JP5956750B2 - Gas cutting device, gas cutting robot equipped with the same, and gas cutting method - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、燃料ガスと支援酸素による予熱炎によってワークを予熱し、切断酸素によってワークを切断するガス切断装置とそれを備えたガス切断ロボット及びガス切断方法に関する。  The present invention relates to a gas cutting apparatus that preheats a workpiece with a preheating flame using fuel gas and assisting oxygen, and cuts the workpiece with cutting oxygen, a gas cutting robot including the same, and a gas cutting method.

従来、鋼板や鋼管等の被切断物（この明細書及び特許請求の範囲の書類中においては、これらを総称して「ワーク」という）の切断、穴開け等、種々の分野でアセチレンガス、プロパンガス等（以下、これらを総称して「燃料ガス」という）を用いたガス切断が利用されている。このガス切断は、図５に示すように、切断トーチ１００の先端から噴出させる燃料ガス１０１と支援酸素１０２とによる高温の予熱炎１０３によってワーク１０５を発火温度まで加熱して溶融させ、その予熱炎１０３の中心部から切断酸素１０４を噴射することによって溶融金属を吹き飛ばしてワーク１０５を切断する。  Conventionally, acetylene gas and propane have been used in various fields such as cutting and drilling of workpieces such as steel plates and steel pipes (generally referred to as “workpieces” in this specification and claims). Gas cutting using gas or the like (hereinafter collectively referred to as “fuel gas”) is used. In this gas cutting, as shown in FIG. 5, thework 105 is heated to the ignition temperature by the high-temperature preheating flame 103 by thefuel gas 101 and the supportingoxygen 102 ejected from the tip of thecutting torch 100, and the preheating flame is melted. By blowing cuttingoxygen 104 from the center of 103, the molten metal is blown away and theworkpiece 105 is cut.

一方、このようなガス切断で切断するワークは、切断形態、厚み等が多種多様である。例えば、図６に示すように、板材１１０の上面に対して角度β（例えば、６０°）で管体１１１を斜めに貫通させて溶接で固定するような場合、板材１１０に設ける貫通穴１１２と管体１１１との溶接位置において、開先角度をほぼ同じにすることで溶接歪の影響を抑えるようにしたい。  On the other hand, workpieces to be cut by such gas cutting have various cutting forms, thicknesses, and the like. For example, as shown in FIG. 6, when thepipe body 111 is obliquely penetrated at an angle β (for example, 60 °) with respect to the upper surface of theplate member 110 and is fixed by welding, a throughhole 112 provided in theplate member 110 and It is desired to suppress the influence of welding distortion by making the groove angle substantially the same at the welding position with thetube body 111.

そのため、図７(a) 〜(e) に示すように、板材１１０の貫通穴１１２の上面１１３と管体１１１の外面との開先角度がほぼ同じとなるように、貫通穴１１２をガス切断する時に、板材１１０の上面に対する切断トーチ１００（図５）の切断角度を変化させる必要がある。この例では、図６に示すＡ位置からＥ位置において、図７(a) 〜(e) に示すように、Ａ位置では３０°、Ｂ位置では４０°、Ｃ位置では５８°、Ｄ位置では７８°、Ｅ位置では９０°、と変化する。  Therefore, as shown in FIGS. 7A to 7E, thethrough hole 112 is gas-cut so that the groove angle between theupper surface 113 of the throughhole 112 of theplate member 110 and the outer surface of thetube body 111 is substantially the same. When doing so, it is necessary to change the cutting angle of the cutting torch 100 (FIG. 5) with respect to the upper surface of theplate member 110. In this example, from the A position to the E position shown in FIG. 6, as shown in FIGS. 7A to 7E, the A position is 30 °, the B position is 40 °, the C position is 58 °, and the D position is It changes to 78 ° and 90 ° at the E position.

そうすると、図８に示すように、板材１１０の上面１１３に対して切断トーチ１００のトーチ角度をθ１〜θ４へと傾けると、板材１１０の実切断長さＬが変化する。この例では、図示する最短が実切断長さＬ１、最長が実切断長さＬ４となる。そのため、その実切断長さＬの変化に応じて予熱炎１０３の強さを調整する必要が生じる。しかも、気温差や湿度等の状況変化によっても予熱炎１０３の強さを調整する必要が生じる。  Then, as shown in FIG. 8, when the torch angle of thecutting torch 100 is inclined from θ1 to θ4 with respect to theupper surface 113 of theplate material 110, the actual cutting length L of theplate material 110 changes. In this example, the shortest illustrated is the actual cut length L1, and the longest is the actual cut length L4. Therefore, it is necessary to adjust the strength of the preheatingflame 103 in accordance with the change in the actual cut length L. Moreover, it is necessary to adjust the strength of the preheatingflame 103 depending on changes in conditions such as temperature difference and humidity.

一方、このような予熱炎の調整作業は、燃料ガスの量や支援酸素の量を微妙に変化させることで適した予熱炎にできるため、熟練作業者であれば、経験によって適した状態に調整することができる。しかし、近年、熟練作業者が減少し、最適な状態に予熱炎を調整することが難しくなっている。  On the other hand, since the preheating flame can be adjusted to a suitable preheating flame by slightly changing the amount of fuel gas and the amount of support oxygen, it can be adjusted to a suitable state by experience for experienced workers. can do. However, in recent years, the number of skilled workers has decreased, making it difficult to adjust the preheating flame to an optimum state.

