚16mm 切断電流：70A

ノズル血母材間距離：4mm‖U
l0・丁 こ−40

ハリl2（〕

Lドn′﹂

りノ︺

望芸事

潮解

︵喜 ︶

︵∈U＼址︶

a b
温温常常

二●

4

材質：高張力鋼 板厚16mm
切断電流：70A
ノズルー母材問距離：4mm

6020406（）切断速度（cm／ノmiIl）

切断速度（cm／ノ′nlin）

図4 切断速度とドロス付着量の関係

図3 切断速度と切断幅の関係

材質：ステンレス鋼12m恥 切断電流：7（〕A，ノズル山母材間距離：4耶
写真2 各種温度における切断速度とドロス付着状態
ンⅢ

しA

ハ﹂⊃行2

ステンレス鋼の場合ドロスは少なく，解離性が大変悪いのでドロス什宥蔓の定量的把捉は困難である。

1鋼 板厚12mm

ノズル山一母材間距離：′4mn】○常温（a二）㊧w常温（l））

Jユ1000C（a）
虚「刷100Dc㈲［3〔げCta）︵≡︶ 煙毒忘なっているレ）が認めうれる。又写真2に示すように

八女凡

圧上位原

鮒則で減少しており，全体的に常温で切断幅が狭く⁚電と】司様に切断幅は，切断速度ジ〕増加に従って母材裏

国仙…30げC（b）

し2）ノズル母材問距離の影篭
＝1酔宗力銅
板厚12illnュに／」いて∴切断電流7ぐ）Aにて被切断材J〕温度差によるノズル母材間距離出切断幅及びドロrl什右童に与える影響を図6と区7に又板厚16（−」 ¶⊥m⊥仙
20

406080切断速度（cm／／111iIl）

図5 切断速度と切断幅の関係

111nlにおける常温でレ〕ノブンし母材間距離の影響を「、ズ＝うと図りに示す。ノズ1レ母材間距離を増すことるが，実験に用いた切漸速度ではノズル母材問距によって切断幅，ドロス付着量共に増加が認められ

離の仁町子の方が温度差よりも大きく影響を及ぼして11昭和62年度 研究幸辰告 大分県二E業試験場

材質：高与長刀鋼 板厚12mm
切断電流：70A
切断速度：40cm／nlin○常温（a）⑳椚常温（b）⑳−常温 息m山1000C

Jゝ100CC（a）

選3000C息肝川ODC（b）

ニ300〇C（al4

2間紳T︑軽口エ愚¶3わ00Crb）

26

ノズルー母材間距離（mm）

図6 ノズル】母材間距離と切断幅の関係
材質二高張力鋼 板厚16mm
切断電流：70A
切断速度：40cm／min○−常温（a）⑳hル常温（b）

3E∠車

忘 2ユ．50

材質：高張力鋼 板厚12mm
切断電流：70A
切断速度：40cm／min〔｝皿常温㌦＼＼＼＼＼

蠣晒とベロり↑

モ250
こJご

6

図7 ノズル剛母材間距離とドロス付着量の関係︵∈︺＼餌︶

3．50

4

ノズルー母材間距離（mm）

14262

ノズルー母材間距離（mm）

図8 ノズルー母材間距離と切断幅の関係○【常温（a）◎常温（b）△wJOOOc（a）
A100ロC（b）︵∈∈︶

コ【3000c（a）

乾3000C（b）

堕芸事

ワ4

図9 ノズルー母材間距離とドロス付着量の関係

材質：高張力鋼 板厚12mm 切断電流：70A

巨︵置車−エ︶煙療由意

材質：ステンレス鋼 板厚12mm
切断電流：70A
珊

64

ノズル山母材問距離（mm）ノズル」母材間距離：4mm

D仇常温∠ユー山100CC［一 3州Dc転2064060

ノズルー母材問屋巨離（mm）

切断速度（cnl／nli11）

図10 ノズル騨母材間距離と切断幅の関係

図11マクロ腐食による切断速度と腐食幅の関係

板厚と同じである。
ロ）ステンレス鋼
板厚121−1Ⅰ−一について9切断電流70Aにて仁被切断材の温度差によるノズル億相聞距離の切断面に与える影響を図10に示す。高張力鋼と同様の傾向にある。

