專利名稱：等離子切割裝置及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把板材切割成產(chǎn)品用的等離子切割裝置及其控制裝置。
背景技術(shù)：
已知的這種等離子切割裝置之一是向旋轉(zhuǎn)的等離子電弧周圍供給向同一方向旋轉(zhuǎn)的助推氣體旋流進(jìn)行等離子電弧切割的等離子切割裝置。在等離子電弧切割中，通過等離子電弧的收縮而使板材的斷面形狀變成越向下越窄的錐體形狀。該等離子切割裝置，通過調(diào)節(jié)助推氣體旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度(或助推氣體流量)，能夠調(diào)整與板材下面相垂直的面和切割面所形成的角度即斜角(即切割面的斜度)。
但是，切斷面的斜度通常隨切割速度不同而異。因此，出現(xiàn)的問題是即使按照使斜角正好為0度來設(shè)定助推氣體的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度(或助推氣體流量)，仍然是在切割速度變化時(shí)斜角修正過量，達(dá)不到0度。
并且，如圖1所示，在板材300的切割最前面110處，出現(xiàn)下側(cè)的切割比上側(cè)延遲的現(xiàn)象(以下，把切割最前面110的下側(cè)切割比上側(cè)延遲的量的距離130稱為“切割延遲”)。因此，尤其像邊角和急轉(zhuǎn)彎那樣切割方向大幅度改變的地方，在曲線50的上側(cè)軌跡150和下側(cè)軌跡170之間產(chǎn)生位置偏離。
為了消除由于這種原因所造成的切割質(zhì)量下降，可以采用以下使斜角適當(dāng)?shù)牡入x子切割方法；根據(jù)切割速度來調(diào)節(jié)助推氣體流量(或助推氣體旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度)，具體來說，當(dāng)切割速度較快時(shí)，使助推氣體流量(或助推氣體旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度)較大；當(dāng)切割速度較慢時(shí)，使助推氣體流量(或助推氣體旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度)較小。(參見專利文獻(xiàn)1)[專利文獻(xiàn)1]特開2000-317639號公報(bào)但是，即使利用上述現(xiàn)有技術(shù)的方法來進(jìn)行等離子電弧切割，仍然會在切割產(chǎn)品的孔時(shí)不一定能獲得良好的切割質(zhì)量。其原因主要有以下4點(diǎn)(1)切割延遲，孔的尺寸與產(chǎn)品外形尺寸相比是非常小的，所以，在切割孔的情況下，切割延遲的影響大于切割外形時(shí)。例如，如圖2所示，若在切割孔時(shí)有切割延遲，則孔310的下側(cè)的直徑DL小于上側(cè)直徑DU，對此情況容易發(fā)現(xiàn)，看出來。
(2)等離子電弧氣流向中心方向流動外形切割，在切割過程中，相對于等離子電弧的移動方向，在等離子電弧的左右兩側(cè)不會產(chǎn)生空間(即在切割槽的左右側(cè)不會產(chǎn)生空間)，因此，從左右兩側(cè)對等離子電弧的壓力大致相等。但是，在孔切割時(shí)，相對于由于等離子電弧切割而形成的切割槽寬度，孔徑小等情況下，在切割中在等離子電弧的右或左側(cè)(換言之，孔的中心側(cè))有時(shí)產(chǎn)生空間，因此，有時(shí)對于等離子電弧向孔中心側(cè)的壓力大于向孔外側(cè)的壓力。因此，孔切割時(shí)，等離子電弧向孔中心方向流動，所以孔的上側(cè)和下側(cè)的軌跡不同，例如，變成圖2所示的狀態(tài)。
(3)切割面上產(chǎn)生的凹凸孔切割在通常大多數(shù)情況下，如圖3所示，用等離子電弧對孔310的內(nèi)側(cè)規(guī)定位置P1穿孔(切割孔)后，形成等離子電弧，使該等離子電弧向孔310的輪廓上的規(guī)定位置(以下稱為旋轉(zhuǎn)開始位置)PS移動，使等離子電弧從該旋轉(zhuǎn)開始位置PS沿孔310的輪廓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，于是切割形成孔31(虛線表示曲線的軌跡)。這時(shí)，用等離子電弧切割的最前面呈彎曲狀，存在上述切割延遲和等離子電弧向中心方向流動等現(xiàn)象，所以，即使等離子電弧精密地在孔310的輪廓上旋轉(zhuǎn)，也仍然會是在旋轉(zhuǎn)開始位置PS以及形成孔310時(shí)的等離子電弧位置，即等離子電弧旋轉(zhuǎn)結(jié)束位置PG之間，產(chǎn)生若干位置偏移，等離子電弧切割的最前面呈彎曲狀，所以，在切割面上生成凹凸320。
(4)噴射等離子電弧的等離子噴掄的噴咀劣化隨著切割次數(shù)的增加，噴射等離子電弧的等離子噴槍的噴咀將變壞。于是，有時(shí)對于等離子電弧的左右兩側(cè)的壓力平衡不同。在孔切割時(shí)，其壓力平衡如上述(2)所述，與外形切斷時(shí)相比，對切割質(zhì)量影響更大。因此，隨著切割次數(shù)的增加使噴咀變壞時(shí)可能造成孔的切割質(zhì)量下降。
在以上(1)～(4)的原因中，至少(1)的切割延遲對產(chǎn)品外形切割的質(zhì)量也有不良影響，但其程度不像對孔切割質(zhì)量的影響那么嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的在于提高等離子電弧切割時(shí)的產(chǎn)品切割質(zhì)量，尤其是孔的切割質(zhì)量。
在這部分的敘述中，括號內(nèi)的數(shù)字表示與附圖所示部分的對應(yīng)關(guān)系，這只不過是說明用的示例，并不是為了限定本發(fā)明的技術(shù)范圍。
采用本發(fā)明的等離子切割裝置(1)，其用途是一邊向等離子噴槍(6)供給電弧電流和等離子氣體，形成從等離子噴槍(6)的噴咀向板材(w)的等離子電弧(A)，一邊使等離子噴槍(6)按切割速度沿著與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的切割路徑進(jìn)行移動，對板材(w)進(jìn)行切割，這樣從該板材(w)中切割出產(chǎn)品，該等離子切割裝置，其特征在于具有一種控制裝置(36)，用于控制切割狀態(tài)，其中包括切割速度，電弧電流值和等離子氣體流量或壓力。該控制裝置(36)在產(chǎn)品形狀具有孔和外形的情況下，當(dāng)切割孔時(shí)，控制方法如下與切割外形時(shí)相比降低切割速度(例如2000mm/分以下，希望達(dá)到1500mm/分以下)，減小電弧電流值，而且減小等離子氣體流量或壓力。
若采用等離子切割裝置(1)，則當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，降低切割速度，所以能減小切割延遲對切割質(zhì)量的影響。并且，隨著該切割速度的降低，使電弧電流值和等離子氣體流量或壓力減小，所以，當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，等離子電弧(A)的氣體噴射流減弱，因此，切割延遲、相對等離子電弧(A)的左右側(cè)的壓力平衡、噴咀的變壞、以及切割面上所產(chǎn)生的凹凸這些因素中的至少一個(gè)(以下稱為“切割延遲”)對切割質(zhì)量的不良影響能夠減小。
第1最佳實(shí)施方式，還向等離子噴槍(6)內(nèi)供給助推氣體，控制裝置(36)在切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，也還減小助推氣體流量或壓力。這樣，能進(jìn)一步減小切割延遲等對切割質(zhì)量的不良影響。
