等离子切割装置及其控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提高等离子电弧切割时的产品切割质量，尤其是孔的切割质量。本发明专利技术等离子切割装置，用于一边向等离子喷枪（６）供给电弧电流和等离子气体，形成从等离子喷枪（６）的喷嘴向板材（ｗ）的等离子电弧（Ａ），一边使等离子喷枪（６）按期切割速度沿着与产品形状相对应的切割路径进行移动，对板材（ｗ）进行切割，从该板材（ｗ）中切割出产品，其特征在于：具有控制装置（３６），用于控制切割状态，该控制装置（３６），当切割孔时，与切割外形时相比，控制降低切割速度，减小电弧电流值，而且减小等离子气体流量或压力。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及把板材切割成产品用的等离子切割装置及其控制装置。
技术介绍
已知的这种等离子切割装置之一是向旋转的等离子电弧周围供给向同一方向旋转的助推气体旋流进行等离子电弧切割的等离子切割装置。在等离子电弧切割中，通过等离子电弧的收缩而使板材的断面形状变成越向下越窄的锥体形状。该等离子切割装置，通过调节助推气体旋转强度(或助推气体流量)，能够调整与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，切断面的斜度通常随切割速度不同而异。因此，出现的问题是即使按照使斜角正好为0度来设定助推气体的旋转强度(或助推气体流量)，仍然是在切割速度变化时斜角修正过量，达不到0度。并且，如图1所示，在板材300的切割最前面110处，出现下侧的切割比上侧延迟的现象(以下，把切割最前面110的下侧切割比上侧延迟的量的距离130称为“切割延迟”)。因此，尤其像边角和急转弯那样切割方向大幅度改变的地方，在曲线50的上侧轨迹150和下侧轨迹170之间产生位置偏离。为了消除由于这种原因所造成的切割质量下降，可以采用以下使斜角适当的等离子切割方法；根据切割速度来调节助推气体流量(或助推气体旋转强度)，具体来说，当切割速度较快时，使助推气体流量(或助推气体旋转强度)较大；当切割速度较慢时，使助推气体流量(或助推气体旋转强度)较小。(参见专利文献1)特开2000-317639号公报但是，即使利用上述现有技术的方法来进行等离子电弧切割，仍然会在切割产品的孔时不一定能获得良好的切割质量。其原因主要有以下4点(1)切割延迟，孔的尺寸与产品外形尺寸相比是非常小的，所以，在切割孔的情况下，切割延迟的影响大于切割外形时。例如，如图2所示，若在切割孔时有切割延迟，则孔310的下侧的直径DL小于上侧直径DU，对此情况容易发现，看出来。(2)等离子电弧气流向中心方向流动外形切割，在切割过程中，相对于等离子电弧的移动方向，在等离子电弧的左右两侧不会产生空间(即在切割槽的左右侧不会产生空间)，因此，从左右两侧对等离子电弧的压力大致相等。但是，在孔切割时，相对于由于等离子电弧切割而形成的切割槽宽度，孔径小等情况下，在切割中在等离子电弧的右或左侧(换言之，孔的中心侧)有时产生空间，因此，有时对于等离子电弧向孔中心侧的压力大于向孔外侧的压力。因此，孔切割时，等离子电弧向孔中心方向流动，所以孔的上侧和下侧的轨迹不同，例如，变成图2所示的状态。(3)切割面上产生的凹凸孔切割在通常大多数情况下，如图3所示，用等离子电弧对孔310的内侧规定位置P1穿孔(切割孔)后，形成等离子电弧，使该等离子电弧向孔310的轮廓上的规定位置(以下称为旋转开始位置)PS移动，使等离子电弧从该旋转开始位置PS沿孔310的轮廓进行旋转，于是切割形成孔31(虚线表示曲线的轨迹)。这时，用等离子电弧切割的最前面呈弯曲状，存在上述切割延迟和等离子电弧向中心方向流动等现象，所以，即使等离子电弧精密地在孔310的轮廓上旋转，也仍然会是在旋转开始位置PS以及形成孔310时的等离子电弧位置，即等离子电弧旋转结束位置PG之间，产生若干位置偏移，等离子电弧切割的最前面呈弯曲状，所以，在切割面上生成凹凸320。(4)喷射等离子电弧的等离子喷抡的喷咀劣化随着切割次数的增加，喷射等离子电弧的等离子喷枪的喷咀将变坏。于是，有时对于等离子电弧的左右两侧的压力平衡不同。在孔切割时，其压力平衡如上述(2)所述，与外形切断时相比，对切割质量影响更大。因此，随着切割次数的增加使喷咀变坏时可能造成孔的切割质量下降。在以上(1)～(4)的原因中，至少(1)的切割延迟对产品外形切割的质量也有不良影响，但其程度不像对孔切割质量的影响那么严重。
