開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム及びプラズマ加工装置
【課題】本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プラズマアークにより開先形状部を形成する場合に、残材を製品予定部に並べる作業を必要とせずに安定した形状及び表面を有する開先形状部を容易に形成可能な開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム、プラズマ加工装置を提供する
【解決手段】トーチ２と、加工位置保持機構１０と、傾斜機構と、移動機構とを備えたプラズマ加工装置１を制御する制御システム２０であって、開先形状部を形成する場合に、２回目以降の加工が、該加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする。
【解決手段】トーチ２と、加工位置保持機構１０と、傾斜機構と、移動機構とを備えたプラズマ加工装置１を制御する制御システム２０であって、開先形状部を形成する場合に、２回目以降の加工が、該加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工材にプラズマアークによる加工をして開先形状部を形成するための開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム及びプラズマ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼鈑等の被加工材にＹ開先形状部等の開先形状部を形成する場合、機械加工機、プラズマ加工機、レーザ加工機等、種々の加工機による加工が行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、プラズマ加工機を用いてプラズマアークにより開先形状部を形成する場合、被加工材に対して傾斜させたトーチを開先形状部の開先面又はルート面に対応する方向に傾斜させてプラズマアークを噴射しながら移動する加工を開先形状部に対応する面の回数だけ行って開先形状部を形成し、残材が毎回の加工ごとに被加工材から取り除かれるようになっている。
【０００３】
上記開先加工方法により開先形状部を形成する場合、残材が除去されて開先形状部が露出したままで２回目以降の加工を行なうと、プラズマアークが製品予定部側に曲がって開先形状部を得ることが困難となるため、製品予定部に残材を隣接配置してプラズマアークが製品予定部側に引かれて曲がるのを防止してから２回目以降の加工を行なうのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−１２２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この場合２回目以降の加工を行なう際の製品予定部に残材を並べて配置する際には製品予定部と残材との相対的な位置関係を適正に調整する必要があり、この調整作業がコストの増大を招くという問題があった。
また、製品予定部から分離された残材は、熱歪により変形するために製品予定部と正確に隣接させることは容易ではなく、製品予定部と残材との間に空間が形成されると、２回目以降の加工に際してプラズマアークが製品予定部と残材の間の空間をまたいで形成されるために、プラズマアークが不安定となってドロスが生成されるなど開先形状部の表面が粗くなり、又開先形状部が丸くなるという問題があった。
また、その結果として、プラズマアークにより開先形状部を形成する場合、熱歪の影響が小さくなるような形状及び加工経路を考慮することが必要とされ、多くの手間が必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プラズマアークにより開先形状部を形成する場合に、残材を製品予定部に並べる作業を必要とせずに安定した形状及び表面を有する開先形状部を容易に形成可能な開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム、プラズマ加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、被加工材に対して傾斜させたトーチからプラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して、前記被加工材の一方の面に開口し他方側の面に伸びる加工空間を形成する加工を前記トーチの傾斜角度を変えて複数回行なうことにより開先形状部を形成する開先加工方法であって、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように加工することを特徴とする。
【０００７】
請求項７に記載された発明は、被加工材が載置可能とされる定盤と、プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置を制御する制御プログラムであって、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間は、該加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が、前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の開先加工方法であって、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする。
【０００９】
請求項８に記載された発明は、請求項７記載の制御プログラムであって、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする。
【００１０】
請求項９に記載された発明は、制御システムであって、請求項７又は請求項８に記載の制御プログラムを備えることを特徴とする。
請求項１０に記載された発明は、プラズマ加工装置であって、請求項９に記載の制御システムを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る開先加工方法、制御プログラム、制御システム、プラズマ加工装置によれば、２回目以降の加工のいずれかを加工する際に、該加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工される。その結果、プラズマアークによる加工空間を形成する予定部にプラズマアークを乱す開口部が形成されて加工中のプラズマアークが側方に露出することがなくプラズマアークの乱れに起因して開先形状部の表面が粗くなることが抑制される。
また、プラズマアークを乱す開口部が形成されることがないため残材を製品予定部に並べて位置決めする作業が不要とされるとともに最後の加工により残材が製品予定部から分離されるので、人手による作業が軽減し生産性が向上する。
また、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することにより、プラズマアークの乱れをより確実に抑制することができる。
【００１２】
この明細書において、加工空間とは、トーチから噴射されたプラズマアークにより加工された被加工材の一方の面に開口し他方側に伸びる途中に加工先端部が形成される孔、被加工材の一方の面から他方の面に到達する孔、及びこれら孔がトーチと被加工材が相対的に移動して被加工材の面方向に延びて形成された溝及び切断部を含む概念である。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の開先加工方法であって、前記傾斜角度を変える回数をＮ（Ｎは、２以上の自然数）とした場合に、Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による前記加工空間の加工先端部は、前記被加工材の他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間の領域内となるように形成され、かつ、Ｍ＝Ｎ−１であるＮ回目の加工による加工空間は、前記他方側の面まで到達するように加工することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る開先加工方法によれば、被加工材に開先形状部を形成する場合に、Ｍ＋１回目の加工による加工空間の領域内にＭ回目の加工による加工空間の加工先端部が形成されるのでプラズマアークを乱す開口部が形成されることがないため残材を製品予定部に並べて位置決めする作業が不要とされるとともにＮ回目の加工により残材が製品予定部から分離されるので人手による作業が軽減し生産性が向上する。
また、Ｍ＋１回目の加工をする際のプラズマアークが、Ｍ回目に形成された加工空間をまたぐことに起因するプラズマアークの不安定が抑制され、正確な開先形状部を得るとともに開先形状部の表面が粗くなることが抑制される。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝２で、前記開先形状部が表Ｙ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部の開先面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確な表Ｙ開先形状部を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝２で、前記開先形状部が裏Ｙ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部の開先面に沿う傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確な裏Ｙ開先形状部を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項６に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝３で、前記開先形状部がＸ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部に形成する第１の開先面に対応する第１の傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する第２の傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部の第２の開先面に対応する第３の傾斜角度に傾斜して３回目の加工をすることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確なＸ開先形状部を容易に形成することができる。
【００２１】
請求項１１に記載された発明は、演算プログラムであって、被加工材が載置可能とされる定盤と、プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置により、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するための、前記噴射条件と前記相対移動速度の少なくとも一方を演算することを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る演算プログラムによれば、プラズマ加工装置において本発明に係る開先加工方法により加工する際に、噴射条件、相対移動速度のうちそのプラズマ加工装置に必要とされるものを演算して制御プログラム、加工データとして反映することができる。
その結果、プラズマ加工装置において本発明を実施するための制御プログラム、加工データを、プラズマ加工装置の外（例えば、ワークステーション）において容易に作成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る、制御プログラム、演算プログラム、制御システム、プラズマ加工装置によれば、開先加工において製品予定部に対して残材を並べて位置調整する作業を不必要とすることができる。
また、開先形状部の表面が粗くなるのを抑制して、安定した表面及び形状を備えた開先形状部を容易に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態を示す図であり、符号１は加工装置（プラズマ加工装置）を、符号２はトーチを、符号２０は制御装置（制御システム）を示している。
加工装置１は、トーチ２と、定盤３と、トーチ２を保持するとともにトーチ２を所定の角度に保持してトーチ２に傾斜角度を付与するトーチ保持部材（加工位置保持機構）１０と、トーチ２をトーチ保持部材１０とともに加工装置１の定盤上でＸ軸方向（走行方向）及びＹ軸方向（横行方向）に移動させる移動機構１６と、トーチ保持部材１０に保持したトーチ２のトーチ軸線Ｏ１をＹ軸方向及びＸ軸方向に回動させる傾斜機構１５と、制御システム２０とを備えている。
【００２５】
この実施の形態では、トーチ２は定盤３の上方に位置され、トーチ２の軸線（以下、トーチ軸線という）Ｏ１方向にプラズマアークを噴射して鋼板等の被加工材に加工空間を加工するようになっている。
トーチ２のトーチ軸線Ｏ１と被加工材Ｗの加工面との交点には加工点Ｐが形成され、加工空間の加工面における略中心に位置する。また、この加工点Ｐは、トーチ２が移動する経路、すなわち加工軌跡上に形成されるものである。
【００２６】