︻04．
3ワ︼
≡︵恒照査畳︶僅誹轟意し〕る。16mm板厚についても常温での傾向は，12Ill王¶（3）切断面断面のマクロ腐食による熱影響幅

122060切断速度（cI】レ／i¶i11）4〔）

図12 マクロ腐食による切断速度と腐食幅の関係
0

切断材を同一切断条件で切断した切断部断面をマク

1

常温，100Cじ30（rCに昇温保持した高張力鋼の被昭和62年度 研究幸艮告 大分県工業言式馬突場

材料：高張力鋼12mm，切断電流：70A，

材料：ステンレス鋼12mm，切断電流：70A，ノズルー母材間距腰：4mm，切断速度：60cm／111ill

切断速度：40cln．／／／汀由1

写真3 各種温度における切断面組織（×100）

ノズルー母材間昆巨離：4mm，

写真4 各種温度における切断面組織（×100）
13

昭和62年度 研究幸E告 大分県工業試験場

500

5（）0盲400 ⊂⊃ニ」＝＝ ⊂＝∴丁＞

ニ1「＞

＝二300

・−

殉撃

j●

聾2〔）nlO〔〉

2 5 8 1114 17 20 23

2 5 8 1114 17 20 23
切断面からの距離（mm）（×0．1）

切断面からの距離（mm）（×0．1）

図14 切断面からの硬さ分布

図13 切断面からの硬さ分布○常温
切断電流：70A
ノズル、・・】・・【母材問拒離：4mm

ハU

ハリ

3日U︵葺CAH︶

04︵害CL′H︶

﹁芦卜．．

0八りLJ

材質：ステンレス鋼 板厚12mm

切断遠雷：4〔）cm′／ノ／nliIl

抑撃0殉禁

100

2 5 邑 111417 2n 23

2 5 8 111417 20 23

切断面からの距離（mm）（×0．1）

切断面からの臣巨離（mm）（×0．1）

図15 切断面からの硬さ分布

図16 切断面からの硬さ分布

02︵≡C＞H︶ 勅鮮︵害戸＞エ︶ 杓陛Tけ寸﹂∠ゝⅦ100CC

材質：ステンレス鋼 板厚12mm
切断電流：70A
ノズル母重昭鋸巨離：4mm
切断速度：60cm′／nlin［ニ300〇C

材質：ステンレス鋼 板厚12mm
切断電流：7〔）A
ノズルー【・母材問距離二 4mm
切断速度：′40cnl／／／l¶in⊥十」【Mハ川」…一】⊥】】LM¶LmuⅦ

2 5 8 1114 17 20 23

2 5 8 1114 17 2〔）23

切断面からの距離（mm）（×0．1）

切断面からの距離（nlm）（×0．1）

図17 切断面からの硬さ分布

図18 切断面からの硬さ分布

口腐食したものについて熱影響幅を測定したものをス鋼の各々について常温，1000C，300CCに昇温保持

図11と図12に示す。この結果から示す如く，切断速したものを同・切断条件で切断した場合の切断部断度が遅い程切断部断面の熱影響幅が大きくなってい面組織写真及び切断郡断面からジ〕硬さ分布をしめる。この事は同一切断条件で入熱が同じでも被切断す。

材の温度差による保有熱量が異なる為生じたものとイ）高張力鋼説明される。

被切断材の温度差に関係なく，切断部表面に数（4）切断即断面の組織写真及び切断郡断面か小刀硬〃1−1の変質層が認められる。叉被切断材の温度が高る。便ささ分布

くなるに従って熱影響幅が大きくなってい写真3と4又図13〜18は，高張力鋼及びステンンにつしゝては彼切断材の退席が高い30（〕CCでは最大便‖

昭和62年度 研究報告 大分県工業書式験場

度が常温及び1000Cに比べて低くなっているが，硬化で，取り扱いの面から非接触検出の方が便利である

層は，温度差に関係なくほぼ一定である。

♂〕で，センサに放射温度センサを採用することにしロ）ステンレス鋼た。また，センサをシステムに用いるにあたって次切断部ごく近傍に変質部が認められるが，熱影響〇Jノこ．∫、ミを考慮した。