この種の先行技術として、例えば、切断トーチのそれぞれに、予熱酸素および予熱ガスの流量を調節するコントロールバルブを備えた流量調整装置を設置し、切断トーチ毎に条件の異なる被切断材の切断を同時に行うことができるようにしたものがある。この先行技術では、それぞれの切断トーチに設置された流量調整装置の開量を調整して、予熱、切断、種火の３段階に切り換えられるようにもしている（例えば、特許文献１参照）。  As this type of prior art, for example, each cutting torch is provided with a flow control device equipped with a control valve for adjusting the flow rates of preheated oxygen and preheated gas, so that the material to be cut having different conditions for each cutting torch is cut. There is something that can be done at the same time. In this prior art, the opening amount of the flow rate adjusting device installed in each cutting torch is adjusted so that it can be switched to three stages of preheating, cutting, and fire (see, for example, Patent Document 1).

特開平１０−８０７６４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-80764

しかしながら、上記特許文献１では、一つの切断トーチに一つのコントロールバルブが設置された構成であるため、予熱炎の強さを切換・調整する際や切断トーチの切換え時に失火する恐れがある。  However, in the above-mentionedpatent document 1, since one control valve is installed in one cutting torch, there is a risk of misfiring when switching / adjusting the strength of the preheating flame or when switching the cutting torch.

また、一つの切断トーチに一つのコントロールバルブが設置された構成の場合、例えば、切断途中に予熱炎の強さを切換・調整する時に一時的に予熱炎が大きく変化し、切断面に刻み（ノッチ）が生じる場合がある。この場合、切断後に切断面の修正作業が必要となり、作業効率が悪化する。  In addition, in the case of a configuration in which one control valve is installed in one cutting torch, for example, when the strength of the preheating flame is switched and adjusted during cutting, the preheating flame temporarily changes greatly and is cut into the cut surface ( Notch) may occur. In this case, it is necessary to correct the cut surface after cutting, and work efficiency deteriorates.

そこで、本発明は、失火の恐れなく、状況に応じて予熱炎の強さを容易に切換・調整できるガス切断装置とそれを備えたガス切断ロボット、及びガス切断方法を提供することを目的とする。  SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas cutting device that can easily switch and adjust the strength of a preheating flame according to the situation without fear of misfire, a gas cutting robot including the same, and a gas cutting method. To do.

上記目的を達成するために、本発明のガス切断装置は、燃料ガスと支援酸素による予熱炎によってワークを予熱し、切断酸素によってワークを切断するガス切断装置であって、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を噴射してワークを切断する切断トーチと、前記切断トーチへ供給する燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量を、異なる流量に調整するバルブユニットを複数有する流量調整手段と、切断条件に応じて、前記複数のバルブユニットの内から切断条件に適したバルブユニットの組み合わせを選択し、前記切断トーチへ燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を供給するバルブユニットを駆動する制御手段と、を備え、前記流量調整手段は、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量が着火用流量に調整された少なくとも一つの着火用バルブユニットと、異なる切断条件の流量にそれぞれ調整された複数の流量変更用バルブユニットとを有し、前記制御手段は、全ての切断条件において前記着火用バルブユニットを必ず選択するように構成されている。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「切断条件」は、「切断長さ」、「切断トーチ角度」、「被切断材の材質」などによって設定した条件をいう。  In order to achieve the above object, a gas cutting apparatus according to the present invention is a gas cutting apparatus that preheats a workpiece with a preheating flame using fuel gas and supporting oxygen, and cuts the workpiece with cutting oxygen. A cutting torch for injecting cutting oxygen to cut the workpiece, a flow rate adjusting means having a plurality of valve units for adjusting the flow rates of fuel gas, supporting oxygen and cutting oxygen supplied to the cutting torch to different flow rates, and cutting conditions And a control means for driving a valve unit for supplying fuel gas, assisting oxygen and cutting oxygen to the cutting torch, by selecting a combination of valve units suitable for cutting conditions from the plurality of valve units. And the flow rate adjusting means includes at least one ignition valve in which the flow rates of fuel gas, support oxygen, and cutting oxygen are adjusted to the ignition flow rate. A unit and a plurality of flow rate changing valve units each adjusted to a flow rate of different cutting conditions, and the control means is configured to always select the ignition valve unit in all cutting conditions. . The “cutting conditions” in the specification and claims refers to conditions set by “cutting length”, “cutting torch angle”, “material of material to be cut”, and the like.

この構成により、全ての切断条件において、着火用バルブユニットは必ず選択・駆動されるので、切断条件によって流量変更用バルブユニットの組み合わせを変更したとしても、いずれの組み合わせでも常に着火用バルブユニットから着火用流量の燃料ガス、支援酸素及び切断酸素が供給されているので、切断条件に応じて予熱炎の強さを切換・調整する際に、失火することがないように構成することが可能となる。  With this configuration, the ignition valve unit is always selected and driven under all cutting conditions. Therefore, even if the combination of the flow rate changing valve units is changed according to the cutting conditions, any combination always ignites from the ignition valve unit. Since the flow rate of fuel gas, supporting oxygen and cutting oxygen are supplied, it is possible to configure so as not to misfire when switching and adjusting the strength of the preheating flame according to the cutting conditions. .