トーチ２は、ノズル内に配置された電極の周囲に作動ガス（例えば、高純度の酸素ガス等）を供給しながら電極とノズルとの間で放電させてパイロットアークを形成し、形成されたパイロットアークを作動ガスによりノズルから被加工材に向けて噴射して被加工材と接触させることにより電極と被加工材との間にプラズマアークを形成し、このプラズマアークの熱によって被加工材を溶融して作動ガスにより燃焼を促進するとともに、噴射の圧力によって溶融物を排除して被加工材に加工空間を形成するようになっている。なお、パイロットアークは、プラズマアークが形成された後に停止される。
【００２７】
定盤３は、トーチ２により加工する被加工材を載置するためのものであって、定盤上面には、走行方向（以下、Ｘ軸方向という）に台車が移動するためのレールが配置されるとともに、この台車に配置された後述するトーチ保持部材１０が横行方向（以下、Ｙ軸方向という）に移動可能とされており、定盤３の上面は、Ｘ軸とＹ軸とから構成されたＸＹ面に沿う平坦な面とされている。
【００２８】
トーチ保持部材１０は、図２に示すように、鉛直方向に伸びる第１のアーム１２Ａと、第２のアーム１２Ｂと、第３のアーム１２Ｃと、それぞれＺ軸と直交する第１シャフト１３Ａと、第２シャフト１３Ｂと、第３シャフト１３Ｃとを備えており、第２のアーム１２Ｂは、第１のアーム１２Ａの先端側に配置され第１シャフト１３Ａの廻りに回動自在とされ、第３のアーム１２Ｃは、第２のアーム１２Ｂの先端側に配置され第２シャフトの廻りに回動自在とされており、第３のアーム１２Ｃの先端側に設けられた第３シャフト１３Ｃを介してトーチ２が設けられている。
【００２９】
また、第１シャフト１３Ａと第２シャフト１３Ｂ、第２シャフト１３Ｂと第３シャフト１３Ｃは、それぞれタイミングベルト１４Ａ、１４Ｂで接続されており、第２のアーム１２Ｂが第１シャフト１３Ａ廻りに回動された場合に、第１のアーム１２Ａと第３のアーム１２Ｃ、第２のアーム１２Ｂとトーチ軸線Ｏ１とが互いに平行を保って回動するようになっている。
また、トーチ２は、定盤３に鉛直とされ上記加工点Ｐを通過する軸線Ｏ２廻りに回動可能とされている。
その結果、トーチ２の傾斜角度が変化しても、加工面における加工点Ｐとトーチ２の先端との相対位置が維持されるようになっている。
【００３０】
傾斜機構１５は、Ａ軸モータ１５Ａと、Ｂ軸モータ１５Ｂとを備え、Ａ軸モータ１５Ａは、第１シャフト１３Ａに接続され、第１シャフト１３Ａ廻りに第２のアーム１２Ｂを回動してトーチ２のトーチ軸線Ｏ１に傾斜角度Ｓを付与するようになっている。
また、Ｂ軸モータ１５Ｂは、軸線Ｏ２廻りにトーチ２を回動させてトーチ軸線Ｏ１のＸＹ平面における方向を制御するようになっている。
かかるＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度を組み合わせることにより、平面視定盤３上の任意の方向において、トーチ軸線Ｏ１を任意の傾斜角度Ｓに傾けることができるようになっている。
【００３１】
なお、傾斜角度とはトーチ２が定盤３に対して相対移動する場合に、この相対移動する方向と直交する面におけるトーチ軸線Ｏ１が被加工材Ｗの加工面と交差する角度をいう。換言すると、加工軌跡の法線方向（接線と直交する方向）の面におけるトーチ軸線Ｏ１が加工面と交差する角度をいう。
【００３２】
移動機構１６は、トーチ保持部材１０が配置された台車を走行方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸方向移動機構１６Ｘと、台車上でトーチ保持部材１０を横行方向（Ｙ軸方向）に移動させるＹ軸方向移動機構１６Ｙとを備えており、演算部２２からドライバ２６に出力されたＸ軸方向制御信号、Ｙ軸方向制御信号に基づいて、トーチ２とともにトーチ保持部材１０を、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に駆動してトーチ２を所定のＸＹ座標位置に移動させるようになっている。
【００３３】
また、移動機構１６は、トーチ保持部材１０を高さ方向（Ｚ軸方向）に移動可能とするＺ軸方向移動機構１６Ｚを備えており、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚは、図示しない部材によってトーチ保持部材１０に接続されていて、必要に応じてトーチ保持部材１０の高さを変更し、トーチ２の先端と被加工材との間隔を調整することができるようになっている。
【００３４】
制御システム２０は、入力部２１と、演算部２２と、データベース２４と、ドライバ２６と、図示しないハードディスクに格納され、例えば、図３に示すような手順の動作を制御可能な制御プログラムとを備えている。
その結果、制御システム２０は、入力部２１から入力される開先形状部に関するデータに基づいて、加工位置保持機構１０による加工点Ｐ、傾斜機構１５によるトーチ２の傾斜角度、移動機構１６によるトーチ２の移動速度Ｖと、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件（例えば、電流、ガス種、ガス圧力、ガス流量、トーチ高さ等）とを制御して、被加工材Ｗに所望の加工空間ＨＭを形成することができるようになっている。
【００３５】
入力部２１は、開先形状部に関するデータを演算部２２に入力するためのものであり、開先形状部に関するデータとして、例えば、被加工材Ｗの材質、厚さｔ、トーチ２の加工軌跡（開先形状部を平面視した形状）Ｔ０に関するデータ、この加工軌跡のトーチ２の移動方向と直交する断面における開先形状部の形状Ｄ０に関するデータ等が入力されるようになっている。
【００３６】
加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の形状Ｄ０に関するデータは、例えば、座標データとして与えられ、加工点Ｐは、加工するべき開先面の傾斜（又はトーチ軸線Ｏ１の傾斜角度ＳＭにより変化するため、加工軌跡Ｔ０に関するデータは、例えば、加工面と直交して定義されるルート面により表されることが好適である。
【００３７】
演算部２２は、入力された開先形状部の形状Ｄ０に関するデータに基づいて、１回目からＮ（Ｎは、２以上の自然数）回目まで傾斜角度を変えて加工空間を形成する場合の加工条件を算出するようになっている。
この場合、Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による加工空間ＨＭの加工先端部は、被加工材Ｗの他方側（加工面の反対側）の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間ＨＭ＋１の領域内に形成されるように算出されるようになっている。
【００３８】
上記Ｍ回目の加工を行なうための加工条件として、開先形状部の形状Ｄ０に関するデータに基づくＭ回目の加工における傾斜角度ＳＭと、加工面から加工空間ＨＭの加工先端部までの加工空間ＨＭに沿う方向の加工長さＬＭが算出され、算出された傾斜角度ＳＭと、加工長さＬＭと、被加工材Ｗの材質を、データベース２４と照合してプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭを取得するようになっている。
なお、Ｎ回目に加工される加工空間ＨＮ（ＨＭ＋１、Ｍ＝Ｎ−１）は、その加工先端部が被加工材Ｗの他方側の面に到達するように加工長さＬＮが算出されるようになっている。
【００３９】
データベース２４には、トーチ２により形成される加工空間の加工長さＬＭが、プラズマプラズマアークの噴射条件及びトーチ２のトーチの移動速度ＶＭに対応する数値データとして格納されている。
【００４０】
また、演算部２２は、入力された開先形状部に関するデータに基づいて、Ｍ回目に形成するべき加工空間ＨＭを加工する際のトーチ２のトーチ軸線Ｏ１が、所定の傾斜角度ＳＭを向くとともに加工点Ｐが加工軌跡Ｔ０に沿って移動するための、傾斜機構１５のＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度、トーチ保持部材１０、移動機構１６を算出し、これらを駆動するための制御信号をドライバ２６に出力するようになっている。
【００４１】
ドライバ２６は、トーチ２をＸ軸方向に移動させて加工点ＰのＸ座標位置を制御するＸ軸方向移動機構１６Ｘ、Ｙ軸方向に移動させて加工点ＰのＹ座標位置を制御するＹ軸方向移動機構１６Ｙ、Ｚ軸方向に移動させて加工点ＰのＺ座標位置を制御するＺ軸方向移動機構１６Ｚ、Ａ軸モータ１５Ａ、Ｂ軸モータ１５Ｂに駆動電力を供給するようになっている。
【００４２】
この実施形態において、ドライバ２６は、演算部２２から出力された加工軌跡Ｔ０に沿った加工点Ｐの所要通過点の間におけるＸＹ座標位置と、Ａ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度が定義された駆動指令信号に基づいて、Ｘ軸方向移動機構１６Ｘと、Ｙ軸方向移動機構１６Ｙと、Ａ軸モータ１５Ａと、Ｂ軸モータ１５Ｂとを駆動して、トーチ軸線Ｏ１が所定の方向において所定の傾斜角度を維持し、かつ加工軌跡Ｔ０に沿って移動するようになっている。
また、加工軌跡Ｔ０上の所要通過点における加工点ＰでのＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度は直線補間により制御可能とされている。
なお、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚは、例えば、人手により入力された指示信号により駆動されてもよい。
【００４３】
図３は、この実施形態の制御システム２０における制御プログラムの一例の動作手順を示すフローである。
以下、フローによる動作手順について説明する。
１）開先形状部に関するデータとして、被加工材Ｗの材質、厚さｔ、トーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータを入力部２１から入力する（Ｓ１）。
２）演算部２２は、入力部２１から入力された開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ1からＳＮを算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度ＳＮからＮ回目に加工される加工空間ＨＮの加工先端部が被加工材Ｗの他方側の面に到達する加工長さＬＮを算出する（Ｓ２）。
３）Ｎ回目に加工する加工空間ＨＮを加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＮを、被加工材Ｗの材質、加工長さＬＮをデータベース２４と照合して取得する（Ｓ３）。
なお、ここで取得したプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＮに関する加工データは図示しない記憶部に格納される。
４）次に、１回目からＭ回目の加工に関する加工条件を演算の繰り返しにより算出するために、例えば、Ｍ＝Ｎ−１と設定する（Ｓ４）。Ｎは、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータに基づいて自動的に算出可能であり、例えば、Ｙ開先加工ではＮ＝２、Ｘ開先加工ではＮ＝３とされる。なお、Ｎを入力部２１から入力する構成としてもよい。
５）次に、Ｍ回目の加工による加工空間ＨＭの加工先端部が、被加工材Ｗの他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間ＨＭ＋１の領域内に形成されるように加工空間ＨＭの加工長さＬＭを算出する（Ｓ５）。
６）Ｍ回目に加工する加工空間ＨＭを加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭを、被加工材Ｗの材質、加工長さＬＭをデータベース２４と照合して取得する（Ｓ６）。
なお、ここで取得したプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭに関する加工データは図示しない記憶部に格納される。
７）Ｍ＞１の場合には、Ｍから１を減じ（Ｓ８）て、上記５）に移行して５）、６）を繰り返し（Ｓ７）、Ｍ＝１の場合には、開先形状部の加工に移行する（Ｓ７）。
８）Ｍ＝１を設定し、加工空間ＨＭの加工に移行する（Ｓ９）。
９）プラズマアークにより加工された加工空間ＨＭによって被加工材Ｗの製品予定部に開先面、ルート面が形成可能とされるＭ回目の加工に対応する加工点ＰＭの位置を、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度ＳＭに基づいて算出する（Ｓ１０）。
１０）加工空間ＨＭを加工する。
この場合、トーチ２のトーチ軸線Ｏ１を被加工材Ｗの加工面に対して傾斜角度ＳＭに傾斜させるとともに加工点ＰＭの位置を加工軌跡Ｔ０の所要通過点に合わせ、記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、トーチ２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度ＶＭで移動させる（Ｓ１１）。
１１）ＭがＮ未満の場合（Ｓ１２）には、Ｍに１を加算（Ｓ１３）して、上記１０）、１１）を繰り返し、Ｍ＝Ｎである場合（Ｓ１２）には、加工を終了する。
【００４４】
上記実施の形態に係る加工装置１によれば、被加工材Ｗに開先形状部を形成する場合に、Ｎ回目の加工が完了するまで製品予定部と残材とが分離されることがないので、２回目以降の加工をする場合に、残材を製品予定部に対して並べるとともに位置決め調整する作業が不必要とされ、かかる調整作業に関するコストを削減することができる。
また、製品予定部と残材との相対的な位置が正確に維持されるので安定した形状及び表面を有する開先形状部を容易に得ることができる。
また、開先形状部を形成する場合に熱歪の影響が小さくなるような形状及び加工経路を考慮する必要がなくなり開先形状部の形成にかかる検討時間を低減することができる。
