专利名称：热切割加工机以及使用该热切割加工机的切割方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子切割机或激光切割机等热切割加工机以及使用该热切割加工机的切割方法。更详细地讲，主要是关于遮蔽切割时产生的飞沫的技术。
背景技术：
历来，在由等离子切割机或激光切割机等热切割加工机对金属板材(以下称“工件”)进行热切割加工时，由等离子电弧或激光等所产生的工件被切割部分的熔融物，会因由割炬所喷出的等离子气体的气压而形成飞沫(熔融金属的飞沫)并向周围飞散，与此同时发生的烟气(金属蒸气)及噪音，使工厂内的工作环境恶化。为了解决这一问题，作为防止切割时发生的飞沫飞散的技术首创，开发了遮蔽烟气、电弧光、以及噪音的各种技术。
作为防止飞沫飞散及对电弧光遮蔽的第一项历来的技术，有使用能够防止被飞沫损耗的具有耐火性石棉等布、以帘状固定在割炬的周围而进行覆盖的方法。
另外，作为第二项历来的技术，例如所知道的有特开平7-136767号公报中所公开的防护罩。图9表示了该公报中所记述的防护罩的截面图。
在图9中，在等离子割炬本体101的前端部，可沿该等离子割炬本体101的轴方向移动自如地设置有防护罩B，在等离子割炬本体101的前端部还固定有限制该防护罩B的移动、并将防护罩B保持在所规定的限制位置上的防护罩固定器103。上述防护罩B，具有应大体装在中央部并形成有与等离子割炬A的外径相对应孔的安装部和在该安装部周围垂下形成的壁部，这些安装部及壁部由吸音材料所构成。而且，通过由薄钢板、薄不锈钢板或耐火性的合成树脂薄板所制成的遮音壁104、对等离子割炬A的盖102部进行覆盖。而且，上述防护罩B，由于自重而相对于等离子割炬本体101下降到由防护罩固定器103限制的规定位置，即使等离子割炬A下降到所规定的高度以下，防护罩B与工件C也能够保持所规定的位置关系。
另外，在上述公报中还记载有以下内容，由于如果在防护罩B与工件C之间存在间隙，则飞沫、噪音及光会从该间隙泄漏，所以最好是将防护罩B与工件C密切接触，另外，在防护罩B与工件C密切接触的情况下，由于可能会发生切割的工件C的翘起(参照图7)，或产生了热应变的工件C的表面与防护罩B之间的碰撞，使加工变为不可能，所以作为构成上述防护罩B的材料，最好使用薄钢板、薄不锈钢板或耐火性的合成树脂薄板等。
另外，作为第三项历来的技术，例如有在特开平9-57438中所记载的热切割加工机的集尘装置。该集尘装置，设置有将热切割加工机及本体工作台的上面全部覆盖、同时能够沿本体工作台长度方向自由伸缩的滑动罩，该滑动罩在长度方向上至少一端是固定的单开门，而且，在更换工件时，割炬能够收纳于该滑动罩的一端固定侧内。另外，由集尘配管对本体工作台上部及本体工作台下部发生的尘埃进行收集。这样，作为该集尘装置的效果，由于在对材料加工时，在滑动罩部关闭的状态下能够对加工机全体进行覆盖加工，所以可由滑动罩部阻止本体工作台上部所发生的粉尘向工厂内的排出，而且，还能够对切割加工时的噪音、烟气、飞沫、以及电弧光等进行遮蔽。
然而，在上述历来的技术中，存在有以下的问题。
在上述第一项历来的技术中，虽然用耐火性石棉等布制的防护罩对割炬的周围进行了帘状的覆盖，但该布制的防护罩在高温熔融金属的飞沫、即飞溅的作用下在短时间内会熔化脱落，而失去原本的遮蔽性能，所以其耐用寿命缩短。因此，现状是即使在向机器用户售出的当初带有制造厂家提供的上述防护罩，但由于用户必须对其进行频繁的更换，维修操作非常麻烦，还存在有在失去了遮蔽功能的状态下，不进行防护罩的更换而继续使用的情况。
