板状材料の溶断システム及び溶断方法
【課題】溶断後のノロ取りのための労力を軽減することが出来て、溝切断加工における溶断開始点及び溶断終了点における加工精度を向上すると共に、溶断するべき板状材料の曲がりや反りにも対処することが出来るような板状材料の溶断システム及び溶断方法の提供。
【解決手段】ガストーチを備えたガス溶断ユニット（２）と、プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）と、板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を検出する計測装置（センサ５）と、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備えている。
【解決手段】ガストーチを備えたガス溶断ユニット（２）と、プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）と、板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を検出する計測装置（センサ５）と、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型履板の様に、製品そのものが大きい上、厚さが均等ではなく、断面が湾曲している板状材料を溶断（切断）する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、大型ブルドーザのような建設機械の足廻り部品の一つである大型履板の製造ラインの一部を示している。
図９で示す製造ラインは、バー材（素材或いは素形材）搬入装置Ｅと、搬送装置Ｌを有している。搬送装置Ｌは、切断エリアＣと、ノロ取りエリアＤとを備えている。
バー材搬入装置Ｅから搬送装置Ｌに投入された素形材Ｍは、切断エリアＣの全長切断エリアＣ１で所定の製品長さのワークＷに裁断（切断）され、切断エリアＣの溝切断エリアＣ２ではワークＷの「短辺部」の２箇所に、履板におけるリンクベルトの緩衝部が切り欠かれる。
切断エリアＣにおいて切断加工を終えたワークＷは、ノロ取りエリアＤに送られ、ワークＷの表面に付着した「ノロ」が除去される。
ここで、「短辺部」とは、履板の幅方向（図１０のＸ方向：長手方向或いはＹ方向と直交する方向）について、グローサＧを境にして、短い方の領域をいい、図１０では符号Ｂで示されている。なお、グローサＧを境にして、長い方の領域は「長辺部」といい、図１０では符号ＢＬで示されている。
「ノロ」は、溶断（切断加工）した際に履板に付着した溶融金属（いわゆる「溶け屑」）である。
【０００３】
当該製造ラインで製造される大型履板（加工が終了したワークに符号Ｗｐを付している）Ｗｐが図１０に示されている。図１１は、大型履板Ｗｐの切断面（素形材であるバー材の断面に等しい）の形状を示している。
大型履板を加工するためには、厚さが均等ではなく、断面が湾曲しており、且つ、大型の板状材料Ｍを切断しなくてはならない。そのため、切断をプレスで行うには、大型のプレス機械が必要となり、導入コストが高騰してしまうと共に、当該プレス機械の設置スペースが大きくなり過ぎてしまう。
したがって、大型履板の製造（加工）においては、ガス切断（溶断）を採用している場合が存在する。その様な場合には、ガス切断工程において、バー材を大型履板の製品長さに切断する「全長切断」（図１０の矢印Ａ位置）と、履板の短辺部を溝状に切断、除去する「溝切断」（図１０の矢印ＴＢ位置）とが行なわれる。ここで、溝切断で切断、除去されるのは、走行装置の履帯（クローラ）におけるリンクベルトとの干渉部分である。換言すれば、溝切断により形成される溝は、リンクベルトと履板との緩衝を避けるために形成される。
図１０、図１１において、Ｙ方向（図１０参照）は履板の長手方向である。また、符号Ｗｐｆは、履板の表面を示している。「Ｘ方向」は幅方向（長手方向と直交する方向と直交する方向）であり、履板の表面Ｗｐｆに沿った方向である。そして、「Ｚ方向」は、図１１においてＸ方向（幅方向）と直交する方向である。
【０００４】
図９において、切断エリアＣの上流側には全長切断を行う全長切断エリアＣ１が設けられ、下流側には溝切り切断を行う溝切断エリアＣ２が設けられている。
全長切断エリアＣ１には全長切断用のガストーチＴ１が備えられ、溝切断エリアＣ２には１対の溝切断用のガストーチＴ２が備えられている。ここで、全長切断用トーチＴ１を一対設け、バー材を同時に２箇所で切断することも可能である。
全長切断は全長切断用トーチＴ１によって同時に行われ、溝切断は１対の溝切断用トーチＴ２によって同時に行われる。
製造ラインには切断作業者Ｏ１、ノロ除去作業者Ｏ２、Ｏ３が従事している（図９の例では、合計三人）。
切断作業者Ｏ１は、全長切断と溝切り切断との双方の切断（溶断）作業を担当（監督）している。一方、ノロ除去作業者Ｏ２、Ｏ３は、切断（溶断）加工時に発生したノロを、例えばハンドグラインダーを用いて、手作業で除去している。
【０００５】
上述した切断（溶断）作業では、倣い板を用いて、倣い板に沿ってトーチＴ１、Ｔ２を移動させながら、切断作業を行っている。全長切断或いは溝切断の切断条件設定は、例えば切断作業者Ｏ１が、切断面をその都度確認して、その技量によって微調整を行いつつ、製品の寸法精度を確保している。
ここで、上述した様に、素形材Ｍは（図１１に示すように）断面形状が複雑であり、切断箇所を特定する際の切断トーチの調整等が困難である。そのため、従来の切断作業は、切断（溶断）作業を担当する作業者の技量により、その加工精度が決定していた。そのため、熟練者を必要とする傾向があった。
【０００６】
また、図９で示す製造ラインでは、ガス切断によるノロの発生量が多い。
ノロ除去作業は、二人の作業者Ｏ２、Ｏ３がハンドグラインダーを用いて行っているが、ノロ発生量が多いため、作業に要する時間が長い。
それに加えて、大型履板の製造ラインであれば、ノロ除去作業を行なう作業者の扱うワークの重量が大きい。
さらに、除去作業で生じるノロ屑が周囲に飛散してしまうので、ノロ除去作業現場の作業環境は決して良くはない。
すなわち、係る製造ラインは、作業者の負担が大きく（いわゆる「３Ｋ」であり）、作業者の健康管理という観点からも改善が望まれる。
【０００７】
各種ワークを溶断する機器として、ガストーチではなく、プラズマトーチを使用する従来技術も存在する。しかし、係る従来技術においては、プラズマアーチで溶断する際に、溶断するべきワークにおいて、溶断開始点（始端部）及び溶断終了点（終端部）の裏面側（プラズマトーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題がある。
【０００８】
その他の従来技術として、任意の方向に垂直溶断することを可能にした技術（特許文献１参照）、切断効率の向上を図ったプラズマ切断技術（特許文献２参照）、切断遅れが生じない様に自動的にプラズマ切断を行なう技術（特許文献３参照）、多点同時加工が可能な溶断技術（特許文献４参照）、ガイドレールを設けずに直交切断を行なうことが出来るポータブル溶断機（特許文献５参照）、溶断位置に自在に溶断機を位置決めガイドすることが出来るガス溶断ガイド装置（特許文献６参照）、管切断作業を短縮化する技術（特許文献７参照）が存在する。
しかし、これ等の従来技術は、何れも、大型履板の様に、厚さが均等ではなく、湾曲している板状材料を溶断することを対象とするものではなく、上述した問題を解決することは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５５９６０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０４２８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６２４７号公報
【特許文献４】特開平７−３２３３７０号公報
【特許文献５】特開平７−１５５９４１号公報
【特許文献６】特開２００６−９５５９１号公報
【特許文献７】特開２００７−７５８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、溶断後のノロ取りのための労力を軽減することが出来て、溝切断加工における溶断開始点及び溶断終了点における加工精度を向上すると共に、溶断するべき板状材料の曲がりや反りにも対処することが出来るような板状材料の溶断システム及び溶断方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の板状材料（例えば、大型履板のバー材（素形材）Ｍ）の溶断システムは、ガストーチ（２１）を備えたガス溶断ユニット（２）と、（プラズマアーク放電により溶断を行う）プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）と、板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を検出する計測装置（センサ５）と、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備え、
当該制御装置（１０）は、計測装置（５）により検出された板状材料（Ｍ）における溶断するべき位置に応答して、調節装置（例えば、多軸ロボット６）に対して、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する制御信号を発信する機能を有することを特徴としている。
以降、加工対象で全長切断するまでの素形材に符号「Ｍ」を付し、全長切断されたワークに符号「Ｗ」を付し、ノロ除去作業を終えて、製品形状となったワークには符号「Ｗｐ」を付すものとする。
【００１２】
そして本発明において、前記制御装置（１０）は、プラズマトーチによる溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して、プラズマトーチ（３１）による溶融量が減少する方向へ傾斜させる制御信号を発信する機能を有し、
プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）以外で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）の方向を垂直にする制御信号を発信する機能を有しているのが好ましい。
【００１３】
また本発明において、前記ガス溶断ユニット（２）のガストーチ（２１）に供給される切断酸素量が増加（例えば、既存のガストーチ２１に供給される切断酸素量の４０％〜５０％増加）しており、ガストーチ（２１）の切断火口の口径を減少（例えば、既存のガストーチ２１における切断火口の口径の１５％〜２５％減少）しているのが好ましい。
【００１４】
本発明の実施に際して、前記板状材料（Ｍ）は、（大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型）履板の材料となる圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）であり、
前記ガス溶断ユニット（２）は、前記圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）を、履板（Ｗｐ）の横方向（Ｙ方向：図１０における左右方向）の所定寸法毎に切断する作業（全長切断）で、前記圧延材料Ｍを溶断する機能を有しており、
