特許 5956306 ガス切断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5956306

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】ガス切断装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 7/10 20060101AFI20160714BHJP

   B23K 7/00 20060101ALI20160714BHJP

   F23Q 9/00 20060101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   B23K7/10 V

   B23K7/00 505C

   B23K7/10 G

   B23K7/00 501A

   F23Q9/00 N

   F23Q9/00 M

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-237780(P2012-237780)

(22)【出願日】2012年10月29日

(65)【公開番号】特開2014-87808(P2014-87808A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年8月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】米本 臣吾

(72)【発明者】

【氏名】二宮 永伸

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１１００４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０７０９６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５４−０１１９２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０７８３７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６１−１０２３６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−０２４４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１７０８６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第４６５９０６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０８２８８０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ７／１０

Ｂ２３Ｋ ７／００

Ｆ２３Ｑ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可燃性ガスと酸素ガスと切断酸素ガスとをノズル先端から噴出させるガストーチと、このガストーチを保持するトーチホルダとを備えたガス切断装置において、
前記可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するために着火する着火機構と、
前記着火を前記予熱炎の燃焼熱を介して検知する着火検知機構と、
前記トーチホルダに固定された取付部材に装備され、前記着火機構が前記混合ガスに着火可能で且つ着火検知機構が前記着火を検知可能な進出位置と、前記着火機構と着火検知機構が前記進出位置からガストーチのノズル先端に対して遠ざかる方向へ退避させた退避位置とに亙って、前記着火機構及び着火検知機構を一体的に進退移動させる第１進退移動機構と、
を備えたことを特徴とするガス切断装置。

【請求項2】

前記ガス切断装置により切断される被切断部材に対するガストーチのノズル先端の位置を検知する為のセンシング機構と、
前記取付部材に装備され、前記センシング機構が前記ノズル先端の位置を検知可能な前進位置と、前記センシング機構が前記前進位置からガストーチのノズル先端に対して遠ざかる方向へ退避させた後退位置とに亙って、前記センシング機構を進退移動させる第２進退移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス切断装置。

【請求項3】

前記取付部材に開閉可能に装着され、前記後退位置にあるセンシング機構を前記予熱炎の燃焼熱から保護するように閉状態でカバーする熱保護カバーと、
前記センシング機構が前記後退位置から前進位置へ進出する際に熱保護カバーを開状態に切換えるとともに、前記前進位置から後退位置へ退避後に熱保護カバーを閉状態に切換えるように、前記第２進退移動機構によるセンシング機構の進退移動に連動して熱保護カバーを開閉させるカバー開閉機構とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のガス切断装置。

【請求項4】

前記熱保護カバーが、前記取付部材に回動自在に支持され、
前記カバー開閉機構は、
前記第２進退移動機構によりセンシング機構と一体的に進退移動されるガイド部材であって、センシング機構の進退方向と平行方向へ延びる第１ガイド部と、この第１ガイド部の進出側端部に連なり且つ第１ガイド部に対して傾斜した第２ガイド部とを有するガイド部材と、
前記ガイド部材を挟持するように熱保護カバーに装着された１対のコロ部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のガス切断装置。

【請求項5】

多関節ロボットのハンドに装着されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のガス切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はガストーチの周辺機器を改良したガス切断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガス切断装置は、可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスと切断酸素ガスをノズル先端から噴出させるガストーチと、このガストーチを保持するトーチホルダとを備えている。ガス切断装置は、多関節ロボットのハンドや、レール上を走行する自動機等に装着され、ガストーチのノズル先端を被切断部材に接近させた状態で移動させ、そのノズル先端から噴出する混合ガスの燃焼熱により被切断部材を溶融し切断する。

【0003】

多関節ロボットのハンドに装着されるガス切断装置では、その多関節ロボットにより、ガストーチを自在に傾動させ、ガストーチのノズル先端が向く方向（即ち、ノズル先端からの混合ガスの噴出方向）を自在に変化させることができる。これにより、例えば、被切断部材の曲面部を切断できるようになり、また、鉄板等の被切断部材を開先を形成するように切断できるようになる。

【0004】

ガストーチの周辺機器としては、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスに着火する着火機構、その着火を燃焼熱を介して検知する着火検知センサ、被切断部材に対するガストーチのノズル先端の位置を検知する為の位置検知センサ等が装備されている。