而且，在特开平7-136767号公报中所记载第二项历来的技术中，存在有以下的问题。
(1)在实际的等离子切割中，会发生如图7所示的，在工作台上所切碎的工件片，失去了上述工作台的工件支撑架的支撑，不能维持水平而发生倾斜的现象。由于在割炬周围所安装的防护罩B是在其下端部以接近工件的状态而进行水平方向的移动，所以即使是工件发生少许的倾斜，也会对防护罩B的下部与上述立起的工件产生干涉，有引起防护罩B破损的危险。另外，防护罩B的下部与上述工件的干涉会对割炬水平方向上的移动造成过大的负荷，发生使机器停止等问题。
(2)与这个问题相对应，虽然表明了作为构成防护罩B的材料，最好是使用具有适度柔性的薄钢板、薄不锈钢板或具有耐火性的合成树脂薄板等，但现实中在与工件C干涉时，防护罩B的壁部可能发生较大的弯曲，而且，如果考虑到该干涉发生频率的多少，仍可能形成对割炬移动所产生的障碍。
在这种情况下，如果考虑到防护罩的损伤，当然有必要停止机器，避免与工件产生的干涉，或者是当防护罩发生了破损时，有必要对其进行复原等操作，这些都阻碍机器的自动运行。而且，机器停止、动作复原等都需要时间，使机器的工作效率下降，进而引起生产性的降低，对于夜间自动运行等无人运行的要求，就更是不实用的。此外，将该技术应用于实际的等离子切割机时，必须有工件不发生立起的形状的切割，或工件的热变形很小等限制，从这一点上看，实际应用本技术也是十分困难的。
(3)另外，通常如图4所示，是在切割开始的穿透熔割时，发生最大量的飞溅，这些飞溅向周围的飞散和飞沫向周围的飞散方向，多是沿着工件的水平方向。由于这一理由，为了对该飞溅进行有效地遮蔽，工件与防护罩的下端必须是充分的密切接合。但是，该防护罩的材质即使是使用如该历来技术中的薄钢板、薄不锈钢板或耐火性的合成树脂薄板等，虽然比起上述耐热性的布寿命要长，但无论怎样因穿透熔割时发生的最大飞溅、也会熔融脱落，工件与防护罩的下端之间就不能维持密切接合的微小空隙。因此不能长期发挥遮蔽飞沫的效果，所以是不实用的。
(4)另外，为了对等离子电弧的状态与对工件的加工状态等容易进行观察，防护罩侧面的壁最好由透明的合成树脂板构成，但在这种情况下，飞沫可能会粘附到合成树脂板上并使其熔化，所以会在短时间内损坏其透明性。也是不实用的。
(5)进而，虽然因切割量而异，但一天内还是有必要数次取下割炬的帽、对割炬前端安装的喷嘴及电极等消耗品进行更换。此时，如果割炬的周围有防护罩或盖罩等，会使更换时的操作性恶化。在本公报的历来技术中，记载有用手工操作将防护罩向上推，进行更换上述消耗品的操作，但如果使用一只手推上防护罩，用另一只手取下帽，就不能对消耗品进行更换，所以操作性很差。
而且，在上述在特开平9-57438号公报中所记载第三项历来的技术中，为了能够对热切割加工机及本体工作台的上面全部进行覆盖，使上述滑动罩大型化并且重量很大，所以该滑动罩的开闭动作就很费力，即很困难。而且，在搬入搬出工件时，在割炬喷嘴的更换时，或监视工件的切割状况时等，根据情况都必须对滑动罩开闭，由于其频率较大，由开闭动作所需要的停机时间就多，产生使机器的工作效率下降等生产性问题。而且，该滑动罩是大型的板金加工物，除了其制作十分困难，而且为了使其能够顺利地开闭且能够抑制烟气向盖罩外面的泄漏，必须提高滑动部的间隙尺寸精度。这又带来了制作成本上升的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种设置有简单且长寿命割炬防护罩的热切割加工机及使用该热切割机的切割方法，能够对热切割时发生的飞溅进行有效的遮蔽，保持工厂内良好的工作环境，同时，能够容易地进行对切割状况的监视与对割炬消耗品的更换。