【００４５】
また、Ｍ回目に加工される加工空間の加工先端部をＭ＋１回目に加工される加工空間の領域内に位置するので、Ｍ＋１回目の加工をする際にＭ回目までに形成された加工空間をプラズマアークがまたいで形成されることが防止され、その結果、プラズマアークが不安定となって製品予定部に曲がることが抑制され表面が粗くなることが抑制された安定した開先形状部を容易に形成することができる。
【００４６】
次に、上記実施形態に係る加工装置１を用いて、表Ｙ開先形状部、裏Ｙ開先形状部、Ｘ開先形状部を形成する手順について説明する。
【００４７】
（第１実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ１に表Ｙ開先形状部を形成する手順を、図４を参照して説明する。表Ｙ開先形状部は、Ｎ＝２とされ、以下の１）から３）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図４（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ１を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ１のルート面Ｒ１１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ１１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ１２（Ｓ２に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ１２に基づいて２回目に加工される加工空間Ｙ１２（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ１２（Ｌ２に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ１２をデータベース２４と照合して、２回目に加工する加工空間Ｙ１２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ１２を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｙ１１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｙ１２の領域内に形成されるように加工空間Ｙ１１の加工長さＬ１１を算出し、加工空間Ｙ１１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ１１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ１１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｙ１１、加工空間Ｙ１２をこの順に加工する。
このとき、図４（Ｂ）に示すように、加工空間Ｙ１１を加工する際の加工点Ｐ１１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｙ１１が製品予定部Ｗ１の開先面Ｋ１１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ11に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ１１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ１１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ１１で移動して加工空間Ｙ11を加工する。
５）次いで、図４（Ｃ）に示すように、加工空間Ｙ１２を加工する際の加工点Ｐ１２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｙ１２が製品予定部Ｗ１のルート面Ｒ１１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ１２に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ１２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ１２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ１２で移動して加工空間Ｙ11を加工して、製品予定部Ｗ１に表開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有する表Ｙ開先形状部を形成することができる。
【００４８】
（第２実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ２に裏Ｙ開先形状部を形成する手順を、図５を参照して説明する。裏Ｙ開先形状部は、Ｎ＝２とされ、以下の１）から３）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図５（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ２を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ２のルート面Ｒ２１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ２１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ２２（Ｓ２に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ２２に基づいて２回目に加工される加工空間Ｙ２２（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ２２（Ｌ２に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ２２をデータベース２４と照合して、２回目に加工する加工空間Ｙ２２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ２２を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｙ２１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｙ２２の領域内に形成されるように加工空間Ｙ２１の加工長さＬ２１を算出し、加工空間Ｙ２１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ２１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ２１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｙ２１、加工空間Ｙ２２をこの順に加工する。
このとき、図５（Ｂ）に示すように、加工空間Ｙ２１を加工する際の加工点Ｐ２１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｙ２１が製品予定部Ｗ２のルート面Ｒ２１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ２１に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ２１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ２１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ２１で移動して加工空間Ｙ２１を加工する。
５）次いで、図５（Ｃ）に示すように、加工空間Ｙ２２を加工する際の加工点Ｐ２２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｙ２２が製品予定部Ｗ２の開先面Ｋ２１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ２２に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ２２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ２２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ２２で移動して加工空間Ｙ２２を加工して、製品予定部Ｗ２に裏開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有する裏Ｙ開先形状部を形成することができる。
【００４９】
（第３実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ３にＸ開先形状部を形成する手順を、図６を参照して説明する。Ｘ開先形状部は、Ｎ＝３とされ、以下の１）から４）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図６（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ３を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ３のルート面Ｒ３１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ３１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ３２（Ｓ２に相当）、傾斜角度Ｓ３３（Ｓ３に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ３２に基づいて３回目に加工される加工空間Ｘ３（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ３３（Ｌ３に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ３３をデータベース２４と照合して、３回目に加工する加工空間Ｘ３を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ３３を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、２回目の加工により形成する加工空間Ｘ２（Ｈ２に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｘ３の領域内に形成されるように加工空間Ｘ２の加工長さＬ３２を算出し、加工空間Ｘ２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ３２、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ３２を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｘ１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｘ２の領域内に形成されるように加工空間Ｘ１の加工長さＬ３１を算出し、加工空間Ｘ１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ３１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ３１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
５）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｘ１、加工空間Ｘ２、加工空間Ｘ３をこの順に加工する。
このとき、図６（Ｂ）に示すように、加工空間Ｘ３を加工する際の加工点Ｐ３１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｘ１が製品予定部Ｗ３の第１の開先面Ｋ３１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３１に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ３１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３１で移動して加工空間Ｘ１を加工する。
６）次に、図６（Ｃ）に示すように、加工空間Ｘ２を加工する際の加工点Ｐ３２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｘ２が製品予定部Ｗ３のルート面Ｒ３１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３２に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ３２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３２で移動して加工空間Ｘ２を加工する。