また、前記複数のバルブユニットは、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素用の各開閉弁と、前記開閉弁と直列に下流側に配置された各手動弁とを有していてもよい。  The plurality of valve units may include on-off valves for fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen, and manual valves arranged on the downstream side in series with the on-off valves.

このように構成すれば、燃料ガス等の流量は各手動弁の開度を予め調整しておくことにより調整が可能となる。しかも、各手動弁の開度を調整することでガス切断施工中においても調整が可能であり、燃料ガス流量等の微調整が可能となる。  If comprised in this way, the flow volume of fuel gas etc. can be adjusted by adjusting the opening degree of each manual valve beforehand. Moreover, by adjusting the opening degree of each manual valve, it is possible to adjust even during gas cutting construction, and fine adjustment of the fuel gas flow rate and the like is possible.

また、前記開閉弁は、それぞれ電磁開閉弁であってもよい。  The on-off valves may be electromagnetic on-off valves.

このように構成すれば、自動機等において、電磁開閉弁を切換えることによって、燃料ガス等の流量を各手動弁で予め調整した流量に切換えることができ、ガス切断の自動化を促進することが可能となる。  If comprised in this way, in an automatic machine etc., the flow rate of fuel gas etc. can be switched to the flow rate previously adjusted with each manual valve by switching an electromagnetic on-off valve, and automation of gas cutting can be promoted. It becomes.

また、前記切断条件は、ワークの切断面に対する切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さを所定範囲で区切って設定されていてもよい。  The cutting condition may be set by dividing a torch angle of a cutting torch with respect to a cutting surface of the workpiece or an actual cutting length of the workpiece within a predetermined range.

このように構成すれば、ガス切断において燃料ガス等の流量調整が必要となる重量な要因であるワークの実切断長さ、又はトーチ角度によって変わるワークの実切断長さに応じて設定された切断条件から、バルブユニットの組み合わせを容易に選択・駆動して燃料ガス等の流量を調整することが可能となる。  With this configuration, the cutting set according to the actual cutting length of the workpiece, which is a weight factor that requires adjustment of the flow rate of fuel gas or the like in gas cutting, or the actual cutting length of the workpiece that varies depending on the torch angle From the conditions, it becomes possible to easily select and drive a combination of valve units to adjust the flow rate of fuel gas or the like.

一方、本発明のガス切断ロボットは、前記いずれかのガス切断装置を備え、前記切断トーチをロボットのハンドに保持し、前記制御手段は、前記ワークの切断部分に沿って切断トーチを移動させながら、切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さの変化に応じた切断条件の流量変更用バルブユニットに自動的に切換えて切断するように構成されている。  On the other hand, a gas cutting robot according to the present invention includes any one of the gas cutting devices described above, holds the cutting torch in a robot hand, and the control unit moves the cutting torch along the cutting portion of the workpiece. The valve unit is configured to automatically switch to a flow rate changing valve unit having a cutting condition corresponding to a change in the torch angle of the cutting torch or the actual cutting length of the workpiece.

この構成により、切断長さが変化するワークの切断部分に沿って切断トーチを移動させ、その切断トーチのトーチ角度又ワークの実切断長さの変化情報に応じて流量変更用バルブユニットを自動的に切換えながらガス切断を行うことができる。  With this configuration, the cutting torch is moved along the cutting portion of the workpiece whose cutting length changes, and the valve unit for changing the flow rate is automatically set according to the change information of the torch angle of the cutting torch or the actual cutting length of the workpiece. Gas cutting can be performed while switching to

一方、本発明のガス切断方法は、燃料ガスと支援酸素による予熱炎によってワークを予熱し、切断酸素によってワークを切断するガス切断方法であって、切断トーチに供給する燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量を調整する複数のバルブユニットを、少なくとも一つの着火用流量に調整された着火用バルブユニットと、異なる切断条件の流量にそれぞれ調整された複数の流量変更用バルブユニットとに設定し、前記着火用バルブユニットによる燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の切断トーチへの供給を保ちながら、前記ワークの切断条件に適した組み合わせとなるように前記流量変更用バルブユニットを切換えてガス切断を行う。  On the other hand, the gas cutting method of the present invention is a gas cutting method in which a workpiece is preheated by a preheating flame using fuel gas and supporting oxygen, and the workpiece is cut by cutting oxygen, the fuel gas supplied to the cutting torch, supporting oxygen and cutting A plurality of valve units for adjusting each flow rate of oxygen are set as an ignition valve unit adjusted to at least one ignition flow rate and a plurality of flow rate changing valve units adjusted to different cutting conditions. , While maintaining the supply of fuel gas, assisting oxygen and cutting oxygen to the cutting torch by the ignition valve unit, switching the flow rate changing valve unit so as to achieve a combination suitable for the cutting conditions of the workpiece, gas cutting Do.