前記プラズマ溶断ユニット（３）は、履板（Ｗｐ）におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工（溝切断）の際に、前記圧延材料（Ｗ）を溶断する機能を有しているのが好ましい。
【００１５】
また本発明の板状材料（例えば、大型履板のバー材Ｍ）の溶断方法は、ガストーチ（２１）を備えたガス溶断ユニット（２）により板状材料（Ｍ）を切断する工程と、
プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）により板状材料（Ｗ）の一部を切断する工程と、
板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を計測装置（センサ５）により検出する工程と、
計測装置（５）により検出された板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置に応答して、（プラズマトーチ３１のＸ方向位置、Ｚ方向位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置６により、）プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する工程を有することを特徴としている。
【００１６】
本発明の溶断方法において、プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して、プラズマトーチ（３１）による溶融量が減少する方向へ傾斜させる工程と、
プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）以外で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）の方向を垂直にする工程を有しているのが好ましい。
【００１７】
また本発明の溶断方法において、前記ガス溶断ユニット（２）のガストーチ（２１）の切断火口の口径は減少（例えば、既存のガストーチにおける切断火口の口径の１５％〜２５％減少）しており、
ガストーチ（２１）に供給される切断酸素量を増加（例えば、既存のガストーチに供給される切断酸素量の４０％〜５０％増加）する工程を有しているのが好ましい。
【００１８】
本発明の溶断方法の実施に際して、前記板状材料（Ｍ）は、（大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型）履板の材料となる圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）であり、
前記圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）を、履板（Ｗｐ）の横方向（Ｙ方向：図１０における左右方向）の所定寸法毎に切断する作業（全長切断）では、前記ガス溶断ユニット（２）により前記圧延材料を溶断し、
履板（Ｗｐ）におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工（溝切断）の際に、前記プラズマ溶断ユニット（３）により前記圧延材料（Ｗ）を溶断するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上述する構成を具備する本発明によれば、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備え、計測装置（５）により検出された板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置に応答して、調節装置（例えば、多軸ロボット６）により、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する様に構成されているので、溶断の対象である板状材料（Ｗ）に、いわゆる「曲がり」や「反り」が存在する場合においても、プラズマトーチ（３１）を溶断位置へ正確に位置させることが出来る。
そのため、作業者の作業スキルと無関係に、自動制御により、プラズマトーチ（３１）による溶断を高精度で実行することが出来る。
【００２０】
ここで、板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離が一定ではないと、プラズマトーチ（３１）におけるプラズマアーク放電にバラツキが発生し、溶断（切断）加工が不良になる恐れが存在する。
それに対して、本発明によれば、プラズマトーチ（３１）の垂直方向位置（Ｚ方向位置）を調節することが出来るので、溶断の対象である板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離（間隔、クリアランス）を常に一定に維持することが可能である。そして、板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離を一定に維持することが出来るため、プラズマトーチ（３１）におけるプラズマアーク放電も一定となり、溶断作業が不良になってしまう恐れはない。
換言すれば、本発明によれば、プラズマアーク放電が安定した溶断が実行される。
【００２１】
上述した様に、従来技術では、溶断開始点及び溶断終了点（終始端部）の裏面側（ガストーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題も有している。
本発明においては、係る問題が発生する加工（例えば、履板における溝切断加工）においてはプラズマトーチ（３１）を使用して溶断を行ない、且つ、プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して傾斜させて、板状材料（Ｗ）の溶融量が減少する様に構成することが出来る。
本発明をその様に構成すれば、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して傾斜させて、板状材料（Ｗ）の溶融量が減少するので、溶断開始点及び溶断終了点において板状材料（Ｗ）の溶融量は増加せず、当該溶融量の増加に起因して加工精度が低下するという問題を解消することが出来る。
【００２２】
そして本発明によれば、溶断加工を終了した板状材料（例えば、全長切断加工及び溝切断加工を行った後の履板Ｗ）に付着するノロ（溶融金属、いわゆる「溶け屑」）の量が減少する。そのため、ノロ取り作業に必要な労力を減少することが出来て、その分、作業効率が向上する。
また、本発明によれば、板状材料（Ｗ）を溶断する加工が自動制御により高精度で実行することが出来るので、作業者の作業スキルとは無関係に、高い作業効率が達成できる。そのため、従来技術における作業者毎に異なる調整作業が不必要となり、調整作業に要していた時間を節約することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態を適用した履板溶断ラインの概要を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の要部を示すブロック図である。
【図３】図２における制御系統を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態において大型履板を溶断する制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の要部を示すブロック図である。
【図６】図５における制御系統を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態の要部を示すブロック図である。
【図８】図７における制御系統を示すブロック図である。
【図９】大型履板製造ラインの概要を示すブロック図である。
【図１０】大型履板において溶断するべき部分を示す平面図である。
【図１１】図１０の矢印Ｙ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示している。
図１において、第１実施形態を適用した履板溶断ラインは、図９と同様に、バー材Ｍをラインに搬入するバー材搬入装置１と、バー材Ｍを履板の横方向（Ｙ方向：バー材の搬入方向；図１０参照）寸法毎に切断する全長切断ユニット２と、履板のリンクベルトと干渉する部分を溶断して切除する（切り欠く）加工を行う溝切断ユニット（「板状材料の溶断システム」と記載する場合がある）３と、溶断された履板のノロ取りを行うノロ取りユニット４を備えている。
【００２５】
バー材搬入装置１と、全長切断ユニット２と、溝切断ユニット３とは自動制御により必要な操作が行われているが、ノロ取りユニット４では、一人の作業員がマニュアル作業により、履板に付着した「ノロ」を除去している。
全長切断ユニット２では、ガストーチ２１によりバー材Ｍを切断する。ここで、ガストーチ２１を一対設け、バー材を同時に２箇所で切断することも可能である。
【００２６】
図示の実施形態では、溶断の対象となる板状材料は、例えば大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型履板、或いはその材料であるバー材Ｍである。
換言すれば、導入コストが高額であり、多大な設置スペースを必要とする大型のプレス機械でなければプレス切断することができず、通常のプレス機械ではプレス切断することが出来ない様な板状材料を、図示の実施形態では溶断の対象としている。
【００２７】
図９で示す従来技術では、全長切断ユニット（全長切断エリア）Ｃ１と、溝切断ユニット（溝切断エリア）Ｃ２は何れもガストーチにより、バー材Ｍの切断（溶断）を行なっていた。
それに対して、図１〜図４の第１実施形態では、溝切断ユニット３は１対のプラズマトーチ３１で溶断する様に構成されている。一方、全長切断ユニット２は、図９で示すラインと同様に、ガストーチ２１によりバー材Ｍを切断している。
【００２８】
図１において、全長切断ユニット２の切断酸素量は、従来技術に比較して、４０％〜５０％増加しており、一方、ガストーチの切断火口の口径を、従来技術に比較して、１５％〜２５％減少している。
従来技術におけるガストーチの切断火口の口径を、例えばφ２．３ｍｍとすると、図１の全長切断ユニット２におけるガストーチの切断火口の口径は、φ１．８ｍｍであり、２１．７％減少している。
【００２９】
図１における溝切断ユニット３の詳細について、図２〜図４を参照して説明する。
図２において、溝切断ユニット３は、多軸ロボット６と、ワークＷとの距離を計測する距離計測用センサ（以下、「センサ」と言う）５と、プラズマトーチ３１と、制御手段であるコントロールユニット１０とを備えている。センサ５とプラズマトーチ３１は、何れも、多軸ロボット６のハンド先端に装着されている。
コントロールユニット１０は、入力信号ラインＬｉによってセンサ５と接続されており、制御信号ラインＬｏによって多軸ロボット６の制御部６Ｃと、プラズマトーチ３１（より詳細には、プラズマトーチ３１の図示しない照射制御部）と接続されている。
図２において、符号ＲＣは、ワーク搬送手段であるローラコンベアを示している。
【００３０】
コントロールユニット１０及び多軸ロボット６の制御部６Ｃが、図３で示されている。