第2最佳實(shí)施方式，控制裝置(36)，當(dāng)切割孔時(shí)根據(jù)板材(w)的板厚和孔徑的比率來控制切割狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明申請人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)等，切割延遲等對切割質(zhì)量的不良影響程度，隨孔徑與板厚的比率不同而異。因此，在該第2最佳實(shí)施方式中，即使板厚和孔徑各不相同，只要其比率相同，就可以在同一切割狀態(tài)下進(jìn)行孔切割，相反，如果板厚相同，而孔徑不同，或者孔徑相同而板厚不同，那么要在不同的切割狀態(tài)下進(jìn)行孔切割。也就是說，按照該第2實(shí)施方式，在基于孔徑和板厚兩者因素的切割狀態(tài)下進(jìn)行孔切割，所以，能更加提高孔的切割質(zhì)量。
第3最佳實(shí)施方式，在第2最佳實(shí)施方式中，上述控制裝置(36)，其控制方法是當(dāng)切割上述孔時(shí)，上述孔徑與上述板厚的比率越大，上述切割速度越快，上述電弧電流值越大，而且等離子氣體流量或壓力越大。也就是說，控制裝置(36)的控制方法是在板厚相同的情況下，孔徑越大，以及在孔徑相同的情況下板厚越小，則上述切割速度越快，上述電弧電流值越大，而且上述等離子氣體流量或壓力越大，按照該第3最佳實(shí)施方式，欲切割的孔，當(dāng)切割延遲等不良影響對切割質(zhì)量的作用不明顯時(shí)，提高切割速度，而且增大等離子電弧(A)的氣體噴射流，進(jìn)行孔切割。因此，可以在保持孔的切割質(zhì)量良好的條件下提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
第4最佳實(shí)施方式，上述控制裝置(36)，根據(jù)上述板材(w)的材質(zhì)和板厚，以及上述等離子噴槍(6)的噴咀直徑，來控制在切割上述外形時(shí)的上述切割狀態(tài)，而且，根據(jù)上述板材(w)的材質(zhì)、上述板厚、上述噴咀直徑以及上述孔徑與上述板厚的比率，來控制在切割上述孔時(shí)的上述切割狀態(tài)。按照該第4最佳實(shí)施方式，在對板材(w)的材質(zhì)和板厚以及噴咀直徑最適應(yīng)的切割狀態(tài)下進(jìn)行外形切割和孔切割，所以，能使產(chǎn)品切割質(zhì)量更好。尤其孔切割時(shí)，即使孔徑與板厚的比率相同，如果板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑，其中的至少一個(gè)條件不同，也在與其單獨(dú)相適應(yīng)的切割狀態(tài)下進(jìn)行切割，所以，能進(jìn)一步提高切割質(zhì)量。
第5最佳實(shí)施方式，在第4最佳實(shí)施方式，上述控制裝置(36)的控制方法是當(dāng)切割上述孔時(shí)，上述孔徑與板厚的比率越大，上述切割速度越快，上述電弧電流值越大，而且上述等離子氣體流量或壓力越大。按照第5最佳實(shí)施方式，欲切割的孔，當(dāng)切割延遲等對其切割質(zhì)量的不良影響不明顯時(shí)，可以提高切割速度，而且增大等離子電弧(A)的氣體噴射流進(jìn)行孔切割。所以，在整體上，既能保證孔的切割質(zhì)量良好，又能提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
第6最佳實(shí)施方式，在第4最佳實(shí)施方式中，上述控制裝置(36)，對于上述板材(w)的材質(zhì)、上述板材(w)的板厚、上述等離子噴槍(6)的上述噴咀直徑的每一種組合，分別具有外形用的控制設(shè)定、以及上述孔徑與上述板厚的比率不同的多個(gè)級別的孔用的控制設(shè)定。在此情況下，上述控制裝置(36)，在從具有規(guī)定材質(zhì)和板厚的板材(w)中，利用具有規(guī)定噴咀直徑的等離子噴槍(6)來切出產(chǎn)品的情況下，當(dāng)切割外形時(shí)，利用和上述規(guī)定材質(zhì)和板厚以及上述給定的噴咀直徑相對應(yīng)的外形用控制設(shè)定，對上述切割狀態(tài)進(jìn)行控制；當(dāng)切割具有規(guī)定直徑的孔時(shí)，在與上述規(guī)定材質(zhì)、板厚和規(guī)定噴咀孔徑相對應(yīng)的上述多個(gè)級別的孔用的控制設(shè)定，利用和上述規(guī)定直徑和板厚的比率相對應(yīng)的級別的孔用的控制設(shè)定，對上述切割狀態(tài)進(jìn)行控制。若按照該第6最佳實(shí)施方式，則外形切割在與板材(w)的材質(zhì)、板厚以及上述等離子噴槍(6)的噴咀直徑的組合相適應(yīng)的最佳切割狀態(tài)下進(jìn)行，所以能進(jìn)一步提高外形切割質(zhì)量。并且，若按照該實(shí)施方式，則孔切割在與上述組合以及孔徑與板厚的比率相對應(yīng)的孔的級別這兩者共同適應(yīng)的最佳切割狀態(tài)下進(jìn)行，所以，能進(jìn)一步提高孔的切割質(zhì)量。
第7最佳實(shí)施方式，上述控制裝置(36)，在上述外形切割中，隨著該切割的進(jìn)行，即使上述等離子噴槍(6)的上述移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使上述切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定。若正在切割時(shí)切換切割狀態(tài)，則由于從開始切換切割狀態(tài)到實(shí)際達(dá)到該切割狀態(tài)上的響應(yīng)滯后等原因，可能造成切割質(zhì)量變壞。若按照第7實(shí)施方式，則正在切割外形時(shí)，即使等離子噴槍(6)的移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使切割狀態(tài)保持一定，所以，能夠防止由于切割狀態(tài)的切換而可能造成的外形切割質(zhì)量變壞。
而且，“使切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定”，是指在切割開始和結(jié)束時(shí)即使切割狀態(tài)與正在切割時(shí)不同，也能保持在該實(shí)施方式的范圍以內(nèi)。也就是說，例如，在等離子電弧切割時(shí)，有以下3個(gè)區(qū)間從引導(dǎo)電弧剛點(diǎn)火之前起到旨導(dǎo)電弧達(dá)到主電弧時(shí)止的區(qū)間(以下稱為“切割開始時(shí)”)、從引導(dǎo)電弧達(dá)到主電弧時(shí)起進(jìn)行切割的區(qū)間(以下稱為“正在切割時(shí)”)、以及從主電弧熄滅后起到電極溫度下降到規(guī)定溫度時(shí)止的區(qū)間(以下稱為“切割結(jié)束時(shí)”)。在切割開始時(shí)和切割結(jié)束時(shí)，切割狀態(tài)與正在切割時(shí)不同(例如，等離子氣體流量或壓力，在切割開始時(shí)和切割結(jié)束時(shí)(預(yù)流動時(shí)和后流動時(shí))小于正在切割時(shí)(主流動時(shí))。這樣，即使在切割開始時(shí)和切割結(jié)束時(shí)切割狀態(tài)發(fā)生變化，如果正在切割時(shí)切割狀態(tài)不變保持一定，那么能夠發(fā)揮該實(shí)施方式的作用效率。因此，上述的切割狀態(tài)即使發(fā)生變化，也是屬于“切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定”(這在以下說明中也是一樣)。