この構成により、着火用流量に設定された少なくとも一つの着火用バルブユニットから燃料ガス等を常に供給しながら、予め異なる切断条件の流量にそれぞれ調整した複数の流量変更用バルブユニットを切換えながらガス切断を行うので、流量変更用バルブユニットを切換えるときには常に着火用バルブユニットから供給される燃料ガス等で予熱炎を保ちながら各切断条件に応じた強さの予熱炎に切換えることが可能となる。つまり、流量変更用バルブユニットの切換え時に失火することなく切換えることができる。  With this configuration, while always supplying fuel gas, etc. from at least one ignition valve unit set to the ignition flow rate, gas cutting is performed while switching a plurality of flow rate changing valve units adjusted to different flow rates in advance. Therefore, when the flow rate changing valve unit is switched, it is possible to switch to the preheating flame having the strength corresponding to each cutting condition while maintaining the preheating flame with the fuel gas supplied from the ignition valve unit. That is, the switching can be performed without misfiring when the flow rate changing valve unit is switched.

また、前記切断トーチをワークの切断部分に沿ってロボットで移動させながら、前記切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さの変化に応じた切断条件の流量変更用バルブユニットに自動的に切換えて切断するようにしてもよい。  In addition, while the cutting torch is moved by the robot along the cutting part of the workpiece, the flow is automatically switched to a valve unit for changing the flow rate according to the change of the torch angle of the cutting torch or the actual cutting length of the workpiece. You may make it cut.

このように構成すれば、切断長さが変化するワークの切断部分を、ロボットで流量変更しながら自動的にガス切断を行うことができる。  If comprised in this way, the cutting | disconnection part of the workpiece | work from which cutting length changes can be automatically cut by gas, changing a flow volume with a robot.

本発明によれば、切断条件に応じたバルブユニットの組み合わせを選択・駆動するときに、常に着火用のバルブユニットによって所定の強さの予熱炎が保たれるので、切断条件の変更時も常に予熱炎を安定して保つことが可能となる。  According to the present invention, when a combination of valve units corresponding to the cutting conditions is selected and driven, the preheating flame of a predetermined strength is always maintained by the valve unit for ignition, so even when the cutting conditions are changed, It is possible to keep the preheating flame stable.

本発明の一実施形態に係るガス切断装置を備えたガス切断設備の全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of gas cutting equipment provided with a gas cutting device concerning one embodiment of the present invention.図１に示すガス切断装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the gas cutting device shown in FIG.図２に示すガス切断装置によるワークの切断部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting part of the workpiece | work by the gas cutting device shown in FIG.(a) 〜(h) は、図３に示すワークの切断部分における切断角度の変化を示す断面図である。(a)-(h) is sectional drawing which shows the change of the cutting angle in the cutting part of the workpiece | work shown in FIG.ガス切断する切断トーチの断面図である。It is sectional drawing of the cutting torch which carries out gas cutting.ガス切断時におけるワークの切断部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting part of the workpiece | work at the time of gas cutting.(a) 〜(d) は、図６に示すワークの切断部分における切断角度の変化を示す断面図である。(a)-(d) is sectional drawing which shows the change of the cutting angle in the cutting part of the workpiece | work shown in FIG.切断トーチの角度をワークの切断長さの関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the angle of a cutting torch and the relationship of the cutting length of a workpiece | work.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、ガス切断装置の主要構成を模式的に示して説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the main configuration of the gas cutting apparatus will be schematically shown and described.

図１に示すように、ガス切断装置１０を備えたガス切断設備１としては、多関節のガス切断ロボット２による自動ガス切断が可能なように構成されている。ガス切断ロボット２のハンド３の先端に切断トーチ１１が設けられ、この切断トーチ１１によってワーク（管体）５に穴を開ける状態を示している。このガス切断ロボット２は、制御装置１２と配線１３で接続され、制御装置１２からの信号で制御されている。  As shown in FIG. 1, agas cutting facility 1 including agas cutting device 10 is configured to be capable of automatic gas cutting by an articulatedgas cutting robot 2. A cuttingtorch 11 is provided at the tip of thehand 3 of thegas cutting robot 2, and a state is shown in which a hole is formed in the workpiece (tubular body) 5 by the cuttingtorch 11. Thegas cutting robot 2 is connected to thecontrol device 12 by wiring 13 and is controlled by a signal from thecontrol device 12.

そして、上記切断トーチ１１には、燃料ガス用配管１５、支援酸素用配管１６、及び切断酸素用配管１７が、流量調整手段２０を介して接続されている。この実施形態では、上記燃料ガス用配管１５を二点鎖線、支援酸素用配管１６を一点鎖線、切断酸素用配管１７を実線で示している。また、この実施形態では、盤状の流量調整手段２０を示している。この流量調整手段２０には、後述するように複数のバルブユニット２１〜２５が設けられている。流量調整手段２０は、上記制御装置１２と配線１４で接続されており、制御装置１２からの信号でバルブユニット２１〜２５が制御されるようになっている。  Afuel gas pipe 15, asupport oxygen pipe 16, and a cuttingoxygen pipe 17 are connected to thecutting torch 11 through a flow rate adjusting means 20. In this embodiment, thefuel gas pipe 15 is indicated by a two-dot chain line, thesupport oxygen pipe 16 is indicated by a one-dot chain line, and the cuttingoxygen pipe 17 is indicated by a solid line. In this embodiment, a plate-like flow rate adjusting means 20 is shown. The flow rate adjusting means 20 is provided with a plurality of valve units 21 to 25 as will be described later. The flow rate adjusting means 20 is connected to thecontrol device 12 via thewiring 14, and the valve units 21 to 25 are controlled by signals from thecontrol device 12.