７）次いで、図５（Ｄ）に示すように、加工空間Ｘ３を加工する際の加工点Ｐ３３（Ｐ３に相当）の位置を、加工空間Ｘ３が製品予定部Ｗ３の第２の開先面Ｋ３２に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３３に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ３３に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３３を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３３で移動して加工空間Ｘ３を加工して、製品予定部Ｗ３にＸ開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有するＸ開先形状部を形成することができる。
【００５０】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能であり、例えば、上記実施の形態においては、開先形状部が表Ｙ開先形状部、裏Ｙ開先形状部、Ｘ開先形状部である場合について説明したが、その他の開先形状部の加工に用いてよいことはいうまでもない。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、開先形状部を加工する際に、２回目以降の加工における加工空間の領域に前回の加工空間の加工先端部が形成される場合について説明したが、すべての回の加工における加工空間の領域に前回の加工における加工先端部が形成されていることは必要とされず、選択した回の加工に関してのみ、その回の加工における加工空間の領域に前回の加工空間の加工先端部が形成される構成としてもよいし、今回の加工空間の領域に前々回以前の加工先端部のみが形成される構成としてもよい。
【００５２】
例えば、Ｘ開先形状部を加工する際に、まず、トーチ２を製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をして、次にトーチを製品予定部の第１の開先面（上側の開先面）に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、次いで第２の開先面（下側の開先面）に対応する傾斜角度に傾斜して３回目の加工をする場合に、１回目の加工による加工先端部を３回目の加工空間の領域内に形成するとともに、２回目の加工空間が３回目の加工の加工空間に接触しないようにＸ開先形状部を加工してもよい。
かかる構成を採用することにより、種々の開先形状部の加工に柔軟に対応することができる。
【００５３】
例えば、上記実施の形態においては、制御プログラムが、開先形状部に関するデータ等に基づいて、トーチ２の移動速度Ｖと、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件を演算する部分（Ｓ１からＳ８に相当）と、プラズマ加工装置1における加工工程（Ｓ９からＳ１３）とを備える場合について説明したが、例えば、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件を演算する部分のみを備えた制御プログラムとしてもよい。
また、制御プログラムの上記以外の構成とすることが可能であることはいうまでもない。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、開先形状部に関するデータ等に基づいて、プラズマアークの噴射条件と、トーチ２の移動速度Ｖの双方を制御する場合について説明したが、対象となるプラズマ加工装置によりそのうちいずれか一方のみを制御する構成としてもよい。
【００５５】
また、開先形状部に関するデータ等に基づいて、トーチ２の移動速度Ｖとトーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件のうち必要とされる条件を演算（Ｓ１からＳ８に相当）する演算プログラムも本発明に含まれることはいうまでもない。
また、上記実施の形態に係る制御プログラムを、例えば、ワークステーションのように加工装置１から分離された別の装置において作成して、その後、加工装置１に読み込ませて加工する場合の制御プログラムも本発明に含まれることはいうまでもない。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、開先形状部を形成するための制御プログラムが予め制御システム２０のハードディスクに格納されている場合について説明したが、制御プログラムを読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された制御システム２０に読み込ませ、実行することにより上記実施形態にかかる動作をさせることも可能である。また、「読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、揮発性メモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、制御システム２０に内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、固定された定盤３に対してトーチ２が移動する加工装置１について説明したが、定盤３が移動し、又は定盤３とトーチ２の双方が移動可能な加工装置に対しても適用可能であることはいうまでもない。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、トーチ保持部材１０が第１のアーム１２Ａから第３のアーム１２Ｃを備える構成の場合について説明したが、例えば、互いに並行なリンクを組み合わせて構成される立体パンタグラフ、その他の周知の保持構造を用いてもよい。
また、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚの駆動は、例えば、トーチ２の先端と被加工材である鋼板との高さを一定に維持するために用いるが、手動によってトーチ２の高さを移動させることも可能である。
【００５９】
また、開先形状部については加工軌跡Ｔ０が平面視して直線である場合のほか、例えば、円形等の曲線形状を含む加工軌跡Ｔ０に対しても適用可能であり、かかる場合、トーチ２が通過する加工軌跡がトーチ２側に凸形状か凹形状かに基づいて、その位置での移動速度ＶＭを補正する構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、被加工材の断面における開先形状部が一定の場合について説明したが、加工軌跡Ｔ０上の位置により傾斜角度ＳＭが変化する開先形状部に対して適用することを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るプラズマ加工装置の構成の概略を示す図である。
【図２】本発明に係るトーチ保持部材の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図を、（Ｂ）は側面図を示している。
【図３】本発明に係る制御システムの動作手順の概略を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る表Ｙ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）は開先面を加工する工程を、（Ｃ）はルート面を加工する工程を示している。
【図５】本発明に係る裏Ｙ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）はルート面を加工する工程を、（Ｃ）は開先面を加工する工程を示している。
【図６】本発明に係るＸ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）は第１の開先面を加工する工程を、（Ｃ）はルート面を加工する工程を、（Ｄ）は第２の開先面を加工する工程を示している。
【符号の説明】
【００６１】
ＨＭ、ＨＭ＋１、ＨＮ、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ 加工空間
ＶＭ、ＶＭ＋１、ＶＮ、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３ トーチの移動速度
Ｐ、ＰＭ、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３ 加工点
ＳＭ、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３ 傾斜角度
Ｗ 被加工材
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 製品予定部
Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１ ルート面
Ｋ１１、Ｋ２１ 開先面
Ｋ３１ 第１の開先面
Ｋ３２ 第２の開先面
Ｏ１ トーチ軸線
１ 加工装置（プラズマ加工装置）
２ トーチ
３ 定盤
１０ トーチ保持部材（加工位置保持機構）
１５ 傾斜機構
１６ 移動機構
２０ 制御システム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工材にプラズマアークによる加工をして開先形状部を形成するための開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム及びプラズマ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼鈑等の被加工材にＹ開先形状部等の開先形状部を形成する場合、機械加工機、プラズマ加工機、レーザ加工機等、種々の加工機による加工が行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、プラズマ加工機を用いてプラズマアークにより開先形状部を形成する場合、被加工材に対して傾斜させたトーチを開先形状部の開先面又はルート面に対応する方向に傾斜させてプラズマアークを噴射しながら移動する加工を開先形状部に対応する面の回数だけ行って開先形状部を形成し、残材が毎回の加工ごとに被加工材から取り除かれるようになっている。
【０００３】
上記開先加工方法により開先形状部を形成する場合、残材が除去されて開先形状部が露出したままで２回目以降の加工を行なうと、プラズマアークが製品予定部側に曲がって開先形状部を得ることが困難となるため、製品予定部に残材を隣接配置してプラズマアークが製品予定部側に引かれて曲がるのを防止してから２回目以降の加工を行なうのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−１２２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この場合２回目以降の加工を行なう際の製品予定部に残材を並べて配置する際には製品予定部と残材との相対的な位置関係を適正に調整する必要があり、この調整作業がコストの増大を招くという問題があった。
また、製品予定部から分離された残材は、熱歪により変形するために製品予定部と正確に隣接させることは容易ではなく、製品予定部と残材との間に空間が形成されると、２回目以降の加工に際してプラズマアークが製品予定部と残材の間の空間をまたいで形成されるために、プラズマアークが不安定となってドロスが生成されるなど開先形状部の表面が粗くなり、又開先形状部が丸くなるという問題があった。
また、その結果として、プラズマアークにより開先形状部を形成する場合、熱歪の影響が小さくなるような形状及び加工経路を考慮することが必要とされ、多くの手間が必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プラズマアークにより開先形状部を形成する場合に、残材を製品予定部に並べる作業を必要とせずに安定した形状及び表面を有する開先形状部を容易に形成可能な開先加工方法、制御プログラム、演算プログラム、制御システム、プラズマ加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、被加工材に対して傾斜させたトーチからプラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して、前記被加工材の一方の面に開口し他方側の面に伸びる加工空間を形成する加工を前記トーチの傾斜角度を変えて複数回行なうことにより開先形状部を形成する開先加工方法であって、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように加工することを特徴とする。
【０００７】
請求項７に記載された発明は、被加工材が載置可能とされる定盤と、プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置を制御する制御プログラムであって、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間は、該加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が、前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の開先加工方法であって、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする。
【０００９】
請求項８に記載された発明は、請求項７記載の制御プログラムであって、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする。
【００１０】
請求項９に記載された発明は、制御システムであって、請求項７又は請求項８に記載の制御プログラムを備えることを特徴とする。