第8最佳實(shí)施方式，上述控制裝置(36)，在一個(gè)上述孔正在切割時(shí)，隨著該切割的進(jìn)行，即使上述等離子噴槍(6)的上述移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使上述切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定。若正在切割時(shí)切換切割狀態(tài)，則如上所述由于從開始切換切割狀態(tài)到實(shí)際達(dá)到該切割狀態(tài)上的響應(yīng)滯后等原因，可能造成切割質(zhì)量變壞。若按照第8實(shí)施方式，則正在切割孔時(shí)，即使等離子噴槍(6)的移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使切割狀態(tài)保持一定，所以，能夠防止由于切割狀態(tài)的切換而可能造成的孔切割質(zhì)量變壞。
圖1是表示在產(chǎn)生切割延遲的情況下的切割斷面圖。
圖2是表示切割孔的情況下的斷面的一例的圖。
圖3是表示孔切割時(shí)的移動路徑和切割的結(jié)果孔內(nèi)產(chǎn)生的凹凸的圖。
圖4是表示涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子切割裝置的整體外觀圖。
圖5是等離子噴槍6的斷面圖。
圖6是表示涉及本發(fā)明實(shí)施方式的等離子切割裝置1的構(gòu)成的方框圖。
圖7是表示利用CAD/CAM裝置38來編制的切割控制程序的一例的圖。
圖8是表示A代碼分配表的一例的圖。
圖9是表示控制設(shè)定表的一例的圖。
圖10是在判斷付與給要素形狀的T代碼時(shí)的流程圖。
圖11是表示產(chǎn)品切出處理中的NC裝置的動作流程的圖。
具體實(shí)施例方式
圖4是表示涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子切割裝置的整體外觀圖。
在該等離子切割裝置1中，支承板材(w)的切割模板(切割平臺)2布置在矩形的機(jī)架3的內(nèi)側(cè)空間內(nèi)，同時(shí)門式的移動梁4布置成橫跨在該機(jī)架3上的狀態(tài)，滑架(刀架)5布置在該移動梁4上，等離子噴槍(6)安裝在該滑架5上。
移動梁4利用X軸馬達(dá)7的驅(qū)動能夠沿著布置在機(jī)架3的縱長方向(X軸方向)上的X軸導(dǎo)軌8在X軸方向上進(jìn)行移動，滑架5利用Y軸馬達(dá)9的驅(qū)動能夠沿著布置在移動梁4上的Y軸軌道10在Y軸方向上進(jìn)行移動。并且，等離子噴槍6利用Z軸馬達(dá)11的驅(qū)動能夠相對于滑架5在上下方向(Z軸方向)上進(jìn)行移動。這樣，通過對各馬達(dá)7、9、11進(jìn)行控制，等離子噴槍6可以移動到板材(即板狀的工件)W的任意位置上，同時(shí)在任意高度位置上進(jìn)行定位，進(jìn)行板材W的切割加工。
在圖4所示的主體部分上，還連接或連結(jié)圖4中未示出的等離子氣體(等離子主氣體)供給裝置、助推氣體(等離子助推氣體)供給裝置、電弧電源裝置和數(shù)控(NC)裝置、及其附屬裝置和外圍裝置等。(這些將在以后參照圖6進(jìn)行說明)。
圖5表示等離子噴槍6的斷面。
等離子噴槍6大致上呈多層圓筒形狀，其中具有大致上布置在中心部的大致為圓柱狀的電極15、布置成對該電極15的外周側(cè)進(jìn)行覆蓋狀態(tài)的大致為圓筒狀的噴咀16、布置在該噴咀16的外周側(cè)的大致為圓筒狀的第1噴咀罩17、以及布置在該噴咀17的外周側(cè)的大致為圓筒狀的第2噴咀罩18。并且，在電極15和噴咀16之間形成的前端部敞開空間作為等離子氣體通道19；在噴咀16和第1噴咀罩17之間形成的封閉空間作為冷卻水通道20，在第1噴咀罩17和第2噴咀罩18之間形成的前端部敞開空間作為助推氣體通道21。
在作為電極15的等離子電弧發(fā)生點(diǎn)的前端部上，安裝了能耐等離子電弧高溫的高熔點(diǎn)材料制(例如鉿制、鋯制、合金制等)的耐熱插入頭22。并且，在噴咀16的前端部上設(shè)置了噴咀孔口23，由等離子氣體通道19供給的等離子氣體(例如氧氣)從噴咀孔口23向板材W上噴射。并且，在第2噴咀罩18的前端開口部上安裝屏蔽罩24，由助推氣體通道21供給的助推氣體(例如空氣)從該屏蔽罩24前端的噴出口25噴出。
在等離子氣體通道19內(nèi)嵌入了等離子氣體旋流器34，用于使通過等離子氣體通道19的等離子氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流動，從噴咀孔口23中噴射到板材W上。同樣，在助推氣體通道21內(nèi)嵌入了助推氣體旋流器35，用于使通過助推氣體通道21的助推氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流動，從噴咀孔口25中噴射到板材W上。利用這種雙重旋轉(zhuǎn)氣流，能使板材W中的切割槽的形狀發(fā)生變化，能調(diào)整等離子氣體和助推氣體的各供給量，能調(diào)整斜角。
若利用以上結(jié)構(gòu)，在向等離子氣體通道19內(nèi)供給等離子氣體的狀態(tài)下，在電極15和板材W之間對導(dǎo)引電弧進(jìn)行點(diǎn)火，則被電離的具有導(dǎo)電性的等離子氣體通過噴咀孔23噴射到板材W上，在電極15與板材W之間使等離子電弧A進(jìn)行點(diǎn)火。該等離子電弧A，由于噴咀孔23的聚束性和等離子氣流的熱收縮作用有效地進(jìn)行發(fā)揮，所以變成在高溫下具有高密度能量的等離子電弧。這樣形成的等離子電弧A使板材W熔化，進(jìn)行穿孔和切割。
圖6表示涉及本實(shí)施方式的等離子切割裝置1的主體部分、等離子氣體供給裝置、助推氣體供給裝置、電弧電源裝置和NC裝置、及其各種附屬裝置和外圍裝置等共同組合而成的整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在該等離子切割裝置1中具等離子氣體供給線路26、助推氣體供給線路30、伺服控制部37、等離子電源裝置13、切斷高度控制部40、CAD/CAM裝置38、數(shù)控?cái)?shù)據(jù)庫39和數(shù)控裝置36。
等離子氣體供給線路26是從等離子氣體供給裝置27向等離子噴槍6的等離子氣體通道19供給的等離子氣體的氣體供給線路。在等離子氣體供給線路26中，向其下流側(cè)依次插入了根據(jù)從NC裝置36來的信號來對閥門進(jìn)行開關(guān)，進(jìn)行等離子氣體的供給和切斷的電磁開關(guān)閥28、以及根據(jù)從NC裝置36來的模擬電壓信號來調(diào)整等離子氣體壓力(換言之，等離子氣體供給量)的天電調(diào)節(jié)器29。
助推氣體供給線路30是從助推氣體供給裝置31向等離子噴槍6的助推氣體通道21供給的助推氣體的氣體供給線路。在助推氣體供給線路30中，向其下流側(cè)依次插入了根據(jù)從NC裝置36來的信號來對閥門進(jìn)行開關(guān)，進(jìn)行助推氣體的供給和切斷的電磁開關(guān)閥32、以及根據(jù)從NC裝置36來的模擬電壓信號來調(diào)整助推氣體壓力(換言之，助推氣體供給量)的天電調(diào)節(jié)器33。
并且，伺服控制部37根據(jù)從NC裝置36來的控制信號，對參照圖4進(jìn)行說明的X軸馬達(dá)7、Y軸馬達(dá)9和Z軸馬達(dá)11進(jìn)行控制，這樣來對等離子噴槍6的Z方向上的位置(即穿孔時(shí)和切割時(shí)的高度)以及等離子噴槍6向XY方向的移動(即移動路徑)進(jìn)行控制。