図３において、コントロールユニット１０は、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、Ｘ方向偏差決定ブロック１２と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４と、相対位置決定ブロック１５と、多軸ロボット位置制御ブロック１６と、溶断開始信号発生ブロック１７と、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９とを有している。
多軸ロボット６の制御部６Ｃは、Ｘ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘと、Ｚ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚと、トーチ傾き調節ブロック６ｃｃとを有している。
【００３１】
図３において、センサ５によって検知したワークＷの位置情報が短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、溶断開始信号発生ブロック１７とに送信（入力）される。
短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１は、入力した位置情報に基いて短辺部のＸ方向位置を決定し、決定した短辺部のＸ方向位置を、Ｘ方向偏差決定ブロック１２に伝送する。Ｘ方向偏差決定ブロック１２は、ブロック１１で決定された短辺部のＸ方向位置が、Ｘ方向の基準値に対してどれだけ異なっているのか（Ｘ方向偏差）を決定する。
短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３は、入力した位置情報に基いて短辺部のＺ方向位置を決定し、決定した短辺部のＺ方向位置を、Ｚ方向偏差決定ブロック１４に伝送する。Ｚ方向偏差決定ブロック１４は、ブロック１３で決定された短辺部のＺ方向位置が、Ｚ方向の基準値に対してどれだけ異なっているのか（Ｚ方向偏差）を決定する。
【００３２】
相対位置決定ブロック１５は、Ｘ方向偏差決定ブロック１２が決定したＸ方向偏差と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４が決定したＺ方向偏差から、ワーク（履板）Ｗの短辺部（図２のＢ部）とトーチ５との相対位置を求めて決定する。
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、相対位置決定ブロック１５が決定したワークＷ（履板）の短辺部とトーチ５との相対位置について、Ｘ方向の位置情報に関しては、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＸ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘに送る。そして、Ｚ方向の位置情報については、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＺ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚに送る。
【００３３】
溶断開始信号ブロック１７は、センサ５から得た情報に基いて、ワークＷが溶断を開始する位置にきた旨の溶断開始信号を、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９と、プラズマトーチ３１とに送信する。
ここで、トーチ傾き決定ブロック１８は、溶断の始点近傍と、終点近傍において、ワークＷにおける金属溶融量を減少するためにトーチ３１を傾ける機能を有している。
トーチ傾き決定ブロック１８は、「溶断開始」の信号を受信してスタンバイ状態となる。タイマ１８９は、「溶断開始」の信号受信で計時を開示する。溶断終了信号発生ブロック１９は、「溶断開始」の信号とタイマの計時信号により、溶断終了信号を発生するタイミングを判定する。
【００３４】
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、図示しない記憶手段に切断（溶断）する溝形状と、溝形状に対応する多軸ロボットの動作が予め記憶されており、溶断開始信号を受信してからの経過時間（タイマ１８９で計測）をも参照して、トーチ３１を傾けるタイミングや、溶断終了のタイミングを演算している。
トーチ傾き決定ブロック１８は、溶断の始点近傍と、終点近傍において、ワークＷにおける金属溶融量を減少するためにトーチを傾けるタイミングで、その旨を多軸ロボット６の制御部６Ｃにおけるトーチ傾き調節ブロック６ｃｃに送信する。
溶断終了信号発生ブロック１９は、溶断終了のタイミングになったら、プラズマトーチ３１に対して、プラズマアーク放電停止信号を送る。
【００３５】
次に、図４のフローチャートを参照して、プラズマトーチによる溝切断の制御について説明する。
図４のステップＳ１において、コントロールユニット１０は、センサ５が作動するまで待機しており（ステップＳ１０がＮＯのループ）、センサが作動したなら（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。
【００３６】
ステップＳ２では、位置決めが完了したか否か、すなわち、図２のワークＷがライン上の所定の位置に達したか否かを判断する。
ワークＷがライン上の所定の位置に達していないならば（ステップＳ２がＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。一方、ワークＷがライン上の所定の位置に達したならば（ステップＳ２がＹＥＳ）、ステップＳ３でローラコンベアＲＣを停止させる。
【００３７】
次のステップＳ４では、センサ５によってワーク（履板）ＷのＸ方向、Ｚ方向の位置を計測する。そしてステップＳ５に進み、ワーク（履板）Ｗの短辺部（図２の符号Ｂ）のＸ方向、Ｚ方向の位置が検出されたか否かを判断する。
ワーク（履板）Ｗの短辺部の位置が検出されなければ（ステップＳ５がＮＯ）、ステップＳ４に戻り、再びステップＳ４以降を繰り返す。
ワーク（履板）Ｗの短辺部の位置が検出されたならば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、多軸ロボット６を操作して、プラズマトーチ３１のＸ方向、Ｚ方向位置を適正位置に調節する。そして、更にトーチ３１と履板（ワーク）Ｗとのクリアランスを調節する（ステップＳ７）。
ここで、ステップＳ６と、ステップＳ７とは処理順序が逆であっても良い。或いは、同時に処理しても良い。
【００３８】
次のステップＳ８では、多軸ロボット６を操作してトーチの傾きを、垂直状態に対して所定の角度だけ内側に傾ける。
上述した様に、溶断開始直後（溝加工始点近傍の領域）では、ワークＷの溶断箇所を過剰に溶かしてしまい（溶融金属量が過剰となり）、加工精度や形状を損なってしまう。そのような問題を避けるために、溶断開始直後及び溶断終了直前には、トーチ３１をワークＷに対して垂直状態から傾斜して、ワークＷの金属溶融量が過剰となることを防止している。
換言すれば、溝加工始点近傍の領域におけるトーチ３１の傾斜方向は、プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する方向である。同様に、後述する溝加工終点近傍の領域におけるトーチ３１の傾斜方向も、プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する方向である。
【００３９】
ステップＳ９では、コントロールユニット１０は、トーチ３１に制御信号を送ってトーチ３１を傾けたまま、溝溶断（切断）を開始する。
ステップＳ１０に進み、コントロールユニット１０は、トーチ３１が溝溶断開始点近傍よりも離隔した位置になるまで待機しており（ステップＳ１０がＮＯのループ）、トーチ３１が溝溶断開始点近傍よりも離隔した位置になったなら（ステップＳ１０がＹＥＳ）、トーチ３１を垂直に起こした状態で溶断を続ける（ステップＳ１１）。
ここで、「溝溶断開始点近傍」とは、例えば、溝溶断開始点から１０〜１５ｍｍの領域を意味している。
【００４０】
次いで、ステップＳ１２では、コントロールユニット１０は、トーチ３１が溶断終了点近傍位置まで移動したか否かを判断する。
トーチ３１が溶断終了点近傍位置に移動したなら（ステップＳ１２がＹＥＳ）、トーチ３１を内側（プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する側）に傾けて、溶断終了点近傍の溶断加工を行う（ステップＳ１３）。
ここで、「溶断終了点近傍」とは、溶断終了点から１０〜１５ｍｍ手前の領域を意味している。
【００４１】
ステップＳ１４では、コントロールユニット１０は、溝溶断が終了したか否かを判断する。
溝溶断が終了したならば（ステップＳ１４がＹＥＳ）、トーチ３１を垂直状態に戻し（トーチ姿勢の初期化）、ローラコンベアＲＣを作動させる（ステップＳ１５）。
そしてステップＳ１６では、コントロールユニット１０は、ラインにおける溝溶断作業を終了するか否かを判断する。
溝溶断作業を終了するのであれば、そのまま制御を終える。
一方、別のワークＷにおける溝溶断加工を行うのであれば、ステップＳ１以降の制御を繰り返す。
【００４２】
図示の第１実施形態によれば、溶断（切断）加工は多軸ロボット６が全て自動で行うように構成されている。すなわち、センサ５により検出されたワークＷにおける溶断するべき位置に応答して、多軸ロボット６により、プラズマトーチ３１の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する様に構成されているので、ワークＷに、いわゆる「曲がり」や「反り」が存在する場合においても、プラズマトーチ３１を正確に溶断するべき位置へ移動することが出来る。
【００４３】
ここで、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離が一定ではないと、プラズマトーチ３１におけるプラズマアーク放電にバラツキが発生し、溶断（切断）加工が不良になる恐れがある。
それに対して、第１実施形態によれば、プラズマトーチ３１の垂直方向位置（Ｚ方向位置）を調節することが出来るので、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離（間隔、クリアランス）を常に一定に維持することが可能である。そして、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離を一定に維持することが出来るため、プラズマトーチ３１におけるプラズマアーク放電も一定となり、溶断作業が不良になってしまう恐れはない。
【００４４】
前述した様に、従来技術では、溶断開始点及び溶断終了点（終始端部）の裏面側（ガストーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題も有している。
第１実施形態では、係る問題が発生する加工（例えば、履板における溝切断加工）においては、高精度の加工が可能なプラズマトーチ３１を使用して溶断をおこなっている。そして、プラズマトーチ３１がワークＷの溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）の領域に到達したならば、プラズマトーチ３１を垂直軸に対して傾斜させて、ワークＷの金属溶融量が減少する様にしている。その結果、溶断開始点及び溶断終了点においてワークＷの溶融量は増加せず、当該溶融量の増加に起因する加工精度の低下という問題を解消することが出来る。
【００４５】