为了达到上述目的，本发明的热切割加工机的特征如下，在通过由割炬所发生的等离子电弧或激光对金属进行切割的热切割加工机中，在上述割炬的周围设置通过致动器进行自由升降的防护罩。
根据本发明，由于在上述割炬周围设置能够自由升降的防护罩，可以由致动器而对该防护罩实行升降驱动，所以当所发生的飞沫的几乎全部量向喷嘴周围广范围(特别是水平方向)飞散时，防护罩及时下降，能够在工件与防护罩下端紧密接触状态下进行穿透熔割，因此能够将几乎全部的飞沫量遮蔽。所以，能够有效地抑制飞沫向周围广范围的飞散，显著改善等离子切割机或激光切割机的工作环境。
而且，在切割加工时使防护罩的下端能够以必要的最小限度离开工件上面，可以具有使防护罩下端与工件上面之间具有规定间隙的状态，所以即使是在因工件的立起或热变形而发生翘曲的情况下，也不会产生防护罩与工件的干涉，没有割炬移动时有妨碍的危险性。因此，可以进行夜间自动运行等无人的自动化运行，使生产性得到提高。
另外，由于防护罩移动时能够避免防护罩与工件的干涉，所以作为防护罩，没有必要采用柔性的薄板，可以由具有耐热性，且具有刚性的钢板构成，因此防护罩就不会因飞沫而容易地熔融，其耐久寿命可大幅度提高。
而且，通过适时的手动开关操作或程序控制，能够使防护罩相对于割炬的遮蔽位置仅上升到所规定的必要高度，达到能够看到喷嘴位置的状态，由此能够容易地观察到切割加工中等离子电弧或激光的状态，及对工件加工的状态等，同时，在对割炬的消耗品进行更换时，由于将防护罩上升并保持在必要高度的位置，所以消耗品的更换可以用两手操作，可安全且容易地进行。
在本发明中，最好能够设置控制装置，至少是在穿透熔割时，对上述致动器发出指令，将上述防护罩下降到覆盖上述割炬周围的位置。
这样，由于至少是在穿透熔割加工时，防护罩下降到了覆盖割炬周围的位置，所以当所发生的几乎全部飞沫的量向喷嘴周围广范围(特别是水平方向)飞散的穿透熔割时，防护罩及时下降，因此能够将几乎全部的飞沫遮蔽。所以，能够抑制飞沫向周围广范围的飞散，显著改善等离子切割机或激光切割机的工作环境。
另外，上述控制装置，最好在上述穿透熔割后的切割加工时，对上述致动器发出指令，控制上述防护罩，使其上升到所规定的高度位置。这样，由于割炬防护罩移动时能够避免防护罩与工件的干涉，所以就不会发生上述的防护罩因飞沫而容易熔融的现象，其耐久寿命可大幅度提高。
最好上述防护罩设置有防护罩本体与安装在该防护罩本体的下部且能够自由装拆的防护罩下部部件。由此，能够容易地对由飞沫引起的防护罩的污染进行清扫，而且，即使是在万一防护罩发生了损伤的情况下，也可以仅对损伤部分进行更换，可以达到提高保养维修性、缩短更换时停机时间的目的。
下面，使用本发明的热切割加工机的切割方法具有以下特征，在使用通过由割炬所发生的等离子电弧或激光对金属进行切割的热切割加工机的切割方法中，至少在穿透熔割时，使可自由升降的防护罩下降，覆盖上述割炬的周围，由该防护罩遮蔽从所切割处所飞散的飞沫。
根据本发明，由于至少在穿透熔割时，使防护罩从其退避位置下降，覆盖割炬周围，所以，该防护罩能够遮蔽飞沫，与上述发明相同，能够将所发生的飞沫的几乎全部的量遮蔽。由此，可以大大减少飞沫向广范围的周围的飞散，能够显著改善等离子切割机或激光切割机的工作环境。
在本发明中，在穿透熔割后的加工时，以及在上述在割炬消耗品的更换时，最好能够将上述防护罩上升到规定的高度位置。