等離子電源裝置13，其一邊的端子(負(fù)端子)通過噴槍電纜12來與噴槍6的電極15相連接；另一邊的端子(正端子)通過母材電纜14來與板材W(或切割模板2)相連接，這樣一來，能在等離子噴槍6的電極15和板材W之間加電壓(以下稱為“等離子電弧電壓”)，供給電弧電流。等離子電源裝置13，根據(jù)從NC裝置36來的電流指令信號(即指定的電弧電流值)，對供給到等離子噴槍6內(nèi)的電弧電流值進(jìn)行控制。并且，等離子電源裝置13，定期地或者按規(guī)定的定時(shí)來把等離子電弧電壓值輸入到切斷高度控制部40內(nèi)。
切斷高度控制部40與NC裝置36相連接并能夠通信，根據(jù)從等離子電源裝置13輸入的等離子電弧電壓值，計(jì)算出等離子噴槍6的高度，把表示計(jì)算出的高度的高度信號輸入到NC裝置36內(nèi)。
CAD/CAM裝置38是具有CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))功能和CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(它也可以是裝入了用于發(fā)揮CAD功能和CAM功能的軟件的微機(jī)，也可以是用于發(fā)揮CAD功能和CAM功能的專用機(jī)，也可以是在物理上從包括NC裝置36等在內(nèi)的等離子切割裝置1中切離出來的獨(dú)立機(jī)，也可以是通過通信網(wǎng)絡(luò)等與NC裝置等連接成能通信狀態(tài)的機(jī)器)。CAD/CAM裝置38編制與從板材W上切出的產(chǎn)品的形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)(以下稱為“產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)”)，或者根據(jù)該產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)等，為NC裝置36來編制用于對等離子電弧切割的切割狀態(tài)進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)程序(以下稱為“切割控制程序”)。已編制的切割控制程序，通過CD-ROM等移動式記錄媒體或通信網(wǎng)絡(luò)等規(guī)定媒體，輸入到NC裝置36內(nèi)(切割控制程序的具體內(nèi)容等以后敘述)。
在NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)存儲了控制設(shè)定表，其中記錄的數(shù)值(以下稱為“控制設(shè)定值”)涉及對切割狀態(tài)進(jìn)行控制所用的條件，其內(nèi)容包括切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力以及助推氣體流量或壓力?？刂圃O(shè)定表記錄了最佳控制設(shè)定值，這些控制設(shè)定值分別對應(yīng)于各種不同的切割條件(例如板材的材質(zhì)、板厚、噴咀直徑、是外形切割還是孔切割，在切割孔的情況下，還有孔徑與板厚的比率等，這些條件組合使用)。利用執(zhí)行切割控制程序的方法，由NC裝置36進(jìn)行查找，在根據(jù)該切割控制程序進(jìn)行切割時(shí)，選擇出與這時(shí)的具體切割條件相對應(yīng)的最佳的控制設(shè)定值，NC裝置36能夠設(shè)定識別(控制設(shè)定表的具體內(nèi)容待以后敘述)。
NC裝置36輸入由CAD/CAM裝置38編制的切割控制程序，利用該切割控制程序來查找NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)的控制設(shè)定表，選擇出為適應(yīng)該切割控制程序所指定的切割條件而應(yīng)當(dāng)采用的最佳控制設(shè)定值，將其作為切割中應(yīng)當(dāng)使的控制設(shè)定而進(jìn)行設(shè)定識別。并且，NC裝置36，當(dāng)根據(jù)該切割控制程序進(jìn)行切割時(shí)，根據(jù)被設(shè)定識別的控制設(shè)定值，對包括切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力以及助推氣體流量或壓力在內(nèi)的切割狀態(tài)進(jìn)行控制。具體來說，NC裝置36，通過向伺服控制部37內(nèi)輸入任意值的控制信號，在伺服控制部36內(nèi)對等離子噴槍6的切割速度進(jìn)行控制。并且，NC裝置36，通過向等離子電源裝置13內(nèi)輸入任意值的電流指令信號，對于由等離子電源裝置13向等離子噴槍6內(nèi)供給的電弧電流值進(jìn)行控制。并且，NC裝置36向電磁開關(guān)閥28、32內(nèi)輸入通/斷信號，而且，向天電調(diào)節(jié)器29、33內(nèi)輸入任意值的模擬電壓信號，對等離子氣體流量或壓力以及助推氣體流量或壓力進(jìn)行控制。
以上是涉及本實(shí)施方式的等離子切割裝置1的概要。以下說明用CAD/CAM裝置38編制的切割控制程序。
圖7是表示利用CAD/CAM裝置38來編制的切割控制程序的一例的圖。
在切割控制程序700中描述了根據(jù)該切割控制程序700進(jìn)行切割作業(yè)中使用的板材W的材質(zhì)、板厚和等離子噴槍6的噴咀直徑共同決定的切割條件代碼(以下稱為“A代碼”)、以及在該切割作業(yè)中被切出的多個(gè)(或1個(gè))產(chǎn)品分別對應(yīng)的多個(gè)產(chǎn)品切割控制信息200、200............。
A代碼是參照圖8例示的表，即A代碼分配表來決定的，該表中所描述的A代碼，是按照板材W的材質(zhì)(例如低碳鋼、不銹鋼、鋁等)、板厚(mm)和噴咀直徑(mm)的各種組合而預(yù)先給予分配的。也就是說，CAD/CAM裝置38，讓用戶輸入板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑，由用戶輸入的板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑所對應(yīng)的A代碼從A代碼分配表中抽出(A代碼分配表存儲在例如CAD/CAM裝置38內(nèi)部或外部的無圖示的存儲裝置內(nèi))。而且，一個(gè)切割控制程序700中所描述的A代碼的數(shù)，在圖8的例中是一個(gè)。因此，在按照該切割控制程序700進(jìn)行的切割作業(yè)，始終是使用的同板厚和材質(zhì)的板材W和同一直徑的噴咀。但是，例如，在利用一個(gè)切割控制程序700來進(jìn)行的切割作業(yè)的過程中，在把該切割所使用的噴咀更換成直徑不同的其他噴咀，或者把使用的板材W改變成其他板厚(或材質(zhì))的情況下，對同一切割控制程序700描述了許多個(gè)A代碼。
產(chǎn)品切割控制信息200的數(shù)，與該切割作業(yè)所切出的產(chǎn)品的總個(gè)數(shù)是相同的。例如，若切出的產(chǎn)品的種類是一種，切出的產(chǎn)品的個(gè)數(shù)是20個(gè)，則產(chǎn)品切割控制信息200的數(shù)(即切出的產(chǎn)品的總個(gè)數(shù))為20，并且，若切出的產(chǎn)品的種類是2種，每種產(chǎn)品的個(gè)數(shù)為10個(gè)，則產(chǎn)品切割控制信息的數(shù)為20。多個(gè)產(chǎn)品切割控制信息200、200......，例如按照和產(chǎn)品的切出順序相同的順序來進(jìn)行排列。