図２に示すように、上記流量調整手段２０には、「条件０」と、「切断条件１」から「切断条件４」までの、５つの条件に調整されたバルブユニット２１〜２５が設けられている。この実施形態では、各バルブユニット２１〜２５に電磁開閉弁２６〜３０と手動弁３１〜３５とが設けられている。電磁開閉弁２６〜３０は、制御装置１２からの信号が配線１４を介して入力され、「開放」又は「閉鎖」のいずれかに切換えられる。手動弁３１〜３５は、電磁開閉弁２６〜３０の下流側に設けられており、開放した電磁開閉弁２６〜３０から切断トーチ１１に供給される燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量を個々に調整できるようになっている。従って、これらの手動弁３１〜３５で調整された流量の燃料ガス、支援酸素及び切断酸素が切断トーチ１１に供給される。  As shown in FIG. 2, the flow rate adjusting means 20 is provided with “unit 0” and valve units 21 to 25 adjusted to five conditions from “cuttingcondition 1” to “cutting condition 4”. ing. In this embodiment, electromagnetic valve 26-30 and manual valves 31-35 are provided in each valve unit 21-25. The electromagnetic on / offvalves 26 to 30 are switched to either “open” or “closed” when a signal from thecontrol device 12 is input via thewiring 14. Themanual valves 31 to 35 are provided on the downstream side of the electromagnetic open /close valves 26 to 30, and each flow rate of fuel gas, support oxygen, and cut oxygen supplied to thecutting torch 11 from the opened electromagnetic open /close valves 26 to 30 is set. It can be adjusted individually. Accordingly, the fuel gas, the assisting oxygen, and the cutting oxygen at the flow rates adjusted by themanual valves 31 to 35 are supplied to thecutting torch 11.

そして、この実施形態では、図示する左端に設けられた「条件０」のバルブユニット２１が、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量が着火用流量に設定された着火用バルブユニット２１となっている。  In this embodiment, the “condition 0” valve unit 21 provided at the left end in the figure is the ignition valve unit 21 in which the flow rates of the fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen are set to the ignition flow rates. ing.

また、その横に設けられたバルブユニット２２〜２５が、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量が異なる流量に調整された「切断条件１」から「切断条件４」の各流量変更用バルブユニット２２〜２５となっている。この実施形態では、「切断条件１」から「切断条件４」へと徐々に予熱炎（図８）が強くなるように流量が調整されている。  In addition, thevalve units 22 to 25 provided on the side thereof are valves for changing the flow rate from “cuttingcondition 1” to “cutting condition 4” in which the flow rates of the fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen are adjusted to different flow rates.Units 22 to 25 are provided. In this embodiment, the flow rate is adjusted so that the preheating flame (FIG. 8) gradually increases from “cuttingcondition 1” to “cutting condition 4”.

このように構成された流量調整手段２０を備えたガス切断装置１０によれば、切断作業中は上記「条件０」の着火用バルブユニット２１は常に開放して、着火用流量の燃料ガス、支援酸素及び切断酸素が切断トーチ１１に供給されるとともに、この着火用バルブユニット２１から供給される燃料ガス、支援酸素及び切断酸素に加え、上記「切断条件１」〜「切断条件４」のいずれかにおいて調整された燃料ガス、支援酸素及び切断酸素が切断トーチ１１に供給される。例えば、「条件０の流量＋切断条件１の流量」、「条件０の流量＋切断条件２の流量」、「条件０の流量＋切断条件３の流量」、「条件０の流量＋切断条件４の流量」のいずれかが切断トーチ１１に供給される。  According to thegas cutting device 10 provided with the flow rate adjusting means 20 configured as described above, the ignition valve unit 21 of the “condition 0” is always opened during the cutting operation, and the fuel gas and the support of the ignition flow rate are supported. Oxygen and cutting oxygen are supplied to thecutting torch 11, and in addition to the fuel gas, support oxygen and cutting oxygen supplied from the ignition valve unit 21, any one of the above-mentioned "cuttingcondition 1" to "cutting condition 4" The fuel gas, assist oxygen and cutting oxygen adjusted instep 1 are supplied to thecutting torch 11. For example, “condition 0 flow rate + cuttingcondition 1 flow rate”, “condition 0 flow rate + cuttingcondition 2 flow rate”, “condition 0 flow rate + cuttingcondition 3 flow rate”, “condition 0 flow rate + cutting condition 4”. Is supplied to thecutting torch 11.

従って、このように条件０の着火用流量を保ちながら他の切断条件１〜４の流量を加えて所定の予熱炎とすることで、切断条件１〜４の切換え時にも着火用流量の燃料ガス、支援酸素及び切断酸素によって予熱炎を失火させることなく、必要流量の予熱炎への切換えをスムーズに行うことができる。  Therefore, the fuel gas having the ignition flow rate can be changed even when the cuttingconditions 1 to 4 are switched by adding the flow rates of theother cutting conditions 1 to 4 to obtain a predetermined preheating flame while maintaining the ignition flow rate of the condition 0 in this way. The preheating flame can be smoothly switched to the required flow rate without misfiring the preheating flame with the assisting oxygen and the cutting oxygen.