这样，能够根据需要而将防护罩升降到的规定高度，必要时能够对飞沫、烟气、噪音等进行遮蔽，或者对电弧光或激光等进行遮光。即，在穿透熔割时，能够由程序控制而自动且及时地、或者由手动开关等的操作，选择性的驱动致动器，使防护罩下降，工件与防护罩的下端紧密接触，进行穿透熔割。通过该防护罩的升降，能够将所发生的飞沫几乎全部的量遮蔽。因此，能够大量降低飞沫向周围广范围的飞散，显著改善等离子切割机或激光切割机的工作环境。另外，在切割加工时，在具有发生工件立起危险性的加工部位，通过预先设定程序控制，或通过适时的手动开关的操作，能够使防护罩上升，使防护罩的下端以必要的最小限度保持在离开工件上面的位置，在防护罩的下端与工件的上端之间具有一定间隔的状态下，通过移动割炬而进行热切割加工。此时，由于防护罩的下端与工件的上端之间具有适当的间隔，所以即使是在发生了工件立起的情况，也不会发生对工件的干涉，所以没有妨碍割炬移动的危险性，可以进行夜间自动运行等无人的自动化运行，可望使生产性得到提高。
另外，在观察切割加工中的等离子电弧或激光时，通过适时的手动开关的操作或程序控制，使防护罩能够由覆盖割炬的飞沫遮蔽位置上升到必要的高度，在能够看到喷嘴等的状态下保持其位置，由此能够容易地观察到等离子电弧或激光的状态及对工件的加工状态等，还能够对喷嘴等的消耗进行检查。而且，在对喷嘴等消耗品进行更换时，由于能够通过手动操作开关的操作或程序控制，使防护罩上升并保持在其上端位置，所以割炬消耗品的更换可以由两手操作，能够安全且容易地进行。
图1是本发明的一实施例中热加工切割机例的等离子切割机的整体立体图。
图2是本实施例中等离子切割机的防护罩的主视图。
图3是本实施例中等离子切割机的防护罩的侧视图。
图4是等离子切割机的穿透熔割时飞沫飞散状况的说明图。
图5是本发明中穿透熔割时防护罩的动作说明图。
图6是本实施例中切割时防护罩的动作说明7是热切割加工机中工件立起与割炬部干涉的说明图。
图8是另一实施例中切割时防护罩的作用说明9是历来技术中等离子加工机的防护罩的侧面剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的热切割加工机及使用该热切割机的切割方法的实施例加以说明。
图1中表示了在本发明的一实施例中作为热切割加工机的例子而举出的等离子切割机的整体立体图。
本实施例的等离子切割机1，设置有支撑工件2的切割工作台3，在该切割工作台3的下部，具有通过设置在该工作台3的对向侧面部的多个推拉式送风机31而对切割时所产生的飞沫、烟气、高压气体(排烟)等进行捕集的集尘装置30。在上述切割工作台3的上部，设置有能够沿该工作台面内相互垂直的、作为两轴中的一轴的X轴方向自由行走的Y轴车架5，在该Y轴车架5的上部，设置有能够沿上述相互垂直的作为两轴中的另一轴的Y轴方向自由行走的Z轴台车6。另外，在该Z轴台车6上，设置有能够沿与上述X轴、Y相垂直的Z轴自由移动的Z轴移动台8，在上述Z轴移动台8上，安装有喷射等离子电弧的等离子割炬4。而且，在X轴、Y轴、Z轴上，分别装备有作为向各轴方向的驱动装置的X轴伺服马达(未图示)、Y轴伺服马达7以及Z轴伺服马达9。
另外，设置有控制装置10，为了使工件2成为预先决定的切割形状，使等离子割炬4在X-Y平面上移动，进行所规定形状的切割。该控制装置10，根据所规定的工件加工NC程序，向上述X轴伺服马达、Y轴伺服马达7以及Z轴伺服马达9分别输出NC控制指令，控制各轴的位置及速度。进而，在上述控制装置10中，还设置有Z轴控制功能，即使是在工件2在切割中发生了热变形而翘曲、在其厚度方向(即Z轴方向)发生了位移的情况下，也能够基于电弧电流或电弧电压检测出，并根据该检测出的位移量而控制Z轴伺服马达9的位置，使等离子割炬4与工件2之间的距离(stand-off)保持为适当的值，从而实现良好的切割。