【0005】

ここで、着火機構、着火検知センサを、ガストーチから離れた（ガストーチと一体的に移動しない）場所に設置すると、それらの設置スペースが別途必要になるし、着火、着火検知の度に、ガストーチのノズル先端を、着火機構、着火検知センサの近傍の所定の着火位置に移動させ、着火、着火検知後は、その着火位置から切断作業位置に移動させる必要があるので、着火、着火検知による作業煩雑化等の課題が生じる。

【0006】

特許文献１のガス切断装置には、トーチホルダに固定されたアタッチメントに、着火機構（パイロットノズル及びイグナイタ）、着火検知センサ（赤外線センサ）、位置検知センサ（電気容量タイプの位置検出センサ）が装備されている。また、特許文献２のガス切断装置には、トーチホルダが固定的に設けられた器頭に、着火機構（パイロットノズル及びイグナイタ）が装備されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平９−２４４６４号公報

【特許文献2】特開平９−２８５８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１のガス切断装置においては、着火機構、着火検知センサが、アタッチメントに固定的に装備され、着火、着火検知を確実に行うために、ガストーチのノズル先端に比較的接近するように配置されている。従って、被切断部材の切断時、着火機構、着火検知センサ（或いは、着火機構、着火検知センサを取付ける構造；例えば、アタッチメント）が被切断部材と干渉（衝突）しないように、被切断部材に対するガストーチの傾動範囲が制限される。つまり、被切断部材の切断時、ガストーチを被切断部材に対して垂直となる姿勢から傾け得る角度を大きくすることができず、例えば、鉄板等の被切断部材を設定角度の開先を形成するように切断できない場合がある。

【0009】

また、位置検出センサも、アタッチメントに固定的に装備され、被切断部材の位置検知を確実に行うために、ガストーチのノズル先端に比較的接近するように配置されているため、被切断部材の切断時、位置検出センサ（或いは、位置検出センサを取付ける構造）が被切断部材と干渉しないように、上記同様の課題が生じる。しかも、位置検知センサが、何らカバーもされずに常に露出状態で前記配置となっているため、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスの燃焼熱により損傷する虞が高くなる。

【0010】

特許文献２のガス切断装置においては、着火機構が器頭に固定的に装備されている。この着火機構は、パイロットノズルの先端から可燃性ガスと低圧の酸素ガスとの混合ガスを噴出させつつ燃焼させ、その燃焼熱により、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスに着火するものである（特許文献１の着火装置もそうである）が、このパイロットノズルの先端は、ガストーチのノズル先端にそれ程接近するようには配置されていない。

【0011】

しかし、パイロットノズルの先端が、ガストーチのノズル先端から離れすぎると、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスへの着火を確実に迅速に行うことが困難になり、つまり、ある程度は接近させる必要がある故、上記課題を改善するのに限界がある。また、着火機構の構成が制限され、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスにダイレクトに放電して着火する簡単な構成の着火機構を採用することはできない。

【0012】

本発明の目的は、ガストーチのノズル先端から噴出する混合ガスから予熱炎を生成するための着火、及びその着火検知を自動化して簡単に且つ確実に行うこと、被切断部材の切断時、被切断部材に対するガストーチの傾動範囲が制限されるのを抑制すること、被切断部材に対するガストーチのノズル先端の位置を検知する為の機構が予熱炎の燃焼熱により損傷するのを防止すること、等を実現可能なガス切断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１のガス切断装置は、可燃性ガスと酸素ガスと切断酸素ガスとをノズル先端から噴出させるガストーチと、このガストーチを保持するトーチホルダとを備えたガス切断装置において、前記可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するために着火する着火機構と、前記着火を前記予熱炎の燃焼熱を介して検知する着火検知機構と、前記トーチホルダに固定された取付部材に装備され、前記着火機構が前記混合ガスに着火可能で且つ着火検知機構が前記着火を検知可能な進出位置と、前記着火機構と着火検知機構が前記進出位置からガストーチのノズル先端に対して遠ざかる方向へ退避させた退避位置とに亙って、前記着火機構及び着火検知機構を一体的に進退移動させる第１進退移動機構とを備えたことを特徴とする。

【0014】

請求項２のガス切断装置は、請求項１の発明において、前記ガス切断装置により切断される被切断部材に対するガストーチのノズル先端の位置を検知する為のセンシング機構と、前記取付部材に装備され、前記センシング機構が前記ノズル先端の位置を検知可能な前進位置と、前記センシング機構が前記前進位置からガストーチのノズル先端に対して遠ざかる方向へ退避させた後退位置とに亙って、前記センシング機構を進退移動させる第２進退移動機構とを備えたことを特徴とする。