部がみとめられない。又硬度についても変化は認め（使用した放射温度計の仕様を表2に示す。）

られない。

1）エアー￠プラズマ切断機のアーク光による影響
使用した放射温度センサは最高10000Cまでの中低（5）実験のまとめイ）切断適度の増加によって，切断幅特に母材裏温域を検出するもので，測定対象から出される放射面側が減少する，又ドロス付着量についても同エネルギーをセンサ前面に置いたシリコン伊フィル様に切断速度の増加に従って減少し，ある切断タ（8〜13メ∠mの範囲の遠赤外線を透過）を通して受速度で極小値を示す。

光するが，エアー9プラズマ切断機の出すアーク光は波長が短いために影響は無く，実際に使用して正ロ）ノズルⅣW母材問距離の増加に従って9 切断幅特に母材トーチ側が増加する。又ドロス付着量しく測定できた。

についても，ノズル山〟母材問距離が増すと増加

2）エアー昏プラズマ切断機の発生するノイズの影する。
プラズマ切断機は切断開始時にトーチのノズルかハ）ステンレス鋼の切断は，ドロスの解離性等のら発生する数千Ⅴの高周波パルス電圧によるパイ問題から動作ガスの選択が必要である。
ニ）高張力鋼については，予熱管理と速度制御にロット￠アークを発生し，これがノイズとなり，アよって切断部品質の優れた切断が可能である。

ーク停止時にもノイズを発生する。切断中のアーク

ホ）適性な切断速度を選ぶことによって，切断時が安定している状態ではノイズは発生しない。このの被切断村の温度上昇によって生じる熱影響等ためにシステムの信号ケーープルや電源ケーブルがアの切断部品質に与える悪影響を低減することがンテナとなってノイズを拾いぅ システムを誤動作さ可能である。

せたりハードウェアに悪影響を与える。このノイズのレベルは高く，対策のためにかなりの時間を割かなければならなかった。

3．熟切断制御システムの開発

3）放射奉補正の問題

前項の実験結果を基に，エアー昏プラズマ切断機
において切断中の材料の温度をセンシングしつつ，放射温度センサを使用する際には，測定対象物の切断速度を制御するシステムを試作し，試験を行っ表面の状態による放射率補正（と＝0〜1．0）を行う。

ノ」○
ヰ「

同じ材料でも表面の状態によって放射率￡はかな：う．1 切断材料の温度検出方法の検討

を）異なり9 一般のステンレス鋼の場合には小さい場
合は0．1以下であり9今回使用した放射温度センサで熱切断制御システムにおし1ては切断速度を制御すは性能上測定不能である。今軋 対象とする材料はるために切断中の材料の温度を切断用トーチと共に移動しながらセンシングしなければならない。そこ

主として鋼構造物用材料であり，機械による表面加の仕様

1）型式dメ心力一名 放射温度センサ

ユニット ほA報OT﹁J﹂ Ⅷ

表2 温度検出器（放射温度センサ）（株式会社チノー製）
2）測定温度範囲¶50nC〜10000c（応答時間＝1秒）（検出素子：サーモバイル，測定波長

デジタル伝送インターフェース（RSアナロブ出力（0〜1．0V）

録¶5）信号出力

2￡＝＝1，（川ヘノ0，10（0．01フ、チップ）C

カセグレン可動焦点方式

4）放射率補正

233）光学系

i5

昭和62年度 研究報告 大分県工業試験場

図19 匝博云検出方式における検出箇所

写真5 回転検出方式におけるミラーの取付工を行っていない圧延したままの材料が多く，ステあり，このままで試験を行った。また，この問題やンレス鋼板の場合は灰色で光沢が無く（0．15＜￡く

ミラーの反射率に起因する放射温度センサの検出エ0．25），鋼板の場合も酸化して黒くなっていることがネルギの低下は本体の放射率設定で一定の補正係数多く（ど＞0．8），放射温度センサによる検出は可能でを乗じ，小さめに設定することによって解決した。

ある。
4）センシング方法の検討
熱切断制御システムにおける温度計測の目的は，一九 セ ンサをエアー。プラズマ切断機のトーチから離して設置することが出来，ノイズや粉塵に対する耐環境性が向上し，安定したセンシングが可能