在各產(chǎn)品的產(chǎn)品切割控制信息200中，對構(gòu)成產(chǎn)品形狀的每個(gè)要素形狀(例如，在具有2個(gè)孔的產(chǎn)品的情況下，由一個(gè)外形和2個(gè)孔的3個(gè)要素形狀來構(gòu)成該產(chǎn)品的形狀)，包括表示該要素形狀的種類是外形還是孔(若是孔，則是什么級別的孔)的要素形狀代碼(以下稱為“T代碼”)、以及該要素形狀的詳細(xì)控制信息300。例如，具有一個(gè)孔和一個(gè)外形的產(chǎn)品的情況下，在該產(chǎn)品的產(chǎn)品切割控制信息200中包括該孔的T代碼和詳細(xì)控制信息300、以及外形的T代碼和詳細(xì)控制信息300。一個(gè)產(chǎn)品具有的多個(gè)要素形狀的T代碼和詳細(xì)控制信息300的集按照切出這些要素形狀的順序來進(jìn)行排列。在具有孔和外形的產(chǎn)品的情況下，在切割孔之后切割形狀，所以在孔的T代碼和詳細(xì)控制信息300的集之后對外形的T代碼和詳細(xì)控制信息300的集進(jìn)行排列。
T代碼如前所述，表示要素形狀是外形還是孔，若是孔，則是哪種級別的孔。孔的級別根據(jù)板材W的孔徑與板厚的比率(以下簡稱為“孔比率”)不同劃分為多種，例如有3種。第1孔級別表示孔比率最大(即若板厚一定則孔徑最大，或者若孔徑一定，則板厚最小)。(以下將該級別稱為“大孔級”)。第2孔級別表示孔比率最小(即若板厚一定則孔徑最小，或者若孔徑一定則板厚最大)。(以下將該級別稱為“小孔級”)。第3孔級別表示孔比率位于大孔級和小孔級之間(以下將該級別稱為“中孔級”)。
在該實(shí)施方式中，T代碼有4種。第1T代碼表示是產(chǎn)品外形(在圖10中示為“T0”)。第2T代碼表示是大孔級的孔(圖中示為“T1”)。第3T代碼表示是中孔級的孔(圖中示為“T2”)。第4T代碼表示是小孔級的孔(圖中示為“T3”)。
在這4中T代碼中采用哪一種T代碼，由CAD/CAM裝置38讓用戶輸入包括孔徑在內(nèi)的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)和板材W的板厚，根據(jù)該輸入數(shù)據(jù)來決定。
對每種要素形狀分別寫的詳細(xì)控制信息300詳細(xì)地指示出了當(dāng)切割該要素形狀時(shí)，在等離子切割裝置1的切割模板2(即平臺)上的哪個(gè)位置上按照什么順序進(jìn)行什么種類的動作。具體來說，例如，在詳細(xì)控制信息300中，作為動作種類描述了指示穿孔的代碼和穿孔的位置的切割模板2上的坐標(biāo)、其次是指示出使等離子噴槍6移動(即切割)的代碼以及表示當(dāng)時(shí)的移動路徑(切割路徑)的坐標(biāo)、最后是指示出停止發(fā)生等離子電弧，結(jié)束切割的代碼、以及該切割結(jié)束位置的切割模板2上的坐標(biāo)等。
這種切割控制程序700從CAD/CAM裝置38中輸出后再被輸入到NC裝置36內(nèi)時(shí)，NC裝置36利用該切割控制程序中包含的A代碼和T代碼，參照NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)的控制設(shè)定表，能在切割時(shí)選擇并設(shè)定最佳控制設(shè)定值。
圖9表示控制設(shè)定表的一例。
在控制設(shè)定表中，記錄了分別與多個(gè)A代碼(即板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的組合)相對應(yīng)的多個(gè)控制設(shè)定信息。在各控制設(shè)定信息中包含與第1～第4的T代碼(即，要素形狀是外形還是孔，若是孔則是什么級別的孔)分別相對應(yīng)的多種控制設(shè)定值。多種控制設(shè)定值例如有電弧電流值、切割速度、切割高度(切割中的等離子噴槍的高度)、孔的高度(穿孔時(shí)的等離子噴槍的高度)、助推氣體流量(或壓力)以及等離子氣體編號(而且，等離子氣體編號表示等離子氣體流量或壓力，例如，氣體編號“1”表示0.9Mpa；氣體編號“2”表示0.6Mpa)。
在該圖所示的控制設(shè)定表中，對每個(gè)A代碼記錄了控制設(shè)定信息，根據(jù)該控制設(shè)定信息中含有的各種控制設(shè)定值，對外形切割和孔切割的切割狀態(tài)進(jìn)行控制。A代碼如上所述對板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的每個(gè)組合分別配備。所以在該實(shí)施方式中根據(jù)板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑來控制外形切割和孔切割的切割狀態(tài)。具體來說，例如即使切割對象的孔徑相同，如果板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑中即使有一個(gè)不同；那么，仍要在不同的切割狀態(tài)下進(jìn)行外形切割和孔切割。
并且在該圖所示的控制設(shè)定表中，同一A代碼(即板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的組合)中，與T代碼“T1”～“T3”相對應(yīng)的(即孔切割的)切割速度，設(shè)定為低于和T代碼“T0”相對應(yīng)的(即外形切割)切割速度。并且，在同一A代碼中，與T代碼“T1”～“T3”相對應(yīng)的電弧電流值和等離子氣體流量或壓力設(shè)定為小于和T代碼“T0”相對應(yīng)的值。因此，當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，控制方法是切割速度慢，電弧電流值小，而且等離子氣體流量或壓力小。
并且在該圖所示的控制設(shè)定表中，同一A代碼(即板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的組合)中，與T代碼“T1”～“T3”相對應(yīng)的(即孔切割的)助推氣體流量或壓力也設(shè)定為小于和T代碼“T0”相對應(yīng)的(即外形切割)值。因此，當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，控制方法是助推等離子氣體流量或壓力也小。
再者，該圖所示的控制設(shè)定表中，孔徑與板厚的比率越小(即孔的級別越小)，記錄的切割速度越慢，電弧電流值越小，等離子氣體流量或壓力越小，助推氣體流量或壓力越小。因此，在孔切割時(shí)在板厚相同的情況下(例如在A代碼相同的情況下)孔徑越小，另一方面在孔徑相同的情況下板厚越大，則切割速度越慢，電弧電流值也越小，等離子氣體流量或壓力也越小而助推氣體流量或壓力越小。
以下說明在使用CAD/CAM裝置38編制出產(chǎn)品的形狀數(shù)據(jù)之后，在等離子切割裝置1中切出該產(chǎn)品之前的流程。而且，在該說明中，為了便于理解該流程，把被切割的板材W定為1塊。
(1)產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)的編制CAD/CAM裝置38通過用戶操作來編制與切出產(chǎn)品的形狀設(shè)計(jì)有關(guān)的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)，把編制出的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)存儲到規(guī)定的存儲裝置(無圖示)內(nèi)。產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)例如是所謂DXF(繪圖交換文件)的形式的數(shù)據(jù)，至少包括表示產(chǎn)品的外形輪廓和尺寸的數(shù)據(jù)。并且，在產(chǎn)品形狀，除外形以外還有一個(gè)或多個(gè)孔的情況下，產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)中，例如對每個(gè)孔還包括表示孔的輪廓、孔徑和產(chǎn)品外形中的孔的位置(坐標(biāo))的數(shù)據(jù)。