【0015】

請求項３のガス切断装置は、請求項２の発明において、前記取付部材に開閉可能に装着され、前記後退位置にあるセンシング機構を前記予熱炎の燃焼熱から保護するように閉状態でカバーする熱保護カバーと、前記センシング機構が前記後退位置から前進位置へ進出する際に熱保護カバーを開状態に切換えるとともに、前記前進位置から後退位置へ退避後に熱保護カバーを閉状態に切換えるように、前記第２進退移動機構によるセンシング機構の進退移動に連動して熱保護カバーを開閉させるカバー開閉機構とを備えたことを特徴とする。

【0016】

請求項４のガス切断装置は、請求項３の発明において、前記熱保護カバーが、前記取付部材に回動自在に支持され、前記カバー開閉機構は、前記第２進退移動機構によりセンシング機構と一体的に進退移動されるガイド部材であって、センシング機構の進退方向と平行方向へ延びる第１ガイド部と、この第１ガイド部の進出側端部に連なり且つ第１ガイド部に対して傾斜した第２ガイド部とを有するガイド部材と、前記ガイド部材を挟持するように熱保護カバーに装着された１対のコロ部材とを有することを特徴とする。

【0017】

請求項５のガス切断装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、多関節ロボットのハンドに装着されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

請求項１のガス切断装置によれば、ガストーチと一体的に、着火機構、着火検知機構、第１進退移動機構を移動させる構成とし、第１進退移動機構により、着火機構及び着火検知機構を退避位置から進出位置へ移動させて、ガストーチのノズル先端から噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するための着火、及びその着火検知を自動化して簡単に且つ確実に、更に任意の場所で行うことができる。この着火、及び着火検知後は、第１進退移動機構により、着火機構及び着火検知機構を進出位置から退避位置へ移動させて、被切断部材の切断時、着火機構、着火検知機構が被切断部材と干渉（衝突）しないように、被切断部材に対するガストーチの傾動範囲が制限されるのを抑制することができる。つまり、被切断部材の切断時、ガストーチを被切断部材に対して垂直となる姿勢から傾け得る角度を大きくすることができる。

【0019】

請求項２のガス切断装置によれば、更に、ガストーチと一体的に、センシング機構、第２進退移動機構を移動させる構成とし、第２進退移動機構により、センシング機構を後退位置から前進位置へ移動させて、被切断部材に対するガストーチのノズル先端の位置検知を自動化して確実に行うことができる。このガストーチのノズル先端の位置検知後は、第２進退移動機構により、センシング機構を前進位置から後退位置へ移動させて、被切断部材の切断時、センシング機構が被切断部材と干渉しないように、被切断部材に対するガストーチの傾動範囲が制限されるのを抑制することができ、つまり、請求項１と同様の効果が得られる。しかも、センシング機構を前進位置から後退位置へ移動させることで、このセンシング機構が、予熱炎の燃焼熱により損傷するのを防止することができる。

【0020】

請求項３のガス切断装置によれば、閉状態の開閉カバーにより後退位置にあるセンシング機構を予熱炎の燃焼熱から保護するようにカバーし、センシング機構が予熱炎の燃焼熱、更には可燃性ガスと切断酸素ガスとの混合ガスの切断炎の燃焼熱により損傷するのを防止することができる。カバー開閉機構により、センシング機構が後退位置から前進位置へ進出する際に熱保護カバーを開状態に切換えて、センシング機構の進退移動に支障がないようにし、センシング機構が前進位置から後退位置へ退避後に熱保護カバーを閉状態に切換えて、再度、その閉状態の開閉カバーによりセンシング機構をカバーすることができる。カバー開閉機構は、第２進退移動機構によるセンシング機構の進退移動に連動して熱保護カバーを開閉させるので、熱保護カバーを開閉する為のアクチュエータを別途設ける必要もなく、前記の熱保護カバーの開状態、閉状態への切換えを確実に行うことができる。

【0021】

請求項４のガス切断装置によれば、カバー開閉機構の第１，第２ガイド部を有するガイド部材、１対のコロ部材により、前記の熱保護カバーの開状態、閉状態への切換えを、センシング機構の進退移動に連動して確実に行うことができ、しかも、熱保護カバーの開状態、閉状態への切換え後の同状態での保持を確実に行うことができる。