次に、図３(a),(b) を例に、上記ガス切断装置１０による切断例を説明する。図３(a) に示すように、例えば、大径管体５０に対して角度α（例えば、６０°）で小径管体５１を斜めに接続する場合、小径管体５１の端面は、図３(b) に示すような曲面が連続するような切断面５２とする必要がある。  Next, an example of cutting by thegas cutting apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). As shown in FIG. 3A, for example, when the small-diameter pipe 51 is obliquely connected to the large-diameter pipe 50 at an angle α (for example, 60 °), the end face of the small-diameter pipe 51 is shown in FIG. Thecut surface 52 needs to have a continuous curved surface as shown in (b).

このような例の場合、図４(a) 〜(b) に示すように、大径管体５０と溶接する小径管体５１の開先角度を同様の角度とするには、ガス切断する切断角度を変化させるように切断トーチ１１のトーチ角度θ（図８）を傾けて切断する必要がある。この例では、上記図３(b) に示すＡ〜Ｈの８個所における切断角度を示している。例えば、Ａ位置では１０５°、Ｂ位置では１０１°、Ｃ位置では９０°、Ｄ位置では１０１°、Ｅ位置では１０５°、Ｆ位置では５３°、Ｇ位置では３０°、Ｈ位置では５３°、と変化させる。そのため、この例における切断長さは、９０°が最も短く、３０°が最も長くなり、その間においても変化する。  In the case of such an example, as shown in FIGS. 4A to 4B, in order to make the groove angle of the small-diameter pipe body 51 to be welded with the large-diameter pipe body 50 the same angle, cutting by gas cutting is performed. It is necessary to incline and cut the torch angle θ (FIG. 8) of the cuttingtorch 11 so as to change the angle. In this example, cutting angles at eight points A to H shown in FIG. For example, A position is 105 °, B position is 101 °, C position is 90 °, D position is 101 °, E position is 105 °, F position is 53 °, G position is 30 °, H position is 53 °, And change. Therefore, the cutting length in this example is 90 ° is the shortest, 30 ° is the longest, and changes in the meantime.

そして、このような例の小径管体５１を切断する場合、上記各位置における切断長さにより、例えば、Ａ位置からＥ位置までは大きく角度が変化しないため、「条件０＋切断条件１」の組み合わせで切断する。そして、Ｆ位置では「条件０＋切断条件３」の組み合わせで切断し、Ｇ位置では「条件０＋切断条件４」の組み合わせで切断する。そして、Ｈ位置では「条件０＋切断条件３」の組み合わせに戻して切断する。  And when cutting the small-diameter tubular body 51 of such an example, the angle does not change greatly from the A position to the E position, for example, depending on the cutting length at each position, so the combination of “condition 0 + cuttingcondition 1” Disconnect with. Then, cutting is performed with a combination of “condition 0 + cuttingcondition 3” at the F position, and cutting is performed with a combination of “condition 0 + cutting condition 4” at the G position. At the H position, the cutting is performed by returning to the combination of “condition 0 + cuttingcondition 3”.

このように、ワーク５の切断面に対する切断トーチ１１のトーチ角度（例えば、図８に示すθ１〜θ４）を傾けることによって変化する切断角度により、実切断長さＬが変化するため、切断トーチ１１のトーチ角度θ、又は実切断長さＬの変化を所定範囲で区切り、その範囲を「条件０」と「切断条件１〜４」の組み合わせで切断するようにしている。この実施形態では、切断条件が４つであるため、ワーク５の上面に対して直角の角度から例えば７０°の範囲までを「切断条件１」、７０°〜５５°までを「切断条件２」、５５°〜４５°までを「切断条件３」、４５°以下を「切断条件４」として、その角度範囲毎に切断条件を変化させる場合を説明している。  In this way, the actual cutting length L changes depending on the cutting angle that changes by tilting the torch angle (for example, θ1 to θ4 shown in FIG. 8) of the cuttingtorch 11 with respect to the cutting surface of theworkpiece 5. The change of the torch angle θ or the actual cutting length L is divided by a predetermined range, and the range is cut by a combination of “condition 0” and “cuttingconditions 1 to 4”. In this embodiment, since there are four cutting conditions, “cuttingcondition 1” is set from an angle perpendicular to the upper surface of theworkpiece 5 to a range of, for example, 70 °, and “cuttingcondition 2” is set from 70 ° to 55 °. The case where the cutting conditions are changed for each angle range is described with “cuttingcondition 3” from 55 ° to 45 ° and “cutting condition 4” below 45 °.

以上のように、上記ガス切断装置１０によれば、着火用流量に設定した着火用バルブユニット２１から燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を常に供給しながら、異なる切断条件の流量にそれぞれ調整された複数の流量変更用バルブユニット２２〜２５からの燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を加えるようにしているため、予熱炎の切換え時は常に着火用バルブユニット２１から供給される燃料ガス、支援酸素及び切断酸素によって予熱炎が保たれるので、失火することなく予熱炎（図８に示す１０３）を切断に適した燃料ガス、支援酸素及び切断酸素とすることが可能となる。  As described above, according to thegas cutting device 10, the fuel gas, the assisting oxygen, and the cutting oxygen are constantly supplied from the ignition valve unit 21 set to the ignition flow rate, and adjusted to the flow rates of different cutting conditions. Since the fuel gas, the support oxygen and the cutting oxygen from the plurality of flow rate changingvalve units 22 to 25 are added, the fuel gas, the support oxygen and the oxygen supplied from the ignition valve unit 21 are always switched when the preheating flame is switched. Since the preheating flame is maintained by the cut oxygen, it becomes possible to use the preheat flame (103 shown in FIG. 8) as fuel gas, assist oxygen and cut oxygen suitable for cutting without misfire.