鋼材の切断箇所における予熱状態をパラメータとしになった。て切断速度を制御し，切断の際に加える熱エネルギ

3．2 放射温度センサによる温度測定の実際ーを調整することにある。温度検出の箇所として，システムにおいて温度検出方式を確立するために切断箇所の直前はセンサの焦点をセットすることがSS材（軟鋼）及びステンレス鋼について温度測定の難しく，また，離れすぎていても意味が無いので，実験を行った。なお，鋼材の加熱は電気コンロによ

切断箇所の近くで，切断の際に加熱による温度上昇

り，基準温度の測定は携帯用表面温度計（2455横河の影響をある程度受ける箇所を選んだ。

北辰電機製）を用いた。

また，検出箇所をトーチ位置に対して固定した場

合は切断方向が変わった時に同じ条件で検出するこ図20品肌）八1（SS材果皮付き）と図20・2（ステンレス鋼）は通常の方法で測定した結果である。これとができなくなる。そこで9 反射鏡（ミラー）を用によると警 ステンレス鋼の場合も放射率補正を￡＝い，ミラーをモータの回転軸に対して約6度傾けて0．19とすれば，100ロC以Fではやや誤差があるが温度取り付け，検出の光路を回転させ，センサの検出中の検出は十分可能である。

心を回転させてトーチ周辺の温度をドーナッツ状に検出する工夫をした。（図19，写真5参照）
ミラーはアルミ板を鏡面仕上げし（反射室rニニ

図211，図212は台所用のアルミ箔を貼り付けた反射鏡により反射光を検出したものである。アルミ箔を用いた理由は，アルミニウムが赤外域での0．85へ用．95），視野欠けを生じないようにセンサの検反射率に優れているためである。直接測定した場合

出サイズに比べて大きな径（◎12（〕）のものを使用しに比べて測定精度が落ちており，放射率の補正値をた。

小さくしなければならなかった。

この方法において，問題ノ青ば検出箇所の一一部がト

アルミ箔では表面の粗さのため反射光が散乱してーチを固定する金具やア←ム，電源ケーブルの影に効率が若いので，アルミ板を特殊コンパウンドになりヲ 検出結果のS／／／N比が劣化することである。

り研磨。ラッピンブ仕上げをし，高反射率反射鏡をしかし，卜山チの固定方法や電源ケーブル等の引き製作した。図22′1，図222はこれを用いて測定回しを改善し，この影響を小さくすることは可能でを行った結果である。この際に，高反射率ミラーに16よ昭和62年度 研究李屋告 大分県工業書式験場

放射温度
センサの直接測定

図20−1 SS材（黒皮付き）

放射温度
センサの放射温度
センサの直接測定

図20−2 ステンレス鋼（SUS材）

ア／レミ箔貼り反射鏡使用

図21−1 S S材（黒皮付き）

図2ト鵬2 ステンレス鋼（SU S材）

よる回転検出方式を用いている。これによると，アる回転検とヰi方式によっている。両者共200Dcで約20度

ルミ箔を用いた場合と比べ，精度良く測定できてい程度の誤差の範囲に入っている。

る。また，反射鏡の反射率は約90％と推定され，実用上十分であることが分かった。
図231，図232ほ放射率の補正値による検出

以i二の結果を参考にして，高反射率ミラ血による回転検出方式を製作する熱切断システムにおいて採用することにした。

結果の違いを調べたブラフで，高反射率ミラーによ17昭和62年度 研究妻板告 大分県工業喜式験場

放射温度センサの高反射率アルミ製ミラーによる回転検出

放射温度センサの高反射率アルミ製ミラーによる回転検出

図22∬2 ステンレス鋼（SUS材）

図23−1 SS樹（黒皮付き）
3，3 試作機の全体概要

試作した熱切断システムはアラズて切断機及びト

図23】2 ステンレス鋼（SU S桶）−ス閂マイコンを開発L9 それを介して制御を行っている。

レーサをべ血∵スに（仕様を表3に示す），切断材料び〕

試作したシステムはテスト機としての性格が強い

湿度検出のために放射温度センサを用い9 切断条件ので，ホスト◎コンピュータはモニター機能が豊富の設定等はパソコンによっている。パソコンとトレで，プリンタやディスク装置が使用できる汎用のパーサ，放射温度センサと荘川一服各接続はインターフェソコンを使用した。パソコンのプログラムはベイシ