請求項１０に記載された発明は、プラズマ加工装置であって、請求項９に記載の制御システムを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る開先加工方法、制御プログラム、制御システム、プラズマ加工装置によれば、２回目以降の加工のいずれかを加工する際に、該加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工される。その結果、プラズマアークによる加工空間を形成する予定部にプラズマアークを乱す開口部が形成されて加工中のプラズマアークが側方に露出することがなくプラズマアークの乱れに起因して開先形状部の表面が粗くなることが抑制される。
また、プラズマアークを乱す開口部が形成されることがないため残材を製品予定部に並べて位置決めする作業が不要とされるとともに最後の加工により残材が製品予定部から分離されるので、人手による作業が軽減し生産性が向上する。
また、２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することにより、プラズマアークの乱れをより確実に抑制することができる。
【００１２】
この明細書において、加工空間とは、トーチから噴射されたプラズマアークにより加工された被加工材の一方の面に開口し他方側に伸びる途中に加工先端部が形成される孔、被加工材の一方の面から他方の面に到達する孔、及びこれら孔がトーチと被加工材が相対的に移動して被加工材の面方向に延びて形成された溝及び切断部を含む概念である。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の開先加工方法であって、前記傾斜角度を変える回数をＮ（Ｎは、２以上の自然数）とした場合に、Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による前記加工空間の加工先端部は、前記被加工材の他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間の領域内となるように形成され、かつ、Ｍ＝Ｎ−１であるＮ回目の加工による加工空間は、前記他方側の面まで到達するように加工することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る開先加工方法によれば、被加工材に開先形状部を形成する場合に、Ｍ＋１回目の加工による加工空間の領域内にＭ回目の加工による加工空間の加工先端部が形成されるのでプラズマアークを乱す開口部が形成されることがないため残材を製品予定部に並べて位置決めする作業が不要とされるとともにＮ回目の加工により残材が製品予定部から分離されるので人手による作業が軽減し生産性が向上する。
また、Ｍ＋１回目の加工をする際のプラズマアークが、Ｍ回目に形成された加工空間をまたぐことに起因するプラズマアークの不安定が抑制され、正確な開先形状部を得るとともに開先形状部の表面が粗くなることが抑制される。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝２で、前記開先形状部が表Ｙ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部の開先面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確な表Ｙ開先形状部を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝２で、前記開先形状部が裏Ｙ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部の開先面に沿う傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確な裏Ｙ開先形状部を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項６に記載された発明は、請求項３記載の開先加工方法であって、Ｎ＝３で、前記開先形状部がＸ開先形状部の場合に、前記トーチを前記被加工材の製品予定部に形成する第１の開先面に対応する第１の傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する第２の傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、次いで、前記トーチを前記製品予定部の第２の開先面に対応する第３の傾斜角度に傾斜して３回目の加工をすることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る開先加工方法によれば、表面が粗くなるのを抑制して正確なＸ開先形状部を容易に形成することができる。
【００２１】
請求項１１に記載された発明は、演算プログラムであって、被加工材が載置可能とされる定盤と、プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置により、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するための、前記噴射条件と前記相対移動速度の少なくとも一方を演算することを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る演算プログラムによれば、プラズマ加工装置において本発明に係る開先加工方法により加工する際に、噴射条件、相対移動速度のうちそのプラズマ加工装置に必要とされるものを演算して制御プログラム、加工データとして反映することができる。
その結果、プラズマ加工装置において本発明を実施するための制御プログラム、加工データを、プラズマ加工装置の外（例えば、ワークステーション）において容易に作成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る、制御プログラム、演算プログラム、制御システム、プラズマ加工装置によれば、開先加工において製品予定部に対して残材を並べて位置調整する作業を不必要とすることができる。
また、開先形状部の表面が粗くなるのを抑制して、安定した表面及び形状を備えた開先形状部を容易に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態を示す図であり、符号１は加工装置（プラズマ加工装置）を、符号２はトーチを、符号２０は制御装置（制御システム）を示している。
加工装置１は、トーチ２と、定盤３と、トーチ２を保持するとともにトーチ２を所定の角度に保持してトーチ２に傾斜角度を付与するトーチ保持部材（加工位置保持機構）１０と、トーチ２をトーチ保持部材１０とともに加工装置１の定盤上でＸ軸方向（走行方向）及びＹ軸方向（横行方向）に移動させる移動機構１６と、トーチ保持部材１０に保持したトーチ２のトーチ軸線Ｏ１をＹ軸方向及びＸ軸方向に回動させる傾斜機構１５と、制御システム２０とを備えている。
【００２５】
この実施の形態では、トーチ２は定盤３の上方に位置され、トーチ２の軸線（以下、トーチ軸線という）Ｏ１方向にプラズマアークを噴射して鋼板等の被加工材に加工空間を加工するようになっている。
トーチ２のトーチ軸線Ｏ１と被加工材Ｗの加工面との交点には加工点Ｐが形成され、加工空間の加工面における略中心に位置する。また、この加工点Ｐは、トーチ２が移動する経路、すなわち加工軌跡上に形成されるものである。
【００２６】
トーチ２は、ノズル内に配置された電極の周囲に作動ガス（例えば、高純度の酸素ガス等）を供給しながら電極とノズルとの間で放電させてパイロットアークを形成し、形成されたパイロットアークを作動ガスによりノズルから被加工材に向けて噴射して被加工材と接触させることにより電極と被加工材との間にプラズマアークを形成し、このプラズマアークの熱によって被加工材を溶融して作動ガスにより燃焼を促進するとともに、噴射の圧力によって溶融物を排除して被加工材に加工空間を形成するようになっている。なお、パイロットアークは、プラズマアークが形成された後に停止される。
【００２７】
定盤３は、トーチ２により加工する被加工材を載置するためのものであって、定盤上面には、走行方向（以下、Ｘ軸方向という）に台車が移動するためのレールが配置されるとともに、この台車に配置された後述するトーチ保持部材１０が横行方向（以下、Ｙ軸方向という）に移動可能とされており、定盤３の上面は、Ｘ軸とＹ軸とから構成されたＸＹ面に沿う平坦な面とされている。
【００２８】
トーチ保持部材１０は、図２に示すように、鉛直方向に伸びる第１のアーム１２Ａと、第２のアーム１２Ｂと、第３のアーム１２Ｃと、それぞれＺ軸と直交する第１シャフト１３Ａと、第２シャフト１３Ｂと、第３シャフト１３Ｃとを備えており、第２のアーム１２Ｂは、第１のアーム１２Ａの先端側に配置され第１シャフト１３Ａの廻りに回動自在とされ、第３のアーム１２Ｃは、第２のアーム１２Ｂの先端側に配置され第２シャフトの廻りに回動自在とされており、第３のアーム１２Ｃの先端側に設けられた第３シャフト１３Ｃを介してトーチ２が設けられている。
【００２９】
また、第１シャフト１３Ａと第２シャフト１３Ｂ、第２シャフト１３Ｂと第３シャフト１３Ｃは、それぞれタイミングベルト１４Ａ、１４Ｂで接続されており、第２のアーム１２Ｂが第１シャフト１３Ａ廻りに回動された場合に、第１のアーム１２Ａと第３のアーム１２Ｃ、第２のアーム１２Ｂとトーチ軸線Ｏ１とが互いに平行を保って回動するようになっている。
また、トーチ２は、定盤３に鉛直とされ上記加工点Ｐを通過する軸線Ｏ２廻りに回動可能とされている。
その結果、トーチ２の傾斜角度が変化しても、加工面における加工点Ｐとトーチ２の先端との相対位置が維持されるようになっている。
【００３０】
傾斜機構１５は、Ａ軸モータ１５Ａと、Ｂ軸モータ１５Ｂとを備え、Ａ軸モータ１５Ａは、第１シャフト１３Ａに接続され、第１シャフト１３Ａ廻りに第２のアーム１２Ｂを回動してトーチ２のトーチ軸線Ｏ１に傾斜角度Ｓを付与するようになっている。
また、Ｂ軸モータ１５Ｂは、軸線Ｏ２廻りにトーチ２を回動させてトーチ軸線Ｏ１のＸＹ平面における方向を制御するようになっている。
かかるＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度を組み合わせることにより、平面視定盤３上の任意の方向において、トーチ軸線Ｏ１を任意の傾斜角度Ｓに傾けることができるようになっている。
【００３１】
なお、傾斜角度とはトーチ２が定盤３に対して相対移動する場合に、この相対移動する方向と直交する面におけるトーチ軸線Ｏ１が被加工材Ｗの加工面と交差する角度をいう。換言すると、加工軌跡の法線方向（接線と直交する方向）の面におけるトーチ軸線Ｏ１が加工面と交差する角度をいう。
【００３２】
移動機構１６は、トーチ保持部材１０が配置された台車を走行方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸方向移動機構１６Ｘと、台車上でトーチ保持部材１０を横行方向（Ｙ軸方向）に移動させるＹ軸方向移動機構１６Ｙとを備えており、演算部２２からドライバ２６に出力されたＸ軸方向制御信号、Ｙ軸方向制御信号に基づいて、トーチ２とともにトーチ保持部材１０を、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に駆動してトーチ２を所定のＸＹ座標位置に移動させるようになっている。
【００３３】
また、移動機構１６は、トーチ保持部材１０を高さ方向（Ｚ軸方向）に移動可能とするＺ軸方向移動機構１６Ｚを備えており、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚは、図示しない部材によってトーチ保持部材１０に接続されていて、必要に応じてトーチ保持部材１０の高さを変更し、トーチ２の先端と被加工材との間隔を調整することができるようになっている。
【００３４】
制御システム２０は、入力部２１と、演算部２２と、データベース２４と、ドライバ２６と、図示しないハードディスクに格納され、例えば、図３に示すような手順の動作を制御可能な制御プログラムとを備えている。
その結果、制御システム２０は、入力部２１から入力される開先形状部に関するデータに基づいて、加工位置保持機構１０による加工点Ｐ、傾斜機構１５によるトーチ２の傾斜角度、移動機構１６によるトーチ２の移動速度Ｖと、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件（例えば、電流、ガス種、ガス圧力、ガス流量、トーチ高さ等）とを制御して、被加工材Ｗに所望の加工空間ＨＭを形成することができるようになっている。
【００３５】
入力部２１は、開先形状部に関するデータを演算部２２に入力するためのものであり、開先形状部に関するデータとして、例えば、被加工材Ｗの材質、厚さｔ、トーチ２の加工軌跡（開先形状部を平面視した形状）Ｔ０に関するデータ、この加工軌跡のトーチ２の移動方向と直交する断面における開先形状部の形状Ｄ０に関するデータ等が入力されるようになっている。
【００３６】
加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の形状Ｄ０に関するデータは、例えば、座標データとして与えられ、加工点Ｐは、加工するべき開先面の傾斜（又はトーチ軸線Ｏ１の傾斜角度ＳＭにより変化するため、加工軌跡Ｔ０に関するデータは、例えば、加工面と直交して定義されるルート面により表されることが好適である。
【００３７】
演算部２２は、入力された開先形状部の形状Ｄ０に関するデータに基づいて、１回目からＮ（Ｎは、２以上の自然数）回目まで傾斜角度を変えて加工空間を形成する場合の加工条件を算出するようになっている。