また、この流量変更用バルブユニット２２〜２５の切換えを電磁開閉弁２６〜３０で行えるようにすることで、ガス切断する被切断材の切断情報（切断角度、実切断長さ等）を予め制御装置１２に記憶させておくことで、自動的に予熱炎（図８に示す１０３）を変化させてガス切断することもできる。  Further, by switching the flow rate changingvalve units 22 to 25 with the electromagnetic on-offvalves 26 to 30, the cutting information (cutting angle, actual cutting length, etc.) of the material to be cut by gas is controlled in advance. By storing in theapparatus 12, the preheating flame (103 shown in FIG. 8) can be automatically changed to perform gas cutting.

従って、熟練作業者が各切断条件１〜４における燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の流量を設定しておけば、熟練ではない作業者や自動機によって熟練作業者と同等のガス切断作業を行うことが可能となる。  Therefore, if the skilled worker sets the flow rates of the fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen in each cuttingcondition 1 to 4, a gas cutting operation equivalent to the skilled worker is performed by an unskilled worker or an automatic machine. It becomes possible.

なお、上記実施形態では、切断条件を４条件とした例を示したが、ワーク５の切断条件は作業内容等に応じて決定すればよく、上記実施形態に限定されるものではない。  In the above embodiment, an example in which four cutting conditions are used is shown. However, the cutting condition of theworkpiece 5 may be determined according to the work content and the like, and is not limited to the above embodiment.

また、上記実施形態では、条件０の着火用流量に加えて切断条件１〜４のいずれかの流量を加える例を説明したが、条件０の流量を常に切断トーチ１１へ供給していれば、切断条件１〜４の複数の流量を加えるような組み合わせでもよく、上記実施形態に限定されるものではない。  Moreover, in the said embodiment, although the example which adds the flow volume in any one of the cutting conditions 1-4 in addition to the flow volume for ignition of the condition 0 was demonstrated, if the flow volume of the condition 0 is always supplied to thecutting torch 11, A combination of adding a plurality of flow rates under the cuttingconditions 1 to 4 may be used, and the present invention is not limited to the above embodiment.

さらに、上述した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。  Furthermore, the above-described embodiment shows an example, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.

本発明に係るガス切断装置は、切断部分の実切断長さが変化するような場合に利用できる。  The gas cutting device according to the present invention can be used when the actual cutting length of the cutting portion changes.

１ ガス切断設備
２ ガス切断ロボット
３ ハンド
５ ワーク（管体）
１０ ガス切断装置
１１ 切断トーチ
１２ 制御装置
１３ 配線
１４ 配線
１５ 燃料ガス用配管
１６ 支援酸素用配管
１７ 切断酸素用配管
２０ 流量調整手段
２１ 着火用バルブユニット（条件０）
２２ 流量変更用バルブユニット（切断条件１）
２３ 流量変更用バルブユニット（切断条件２）
２４ 流量変更用バルブユニット（切断条件３）
２５ 流量変更用バルブユニット（切断条件４）
２６ 電磁開閉弁（条件０）
２７ 電磁開閉弁（切断条件１）
２８ 電磁開閉弁（切断条件２）
２９ 電磁開閉弁（切断条件３）
３０ 電磁開閉弁（切断条件４）
３１ 手動弁（条件０）
３２ 手動弁（切断条件１）
３３ 手動弁（切断条件２）
３４ 手動弁（切断条件３）
３５ 手動弁（切断条件４）
５０ 大径管体
５１ 小径管体
５２ 切断面1 Gas cutting equipment
2 Gas cutting robot
3 hands
5 Workpiece (Tube)
DESCRIPTION OFSYMBOLS 10Gas cutting device 11Cutting torch 12Control device 13Wiring 14Wiring 15 Fuel gas piping 16 Support oxygen piping 17 Cutting oxygen piping 20 Flow rate adjustment means 21 Ignition valve unit (condition 0)
22 Flow rate change valve unit (cutting condition 1)
23 Valve unit for changing flow rate (cutting condition 2)
24 Valve unit for changing flow rate (cutting condition 3)
25 Valve unit for changing flow rate (cutting condition 4)
26 Solenoid on-off valve (condition 0)
27 Electromagnetic on-off valve (cutting condition 1)
28 Solenoid open / close valve (cutting condition 2)
29 Electromagnetic on-off valve (cutting condition 3)
30 Electromagnetic on-off valve (cutting condition 4)
31 Manual valve (Condition 0)
32 Manual valve (cutting condition 1)
33 Manual valve (cutting condition 2)
34 Manual valve (cutting condition 3)
35 Manual valve (cutting condition 4)
50Large diameter pipe 51Small diameter pipe 52 Cut surface

Claims (7)