技术实现思路
所以，本专利技术的目的在于提高等离子电弧切割时的产品切割质量，尤其是孔的切割质量。在这部分的叙述中，括号内的数字表示与附图所示部分的对应关系，这只不过是说明用的示例，并不是为了限定本专利技术的技术范围。采用本专利技术的等离子切割装置(1)，其用途是一边向等离子喷枪(6)供给电弧电流和等离子气体，形成从等离子喷枪(6)的喷咀向板材(w)的等离子电弧(A)，一边使等离子喷枪(6)按切割速度沿着与产品形状相对应的切割路径进行移动，对板材(w)进行切割，这样从该板材(w)中切割出产品，该等离子切割装置，其特征在于具有一种控制装置(36)，用于控制切割状态，其中包括切割速度，电弧电流值和等离子气体流量或压力。该控制装置(36)在产品形状具有孔和外形的情况下，当切割孔时，控制方法如下与切割外形时相比降低切割速度(例如2000mm/分以下，希望达到1500mm/分以下)，减小电弧电流值，而且减小等离子气体流量或压力。若采用等离子切割装置(1)，则当切割孔时，与切割外形时相比，降低切割速度，所以能减小切割延迟对切割质量的影响。并且，随着该切割速度的降低，使电弧电流值和等离子气体流量或压力减小，所以，当切割孔时，与切割外形时相比，等离子电弧(A)的气体喷射流减弱，因此，切割延迟、相对等离子电弧(A)的左右侧的压力平衡、喷咀的变坏、以及切割面上所产生的凹凸这些因素中的至少一个(以下称为“切割延迟”)对切割质量的不良影响能够减小。第1最佳实施方式，还向等离子喷枪(6)内供给助推气体，控制装置(36)在切割孔时，与切割外形时相比，也还减小助推气体流量或压力。这样，能进一步减小切割延迟等对切割质量的不良影响。第2最佳实施方式，控制装置(36)，当切割孔时根据板材(w)的板厚和孔径的比率来控制切割状态。根据本专利技术申请人进行的实验等，切割延迟等对切割质量的不良影响程度，随孔径与板厚的比率不同而异。因此，在该第2最佳实施方式中，即使板厚和孔径各不相同，只要其比率相同，就可以在同一切割状态下进行孔切割，相反，如果板厚相同，而孔径不同，或者孔径相同而板厚不同，那么要在不同的切割状态下进行孔切割。也就是说，按照该第2实施方式，在基于孔径和板厚两者因素的切割状态下进行孔切割，所以，能更加提高孔的切割质量。第3最佳实施方式，在第2最佳实施方式中，上述控制装置(36)，其控制方法是当切割上述孔时，上述孔径与上述板厚的比率越大，上述切割速度越快，上述电弧电流值越大，而且等离子气体流量或压力越大。也就是说，控制装置(36)的控制方法是在板厚相同的情况下，孔径越大，以及在孔径相同的情况下板厚越小，则上述切割速度越快，上述电弧电流值越大，而且上述等离子气体流量或压力越大，按照该第3最佳实施方式，欲切割的孔，当切割延迟等不良影响对切割质量的作用不明显时，提高切割速度，而且增大等离子电弧(A)的气体喷射流，进行孔切割。因此，可以在保持孔的切割质量良好的条件下提高产品生产效率。第4最佳实施方式，上述控制装置(36)，根据上述板材(w)的材质和板厚，以及上述等离子喷枪(6)的喷咀直径，来控制在切割上述外形时的上述切割状态，而且，根据上述板材(w)的材质、上述板厚、上述喷咀直径以及上述孔径与上述板厚的比率，来控制在切割上述孔时的上述切割状态。按照该第4最佳实施方式，在对板材(w)的材质和板厚以及喷咀直径最适应的切割状态下进行外形切割和孔切割，所以，能使产品切割质量更好。尤其孔切割时，即使孔径与板厚的比率相同，如果板材(w)的材质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子切割装置，用于一边向等离子喷枪（６）供给电弧电流和等离子气体，形成从等离子喷枪（６）的喷咀向板材（ｗ）的等离子电弧（Ａ），一边使等离子喷枪（６）按切割速度沿着与产品形状相对应的切割路径进行移动，对板材（ｗ）进行切割，从该板材（ｗ）中切割出产品，该等离子切割装置（１），其特征在于：具有控制装置（３６），用于控制切割状态，其中包括：切割速度、电弧电流值和等离子气体流量或压力，该控制装置（３６）在产品形状具有孔和外形的情况下，当切割孔时，与切割外形时相比，控制降低切割速度，减小电弧电流值，而且减小等离子气体流量或压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口义博，加端哲也，
申请(专利权)人：小松产机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]