また、第１実施形態によれば、溶断加工を終了した板状材料（例えば、全長切断加工及び溝切断加工を行った後の履板Ｗ）に付着するノロ（溶融金属、いわゆる「溶け屑」）の量も減少する。そのため、ノロ取り作業に必要な労力を減少することが出来て、その分、作業効率が向上する。
【００４６】
このように、第１実施形態によれば、ワークＷを溶断する加工が自動制御により高精度で実行することが出来るので、作業者の作業スキルとは無関係に、高い作業効率が達成できる。そのため、従来技術における作業者毎に異なる調整作業が不必要となり、調整作業に要していた時間を節約することが出来る。
発明者の実験によれば、従来２人の作業員を必要としたノロ取り作業は、第１実施形態を実行した場合には不要となった。すなわち、第１実施形態によれば、重労働であるノロ取り作業を作業員に行なわせる必要がなくなった。
【００４７】
次に、図５、図６を参照して第２実施形態を説明する。
第２実施形態において、履板溶断ラインの全体構成と、溶断（切断）の制御については、第１実施形態の図１で示す構成及び図４で示す制御と共通している。
ここで、第１実施形態では、多軸ロボット６に設けた単一のセンサ５により、履板（ワーク）Ｗの短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置、溝溶断箇所と多軸ロボット６に設けたプラズマトーチ３１との間隔（クリアランス）を検出して、制御している。
それに対して、第２実施形態では、図５において全体を符号３Ａで示す溝切断ユニットは、多軸ロボット６側に設けたセンサ５と、溝切断ユニット３Ａに固定されたセンサ（固定センサ）５Ａを有しており、溝切断ユニット３Ａに設けた固定センサ５Ａにより履板の短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置を検出し、多軸ロボット６側のセンサ５により溝溶断箇所とプラズマトーチの間隔（クリアランス）を検出している。
【００４８】
コントロールユニット１０Ａと多軸ロボット６の制御部６Ｃを示す図６において、コントロールユニット１０Ａは、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、Ｘ方向偏差決定ブロック１２と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４と、クリアランス決定ブロック１５Ａと、多軸ロボット位置制御ブロック１６と、溶断開始信号発生ブロック１７と、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９とを有している。
【００４９】
多軸ロボット６の制御部６Ｃは、第１実施形態と同様に、Ｘ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘと、Ｚ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚと、トーチ傾き調節ブロック６ｃｃとを有している。
【００５０】
図６において、固定センサ５Ａによって検知したワークＷの位置情報が、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３に入力される。
一方、多軸ロボット６側のセンサ５によって検知された履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１のクリアランス（間隔）に関する情報は、クリアランス決定ブロック１５Ａと、溶断開始信号発生ブロック１７とに入力される。
クリアランス決定ブロック１５Ａでは、多軸ロボット６側のセンサ５から入力された情報（履板の短辺部とトーチ３１のクリアランスに関する情報）によって、履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１とのクリアランスを決定する。
【００５１】
短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１は、固定センサ５Ａから入力した位置情報に基いて短辺部のＸ方向位置を決定し、決定された短辺部のＸ方向位置を、Ｘ方向偏差決定ブロック１２に伝送する。Ｘ方向偏差決定ブロック１２は、決定された短辺部のＸ方向位置が、Ｘ方向の基準値とはどの程度異なっているか（Ｘ方向偏差）を求める。
短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３は、固定センサ５Ａから入力した位置情報に基いて短辺部のＺ方向位置を決定し、決定された短辺部のＺ方向位置を、Ｚ方向偏差決定ブロック１４に伝送する。Ｚ方向偏差決定ブロック１４は、決定された短辺部のＺ方向位置が、Ｚ軸方向の基準値とはどの程度異なっているか（Ｚ方向偏差）を求める。
【００５２】
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、Ｘ方向偏差決定ブロック１２が決定したＸ方向偏差と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４が決定した偏差と、クリアランス決定ブロック１５Ａが決定した履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１とのクリアランスを、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＸ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘとＺ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚに送る。
【００５３】
溶断開始信号ブロック１７は、多軸ロボット６側のセンサ５から得た情報によって、溶断を開始する位置であれば、「溶断開始」の信号をトーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９と、プラズマトーチ３１とに送信する。
トーチ傾き決定ブロック１８、タイマ１８９、「溶断終了信号発生ブロック１９については、第１実施形態において、図３で説明したのと同様である。
図５、図６の第２実施形態における上述した以外の構成及び作用効果は、図１〜図４の第１実施形態と同様である。
【００５４】
次に、図７、図８を参照して第３実施形態を説明する。
第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、履板溶断ラインの全体構成と、溶断（切断）の制御については、図１で示す構成及び図４で示す制御と共通している。
【００５５】
第３実施形態は、図７において全体を符号３Ｂで示す溝切断ユニットは、多軸ロボット６Ａに、第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２を設けている。
第１のセンサ５１により履板（ワーク）Ｗの短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置を検出し、第２のセンサ５２により溝溶断箇所とプラズマトーチの間隔（クリアランス）を検出している。
換言すれば、第３実施形態では、図７の溝切断ユニット３Ｂは、多軸ロボット６Ａに第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２が設けられている点を除くと、図２と同様な構成を具備している。
【００５６】
そして、コントロールユニット１０Ａと多軸ロボット６の制御部６Ｃを示す図８においては、図６で示す固定センサ５Ａに代えて、多軸ロボット６に設けた第１のセンサ５１が設けられ、図６におけるロボット側センサ５に代えて、多軸ロボット６に設けた第２のセンサ５２が設けられている点を除き、図６と同様である。
第３実施形態の上述した以外の構成及び作用効果は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【００５７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、大型履板を溶断する場合についてのみ説明しているが、図示の実施形態によれば、厚さが均等ではなく、湾曲している板状材料を溶断するのにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・バー材搬入装置
２・・・全長切断ユニット
３・・・溝切断ユニット
４・・・ノロ取りユニット
５・・・計測装置／センサ
６・・・多軸ロボット
１０・・・制御装置／コントロールユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型履板の様に、製品そのものが大きい上、厚さが均等ではなく、断面が湾曲している板状材料を溶断（切断）する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、大型ブルドーザのような建設機械の足廻り部品の一つである大型履板の製造ラインの一部を示している。
図９で示す製造ラインは、バー材（素材或いは素形材）搬入装置Ｅと、搬送装置Ｌを有している。搬送装置Ｌは、切断エリアＣと、ノロ取りエリアＤとを備えている。
バー材搬入装置Ｅから搬送装置Ｌに投入された素形材Ｍは、切断エリアＣの全長切断エリアＣ１で所定の製品長さのワークＷに裁断（切断）され、切断エリアＣの溝切断エリアＣ２ではワークＷの「短辺部」の２箇所に、履板におけるリンクベルトの緩衝部が切り欠かれる。
切断エリアＣにおいて切断加工を終えたワークＷは、ノロ取りエリアＤに送られ、ワークＷの表面に付着した「ノロ」が除去される。
ここで、「短辺部」とは、履板の幅方向（図１０のＸ方向：長手方向或いはＹ方向と直交する方向）について、グローサＧを境にして、短い方の領域をいい、図１０では符号Ｂで示されている。なお、グローサＧを境にして、長い方の領域は「長辺部」といい、図１０では符号ＢＬで示されている。
「ノロ」は、溶断（切断加工）した際に履板に付着した溶融金属（いわゆる「溶け屑」）である。
【０００３】
当該製造ラインで製造される大型履板（加工が終了したワークに符号Ｗｐを付している）Ｗｐが図１０に示されている。図１１は、大型履板Ｗｐの切断面（素形材であるバー材の断面に等しい）の形状を示している。
大型履板を加工するためには、厚さが均等ではなく、断面が湾曲しており、且つ、大型の板状材料Ｍを切断しなくてはならない。そのため、切断をプレスで行うには、大型のプレス機械が必要となり、導入コストが高騰してしまうと共に、当該プレス機械の設置スペースが大きくなり過ぎてしまう。
したがって、大型履板の製造（加工）においては、ガス切断（溶断）を採用している場合が存在する。その様な場合には、ガス切断工程において、バー材を大型履板の製品長さに切断する「全長切断」（図１０の矢印Ａ位置）と、履板の短辺部を溝状に切断、除去する「溝切断」（図１０の矢印ＴＢ位置）とが行なわれる。ここで、溝切断で切断、除去されるのは、走行装置の履帯（クローラ）におけるリンクベルトとの干渉部分である。換言すれば、溝切断により形成される溝は、リンクベルトと履板との緩衝を避けるために形成される。
図１０、図１１において、Ｙ方向（図１０参照）は履板の長手方向である。また、符号Ｗｐｆは、履板の表面を示している。「Ｘ方向」は幅方向（長手方向と直交する方向と直交する方向）であり、履板の表面Ｗｐｆに沿った方向である。そして、「Ｚ方向」は、図１１においてＸ方向（幅方向）と直交する方向である。