下面，使用分别表示上述等离子切割机1的防护罩的主视图及侧视图的图2及图3，对本实施例中防护罩的结构进行详细说明。
在图2、图3中，防护罩11具有覆盖设置在等离子割炬4前端部的喷嘴周围并为遮蔽飞沫的防护罩下部部件11b及安装在该防护罩下部部件11b的上部且支撑该防护罩下部部件11b的防护罩本体11a，如下面要详细说明的那样，防护罩本体11a安装在Z轴移动台8上，在上下方向可以自由移动。
即，为了使该防护罩11相对于等离子割炬4而自由升降的升降驱动机构，设置有气缸15、右支架12a、左支架12b、左右一对的平行连杆13、13，以及连杆支架14。气缸15的头部侧端部，销结合于安装在Z轴移动台8上的气缸支撑架18上并可自由地摇动，其杆的侧端部通过关节钓爪16及关节钓爪支撑物17而连接在左支架12b上并可自由地摇动。左支架12b及右支架12a，分别安装在本体11a的正面视的左右，在该左支架12b及右支架12a上分别安装有在左右一对的平行连杆13、13内、与通过连杆支架14固定在Z轴移动台8上固定的一对连杆(边)相对向的杆13a、13a的一端部(图示的下端部)。
在上述升降驱动结构中，对气缸15伸缩驱动时，通过左支架12b及右支架12a，使左右一对的平行连杆13、13的可自由摇动的杆13a、13a在上下方向摇动，由此使防护罩11在上下方向上升降。
而且，在对向的左右一对的平行连杆13、13之间，设置有使向等离子电极(未图示)供电的电线、供给气体的软管、供给与排出冷却水用软管等通过的空间。为了使这些电线、软管类能够经由该空间并可柔软自在地向Z轴台车6布置设置，设有将其一端安装在Z轴移动台8上、另一端安装在Z轴台车6上的柔性缆索导槽19。
另外，在本实施例中，防护罩11是由防护罩本体11a与防护罩下部部件11b两部分所构成，这是使受到飞溅污染程度较大的防护罩下端部位与防护罩本体分离，且将此作为小型部件的防护罩下端部件11b相对于防护罩本体11a能够自由装拆的结构。其结果是能够容易地对由于飞溅对防护罩的污染进行清扫，而且，即使是在万一防护罩发生了损伤的情况下，也仅对损伤部分进行更换即可，可以达到提高保养维修性、缩短更换时停机时间的目的。
下面，对本实施例中防护罩的动作加以说明。
等离子切割，通常首先是在切割的开始点移动等离子割炬，在该点发生等离子电弧后，下降等离子割炬进行穿透熔割(开孔工序)，在等离子割炬贯通工件之后，通过X轴、Y轴伺服的同时插补控制，使等离子割炬在所规定的轨迹上水平移动，进行任意形状的切割。而且，在对工件2进行规定形状的切割后，停止等离子电弧的发生，移向下一个开始切割点，以与上述同样的要领，通过重复电弧发生→穿透熔割(割炬垂直移动)→形状切割(割炬水平移动)→电弧停止的动作，完成所规定的切割。
这样，在等离子切割中有穿透熔割与工件的形状切割两个工序，下面对这两个工序中分别进行电弧切割时所发生的飞溅及其飞散状况加以说明。
首先，由图4对穿透熔割的情况加以说明。图4是等离子切割机的穿透熔割时飞沫飞散状况的说明图。该穿透熔割，在等离子电极21与工件2之间产生等离子电弧22，等离子割炬4下降，由等离子电弧22使工件表面发生熔融，接着向穿透方向推进，直至贯通，完成该工序。从图中可见，此时由于从喷嘴23中所喷出的等离子气体的气体喷射力，使熔融的金属成为熔融飞溅(飞沫20)，在尚未贯通时飞沫的逃逸之处仅为工件2的上方，所以它全部发生在等离子割炬4的周围，主要是向水平方向上飞散。