この場合、Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による加工空間ＨＭの加工先端部は、被加工材Ｗの他方側（加工面の反対側）の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間ＨＭ＋１の領域内に形成されるように算出されるようになっている。
【００３８】
上記Ｍ回目の加工を行なうための加工条件として、開先形状部の形状Ｄ０に関するデータに基づくＭ回目の加工における傾斜角度ＳＭと、加工面から加工空間ＨＭの加工先端部までの加工空間ＨＭに沿う方向の加工長さＬＭが算出され、算出された傾斜角度ＳＭと、加工長さＬＭと、被加工材Ｗの材質を、データベース２４と照合してプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭを取得するようになっている。
なお、Ｎ回目に加工される加工空間ＨＮ（ＨＭ＋１、Ｍ＝Ｎ−１）は、その加工先端部が被加工材Ｗの他方側の面に到達するように加工長さＬＮが算出されるようになっている。
【００３９】
データベース２４には、トーチ２により形成される加工空間の加工長さＬＭが、プラズマプラズマアークの噴射条件及びトーチ２のトーチの移動速度ＶＭに対応する数値データとして格納されている。
【００４０】
また、演算部２２は、入力された開先形状部に関するデータに基づいて、Ｍ回目に形成するべき加工空間ＨＭを加工する際のトーチ２のトーチ軸線Ｏ１が、所定の傾斜角度ＳＭを向くとともに加工点Ｐが加工軌跡Ｔ０に沿って移動するための、傾斜機構１５のＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度、トーチ保持部材１０、移動機構１６を算出し、これらを駆動するための制御信号をドライバ２６に出力するようになっている。
【００４１】
ドライバ２６は、トーチ２をＸ軸方向に移動させて加工点ＰのＸ座標位置を制御するＸ軸方向移動機構１６Ｘ、Ｙ軸方向に移動させて加工点ＰのＹ座標位置を制御するＹ軸方向移動機構１６Ｙ、Ｚ軸方向に移動させて加工点ＰのＺ座標位置を制御するＺ軸方向移動機構１６Ｚ、Ａ軸モータ１５Ａ、Ｂ軸モータ１５Ｂに駆動電力を供給するようになっている。
【００４２】
この実施形態において、ドライバ２６は、演算部２２から出力された加工軌跡Ｔ０に沿った加工点Ｐの所要通過点の間におけるＸＹ座標位置と、Ａ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度が定義された駆動指令信号に基づいて、Ｘ軸方向移動機構１６Ｘと、Ｙ軸方向移動機構１６Ｙと、Ａ軸モータ１５Ａと、Ｂ軸モータ１５Ｂとを駆動して、トーチ軸線Ｏ１が所定の方向において所定の傾斜角度を維持し、かつ加工軌跡Ｔ０に沿って移動するようになっている。
また、加工軌跡Ｔ０上の所要通過点における加工点ＰでのＡ軸モータ１５Ａ及びＢ軸モータ１５Ｂの回動角度は直線補間により制御可能とされている。
なお、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚは、例えば、人手により入力された指示信号により駆動されてもよい。
【００４３】
図３は、この実施形態の制御システム２０における制御プログラムの一例の動作手順を示すフローである。
以下、フローによる動作手順について説明する。
１）開先形状部に関するデータとして、被加工材Ｗの材質、厚さｔ、トーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータを入力部２１から入力する（Ｓ１）。
２）演算部２２は、入力部２１から入力された開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ1からＳＮを算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度ＳＮからＮ回目に加工される加工空間ＨＮの加工先端部が被加工材Ｗの他方側の面に到達する加工長さＬＮを算出する（Ｓ２）。
３）Ｎ回目に加工する加工空間ＨＮを加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＮを、被加工材Ｗの材質、加工長さＬＮをデータベース２４と照合して取得する（Ｓ３）。
なお、ここで取得したプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＮに関する加工データは図示しない記憶部に格納される。
４）次に、１回目からＭ回目の加工に関する加工条件を演算の繰り返しにより算出するために、例えば、Ｍ＝Ｎ−１と設定する（Ｓ４）。Ｎは、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータに基づいて自動的に算出可能であり、例えば、Ｙ開先加工ではＮ＝２、Ｘ開先加工ではＮ＝３とされる。なお、Ｎを入力部２１から入力する構成としてもよい。
５）次に、Ｍ回目の加工による加工空間ＨＭの加工先端部が、被加工材Ｗの他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間ＨＭ＋１の領域内に形成されるように加工空間ＨＭの加工長さＬＭを算出する（Ｓ５）。
６）Ｍ回目に加工する加工空間ＨＭを加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭを、被加工材Ｗの材質、加工長さＬＭをデータベース２４と照合して取得する（Ｓ６）。
なお、ここで取得したプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度ＶＭに関する加工データは図示しない記憶部に格納される。
７）Ｍ＞１の場合には、Ｍから１を減じ（Ｓ８）て、上記５）に移行して５）、６）を繰り返し（Ｓ７）、Ｍ＝１の場合には、開先形状部の加工に移行する（Ｓ７）。
８）Ｍ＝１を設定し、加工空間ＨＭの加工に移行する（Ｓ９）。
９）プラズマアークにより加工された加工空間ＨＭによって被加工材Ｗの製品予定部に開先面、ルート面が形成可能とされるＭ回目の加工に対応する加工点ＰＭの位置を、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度ＳＭに基づいて算出する（Ｓ１０）。
１０）加工空間ＨＭを加工する。
この場合、トーチ２のトーチ軸線Ｏ１を被加工材Ｗの加工面に対して傾斜角度ＳＭに傾斜させるとともに加工点ＰＭの位置を加工軌跡Ｔ０の所要通過点に合わせ、記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、トーチ２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度ＶＭで移動させる（Ｓ１１）。
１１）ＭがＮ未満の場合（Ｓ１２）には、Ｍに１を加算（Ｓ１３）して、上記１０）、１１）を繰り返し、Ｍ＝Ｎである場合（Ｓ１２）には、加工を終了する。
【００４４】
上記実施の形態に係る加工装置１によれば、被加工材Ｗに開先形状部を形成する場合に、Ｎ回目の加工が完了するまで製品予定部と残材とが分離されることがないので、２回目以降の加工をする場合に、残材を製品予定部に対して並べるとともに位置決め調整する作業が不必要とされ、かかる調整作業に関するコストを削減することができる。
また、製品予定部と残材との相対的な位置が正確に維持されるので安定した形状及び表面を有する開先形状部を容易に得ることができる。
また、開先形状部を形成する場合に熱歪の影響が小さくなるような形状及び加工経路を考慮する必要がなくなり開先形状部の形成にかかる検討時間を低減することができる。
【００４５】
また、Ｍ回目に加工される加工空間の加工先端部をＭ＋１回目に加工される加工空間の領域内に位置するので、Ｍ＋１回目の加工をする際にＭ回目までに形成された加工空間をプラズマアークがまたいで形成されることが防止され、その結果、プラズマアークが不安定となって製品予定部に曲がることが抑制され表面が粗くなることが抑制された安定した開先形状部を容易に形成することができる。
【００４６】
次に、上記実施形態に係る加工装置１を用いて、表Ｙ開先形状部、裏Ｙ開先形状部、Ｘ開先形状部を形成する手順について説明する。
【００４７】
（第１実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ１に表Ｙ開先形状部を形成する手順を、図４を参照して説明する。表Ｙ開先形状部は、Ｎ＝２とされ、以下の１）から３）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図４（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ１を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ１のルート面Ｒ１１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ１１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ１２（Ｓ２に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ１２に基づいて２回目に加工される加工空間Ｙ１２（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ１２（Ｌ２に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ１２をデータベース２４と照合して、２回目に加工する加工空間Ｙ１２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ１２を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｙ１１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｙ１２の領域内に形成されるように加工空間Ｙ１１の加工長さＬ１１を算出し、加工空間Ｙ１１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ１１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ１１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｙ１１、加工空間Ｙ１２をこの順に加工する。
このとき、図４（Ｂ）に示すように、加工空間Ｙ１１を加工する際の加工点Ｐ１１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｙ１１が製品予定部Ｗ１の開先面Ｋ１１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ11に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ１１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ１１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ１１で移動して加工空間Ｙ11を加工する。
５）次いで、図４（Ｃ）に示すように、加工空間Ｙ１２を加工する際の加工点Ｐ１２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｙ１２が製品予定部Ｗ１のルート面Ｒ１１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ１２に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ１２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ１２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ１２で移動して加工空間Ｙ11を加工して、製品予定部Ｗ１に表開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有する表Ｙ開先形状部を形成することができる。
【００４８】
（第２実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ２に裏Ｙ開先形状部を形成する手順を、図５を参照して説明する。裏Ｙ開先形状部は、Ｎ＝２とされ、以下の１）から３）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図５（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ２を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ２のルート面Ｒ２１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ２１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ２２（Ｓ２に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ２２に基づいて２回目に加工される加工空間Ｙ２２（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ２２（Ｌ２に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ２２をデータベース２４と照合して、２回目に加工する加工空間Ｙ２２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ２２を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｙ２１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｙ２２の領域内に形成されるように加工空間Ｙ２１の加工長さＬ２１を算出し、加工空間Ｙ２１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ２１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ２１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｙ２１、加工空間Ｙ２２をこの順に加工する。