【０００４】
図９において、切断エリアＣの上流側には全長切断を行う全長切断エリアＣ１が設けられ、下流側には溝切り切断を行う溝切断エリアＣ２が設けられている。
全長切断エリアＣ１には全長切断用のガストーチＴ１が備えられ、溝切断エリアＣ２には１対の溝切断用のガストーチＴ２が備えられている。ここで、全長切断用トーチＴ１を一対設け、バー材を同時に２箇所で切断することも可能である。
全長切断は全長切断用トーチＴ１によって同時に行われ、溝切断は１対の溝切断用トーチＴ２によって同時に行われる。
製造ラインには切断作業者Ｏ１、ノロ除去作業者Ｏ２、Ｏ３が従事している（図９の例では、合計三人）。
切断作業者Ｏ１は、全長切断と溝切り切断との双方の切断（溶断）作業を担当（監督）している。一方、ノロ除去作業者Ｏ２、Ｏ３は、切断（溶断）加工時に発生したノロを、例えばハンドグラインダーを用いて、手作業で除去している。
【０００５】
上述した切断（溶断）作業では、倣い板を用いて、倣い板に沿ってトーチＴ１、Ｔ２を移動させながら、切断作業を行っている。全長切断或いは溝切断の切断条件設定は、例えば切断作業者Ｏ１が、切断面をその都度確認して、その技量によって微調整を行いつつ、製品の寸法精度を確保している。
ここで、上述した様に、素形材Ｍは（図１１に示すように）断面形状が複雑であり、切断箇所を特定する際の切断トーチの調整等が困難である。そのため、従来の切断作業は、切断（溶断）作業を担当する作業者の技量により、その加工精度が決定していた。そのため、熟練者を必要とする傾向があった。
【０００６】
また、図９で示す製造ラインでは、ガス切断によるノロの発生量が多い。
ノロ除去作業は、二人の作業者Ｏ２、Ｏ３がハンドグラインダーを用いて行っているが、ノロ発生量が多いため、作業に要する時間が長い。
それに加えて、大型履板の製造ラインであれば、ノロ除去作業を行なう作業者の扱うワークの重量が大きい。
さらに、除去作業で生じるノロ屑が周囲に飛散してしまうので、ノロ除去作業現場の作業環境は決して良くはない。
すなわち、係る製造ラインは、作業者の負担が大きく（いわゆる「３Ｋ」であり）、作業者の健康管理という観点からも改善が望まれる。
【０００７】
各種ワークを溶断する機器として、ガストーチではなく、プラズマトーチを使用する従来技術も存在する。しかし、係る従来技術においては、プラズマアーチで溶断する際に、溶断するべきワークにおいて、溶断開始点（始端部）及び溶断終了点（終端部）の裏面側（プラズマトーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題がある。
【０００８】
その他の従来技術として、任意の方向に垂直溶断することを可能にした技術（特許文献１参照）、切断効率の向上を図ったプラズマ切断技術（特許文献２参照）、切断遅れが生じない様に自動的にプラズマ切断を行なう技術（特許文献３参照）、多点同時加工が可能な溶断技術（特許文献４参照）、ガイドレールを設けずに直交切断を行なうことが出来るポータブル溶断機（特許文献５参照）、溶断位置に自在に溶断機を位置決めガイドすることが出来るガス溶断ガイド装置（特許文献６参照）、管切断作業を短縮化する技術（特許文献７参照）が存在する。
しかし、これ等の従来技術は、何れも、大型履板の様に、厚さが均等ではなく、湾曲している板状材料を溶断することを対象とするものではなく、上述した問題を解決することは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５５９６０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０４２８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６２４７号公報
【特許文献４】特開平７−３２３３７０号公報
【特許文献５】特開平７−１５５９４１号公報
【特許文献６】特開２００６−９５５９１号公報
【特許文献７】特開２００７−７５８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、溶断後のノロ取りのための労力を軽減することが出来て、溝切断加工における溶断開始点及び溶断終了点における加工精度を向上すると共に、溶断するべき板状材料の曲がりや反りにも対処することが出来るような板状材料の溶断システム及び溶断方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の板状材料（例えば、大型履板のバー材（素形材）Ｍ）の溶断システムは、ガストーチ（２１）を備えたガス溶断ユニット（２）と、（プラズマアーク放電により溶断を行う）プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）と、板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を検出する計測装置（センサ５）と、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備え、
当該制御装置（１０）は、計測装置（５）により検出された板状材料（Ｍ）における溶断するべき位置に応答して、調節装置（例えば、多軸ロボット６）に対して、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する制御信号を発信する機能を有することを特徴としている。
以降、加工対象で全長切断するまでの素形材に符号「Ｍ」を付し、全長切断されたワークに符号「Ｗ」を付し、ノロ除去作業を終えて、製品形状となったワークには符号「Ｗｐ」を付すものとする。
【００１２】
そして本発明において、前記制御装置（１０）は、プラズマトーチによる溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して、プラズマトーチ（３１）による溶融量が減少する方向へ傾斜させる制御信号を発信する機能を有し、
プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）以外で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）の方向を垂直にする制御信号を発信する機能を有しているのが好ましい。
【００１３】
また本発明において、前記ガス溶断ユニット（２）のガストーチ（２１）に供給される切断酸素量が増加（例えば、既存のガストーチ２１に供給される切断酸素量の４０％〜５０％増加）しており、ガストーチ（２１）の切断火口の口径を減少（例えば、既存のガストーチ２１における切断火口の口径の１５％〜２５％減少）しているのが好ましい。
【００１４】
本発明の実施に際して、前記板状材料（Ｍ）は、（大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型）履板の材料となる圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）であり、
前記ガス溶断ユニット（２）は、前記圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）を、履板（Ｗｐ）の横方向（Ｙ方向：図１０における左右方向）の所定寸法毎に切断する作業（全長切断）で、前記圧延材料Ｍを溶断する機能を有しており、
前記プラズマ溶断ユニット（３）は、履板（Ｗｐ）におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工（溝切断）の際に、前記圧延材料（Ｗ）を溶断する機能を有しているのが好ましい。
【００１５】
また本発明の板状材料（例えば、大型履板のバー材Ｍ）の溶断方法は、ガストーチ（２１）を備えたガス溶断ユニット（２）により板状材料（Ｍ）を切断する工程と、
プラズマトーチ（３１）を備えたプラズマ溶断ユニット（溝切断ユニット３）により板状材料（Ｗ）の一部を切断する工程と、
板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）を計測装置（センサ５）により検出する工程と、
計測装置（５）により検出された板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置に応答して、（プラズマトーチ３１のＸ方向位置、Ｚ方向位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置６により、）プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する工程を有することを特徴としている。
【００１６】
本発明の溶断方法において、プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して、プラズマトーチ（３１）による溶融量が減少する方向へ傾斜させる工程と、
プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）以外で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）の方向を垂直にする工程を有しているのが好ましい。
【００１７】
また本発明の溶断方法において、前記ガス溶断ユニット（２）のガストーチ（２１）の切断火口の口径は減少（例えば、既存のガストーチにおける切断火口の口径の１５％〜２５％減少）しており、
ガストーチ（２１）に供給される切断酸素量を増加（例えば、既存のガストーチに供給される切断酸素量の４０％〜５０％増加）する工程を有しているのが好ましい。
【００１８】
本発明の溶断方法の実施に際して、前記板状材料（Ｍ）は、（大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型）履板の材料となる圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）であり、
前記圧延材料（いわゆる「バー材」Ｍ）を、履板（Ｗｐ）の横方向（Ｙ方向：図１０における左右方向）の所定寸法毎に切断する作業（全長切断）では、前記ガス溶断ユニット（２）により前記圧延材料を溶断し、
履板（Ｗｐ）におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工（溝切断）の際に、前記プラズマ溶断ユニット（３）により前記圧延材料（Ｗ）を溶断するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上述する構成を具備する本発明によれば、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置（例えば、多軸ロボット６）と、制御装置（１０）を備え、計測装置（５）により検出された板状材料（Ｗ）における溶断するべき位置に応答して、調節装置（例えば、多軸ロボット６）により、プラズマトーチ（３１）の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する様に構成されているので、溶断の対象である板状材料（Ｗ）に、いわゆる「曲がり」や「反り」が存在する場合においても、プラズマトーチ（３１）を溶断位置へ正確に位置させることが出来る。
そのため、作業者の作業スキルと無関係に、自動制御により、プラズマトーチ（３１）による溶断を高精度で実行することが出来る。
【００２０】