(2)切割控制程序的編制(2-1)產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)的輸入CAD/CAM裝置38讓用戶輸入從板材W中切出產(chǎn)品的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)。產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)的輸入方法是，例如把預(yù)先登錄的一種以上的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)顯示到顯示器畫面上，讓用戶從這一種以上的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)中選擇所需的一種或多種產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)，把被選出的一種或多種產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)作為切出的產(chǎn)品的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。
(2-2)板材W的尺寸(縱橫尺寸)、材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的輸入并且，為了編制切割控制程序700，CAD/CAM裝置38讓用戶也還輸入在按照該切割控制程序700進(jìn)行的切割作業(yè)中進(jìn)行切割的板材W的尺寸(縱橫尺寸)、板材W的材質(zhì)、板材W的板厚以及等離子噴槍6的噴咀直徑。
(2-3)組合排樣(嵌套)處理和產(chǎn)品切出順序的決定CAD/CAM裝置38讓用戶對每種被輸入的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)分別輸入該產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)所表示的產(chǎn)品要切出的個(gè)數(shù)，然后進(jìn)行組合排樣處理。
也就是說，CAD/CAM裝置38，根據(jù)已輸入的一種或多種產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)、每種產(chǎn)品的切出個(gè)數(shù)以及板材W的尺寸，在板材W布置切出的產(chǎn)品的切割線，要使從板材W切出的產(chǎn)品以外的部分(廢料)達(dá)到最少。
并且，CAD/CAM裝置38決定產(chǎn)品的切出順序。
(2-4)A代碼和切出的每個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)品切割控制信息200的決定首先，CAD/CAM裝置38利用由用戶輸入的板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑，參照A代碼分配表(參見圖8)，抽出與這些材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的組合相對應(yīng)的A代碼。
然后，CAD/CAM裝置38對每種切出的產(chǎn)品決定產(chǎn)品切割控制信息200。
也就是說，CAD/CAM裝置38對每個(gè)產(chǎn)品切割對象(即每個(gè)像外形和孔這樣的要素形狀)給予T代碼。
具體來說，如圖10所示，CAD/CAM裝置38參照由用戶輸入的產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)，對要素形狀進(jìn)行識別，判斷該要素形狀是外形還是孔(S1步)。其結(jié)果，當(dāng)判斷出是外形時(shí)(在S1為是)，CAD/CAM裝置38，對上述被識別的要素形狀，付與表示是外形的T代碼“T0”(S2)。
在S1中，在判斷出上述被識別的要素形狀是孔的情況下(在S2為否)，CAD/CAM裝置38利用由用戶輸入的板厚、以及在產(chǎn)品形狀數(shù)據(jù)內(nèi)所包含的該孔的直徑，計(jì)算出該孔的孔比率(即孔徑相當(dāng)于板厚的多少倍)，根據(jù)計(jì)算出的孔比率，對上述被識別的要素形狀決定付與的T代碼。例如，如圖10所示，CAD/CAM裝置38，若算出的孔比率為第1閾值(例如2、5)以上(在S3為是)，則付與表示是大孔級的孔的T代碼“T1”(S4)；若該孔比率為第1閾值(例如2、5)以下而且是第2閾值(例如1、5)以上(在S3為否和在S5為是)，則付與表示是中孔級的孔的T代碼“T2”(S6)；若該孔比率為第2閾值(例如1、5)以下，(在S3為否和在S5為否)，則付與表示是小孔級的孔的T代碼“T3”。
若按以上那樣的方法，對產(chǎn)品的每個(gè)要素形狀付與T代碼，則CAD/CAM裝置38對產(chǎn)品的每個(gè)要素形狀，決定詳細(xì)控制信息300，其中詳細(xì)指示當(dāng)切割該要素形狀時(shí)在等離子切割裝置1的切割模板2(即平臺)上的什么位置上，按照什么順序進(jìn)行哪一種類的動作。
(2-5)切割控制程序700的生成和輸出按以上方法對A代碼和每個(gè)切出的產(chǎn)品切割控制信息200(即包括每個(gè)產(chǎn)品要素形狀的T代碼和詳細(xì)控制信息300的集在內(nèi)的信息)進(jìn)行決定后，由CAD/CAM裝置38來生成切割控制程序700(參見圖7)，其中包括A代碼、每個(gè)切出的產(chǎn)品的產(chǎn)品切割控制信息200以及產(chǎn)品切出的順序。并且，CAD/CAM裝置38把該切割控制程序700輸出到軟磁盤等可移動的記錄媒體上，或者通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到NC裝置36內(nèi)。
(3)產(chǎn)品的切出圖11是表示產(chǎn)品切出處理中的NC裝置的動作流程的圖。
若把切割控制程序700輸入到NC裝置36內(nèi)(S11)，則由NC裝置36參照該切割控制程序700，確定產(chǎn)品切出順序和由此切出的產(chǎn)品(S12)。并且，NC裝置36開始該產(chǎn)品的切割作業(yè)。在此，例如在產(chǎn)品的形狀中不僅包括外形，也包括孔的情況下(在S13為是)。按照該產(chǎn)品的產(chǎn)品切割控制信息200所指定的順序，從產(chǎn)品的孔開始切割。
也就是說，NC裝置36根據(jù)在S11輸入的切割控制程序700中所描述的切割對象的孔對應(yīng)的詳細(xì)控制信息300，對伺服控制部37進(jìn)行控制，使等離子噴槍6移動到穿孔的位置上。并且，NC裝置36，與該處理相并行(或該處理結(jié)束后)，參照NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)的控制設(shè)定表，從該控制設(shè)定表中讀出在S11步輸入的切割控制程序700中所包含的A代碼(也就是說，與被切割的板材W的材質(zhì)和板厚以及使用的噴咀直徑的組合相對應(yīng)的A代碼)、以及切割對象的孔的T代碼所對應(yīng)的多種控制設(shè)定值(例如切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力)，把已讀出的多種控制設(shè)定值設(shè)定在規(guī)定的存儲裝置(例如寄存器)內(nèi)(S14)。NC裝置36根據(jù)該設(shè)定的控制設(shè)定值，一邊控制切割狀態(tài)，一邊進(jìn)行孔切割(S15)。