1ト昭和62年度 研究報告 大分県工業喜式験場〔コンピュータ制御部〕〔プラズマ切断機〕＝ト
プラス7切断トーチ

鋼材

軟 材＼＼ステンレJス

音便鋼

図24 熟切断制御システム全体構成
3．3 計測。制御インターフェース回路についてのック言語を使用し，インターフェース用マイコンに制御コマンドを与え，間接的にトレーサの制御を行

説明

い，また，放射温度センサの検出結果の表示なども

1）ハードウェア
インターフェース用マイコンは，回路をコンパク行っている。

トにするためにシングルチップ申マイクロプロセッ

全体構成を図24に，全体図を図25に，全体写真及び各部写真を写真6〜写真9に示す。また，システ

サ（8749）をCPUとし，プログラムの実行やモニタ

ム◎フロh∴チャ血トを図26に示す。

機能を持つホスト￠コンピュータであるパソコンとシリアル。インターフェース（RS仙232C）を介して

表3 エア…◎プラズマ切断機，トレ珊サの仕様○ プラズマ切断機
1）型式さメ」カー名

A70（株式会社ダイヘン製）

2）最大切断厚さ35mm（鉄，ステンレス鋼）

3）使用ガス4）最大定格電流

エアー70Å（⊃ トレーサ

1）型式Bメーカ山名K7、v5川〔妄ⅩPl（〕川 プラズマ切断キャリッジ

2）トレ、−サヤパターン

ライントレ血∵ス方式（線巾：0．8〜1，2mⅢl）（株式会社 H中製作所 製）
3）有効倣い範囲

1，00〔hmilXl，000n】m4）倣い速度2（）0へノ2，500mm′′／111ill

倣い精度±0．5mm

19昭和62年度 研究室報告 大分県工業書式験場∴一﹂⁝・二■H∴∴ド．−−ト・．⁚・ll

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一日
口卜

昭和62年度 研究報告 大分県工業喜式月検場

写真6 熟切断制御システム全体写真

写真7 放射温度センサ，トレーサ操作パネル

写真8 ホスト。コンビュ綱夕

写真9 インタ隅フェース用マイコン（パソコン）

制御プログラムのセット（パソコン）

切断材料の材質、厚さ、切断条件等を入力→（ノ放射率、切断電流、ノズル問距離等が指示される）（放射温度センサ）

放射率をセット（エアー・ブラズマ切断孝幾）

切断材料、トーチ、トレース図面をセット（システム）

ミラー回転、測定■制御開始（エア山。プラズマ切断機）

切 断 ［開 始］［終 了］

図26 熟切断制御システム句フE巨山チヤⅥ卜21

昭和62年度 研究章臣告：大分県ここ実害式験場「【ゾ、た れ分部ヒ苛ま︒しで語縁石破は※且シ252Cインターフェス〔C卜18眈1ヰ88電源丁御ノヨP21】ココ．

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図27−1 インタ州フェ仙ス用マイコン回路図（1）
接続され，パソコンの指令により切断速度の制御，ら送られて来たデータの種類（測定温度，放射亀

放射温度センサに対する測定データ等の入出力など

崎定数等）の遠別や回数♂〕計数を行い，制御用コンを行っている。

ピュータからの指令により，直ぐに制御用コンビュ（回路図を図27¶〝…i，図27−2に，プラズマ切断機

山夕に転送できるようにバッファとしての働きをしトレ山サ制御回路との接続を図28に，これに関連している。てトレーサ検出器の機械図面（取り扱い説明書より抜粋）を図29に示す。）
2）プログラム

シリアル‥インターフェースで，パソコン側（CHl）はポーリング処理によってプログラマブ
ル伊コミュニケーション￠インターフェース（8251）

インタ山フェース用マイコンはスレーブ。コンヒの通信制御を行い，放射温度センサ側（C王iO）は割ュ山夕としてシリアルゲインターフェ山∵スを介してり込み処理によっているが，両者共にノ＼ンド◎シェ