ここで、板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離が一定ではないと、プラズマトーチ（３１）におけるプラズマアーク放電にバラツキが発生し、溶断（切断）加工が不良になる恐れが存在する。
それに対して、本発明によれば、プラズマトーチ（３１）の垂直方向位置（Ｚ方向位置）を調節することが出来るので、溶断の対象である板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離（間隔、クリアランス）を常に一定に維持することが可能である。そして、板状材料（Ｗ）とプラズマトーチ（３１）の相対的な距離を一定に維持することが出来るため、プラズマトーチ（３１）におけるプラズマアーク放電も一定となり、溶断作業が不良になってしまう恐れはない。
換言すれば、本発明によれば、プラズマアーク放電が安定した溶断が実行される。
【００２１】
上述した様に、従来技術では、溶断開始点及び溶断終了点（終始端部）の裏面側（ガストーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題も有している。
本発明においては、係る問題が発生する加工（例えば、履板における溝切断加工）においてはプラズマトーチ（３１）を使用して溶断を行ない、且つ、プラズマトーチ（３１）による溶断が板状材料（Ｗ）の溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）で行なわれている場合には、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して傾斜させて、板状材料（Ｗ）の溶融量が減少する様に構成することが出来る。
本発明をその様に構成すれば、プラズマトーチ（３１）を垂直軸に対して傾斜させて、板状材料（Ｗ）の溶融量が減少するので、溶断開始点及び溶断終了点において板状材料（Ｗ）の溶融量は増加せず、当該溶融量の増加に起因して加工精度が低下するという問題を解消することが出来る。
【００２２】
そして本発明によれば、溶断加工を終了した板状材料（例えば、全長切断加工及び溝切断加工を行った後の履板Ｗ）に付着するノロ（溶融金属、いわゆる「溶け屑」）の量が減少する。そのため、ノロ取り作業に必要な労力を減少することが出来て、その分、作業効率が向上する。
また、本発明によれば、板状材料（Ｗ）を溶断する加工が自動制御により高精度で実行することが出来るので、作業者の作業スキルとは無関係に、高い作業効率が達成できる。そのため、従来技術における作業者毎に異なる調整作業が不必要となり、調整作業に要していた時間を節約することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態を適用した履板溶断ラインの概要を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の要部を示すブロック図である。
【図３】図２における制御系統を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態において大型履板を溶断する制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の要部を示すブロック図である。
【図６】図５における制御系統を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態の要部を示すブロック図である。
【図８】図７における制御系統を示すブロック図である。
【図９】大型履板製造ラインの概要を示すブロック図である。
【図１０】大型履板において溶断するべき部分を示す平面図である。
【図１１】図１０の矢印Ｙ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示している。
図１において、第１実施形態を適用した履板溶断ラインは、図９と同様に、バー材Ｍをラインに搬入するバー材搬入装置１と、バー材Ｍを履板の横方向（Ｙ方向：バー材の搬入方向；図１０参照）寸法毎に切断する全長切断ユニット２と、履板のリンクベルトと干渉する部分を溶断して切除する（切り欠く）加工を行う溝切断ユニット（「板状材料の溶断システム」と記載する場合がある）３と、溶断された履板のノロ取りを行うノロ取りユニット４を備えている。
【００２５】
バー材搬入装置１と、全長切断ユニット２と、溝切断ユニット３とは自動制御により必要な操作が行われているが、ノロ取りユニット４では、一人の作業員がマニュアル作業により、履板に付着した「ノロ」を除去している。
全長切断ユニット２では、ガストーチ２１によりバー材Ｍを切断する。ここで、ガストーチ２１を一対設け、バー材を同時に２箇所で切断することも可能である。
【００２６】
図示の実施形態では、溶断の対象となる板状材料は、例えば大型ブルドーザの足廻り部品の一つである大型履板、或いはその材料であるバー材Ｍである。
換言すれば、導入コストが高額であり、多大な設置スペースを必要とする大型のプレス機械でなければプレス切断することができず、通常のプレス機械ではプレス切断することが出来ない様な板状材料を、図示の実施形態では溶断の対象としている。
【００２７】
図９で示す従来技術では、全長切断ユニット（全長切断エリア）Ｃ１と、溝切断ユニット（溝切断エリア）Ｃ２は何れもガストーチにより、バー材Ｍの切断（溶断）を行なっていた。
それに対して、図１〜図４の第１実施形態では、溝切断ユニット３は１対のプラズマトーチ３１で溶断する様に構成されている。一方、全長切断ユニット２は、図９で示すラインと同様に、ガストーチ２１によりバー材Ｍを切断している。
【００２８】
図１において、全長切断ユニット２の切断酸素量は、従来技術に比較して、４０％〜５０％増加しており、一方、ガストーチの切断火口の口径を、従来技術に比較して、１５％〜２５％減少している。
従来技術におけるガストーチの切断火口の口径を、例えばφ２．３ｍｍとすると、図１の全長切断ユニット２におけるガストーチの切断火口の口径は、φ１．８ｍｍであり、２１．７％減少している。
【００２９】
図１における溝切断ユニット３の詳細について、図２〜図４を参照して説明する。
図２において、溝切断ユニット３は、多軸ロボット６と、ワークＷとの距離を計測する距離計測用センサ（以下、「センサ」と言う）５と、プラズマトーチ３１と、制御手段であるコントロールユニット１０とを備えている。センサ５とプラズマトーチ３１は、何れも、多軸ロボット６のハンド先端に装着されている。
コントロールユニット１０は、入力信号ラインＬｉによってセンサ５と接続されており、制御信号ラインＬｏによって多軸ロボット６の制御部６Ｃと、プラズマトーチ３１（より詳細には、プラズマトーチ３１の図示しない照射制御部）と接続されている。
図２において、符号ＲＣは、ワーク搬送手段であるローラコンベアを示している。
【００３０】
コントロールユニット１０及び多軸ロボット６の制御部６Ｃが、図３で示されている。
図３において、コントロールユニット１０は、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、Ｘ方向偏差決定ブロック１２と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４と、相対位置決定ブロック１５と、多軸ロボット位置制御ブロック１６と、溶断開始信号発生ブロック１７と、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９とを有している。
多軸ロボット６の制御部６Ｃは、Ｘ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘと、Ｚ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚと、トーチ傾き調節ブロック６ｃｃとを有している。
【００３１】
図３において、センサ５によって検知したワークＷの位置情報が短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、溶断開始信号発生ブロック１７とに送信（入力）される。
短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１は、入力した位置情報に基いて短辺部のＸ方向位置を決定し、決定した短辺部のＸ方向位置を、Ｘ方向偏差決定ブロック１２に伝送する。Ｘ方向偏差決定ブロック１２は、ブロック１１で決定された短辺部のＸ方向位置が、Ｘ方向の基準値に対してどれだけ異なっているのか（Ｘ方向偏差）を決定する。
短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３は、入力した位置情報に基いて短辺部のＺ方向位置を決定し、決定した短辺部のＺ方向位置を、Ｚ方向偏差決定ブロック１４に伝送する。Ｚ方向偏差決定ブロック１４は、ブロック１３で決定された短辺部のＺ方向位置が、Ｚ方向の基準値に対してどれだけ異なっているのか（Ｚ方向偏差）を決定する。
【００３２】
相対位置決定ブロック１５は、Ｘ方向偏差決定ブロック１２が決定したＸ方向偏差と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４が決定したＺ方向偏差から、ワーク（履板）Ｗの短辺部（図２のＢ部）とトーチ５との相対位置を求めて決定する。
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、相対位置決定ブロック１５が決定したワークＷ（履板）の短辺部とトーチ５との相対位置について、Ｘ方向の位置情報に関しては、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＸ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘに送る。そして、Ｚ方向の位置情報については、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＺ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚに送る。
【００３３】
溶断開始信号ブロック１７は、センサ５から得た情報に基いて、ワークＷが溶断を開始する位置にきた旨の溶断開始信号を、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９と、プラズマトーチ３１とに送信する。
ここで、トーチ傾き決定ブロック１８は、溶断の始点近傍と、終点近傍において、ワークＷにおける金属溶融量を減少するためにトーチ３１を傾ける機能を有している。
トーチ傾き決定ブロック１８は、「溶断開始」の信号を受信してスタンバイ状態となる。タイマ１８９は、「溶断開始」の信号受信で計時を開示する。溶断終了信号発生ブロック１９は、「溶断開始」の信号とタイマの計時信号により、溶断終了信号を発生するタイミングを判定する。
【００３４】
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、図示しない記憶手段に切断（溶断）する溝形状と、溝形状に対応する多軸ロボットの動作が予め記憶されており、溶断開始信号を受信してからの経過時間（タイマ１８９で計測）をも参照して、トーチ３１を傾けるタイミングや、溶断終了のタイミングを演算している。