具體來說，例如NC裝置36，首先控制等離子噴槍6的高度，使其達(dá)到已設(shè)定的控制設(shè)定值之一的穿孔高度。并且，NC裝置36根據(jù)切割對象的孔的詳細(xì)控制信息300所規(guī)定的控制信息，進(jìn)行穿孔處理，對板材W進(jìn)行孔切割。
然后，NC裝置36在上述穿孔的位置上對等離子噴槍6的高度進(jìn)行控制，使其達(dá)到由S14設(shè)定的控制設(shè)定值之一的切割高度。并且，NC裝置36按照S14所設(shè)定的切割速度、而且按照切割對象的孔的詳細(xì)控制信息300中所寫的移動路徑(切割路徑)，使等離子噴槍6進(jìn)行移動(例如，使等離子噴槍6從穿孔位置移動到孔的輪廓上的規(guī)定旋轉(zhuǎn)開始位置，從該位置沿著孔的輪廓進(jìn)行旋轉(zhuǎn))，這樣，對具有規(guī)定直徑的孔進(jìn)行切割。并且，在該等離子噴槍6的移動過程中，NC裝置36進(jìn)行控制，使切割速度、供給到等離子噴槍6內(nèi)的電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力，達(dá)到由S14設(shè)定的切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力，而且對其加以保持。換言之，NC裝置36在切割中(至少在等離子噴槍6的上述旋轉(zhuǎn)中)，即使等離子噴槍6的移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能把由S14設(shè)定的切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力改變成別的數(shù)值(而且，穿孔時(shí)，從穿孔位置移動到上述旋轉(zhuǎn)開始位置，或者到達(dá)上述旋轉(zhuǎn)結(jié)束位置時(shí)，也可以在另一切割狀態(tài)下進(jìn)行切割處理，該切割狀態(tài)不同于把S14所設(shè)定的控制設(shè)定值作為基礎(chǔ)的切割狀態(tài)。
按照上述方法由NC裝置36進(jìn)行孔切割。在產(chǎn)品中具有多個(gè)孔的情況下，在這許多孔全部切割完之前，反復(fù)進(jìn)行S13～S15步。
而且，在反復(fù)進(jìn)行S13～S15的情況下，控制的方法是若孔的級別越小(即孔比率越小)，則切割速度越慢，電弧電流值越小，等離子氣體流量或壓力也越小，而且助推氣體流量或壓力也越小。
那么，NC裝置36在全部孔切割結(jié)束后(或者產(chǎn)品形狀中沒有孔時(shí))(在S13為否)，進(jìn)行外形切割。該切割處理的流程與孔切割時(shí)一樣。也就是說，NC裝置36，對于由S11輸入的切割控制程序700內(nèi)包含的A代碼(即被切割的板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑的組合所對應(yīng)的A代碼)、以及作為切割對象的外形的T代碼“T0”所對應(yīng)的多種控制設(shè)定值，從NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)的控制設(shè)定表中進(jìn)行讀出和設(shè)定(S17)。并且，NC裝置36、按照S17所設(shè)定的切割速度，而且按照切割對象的外形的詳細(xì)控制信息300中所寫的移動路徑使等離子噴槍6進(jìn)行移動，這樣來切割外形(S18)。并且，在該等離子噴槍6的移動中，NC裝置36，進(jìn)行控制，使切割速度、供給到等離子噴槍6內(nèi)的電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力，達(dá)到由S17設(shè)定的切割速度、電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力，而且對其加以保持。
NC裝置36，若尚有要切出的產(chǎn)品(在S19為是)，則進(jìn)行以上的S12～S18的處理，若全部產(chǎn)品切割完畢(在S19為否)，則結(jié)束處理。
以上說明了本實(shí)施方式。
而且，在該實(shí)施方式中，切割孔時(shí)，根據(jù)孔徑與板厚的比率來分級地更改控制設(shè)定值(即切割速度和電弧電流值等)。但也可以是無級地更改。具體說來，例如，也可以是表示孔比率和各種控制設(shè)定值(切割速度和電弧電流值等)的對應(yīng)關(guān)系的線性曲線數(shù)據(jù)，登錄在NC數(shù)據(jù)庫39內(nèi)，根據(jù)該曲線數(shù)據(jù)，決定孔切割中的控制設(shè)定值。
并且，NC裝置36具有顯示畫面，也可以在S14和S17對控制設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定時(shí)，把該控制設(shè)定值顯示在畫面上，讓用戶輸入是否承認(rèn)該控制設(shè)定值，或者用手動方式來更改該顯示的控制設(shè)定值。
并且，如圖9的控制設(shè)定表所示，對外形切割，備有高速方式和低速方式，該低速方式的切割速度低于高速方式(并且，例如，電弧電流值、等離子氣體流量或壓力和助推氣體流量或壓力的至少一個(gè)較小)，在此情況下，NC裝置36，既可以根據(jù)外形的形狀等，自動地選擇高速方式或低速方式，也可以由用戶以手動方式來進(jìn)行切割方式的選擇。在高速方式的情況下，控制方法一定是與孔切割時(shí)相比，切割速度快，電弧電流值大，等離子氣體流量或壓力大，而且助推氣體流量或壓力大(在低速的情況下，不一定是這樣)。
以上按照上述實(shí)施方式，當(dāng)孔切割時(shí)，與外形切割時(shí)相比，控制方法是切割速度慢，電弧電流值小，而且等離子氣體流量或壓力小。這樣，當(dāng)孔切割時(shí)，與外形切割時(shí)相比，切割速度慢，所以，能減小切割延遲對切割質(zhì)量的影響。并且，隨著該切割速度的降低，電弧電流值和等離子氣體流量或壓力減小，所以，當(dāng)孔切割時(shí)，與外形切割時(shí)相比，等離子電弧的氣體噴射流減弱，因此，切割延遲、相對于等離子電弧的左右側(cè)的壓力平衡、雜波的劣化以及切割面上能產(chǎn)生的凹凸(以下稱為“切割延遲等”)對切割質(zhì)量的影響可以減小(例如，能減小或者實(shí)質(zhì)上消除該影響，使切割面上所產(chǎn)生的凹凸不明顯。
再者，按照上述實(shí)施方式，進(jìn)一步在孔切割時(shí)，與外形切割相比，控制到助推氣體流量或壓力也減小。這樣，能進(jìn)一步減小切割延遲等對切割質(zhì)量的不良影響。
并且，按照上述實(shí)施方式，若孔徑與板厚的比率減小，則切割速度變慢，電弧電流值減小，而且等離子氣體流量或壓力減小(并且，助推氣體流量或壓力也減小)。若即使板厚相同，而孔徑減小，或者孔徑相同，板厚增加，則切割延遲等對切割質(zhì)量的不良影響增大。按照本實(shí)施方式，如上所述，孔比率越小，則控制方法是切割速度減慢，電弧電流值減小，而且，等離子氣體流量或壓力減小，所以，能進(jìn)一步提高孔的切割質(zhì)量。
再者，按照上述實(shí)施方式，根據(jù)板材(w)的材質(zhì)、板厚和等離子噴槍6的噴咀直徑，來控制切割時(shí)的切割狀態(tài)。這樣，在與板材(w)的材質(zhì)、板厚和噴咀直徑更加適應(yīng)的切割狀態(tài)下進(jìn)行外形切割和孔切割，所以能進(jìn)一步提高產(chǎn)品的切割質(zhì)量。