另外，在穿透熔割完成之后，使等离子割炬4水平移动，在对工件进行所规定形状的电弧切割时，由于工件2的切割是在由等离子电弧22连续形成自工件2的上面贯通到背面的切割槽的状态下进行的，所以在该切割时所产生的熔融金属，会由于从喷嘴部中所喷出的等离子气体的气体喷射力而成为熔融飞沫(飞溅)，此时几乎所有的飞沫都会飞散到工件2的背面(下方)，集尘到工作台3内，而很少向工件2的上方飞散。
所以，可以说对于向等离子割炬4的周围飞散，引起工作环境恶化的飞溅的量，在穿透熔割工序中所发生的量占据了整个工序中所发生量的几乎全部。
下面参照图2～图4及图5，对本实施例中穿透熔割时防护罩的作用加以说明。图5是本实施例中穿透熔割时防护罩的动作说明图。
在图5中，穿透熔割是在由气缸18将防护罩11升高到上端的待机位置的状态下，使等离子割炬4向穿透熔割的开始点水平移动，在该点下降到穿透熔割开始的高度(参照图5(a))。接着，通过程序控制使气缸18伸长，防护罩11下降，使防护罩的下部部件11b的下端与工件的上面紧密接触(参照图5(b))。进而，在使防护罩下端与工件的上面紧密接触的状态下，从喷嘴23喷出等离子气体，同时在等离子电极21与工件2之间产生等离子电弧22，等离子割炬4下降，开始穿透熔割(参照图5(c))。其后，进行穿透熔割，穿透熔割贯通后(参照图5(d))，通过程序控制使气缸18收缩，将防护罩11上升到规定的高度，进入下一个切割工序(参照图5(e))。
在进行该穿透熔割时，如前所述，由于飞沫20只有向工件2的上方逃逸，所以该飞沫全部发生在等离子割炬4的周围，主要是在水平方向上飞散。根据本实施例，由于在穿透熔割时由防护罩11将等离子割炬4的前端部的周围完全覆盖，且将其下端与工件2紧密接触，所以飞沫20会全部被该防护罩11所遮蔽而收集到防护罩的内壁，或从工作台3的内部被集尘装置30所收集，因此不会向外部泄漏。
这样，在本实施例的穿透熔割时，通过实行由致动器使防护罩向割炬的周围下降，使该防护罩的下端与工件紧密接触，进行飞溅完全遮蔽的控制，从而使得在该穿透熔割时所发生的、几乎占全部切割工序中在等离子切割机周围飞散飞沫全部的飞溅几乎完全遮蔽，所以能够使工作环境得到显著的改善。
接着，参照本实施例中切割时防护罩的动作说明图的图6，对将工件2切割为所规定形状时防护罩11的动作加以说明。
如图6所示，在穿透熔割完成后而继续进行切割时，穿透熔割完成后，由程序控制使气缸18收缩，使防护罩11的下端从与工件2紧密接触的位置上升到规定的高度。而且，在将防护罩11保持在该高度的状态下，使等离子割炬4的前端与工件2的上面之间保持规定的间隔(stand-off控制)，并通过X轴、Y轴伺服的同时进行插补控制，以此使等离子割炬4在规定的轨迹上水平移动，进行等离子电弧切割。
如前所述，在切割时形成自工件2的上面到背面贯通的切割槽，在该切割时所发生的熔融飞沫(飞溅)的几乎全部都由于等离子气体的喷射力而吹散向工件2的背面(下方)，并被收集到切割工作台3内，几乎不向工件上面的机外飞散，所以即使是在防护罩11与工件2的上面之间存在有间隙，也几乎不会对工作环境产生不良影响。
而且，通过保持该防护罩11高度位置，还可以得到以下本发明所特有的效果。
即，在实际的等离子切割中，如图7中所能够看到的那样，在工件切割中移动割炬时，工作台上被切割小的工件片，可能会发生失去工件支撑架的支撑、不能维持水平而发生倾斜的现象。但是，在本发明中，即使是发生了工件2的立起，也能够使防护罩11上升到一定高度，使防护罩11的下端与工件2的上面之间有不对上述现象产生干涉的规定间隔，保持该防护罩的高度而进行切割。所以，即使工件2有稍微立起，也不会由此而引起防护罩11损伤，这样就没有使机器停止的危险性。