トーチ傾き決定ブロック１８は、溶断の始点近傍と、終点近傍において、ワークＷにおける金属溶融量を減少するためにトーチを傾けるタイミングで、その旨を多軸ロボット６の制御部６Ｃにおけるトーチ傾き調節ブロック６ｃｃに送信する。
溶断終了信号発生ブロック１９は、溶断終了のタイミングになったら、プラズマトーチ３１に対して、プラズマアーク放電停止信号を送る。
【００３５】
次に、図４のフローチャートを参照して、プラズマトーチによる溝切断の制御について説明する。
図４のステップＳ１において、コントロールユニット１０は、センサ５が作動するまで待機しており（ステップＳ１０がＮＯのループ）、センサが作動したなら（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。
【００３６】
ステップＳ２では、位置決めが完了したか否か、すなわち、図２のワークＷがライン上の所定の位置に達したか否かを判断する。
ワークＷがライン上の所定の位置に達していないならば（ステップＳ２がＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。一方、ワークＷがライン上の所定の位置に達したならば（ステップＳ２がＹＥＳ）、ステップＳ３でローラコンベアＲＣを停止させる。
【００３７】
次のステップＳ４では、センサ５によってワーク（履板）ＷのＸ方向、Ｚ方向の位置を計測する。そしてステップＳ５に進み、ワーク（履板）Ｗの短辺部（図２の符号Ｂ）のＸ方向、Ｚ方向の位置が検出されたか否かを判断する。
ワーク（履板）Ｗの短辺部の位置が検出されなければ（ステップＳ５がＮＯ）、ステップＳ４に戻り、再びステップＳ４以降を繰り返す。
ワーク（履板）Ｗの短辺部の位置が検出されたならば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、多軸ロボット６を操作して、プラズマトーチ３１のＸ方向、Ｚ方向位置を適正位置に調節する。そして、更にトーチ３１と履板（ワーク）Ｗとのクリアランスを調節する（ステップＳ７）。
ここで、ステップＳ６と、ステップＳ７とは処理順序が逆であっても良い。或いは、同時に処理しても良い。
【００３８】
次のステップＳ８では、多軸ロボット６を操作してトーチの傾きを、垂直状態に対して所定の角度だけ内側に傾ける。
上述した様に、溶断開始直後（溝加工始点近傍の領域）では、ワークＷの溶断箇所を過剰に溶かしてしまい（溶融金属量が過剰となり）、加工精度や形状を損なってしまう。そのような問題を避けるために、溶断開始直後及び溶断終了直前には、トーチ３１をワークＷに対して垂直状態から傾斜して、ワークＷの金属溶融量が過剰となることを防止している。
換言すれば、溝加工始点近傍の領域におけるトーチ３１の傾斜方向は、プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する方向である。同様に、後述する溝加工終点近傍の領域におけるトーチ３１の傾斜方向も、プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する方向である。
【００３９】
ステップＳ９では、コントロールユニット１０は、トーチ３１に制御信号を送ってトーチ３１を傾けたまま、溝溶断（切断）を開始する。
ステップＳ１０に進み、コントロールユニット１０は、トーチ３１が溝溶断開始点近傍よりも離隔した位置になるまで待機しており（ステップＳ１０がＮＯのループ）、トーチ３１が溝溶断開始点近傍よりも離隔した位置になったなら（ステップＳ１０がＹＥＳ）、トーチ３１を垂直に起こした状態で溶断を続ける（ステップＳ１１）。
ここで、「溝溶断開始点近傍」とは、例えば、溝溶断開始点から１０〜１５ｍｍの領域を意味している。
【００４０】
次いで、ステップＳ１２では、コントロールユニット１０は、トーチ３１が溶断終了点近傍位置まで移動したか否かを判断する。
トーチ３１が溶断終了点近傍位置に移動したなら（ステップＳ１２がＹＥＳ）、トーチ３１を内側（プラズマアーク放電によるワークＷの金属溶融量が減少する側）に傾けて、溶断終了点近傍の溶断加工を行う（ステップＳ１３）。
ここで、「溶断終了点近傍」とは、溶断終了点から１０〜１５ｍｍ手前の領域を意味している。
【００４１】
ステップＳ１４では、コントロールユニット１０は、溝溶断が終了したか否かを判断する。
溝溶断が終了したならば（ステップＳ１４がＹＥＳ）、トーチ３１を垂直状態に戻し（トーチ姿勢の初期化）、ローラコンベアＲＣを作動させる（ステップＳ１５）。
そしてステップＳ１６では、コントロールユニット１０は、ラインにおける溝溶断作業を終了するか否かを判断する。
溝溶断作業を終了するのであれば、そのまま制御を終える。
一方、別のワークＷにおける溝溶断加工を行うのであれば、ステップＳ１以降の制御を繰り返す。
【００４２】
図示の第１実施形態によれば、溶断（切断）加工は多軸ロボット６が全て自動で行うように構成されている。すなわち、センサ５により検出されたワークＷにおける溶断するべき位置に応答して、多軸ロボット６により、プラズマトーチ３１の位置（Ｘ方向位置、Ｚ方向位置）及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する様に構成されているので、ワークＷに、いわゆる「曲がり」や「反り」が存在する場合においても、プラズマトーチ３１を正確に溶断するべき位置へ移動することが出来る。
【００４３】
ここで、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離が一定ではないと、プラズマトーチ３１におけるプラズマアーク放電にバラツキが発生し、溶断（切断）加工が不良になる恐れがある。
それに対して、第１実施形態によれば、プラズマトーチ３１の垂直方向位置（Ｚ方向位置）を調節することが出来るので、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離（間隔、クリアランス）を常に一定に維持することが可能である。そして、ワークＷとプラズマトーチ３１の相対的な距離を一定に維持することが出来るため、プラズマトーチ３１におけるプラズマアーク放電も一定となり、溶断作業が不良になってしまう恐れはない。
【００４４】
前述した様に、従来技術では、溶断開始点及び溶断終了点（終始端部）の裏面側（ガストーチの反対側）における金属溶融量が多くなり、溶断開始点及び溶断終了点における加工精度が低下するという問題も有している。
第１実施形態では、係る問題が発生する加工（例えば、履板における溝切断加工）においては、高精度の加工が可能なプラズマトーチ３１を使用して溶断をおこなっている。そして、プラズマトーチ３１がワークＷの溶断開始点近傍（例えば、溝切断開始点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）及び溶断終了点近傍（例えば、溝切断終了点より１０〜１５ｍｍ離隔した範囲）の領域に到達したならば、プラズマトーチ３１を垂直軸に対して傾斜させて、ワークＷの金属溶融量が減少する様にしている。その結果、溶断開始点及び溶断終了点においてワークＷの溶融量は増加せず、当該溶融量の増加に起因する加工精度の低下という問題を解消することが出来る。
【００４５】
また、第１実施形態によれば、溶断加工を終了した板状材料（例えば、全長切断加工及び溝切断加工を行った後の履板Ｗ）に付着するノロ（溶融金属、いわゆる「溶け屑」）の量も減少する。そのため、ノロ取り作業に必要な労力を減少することが出来て、その分、作業効率が向上する。
【００４６】
このように、第１実施形態によれば、ワークＷを溶断する加工が自動制御により高精度で実行することが出来るので、作業者の作業スキルとは無関係に、高い作業効率が達成できる。そのため、従来技術における作業者毎に異なる調整作業が不必要となり、調整作業に要していた時間を節約することが出来る。
発明者の実験によれば、従来２人の作業員を必要としたノロ取り作業は、第１実施形態を実行した場合には不要となった。すなわち、第１実施形態によれば、重労働であるノロ取り作業を作業員に行なわせる必要がなくなった。
【００４７】
次に、図５、図６を参照して第２実施形態を説明する。
第２実施形態において、履板溶断ラインの全体構成と、溶断（切断）の制御については、第１実施形態の図１で示す構成及び図４で示す制御と共通している。
ここで、第１実施形態では、多軸ロボット６に設けた単一のセンサ５により、履板（ワーク）Ｗの短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置、溝溶断箇所と多軸ロボット６に設けたプラズマトーチ３１との間隔（クリアランス）を検出して、制御している。
それに対して、第２実施形態では、図５において全体を符号３Ａで示す溝切断ユニットは、多軸ロボット６側に設けたセンサ５と、溝切断ユニット３Ａに固定されたセンサ（固定センサ）５Ａを有しており、溝切断ユニット３Ａに設けた固定センサ５Ａにより履板の短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置を検出し、多軸ロボット６側のセンサ５により溝溶断箇所とプラズマトーチの間隔（クリアランス）を検出している。
【００４８】
コントロールユニット１０Ａと多軸ロボット６の制御部６Ｃを示す図６において、コントロールユニット１０Ａは、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、Ｘ方向偏差決定ブロック１２と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４と、クリアランス決定ブロック１５Ａと、多軸ロボット位置制御ブロック１６と、溶断開始信号発生ブロック１７と、トーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９とを有している。
【００４９】
多軸ロボット６の制御部６Ｃは、第１実施形態と同様に、Ｘ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘと、Ｚ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚと、トーチ傾き調節ブロック６ｃｃとを有している。
【００５０】
図６において、固定センサ５Ａによって検知したワークＷの位置情報が、短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１と、短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３に入力される。
一方、多軸ロボット６側のセンサ５によって検知された履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１のクリアランス（間隔）に関する情報は、クリアランス決定ブロック１５Ａと、溶断開始信号発生ブロック１７とに入力される。
クリアランス決定ブロック１５Ａでは、多軸ロボット６側のセンサ５から入力された情報（履板の短辺部とトーチ３１のクリアランスに関する情報）によって、履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１とのクリアランスを決定する。
【００５１】