このとき、図５（Ｂ）に示すように、加工空間Ｙ２１を加工する際の加工点Ｐ２１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｙ２１が製品予定部Ｗ２のルート面Ｒ２１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ２１に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ２１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ２１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ２１で移動して加工空間Ｙ２１を加工する。
５）次いで、図５（Ｃ）に示すように、加工空間Ｙ２２を加工する際の加工点Ｐ２２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｙ２２が製品予定部Ｗ２の開先面Ｋ２１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ２２に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ２２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ２２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ２２で移動して加工空間Ｙ２２を加工して、製品予定部Ｗ２に裏開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有する裏Ｙ開先形状部を形成することができる。
【００４９】
（第３実施例）
被加工材Ｗの製品予定部Ｗ３にＸ開先形状部を形成する手順を、図６を参照して説明する。Ｘ開先形状部は、Ｎ＝３とされ、以下の１）から４）は、トーチ２が移動開始するまでに制御システム２０において行なわれるものである。また、図６（Ａ）は加工前の被加工材Ｗ及び製品予定部Ｗ３を示す図である。
１）まず、入力部２１から、被加工材Ｗの材質、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すような厚さｔ、製品予定部Ｗ３のルート面Ｒ３１を平面視して定義されるトーチ２の加工軌跡Ｔ０に関するデータ、開先形状部の断面形状Ｄ０に関するデータが入力され、これらデータに基づいてトーチ２の傾斜角度Ｓ３１（Ｓ１に相当）、傾斜角度Ｓ３２（Ｓ２に相当）、傾斜角度Ｓ３３（Ｓ３に相当）を算出するとともに、被加工材Ｗの厚さｔ、傾斜角度Ｓ３２に基づいて３回目に加工される加工空間Ｘ３（Ｈ２に相当）の加工先端部が被加工材Ｗの加工面と反対（他方）側の面に到達する加工長さＬ３３（Ｌ３に相当）を算出する。
２）被加工材Ｗの材質、加工長さ加工長さＬ３３をデータベース２４と照合して、３回目に加工する加工空間Ｘ３を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチの移動速度Ｖ３３を取得して図示しない記憶部に記憶する。
３）次に、２回目の加工により形成する加工空間Ｘ２（Ｈ２に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｘ３の領域内に形成されるように加工空間Ｘ２の加工長さＬ３２を算出し、加工空間Ｘ２を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ３２、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ３２を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
４）次に、１回目の加工により形成する加工空間Ｘ１（Ｈ１に相当）の加工先端部が、被加工材Ｗの反対側の面に至る途中に位置するとともに加工空間Ｘ２の領域内に形成されるように加工空間Ｘ１の加工長さＬ３１を算出し、加工空間Ｘ１を加工するためのプラズマアークの噴射条件、トーチ２の移動速度Ｖ３１、被加工材Ｗの材質、加工長さＬ３１を、データベース２４と照合して取得し、図示しない記憶部に記憶する。
５）次いで、プラズマアークを噴射しながらトーチ２を移動させることにより、加工空間Ｘ１、加工空間Ｘ２、加工空間Ｘ３をこの順に加工する。
このとき、図６（Ｂ）に示すように、加工空間Ｘ３を加工する際の加工点Ｐ３１（Ｐ１に相当）の位置を、加工空間Ｘ１が製品予定部Ｗ３の第１の開先面Ｋ３１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３１に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ３１に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３１を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３１で移動して加工空間Ｘ１を加工する。
６）次に、図６（Ｃ）に示すように、加工空間Ｘ２を加工する際の加工点Ｐ３２（Ｐ２に相当）の位置を、加工空間Ｘ２が製品予定部Ｗ３のルート面Ｒ３１に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３２に基づいて算出する。
その後トーチ２は傾斜角度Ｓ３２に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３２を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３２で移動して加工空間Ｘ２を加工する。
７）次いで、図５（Ｄ）に示すように、加工空間Ｘ３を加工する際の加工点Ｐ３３（Ｐ３に相当）の位置を、加工空間Ｘ３が製品予定部Ｗ３の第２の開先面Ｋ３２に対応するように、加工軌跡Ｔ０及び傾斜角度Ｓ３３に基づいて算出する。
その後トーチ２を傾斜角度Ｓ３３に傾斜させるとともに記憶部に格納されたプラズマアークの噴射条件によりプラズマアークを噴射しながら、加工点Ｐ３３を加工軌跡Ｔ０に沿って移動速度Ｖ３３で移動して加工空間Ｘ３を加工して、製品予定部Ｗ３にＸ開先形状部が形成される。
上記手順により、表面が粗くなることが抑制され安定した開先形状部を有するＸ開先形状部を形成することができる。
【００５０】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能であり、例えば、上記実施の形態においては、開先形状部が表Ｙ開先形状部、裏Ｙ開先形状部、Ｘ開先形状部である場合について説明したが、その他の開先形状部の加工に用いてよいことはいうまでもない。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、開先形状部を加工する際に、２回目以降の加工における加工空間の領域に前回の加工空間の加工先端部が形成される場合について説明したが、すべての回の加工における加工空間の領域に前回の加工における加工先端部が形成されていることは必要とされず、選択した回の加工に関してのみ、その回の加工における加工空間の領域に前回の加工空間の加工先端部が形成される構成としてもよいし、今回の加工空間の領域に前々回以前の加工先端部のみが形成される構成としてもよい。
【００５２】
例えば、Ｘ開先形状部を加工する際に、まず、トーチ２を製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をして、次にトーチを製品予定部の第１の開先面（上側の開先面）に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、次いで第２の開先面（下側の開先面）に対応する傾斜角度に傾斜して３回目の加工をする場合に、１回目の加工による加工先端部を３回目の加工空間の領域内に形成するとともに、２回目の加工空間が３回目の加工の加工空間に接触しないようにＸ開先形状部を加工してもよい。
かかる構成を採用することにより、種々の開先形状部の加工に柔軟に対応することができる。
【００５３】
例えば、上記実施の形態においては、制御プログラムが、開先形状部に関するデータ等に基づいて、トーチ２の移動速度Ｖと、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件を演算する部分（Ｓ１からＳ８に相当）と、プラズマ加工装置1における加工工程（Ｓ９からＳ１３）とを備える場合について説明したが、例えば、トーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件を演算する部分のみを備えた制御プログラムとしてもよい。
また、制御プログラムの上記以外の構成とすることが可能であることはいうまでもない。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、開先形状部に関するデータ等に基づいて、プラズマアークの噴射条件と、トーチ２の移動速度Ｖの双方を制御する場合について説明したが、対象となるプラズマ加工装置によりそのうちいずれか一方のみを制御する構成としてもよい。
【００５５】
また、開先形状部に関するデータ等に基づいて、トーチ２の移動速度Ｖとトーチ２から噴射されるプラズマアークの噴射条件のうち必要とされる条件を演算（Ｓ１からＳ８に相当）する演算プログラムも本発明に含まれることはいうまでもない。
また、上記実施の形態に係る制御プログラムを、例えば、ワークステーションのように加工装置１から分離された別の装置において作成して、その後、加工装置１に読み込ませて加工する場合の制御プログラムも本発明に含まれることはいうまでもない。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、開先形状部を形成するための制御プログラムが予め制御システム２０のハードディスクに格納されている場合について説明したが、制御プログラムを読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された制御システム２０に読み込ませ、実行することにより上記実施形態にかかる動作をさせることも可能である。また、「読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、揮発性メモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、制御システム２０に内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、固定された定盤３に対してトーチ２が移動する加工装置１について説明したが、定盤３が移動し、又は定盤３とトーチ２の双方が移動可能な加工装置に対しても適用可能であることはいうまでもない。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、トーチ保持部材１０が第１のアーム１２Ａから第３のアーム１２Ｃを備える構成の場合について説明したが、例えば、互いに並行なリンクを組み合わせて構成される立体パンタグラフ、その他の周知の保持構造を用いてもよい。
また、Ｚ軸方向移動機構１６Ｚの駆動は、例えば、トーチ２の先端と被加工材である鋼板との高さを一定に維持するために用いるが、手動によってトーチ２の高さを移動させることも可能である。
【００５９】
また、開先形状部については加工軌跡Ｔ０が平面視して直線である場合のほか、例えば、円形等の曲線形状を含む加工軌跡Ｔ０に対しても適用可能であり、かかる場合、トーチ２が通過する加工軌跡がトーチ２側に凸形状か凹形状かに基づいて、その位置での移動速度ＶＭを補正する構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、被加工材の断面における開先形状部が一定の場合について説明したが、加工軌跡Ｔ０上の位置により傾斜角度ＳＭが変化する開先形状部に対して適用することを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るプラズマ加工装置の構成の概略を示す図である。
【図２】本発明に係るトーチ保持部材の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図を、（Ｂ）は側面図を示している。
【図３】本発明に係る制御システムの動作手順の概略を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る表Ｙ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）は開先面を加工する工程を、（Ｃ）はルート面を加工する工程を示している。