Translated fromJapanese

燃料ガスと支援酸素による予熱炎によってワークを予熱し、切断酸素によってワークを切断するガス切断装置であって、
燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を噴射してワークを切断する切断トーチと、
前記切断トーチへ供給する燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量を、異なる流量に調整するバルブユニットを複数有する流量調整手段と、
切断条件に応じて、前記複数のバルブユニットの内から切断条件に適したバルブユニットの組み合わせを選択し、前記切断トーチへ燃料ガス、支援酸素及び切断酸素を供給するバルブユニットを駆動する制御手段と、を備え、
前記流量調整手段は、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量が着火用流量に調整された少なくとも一つの着火用バルブユニットと、異なる切断条件の流量にそれぞれ調整された複数の流量変更用バルブユニットとを有し、
前記制御手段は、切断条件の切換え時に、前記着火用バルブユニットを必ず選択し、且つ、前記複数の流量変更用バルブユニットのいずれかを選択するように構成されていることを特徴とするガス切断装置。A gas cutting device that preheats a workpiece with a preheating flame with fuel gas and supporting oxygen, and cuts the workpiece with cutting oxygen,
A cutting torch for cutting a workpiece by injecting fuel gas, supporting oxygen and cutting oxygen;
A flow rate adjusting means having a plurality of valve units for adjusting the flow rates of fuel gas, supporting oxygen and cutting oxygen supplied to the cutting torch to different flow rates;
Control means for driving a valve unit that selects a combination of valve units suitable for the cutting conditions from the plurality of valve units according to the cutting conditions, and supplies fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen to the cutting torch. With
The flow rate adjusting means includes at least one ignition valve unit in which the flow rates of fuel gas, support oxygen, and cutting oxygen are adjusted to an ignition flow rate, and a plurality of flow rate changing valves that are adjusted to flow rates of different cutting conditions. Unit and
The control means is configured to always select the ignition valve unit andto select any one of the plurality of flow rate changing valve unitswhen switching thecutting condition. apparatus. 前記複数のバルブユニットは、燃料ガス、支援酸素及び切断酸素用の各開閉弁と、前記開閉弁と直列に下流側に配置された各手動弁とを有する請求項１に記載のガス切断装置。  2. The gas cutting device according to claim 1, wherein the plurality of valve units include each on-off valve for fuel gas, assisting oxygen, and cutting oxygen, and each manual valve disposed downstream in series with the on-off valve. 前記開閉弁は、それぞれ電磁開閉弁である請求項２に記載のガス切断装置。  The gas cutting device according to claim 2, wherein each of the on-off valves is an electromagnetic on-off valve. 前記切断条件は、ワークの切断面に対する切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さを所定範囲で区切って設定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス切断装置。  The gas cutting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the cutting condition is set by dividing a torch angle of a cutting torch or an actual cutting length of a workpiece within a predetermined range with respect to a cutting surface of the workpiece. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス切断装置を備え、
前記切断トーチをロボットのハンドに保持し、
前記制御手段は、前記ワークの切断部分に沿って切断トーチを移動させながら、切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さの変化に応じた切断条件の流量変更用バルブユニットに自動的に切換えて切断するように構成されていることを特徴とするガス切断ロボット。Comprising the gas cutting device according to any one of claims 1 to 4,
Holding the cutting torch on the robot hand,
The control means automatically switches to a valve unit for changing the flow rate of the cutting condition according to the change of the cutting torch angle or the actual cutting length of the workpiece while moving the cutting torch along the cutting portion of the workpiece. A gas cutting robot characterized by being configured to cut by cutting. 燃料ガスと支援酸素による予熱炎によってワークを予熱し、切断酸素によってワークを切断するガス切断方法であって、
切断トーチに供給する燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の各流量を調整する複数のバルブユニットを、少なくとも一つの着火用流量に調整された着火用バルブユニットと、異なる切断条件の流量にそれぞれ調整された複数の流量変更用バルブユニットとに設定し、
切断条件の切換え時に、前記着火用バルブユニットによる燃料ガス、支援酸素及び切断酸素の切断トーチへの供給を必ず保ちながら、前記ワークの切断条件に適した組み合わせとなるように前記複数の流量変更用バルブユニットのいずれかを選択するように切換えてガス切断を行うことを特徴とするガス切断方法。A gas cutting method in which a workpiece is preheated by a preheating flame with fuel gas and supporting oxygen, and the workpiece is cut by cutting oxygen,
A plurality of valve units that adjust the flow rates of fuel gas, support oxygen, and cutting oxygen supplied to the cutting torch are adjusted to flow rates that are different from the ignition valve units that are adjusted to at least one ignition flow rate, respectively. Set to multiple flow rate change valve units,
For switching theplurality of flow rates so as to obtain a combination suitable for the cutting conditions of the workpiece whilealways supplying the fuel gas, assisting oxygen and cutting oxygen to the cutting torch by the ignition valve unitwhen switching the cutting conditions A gas cutting method, wherein gas cutting is performedby switchingso as to select any one of the valve units. 前記切断トーチをワークの切断部分に沿ってロボットで移動させながら、前記切断トーチのトーチ角度又はワークの実切断長さの変化に応じた切断条件の流量変更用バルブユニットに自動的に切換えて切断するようにした請求項６に記載のガス切断方法。  While the cutting torch is moved by a robot along the cutting portion of the workpiece, the flow is automatically switched to the valve unit for changing the flow rate according to the change of the cutting torch angle or the actual cutting length of the workpiece. The gas cutting method according to claim 6, wherein the gas cutting method is performed.

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