パソコン及び放射温度センサと通信を行い，制御コイク処理ほ行っていないので，8251内♂〕データが後マンド及び測定データ等の入出力，ワンチップむマから来たデ山夕によって消されないようにCH（〕側

イクロプロセッサの持つ王′／′′0ポートを利用してプの処理ル血ナンの処理時間はワン。キャラウタ分のラズマ切断機トレーサヘの速度指令信号の出力を行転送時問より短くLている。っている。

3）ノイズ対策

ここで9 今回便潤した放射温度センサの特徴で，プラズマ切断機は切断開始時に数千Ⅴのパイロ、ソ

首勤測定モ」ドの場合に毎回測定毎に測定デ山タをト個アークを発生し，切断時は最大70」曳の切断電流送って来る。（最大で毎秒5回）また，ニれらのデ血を流すために，強力な高周波ノイズを発生し9 電気

夕の中には温度デ血夕だけでなく，放射宰その他♂〕的な環境が非常に悪いために徹底したノイズ対策がデータも含まれている可絶佳もあり，インターフェ必要であるが，システムの信号ケーブルや電源ライース用17イグロコンビュ一皿夕側で放射温度センサかンにノイズ申フィルタ，フェライト。ビーズ，電磁W 22 −

昭和62年度 研究章巨告 大分県工業各式験場

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図27−2 インタ脚フェ騨ス用マイコン回路図（2）＼−＼、、／操舵モタ匝ンウ遍路．2漠フポテンシオメタを駆動）

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図28 プラズマ切断機トレーサ制御回路との接続
質，精度は切断部材のドロス付着量，切断幅，切断面金属組織，硬さ等で示されるので，主に板厚﹁﹂シールド，アイソレーション等のノイズ対策を行い，効果を上げた。
（写真i（j〜写真12に実例を示す。）

12mnlの高張力鋼材について，切断電流，切断適4．まとめ

被切断材J）常温軋 高温域（川げC，300じC）での［成果］

切断実験を行い。熱切断制御のデ山夕べ血ス化を度，母材・ノズル間距離等をパラメータとして，① 鋼材のプラズマアーク切プ断に於ける切断材の品行〆つた。
23

昭和62年度 研究報告 大分県工業言式験場

写真10 フェライト￠ビーズの使用

国29 アイ・トレーサ機械図面② 放射温度センサによる温度検出の実験，切断材料の温度センシングのためのアルミ製回転ミラーによる放射温度検出機構の製作，放射温度セン

サやパソコン・プラズマ切断機トレーサの間で情報伝達を行うワンチップ。マイコンによるインタ

写真11放射温度センサの信号ライン，電源ラインのノイズ対策

血フェイス回路の製作等により熱切断制御の基本システムが完成し，実証試験を行った。最初明う
ちは，エア」一・・プラズマ切断機の発焦するノイズのために計測不能になったり！システムが誤動作していたが9 後でノイズ対策として考えられることは全て行い9 計画していたレベルまで完成させることが出来た。
［課題］

宜、構造用一般網9 高張力鋼，ステンレス錘等汎用鋼材J）広範囲な熱切断デ山タを収集し，切断部材レ〕使用日的による切断条件を決定L′ワ データべふんカ多様化を怒る。

写真i2 インタmブニ叫ス用マイコンのノイズ対策② 切断部材の品質及び精度の高度化のために，温度センシング8切断速度制御系にさらにノズル辱

母車昭雛巨離系を付加し，システムの高度化を行う。
β）ヨ払軋断制御システムのガ1。プレ」ム切断へしノ）応用を図る。

5，おわりに本粧姑剥獅［162隼度加速的技術開発支援等菜木上環として実地されたが，ネ茂宣「去ヒめ」で述べた様に幾つかの課題が残され9 今後も引き続き研究を24

昭和62年度 研究幸艮告 大分県工業言式験場

実施していきたい〔圭′㍉ ヰ升私用肯甘である掛倒断二J二汗ナろ熱影響いの悪環境下

計測い糾御などに1いてはl常レ）貯干究申技術指導業
緩い中で請明し′′−二いと思う

弥脊∴鼠覧計測技術ヲ ノイズ等における25