短辺部Ｘ方向位置決定ブロック１１は、固定センサ５Ａから入力した位置情報に基いて短辺部のＸ方向位置を決定し、決定された短辺部のＸ方向位置を、Ｘ方向偏差決定ブロック１２に伝送する。Ｘ方向偏差決定ブロック１２は、決定された短辺部のＸ方向位置が、Ｘ方向の基準値とはどの程度異なっているか（Ｘ方向偏差）を求める。
短辺部Ｚ方向位置決定ブロック１３は、固定センサ５Ａから入力した位置情報に基いて短辺部のＺ方向位置を決定し、決定された短辺部のＺ方向位置を、Ｚ方向偏差決定ブロック１４に伝送する。Ｚ方向偏差決定ブロック１４は、決定された短辺部のＺ方向位置が、Ｚ軸方向の基準値とはどの程度異なっているか（Ｚ方向偏差）を求める。
【００５２】
多軸ロボット位置制御ブロック１６は、Ｘ方向偏差決定ブロック１２が決定したＸ方向偏差と、Ｚ方向偏差決定ブロック１４が決定した偏差と、クリアランス決定ブロック１５Ａが決定した履板の短辺部（Ｂ部）とトーチ３１とのクリアランスを、多軸ロボット６の制御部６ＣにおけるＸ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｘとＺ方向トーチ位置調節ブロック６ｃｚに送る。
【００５３】
溶断開始信号ブロック１７は、多軸ロボット６側のセンサ５から得た情報によって、溶断を開始する位置であれば、「溶断開始」の信号をトーチ傾き決定ブロック１８と、溶断終了信号発生ブロック１９と、タイマ１８９と、プラズマトーチ３１とに送信する。
トーチ傾き決定ブロック１８、タイマ１８９、「溶断終了信号発生ブロック１９については、第１実施形態において、図３で説明したのと同様である。
図５、図６の第２実施形態における上述した以外の構成及び作用効果は、図１〜図４の第１実施形態と同様である。
【００５４】
次に、図７、図８を参照して第３実施形態を説明する。
第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、履板溶断ラインの全体構成と、溶断（切断）の制御については、図１で示す構成及び図４で示す制御と共通している。
【００５５】
第３実施形態は、図７において全体を符号３Ｂで示す溝切断ユニットは、多軸ロボット６Ａに、第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２を設けている。
第１のセンサ５１により履板（ワーク）Ｗの短辺部のＸ方向位置、Ｚ方向位置を検出し、第２のセンサ５２により溝溶断箇所とプラズマトーチの間隔（クリアランス）を検出している。
換言すれば、第３実施形態では、図７の溝切断ユニット３Ｂは、多軸ロボット６Ａに第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２が設けられている点を除くと、図２と同様な構成を具備している。
【００５６】
そして、コントロールユニット１０Ａと多軸ロボット６の制御部６Ｃを示す図８においては、図６で示す固定センサ５Ａに代えて、多軸ロボット６に設けた第１のセンサ５１が設けられ、図６におけるロボット側センサ５に代えて、多軸ロボット６に設けた第２のセンサ５２が設けられている点を除き、図６と同様である。
第３実施形態の上述した以外の構成及び作用効果は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【００５７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、大型履板を溶断する場合についてのみ説明しているが、図示の実施形態によれば、厚さが均等ではなく、湾曲している板状材料を溶断するのにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・バー材搬入装置
２・・・全長切断ユニット
３・・・溝切断ユニット
４・・・ノロ取りユニット
５・・・計測装置／センサ
６・・・多軸ロボット
１０・・・制御装置／コントロールユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガストーチを備えたガス溶断ユニットと、プラズマトーチを備えたプラズマ溶断ユニットと、板状材料における溶断するべき位置を検出する計測装置と、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置と、制御装置を備え、
当該制御装置は、計測装置により検出された板状材料における溶断するべき位置に応答して、調節装置に対して、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する制御信号を発信する機能を有することを特徴とする板状材料の溶断システム。
【請求項２】
前記制御装置は、プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍で行なわれている場合には、プラズマトーチを垂直軸に対して、プラズマトーチによる溶融量が減少する方向へ傾斜させる制御信号を発信する機能を有し、
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍以外で行なわれている場合には、プラズマトーチの方向を垂直にする制御信号を発信する機能を有している請求項１の板状材料の溶断システム。
【請求項３】
前記ガス溶断ユニットのガストーチに供給される切断酸素量が増加しており、ガストーチの切断火口の口径を減少している請求項１、２の何れかの板状材料の溶断システム。
【請求項４】
前記板状材料は、履板の材料となる圧延材料であり、
前記ガス溶断ユニットは、前記圧延材料を、履板の横方向の所定寸法毎に切断する作業で、前記圧延材料を溶断する機能を有しており、
前記プラズマ溶断ユニットは、履板におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工の際に、前記圧延材料を溶断する機能を有している請求項１〜３の何れか１項の板状材料の溶断システム。
【請求項５】
ガストーチを備えたガス溶断ユニットにより板状材料を切断する工程と、
プラズマトーチを備えたプラズマ溶断ユニットにより板状材料の一部を切断する工程と、
板状材料における溶断するべき位置を計測装置により検出する工程と、
計測装置により検出された板状材料における溶断するべき位置に応答して、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する工程を有することを特徴とする板状材料の溶断方法。
【請求項６】
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍で行なわれている場合に、プラズマトーチを垂直軸に対して、プラズマトーチによる溶融量が減少する方向へ傾斜させる工程と、
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍以外で行なわれている場合に、プラズマトーチの方向を垂直にする工程を有している請求項５の溶断方法。
【請求項７】
前記ガス溶断ユニットのガストーチの切断火口の口径は減少しており、
ガストーチに供給される切断酸素量を増加する工程を有している請求項５、６の何れかの溶断方法。
【請求項８】
前記板状材料は、履板の材料となる圧延材料であり、
前記圧延材料を、履板の横方向の所定寸法毎に切断する作業）では、前記ガス溶断ユニットにより前記圧延材料を溶断し、
履板におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工の際に、前記プラズマ溶断ユニットにより前記圧延材料を溶断する請求項５〜７の何れか１項の溶断方法。
【請求項１】
ガストーチを備えたガス溶断ユニットと、プラズマトーチを備えたプラズマ溶断ユニットと、板状材料における溶断するべき位置を検出する計測装置と、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する調節装置と、制御装置を備え、
当該制御装置は、計測装置により検出された板状材料における溶断するべき位置に応答して、調節装置に対して、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する制御信号を発信する機能を有することを特徴とする板状材料の溶断システム。
【請求項２】
前記制御装置は、プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍で行なわれている場合には、プラズマトーチを垂直軸に対して、プラズマトーチによる溶融量が減少する方向へ傾斜させる制御信号を発信する機能を有し、
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍以外で行なわれている場合には、プラズマトーチの方向を垂直にする制御信号を発信する機能を有している請求項１の板状材料の溶断システム。
【請求項３】
前記ガス溶断ユニットのガストーチに供給される切断酸素量が増加しており、ガストーチの切断火口の口径を減少している請求項１、２の何れかの板状材料の溶断システム。
【請求項４】
前記板状材料は、履板の材料となる圧延材料であり、
前記ガス溶断ユニットは、前記圧延材料を、履板の横方向の所定寸法毎に切断する作業で、前記圧延材料を溶断する機能を有しており、
前記プラズマ溶断ユニットは、履板におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工の際に、前記圧延材料を溶断する機能を有している請求項１〜３の何れか１項の板状材料の溶断システム。
【請求項５】
ガストーチを備えたガス溶断ユニットにより板状材料を切断する工程と、
プラズマトーチを備えたプラズマ溶断ユニットにより板状材料の一部を切断する工程と、
板状材料における溶断するべき位置を計測装置により検出する工程と、
計測装置により検出された板状材料における溶断するべき位置に応答して、プラズマトーチの位置及び垂直軸に対する傾斜角度を調節する工程を有することを特徴とする板状材料の溶断方法。
【請求項６】
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍で行なわれている場合に、プラズマトーチを垂直軸に対して、プラズマトーチによる溶融量が減少する方向へ傾斜させる工程と、
プラズマトーチによる溶断が板状材料の溶断開始点近傍及び溶断終了点近傍以外で行なわれている場合に、プラズマトーチの方向を垂直にする工程を有している請求項５の溶断方法。
【請求項７】
前記ガス溶断ユニットのガストーチの切断火口の口径は減少しており、
ガストーチに供給される切断酸素量を増加する工程を有している請求項５、６の何れかの溶断方法。
【請求項８】
前記板状材料は、履板の材料となる圧延材料であり、
前記圧延材料を、履板の横方向の所定寸法毎に切断する作業）では、前記ガス溶断ユニットにより前記圧延材料を溶断し、
履板におけるリンクベルトの干渉部を切り欠く加工の際に、前記プラズマ溶断ユニットにより前記圧延材料を溶断する請求項５〜７の何れか１項の溶断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３０９６０（Ｐ２０１２−１３０９６０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６９００（Ｐ２０１０−２８６９００）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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