并且，按照上述實(shí)施方式，控制裝置36，在外形和孔的切割中(例如至少等離子噴槍6的旋轉(zhuǎn)中)，隨著該切割的進(jìn)行，即使等離子噴槍6的移動路徑的曲率發(fā)生變化，仍能使切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定(即不更改已經(jīng)設(shè)定的控制設(shè)定值)。這樣，能防止由于切換正在切割時(shí)的切割狀態(tài)而造成切割質(zhì)量下降。
以上說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。但這只是為了說明本發(fā)明，并非把本發(fā)明的范圍僅限定在該實(shí)施例內(nèi)。本發(fā)明在不脫離其要點(diǎn)的條件下，也可以用其他各種方式來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種等離子切割裝置，用于一邊向等離子噴槍(6)供給電弧電流和等離子氣體，形成從等離子噴槍(6)的噴咀向板材(w)的等離子電弧(A)，一邊使等離子噴槍(6)按切割速度沿著與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的切割路徑進(jìn)行移動，對板材(w)進(jìn)行切割，從該板材(w)中切割出產(chǎn)品，該等離子切割裝置(1)，其特征在于具有控制裝置(36)，用于控制切割狀態(tài)，其中包括切割速度、電弧電流值和等離子氣體流量或壓力，該控制裝置(36)在產(chǎn)品形狀具有孔和外形的情況下，當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，控制降低切割速度，減小電弧電流值，而且減小等離子氣體流量或壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子切割裝置，其特征在于還向等離子噴槍(6)內(nèi)供給助推氣體，控制裝置(36)在切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，控制減小助推氣體流量或壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的等離子切割裝置，其特征在于控制裝置(36)，當(dāng)切割孔時(shí)根據(jù)板材(w)的板厚和孔徑的比率來控制切割狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子切割裝置，其特征在于上述控制裝置(36)，當(dāng)切割上述孔時(shí)，上述孔徑與上述板厚的比率越大，則控制上述切割速度越快，上述電弧電流值越大，而且上述等離子氣體流量或壓力越大。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子切割裝置，其特征在于上述控制裝置(36)，根據(jù)上述板材(w)的材質(zhì)和板厚，以及上述等離子噴槍(6)的噴咀直徑，來控制在切割上述外形時(shí)的上述切割狀態(tài)，而且，根據(jù)上述板材(w)的材質(zhì)、上述板厚、上述噴咀直徑以及上述孔徑與上述板厚的比率，來控制在切割上述孔時(shí)的上述切割狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的等離子切割裝置，其特征在于上述控制裝置(36)，當(dāng)切割上述孔時(shí)，上述孔徑與板厚的比率越大，則控制上述切割速度越快，上述電弧電流值越大，而且上述等離子氣體流量或壓力越大。
7.如權(quán)利要求5所述的等離子切割裝置，其特征在于上述控制裝置(36)，對于上述板材(w)的材質(zhì)、上述板材(w)的板厚、上述等離子噴槍(6)的上述噴咀直徑的每一種組合，分別具有外形用的控制設(shè)定、以及上述孔徑與上述板厚的比率不同的多個(gè)級別的孔用的控制設(shè)定。上述控制裝置(36)，在從具有規(guī)定材質(zhì)和板厚的板材(w)中，利用具有規(guī)定噴咀直徑的等離子噴槍(6)來切出產(chǎn)品的情況下，當(dāng)切割外形時(shí)，外形用控制設(shè)定，對上述切割狀態(tài)進(jìn)行控制；當(dāng)切割具有規(guī)定直徑的孔時(shí)，在和上述規(guī)定材質(zhì)和板厚以及上述給定的噴咀直徑相對應(yīng)的上述多個(gè)級別的孔用的控制設(shè)定中，利用和上述規(guī)定直徑和板厚的比率相對應(yīng)的級別的孔用的控制設(shè)定，對上述切割狀態(tài)進(jìn)行控制。
8.如權(quán)利要求1所述的等離子切割裝置，其特征在于，上述控制裝置(36)，在上述外形切割中，隨著該切割的進(jìn)行，即使上述等離子噴槍(6)的上述移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使上述切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定。
9.如權(quán)利要求1所述的等離子切割裝置，其特征在于上述控制裝置(36)，在一個(gè)上述孔正在切割時(shí)，隨著該切割的進(jìn)行，即使上述等離子噴槍(6)的上述移動路徑的曲率發(fā)生變化，也能使上述切割狀態(tài)實(shí)質(zhì)上保持一定。
10.一種控制裝置，其特征在于對權(quán)利要求1～9中的任一項(xiàng)所述的等離子切割裝置進(jìn)行控制。
11.一種等離子切割方法，用于一邊向等離子噴槍(6)供給電弧電流和等離子氣體，形成從等離子噴槍(6)的噴咀向板材(w)的等離子電弧(A)，一邊使等離子噴槍(6)按切割速度沿著與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的切割路徑進(jìn)行移動，對板材(w)進(jìn)行切割，從該板材(w)中切割出產(chǎn)品，該等離子切割方法，其特征在于在上述產(chǎn)品形狀具有孔和外形的情況下，包括以下步驟對切割狀態(tài)進(jìn)行控制，對上述孔進(jìn)行切割，該切割狀態(tài)包括上述切割速度、上述電弧電流值和上述等離子氣體流量或壓力；和對上述切割條件進(jìn)行控制，對上述外形進(jìn)行切割，在上述孔進(jìn)行切割的步驟中，與對上述外形進(jìn)行切割時(shí)相比，控制減慢上述切割速度，減小上述電弧電流值，而且減小上述等離子氣體流量或壓力。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提高等離子電弧切割時(shí)的產(chǎn)品切割質(zhì)量，尤其是孔的切割質(zhì)量。本發(fā)明等離子切割裝置，用于一邊向等離子噴槍(6)供給電弧電流和等離子氣體，形成從等離子噴槍(6)的噴嘴向板材(w)的等離子電弧(A)，一邊使等離子噴槍(6)按期切割速度沿著與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的切割路徑進(jìn)行移動，對板材(w)進(jìn)行切割，從該板材(w)中切割出產(chǎn)品，其特征在于具有控制裝置(36)，用于控制切割狀態(tài)，該控制裝置(36)，當(dāng)切割孔時(shí)，與切割外形時(shí)相比，控制降低切割速度，減小電弧電流值，而且減小等離子氣體流量或壓力。
文檔編號B23K10/00GK1572410SQ20041003351
公開日2005年2月2日 申請日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者山口義博, 加端哲也 申請人:小松產(chǎn)機(jī)株式會社