另外，即使是工件2因热变形而发生了厚度方向上的位移，由于防护罩11被上升到了上述的规定高度，所以不会产生伴随防护罩11与工件2的干涉而形成的等离子割炬4的水平移动负荷的增大，所以就不会发生机器停止的危险性。
其结果是，可以进行夜间自动运行等无人自动化运行，同时，由于这时不需要机器停止时间及动作恢复的时间，可使机器的工作效率上升，提高生产性。而且，没有必要进行工件无立起形状的切割、或工件的热变形仅能够很小等情况的设定，可以使切割加工程序制作的自由度与容易性增加，使其操作性提高。
而且，由于是在保持防护罩的下端与工件的上面之间具有规定高度的间隔的状态下进行切割，所以在切割加工中，能够得到对等离子电弧的状态及对工件的加工状态等进行经常、容易地观察的效果。
如前上述，在本实施例中，由于在切割加工中移动等离子割炬时，防护罩不对工件造成干涉，所以就没有必要采用柔性材料构成防护罩，以避免历来技术中所发生的干涉，可以采用具有充分强度的钢板等结构，以承受穿透熔割时大量的飞溅。所以，根据本发明的防护罩，由于飞溅的热损伤而再制作的频率非常低，其寿命可大大延长。
另外，已知在切割前通过在工件上涂敷浮渣防粘剂而在工件的切割处不粘有浮渣的技术，该浮渣防粘剂不仅可以涂敷在工件上，而且还可以涂敷于防护罩的内壁，这样使防护罩不会粘附飞沫，因此就不需要去除飞沫的操作，使维修保养得到显著改善。
在本实施例中，防护罩11并非一定要遮蔽等离子割炬4一周的360度，也可以是如图8所示的在一个方向上开放。这样，使飞沫向开放的一侧积极地飞散，对于该飞散的飞沫，不仅可通过Z轴台车6上设置的升降式防护罩11，而且通过在Y轴车架5上、Z轴台车6的行走范围内所设置的帘状的耐热布25也可以防止其向周围的飞散。在这种情况下，由于耐热布25距飞溅的距离较远，且飞溅的温度在飞散中下降，所以耐热布25的损坏并不严重。另外，由于在防护罩11的内部不会充满飞沫，所以有可使防护罩11的耐久性提高的优点。
另外，在本实施例中，为了达到小型、轻量化的目的，给出了气缸15的驱动与由平行连杆13的引导而进行防护罩11升降的例子，但在本发明的实施中，用于升降驱动方式及引导的方式并不限于上述机构，例如，作为致动器可以采用马达与螺杆的驱动方式，以及使用线性导轨的导向方式等。
另外，在本实施例中，防护罩是由钢板等构成，在该升降式防护罩周围(相对于等离子割炬不升降)也可以配置固定帘状的耐热布。这样，在飞散度与量多的穿透熔割时，飞沫可由具有强度的升降式防护罩所遮蔽，切割时轻微的飞溅则可以由其周围的耐热布帘所遮蔽。如果切割中的飞溅很轻微，则耐热布的损伤小，寿命长，能够提供实用。而且，由于具有这两种遮蔽功能，不仅能够进行信赖度高、稳定的飞溅遮蔽，而且遮光效果也好。
在等离子切割机中，有一天内进行数次取下等离子割炬的帽，将等离子割炬前端所设置的喷嘴、电极等消耗品进行更换的情况，此时，如果在等离子割炬的周围有防护罩，则会影响其操作性。在本实施例中，通过适时的程序控制或按钮操作，能够使致动器动作，使防护罩自动上升到其上端位置。根据这样的结构，可以注视消耗品的寿命，通过程序操作定期进行防护罩的升降操作，从而容易进行等离子割炬消耗品的更换操作，当然可以使工作效率提高，而且在紧急情况下，还可以由按钮操作进行及时的防护罩升降，使等离子割炬消耗品的更换操作能够容易地进行，使生产性得到提高。
在以上的实施例中，作为热切割加工机，是以等离子切割机为例进行的说明，但在本发明中，即使将其更换为激光切割机，也与上述等离子切割机的情况相同。