【図５】本発明に係る裏Ｙ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）はルート面を加工する工程を、（Ｃ）は開先面を加工する工程を示している。
【図６】本発明に係るＸ開先形状部を形成する手順を示す図であり、（Ａ）は加工が行なわれる前の被加工材を、（Ｂ）は第１の開先面を加工する工程を、（Ｃ）はルート面を加工する工程を、（Ｄ）は第２の開先面を加工する工程を示している。
【符号の説明】
【００６１】
ＨＭ、ＨＭ＋１、ＨＮ、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ 加工空間
ＶＭ、ＶＭ＋１、ＶＮ、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３ トーチの移動速度
Ｐ、ＰＭ、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３ 加工点
ＳＭ、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３ 傾斜角度
Ｗ 被加工材
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 製品予定部
Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１ ルート面
Ｋ１１、Ｋ２１ 開先面
Ｋ３１ 第１の開先面
Ｋ３２ 第２の開先面
Ｏ１ トーチ軸線
１ 加工装置（プラズマ加工装置）
２ トーチ
３ 定盤
１０ トーチ保持部材（加工位置保持機構）
１５ 傾斜機構
１６ 移動機構
２０ 制御システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材に対して傾斜させたトーチからプラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して、前記被加工材の一方の面に開口し他方側の面に伸びる加工空間を形成する加工を前記トーチの傾斜角度を変えて複数回行なうことにより開先形状部を形成する開先加工方法であって、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の開先加工方法であって、
２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項３】
請求項２記載の開先加工方法であって、
前記傾斜角度を変える回数をＮ（Ｎは、２以上の自然数）とした場合に、
Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による前記加工空間の加工先端部は、前記被加工材の他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間の領域内となるように形成され、
かつ、Ｍ＝Ｎ−１であるＮ回目の加工による加工空間は、前記他方側の面まで到達するように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項４】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝２で、前記開先形状部が表Ｙ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部の開先面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項５】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝２で、前記開先形状部が裏Ｙ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部の開先面に沿う傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項６】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝３で、前記開先形状部がＸ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部に形成する第１の開先面に対応する第１の傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する第２の傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部の第２の開先面に対応する第３の傾斜角度に傾斜して３回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項７】
被加工材が載置可能とされる定盤と、
プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、
前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、
前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、
前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、
前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置を制御する制御プログラムであって、
前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間は、該加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が、前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
請求項７記載の制御プログラムであって、
２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の制御プログラムを備えることを特徴とする制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御システムを備えることを特徴とするプラズマ加工装置。
【請求項１１】
被加工材が載置可能とされる定盤と、
プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、
前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、
前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、
前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、
前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置により、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するための、前記噴射条件と前記相対移動速度の少なくとも一方を演算することを特徴とする演算プログラム。
【請求項１】
被加工材に対して傾斜させたトーチからプラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して、前記被加工材の一方の面に開口し他方側の面に伸びる加工空間を形成する加工を前記トーチの傾斜角度を変えて複数回行なうことにより開先形状部を形成する開先加工方法であって、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工し、かつ、最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の開先加工方法であって、
２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項３】
請求項２記載の開先加工方法であって、
前記傾斜角度を変える回数をＮ（Ｎは、２以上の自然数）とした場合に、
Ｍ（Ｍは、Ｎ−１以下の自然数）回目の加工による前記加工空間の加工先端部は、前記被加工材の他方側の面に至る途中に位置するとともにＭ＋１回目の加工による加工空間の領域内となるように形成され、
かつ、Ｍ＝Ｎ−１であるＮ回目の加工による加工空間は、前記他方側の面まで到達するように加工することを特徴とする開先加工方法。
【請求項４】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝２で、前記開先形状部が表Ｙ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部の開先面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項５】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝２で、前記開先形状部が裏Ｙ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部のルート面に対応する傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部の開先面に沿う傾斜角度に傾斜して２回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項６】
請求項３記載の開先加工方法であって、
Ｎ＝３で、前記開先形状部がＸ開先形状部の場合に、
前記トーチを前記被加工材の製品予定部に形成する第１の開先面に対応する第１の傾斜角度に傾斜して１回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部のルート面に対応する第２の傾斜角度に傾斜して２回目の加工をし、
次いで、前記トーチを前記製品予定部の第２の開先面に対応する第３の傾斜角度に傾斜して３回目の加工をすることを特徴とする開先加工方法。
【請求項７】
被加工材が載置可能とされる定盤と、
プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、
前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、
前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、
前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、
前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置を制御する制御プログラムであって、
前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間は、該加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が、前記他方側の面に到達するように構成されていることを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
請求項７記載の制御プログラムであって、
２回目以降の加工による加工空間の領域内に前回の加工による加工空間の加工先端部が形成されるように加工することを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の制御プログラムを備えることを特徴とする制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御システムを備えることを特徴とするプラズマ加工装置。
【請求項１１】
被加工材が載置可能とされる定盤と、
プラズマアークが噴射可能とされたトーチと、
前記トーチの前記被加工材に対する加工位置を保持する加工位置保持機構と、
前記トーチを前記被加工材に対して所定の傾斜角度に傾斜させる傾斜機構と、
前記トーチを前記定盤に対して相対移動する移動機構とを備え、
前記プラズマアークの噴射条件と、前記加工位置保持機構による加工位置と、前記傾斜機構による傾斜角度と、前記移動機構による相対移動速度とを制御可能に構成されたプラズマ加工装置により、前記トーチを傾斜させて、前記プラズマアークを噴射させながら前記被加工材と相対移動して前記被加工材の一方の面に開口し他方の面側に伸びる加工空間を、前記傾斜角度を変えて複数回加工することにより開先形状部を形成する場合に、
少なくとも２回目以降のいずれかの加工による加工空間の領域内に前回以前の加工による加工空間の加工先端部が形成され、かつ最後の加工による加工空間が前記他方側の面に到達するための、前記噴射条件と前記相対移動速度の少なくとも一方を演算することを特徴とする演算プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２４１１４７（Ｐ２００９−２４１１４７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９３４８３（Ｐ２００８−９３４８３）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１５０９８１）日酸ＴＡＮＡＫＡ株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１５０９８１）日酸ＴＡＮＡＫＡ株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
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