根据上述说明，本实施例可以取得以下的效果。
由设置在割炬周围，并通过致动器而能够自由升降的结构，在全切割工序中所发生的几乎全部的飞溅量，当进行在向喷嘴周围的广范围(特别是水平方向)飞散的穿透熔割时，能够及时地由致动器使防护罩下降，在工件与防护罩下端紧密接触的状态下进行穿透熔割，所以能够将热切割加工中所发生的飞溅几乎全部遮蔽。由此，能够非常有效地降低成为火灾原因的飞溅向热切割机以外广范围的飞散，使等离子切割机或激光切割机的工作环境得到显著改善。
另外，使在切割时防护罩的下端能够以必要的最小限度离开工件上面，在防护罩可以与工件上面之间具有规定间隙的状态下，与割炬一起在水平方向上移动，所以即使是在由于工件的立起或热变形而发生翘曲的情况下，也不会产生与工件的干涉，没有割炬移动时妨碍割炬运行的危险性，可以进行夜间自动运行等无人的自动化运行，使生产性得到提高。
另外，由于在割炬移动时能够避免该防护罩与工件的干涉，所以防护罩就没有必要使用柔性的薄板，而是可以由具有耐热性，且具有刚性的钢板所构成，因此防护罩就不会因飞溅而容易熔融，其耐久寿命可大幅度提高。而且，通过按钮操作或程序操作可以将防护罩从覆盖割炬的遮蔽飞溅的位置上升到必要的高度，呈能够看到喷嘴位置的状态，由此能够容易地观察等离子电弧或激光的状态及对工件加工的状态。进而，在更换割炬的消耗品时，由于防护罩能从其覆盖割炬的位置上升到必要的高度，并保持在该位置，所以喷嘴、电极等消耗品的更换可以用两手操作，能够安全、容易地进行，使更换操作性提高。
权利要求
1.一种热切割加工机，在通过由割炬所发生的等离子电弧或激光对金属进行切割的热切割加工机中，其特征在于在所述割炬的周围设置由致动器进行自由升降的防护罩。
2.根据权利要求1所述的热切割加工机，其特征在于还设置有至少在穿透熔割时，对所述致动器发出指令，使所述防护罩下降到覆盖所述割炬周围位置的控制装置。
3.根据权利要求2所述的热切割加工机，其特征在于所述控制装置，在所述穿透熔割后的切割加工时，对所述致动器发出指令，控制所述防护罩，使其上升到所规定的位置。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的热切割加工机，其特征在于所述防护罩，设置有防护罩本体与安装在该防护罩本体的下部且能够自由装拆的防护罩下部部件。
5.一种使用热切割加工机的切割方法，在使用通过由割炬所发生的等离子电弧或激光对金属进行切割的热切割加工机的切割方法中，其特征在于至少在穿透熔割时，使可自由升降的防护罩下降，覆盖所述割炬的周围，由该防护罩遮蔽从切割处飞散的飞沫。
6.根据权利要求5所述的使用热切割加工机的切割方法，其特征在于在穿透熔割后的切割加工时，以及在更换所述割炬的消耗品时，所述防护罩上升到规定的高度位置。
全文摘要
一种热切割加工机以及使用该热切割加工机的切割方法，以提供设置简单、长寿命的割炬的防护罩、由等离子电弧或激光进行热切割为目的，在由割炬所发生的等离子电弧或激光而进行切割金属的热切割加工机中，在上述割炬的周围，设置可由致动器进行自由升降的防护罩，并且设置有至少在穿透熔割时对上述致动器发出指令、将防护罩下降到覆盖割炬周围位置的控制装置。由此能够高效率地遮蔽飞沫，同时还能够监视切割状况，容易地更换割炬的消耗品。
文档编号B23K9/32GK1486817SQ03154390
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月21日 优先权日2002年8月21日
发明者山口义博, 加端哲也, 也 申请人:小松产机株式会社