【0022】

請求項５のガス切断装置によれば、多関節ロボットのハンドに装着されることで、その多関節ロボットにより、ガストーチを自在に傾動させることができるが、そこで、請求項１〜４の発明の効果が有効になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施例に係るガス切断装置の正面図である。

【図2】ガス切断装置の左側面図である。

【図3】図２のIII-III 線断面図である。

【図4】後退位置のセンシング機構と閉状態の熱保護カバー等の正面図である。

【図5】前進位置のセンシング機構と開状態の熱保護カバー等の正面図である。

【図6】ガス切断装置の制御系のブロック図である。

【図7】切断準備処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、適宜、図１〜図５に矢印で示す上方、左方、前方を、上方、左方、前方として説明する。

【実施例】

【0025】

図１、図２に示すように、ガス切断装置１は、可燃性ガスと酸素ガスと切断酸素ガスとをノズル先端２ａ（火口２ａ）から噴出させるガストーチ２と、ガストーチ２を保持するトーチホルダ３とを備え、アタッチメントＡを介して多関節ロボットＲのハンドＲａに装着されている。

【0026】

ガストーチ２は、その上部がトーチホルダ３に内嵌状に固定されて、トーチホルダ３よりも下方へ突出している。トーチホルダ３は連結ブラケット４に抱かれるように固定され、トーチホルダ３の右側において、この連結ブラケット４にアタッチメントＡが連結されている。トーチホルダ３の上端部に３本のガスチューブ５ａ，５ｂ，５ｃが接続され、これらガスチューブ５ａ，５ｂ，５ｃからトーチホルダ３を介して、可燃性ガス、低圧の酸素ガス、高圧の切断酸素ガスがガストーチ２に供給される。

【0027】

図１〜図５に示すように、ガス切断装置１は、ガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するために着火する着火機構６と、その着火を予熱炎の燃焼熱を介して検知する着火検知機構７と、着火機構６及び着火検知機構７を一体的に進退移動させる第１進退移動機構８と、被切断部材Ｗに対するガストーチ２のノズル先端２ａの位置を検知する為のセンシング機構９と、センシング機構９を進退移動させる第２進退移動機構１０とを備えている。

【0028】

図１、図２に示すように、連結ブラケット４に取付部材１１が固定され、即ち、取付部材１１が連結ブラケット４を介してトーチホルダ３に固定され、この取付部材１１に第１，第２進退移動機構８，１０が装備されている。取付部材１１は、上下方向に長い前後１対の側板１２と、１対の側板１２の上端部に固定された上板１３とを有するとともに、この取付部材１１には、その左端側に前後１対の側板部と左側板部とを有する横断面コ字状のカバー部材１４が固定的に設けられている。１対の側板１２の下端部が、連結ブラケット４に固定され、上板１３は、トーチホルダ３の上端から上方へ、ガストーチ２及びトーチホルダ３の上下長程度離隔した高さに位置する。

【0029】

着火機構６、着火検知機構７、第１進退移動機構８について詳しく説明する。
図３に示すように、着火機構６はイグナイタ２０を有し、そのイグナイタ２０は導電性の細長いスパーク部材２１及びアース部材２２を有する。これら両部材２１，２２は、取付部材１１の後側に配設され、夫々、上下方向に延びるストレート部２１ａ，２２ａと、ストレート部２１ａ，２２ａの下端から下方ほどガストーチ２の中心線に接近するように延びる傾斜部２１ｂ，２２ｂとを有する。

【0030】

図２、図３に示すように、着火検知機構７は熱電対３０を有し、その熱電対３０は熱電対本体を被覆材で被覆して細長く形成されている。熱電対３０は、スパーク部材２１と同様、上下方向に延びるストレート部３０ａと、ストレート部３０ａの下端から下方ほどガストーチ２の中心線に接近するように延びる傾斜部３０ｂとを有する。熱電対３０のセンサ部となる下端が、イグナイタ２０の下端と略同じ高さに位置する。

【0031】

図２、図３に示すように、第１進退移動機構８は、着火機構６及び着火検知機構７を支持して、着火機構６がガストーチ２のノズル先端２ａの近傍に位置してノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスに着火可能で且つ着火検知機構７がノズル先端２ａの近傍に位置して前記着火を検知可能な図２、図３に仮想線で示す進出位置と、着火機構６と着火検知機構７が進出位置からガストーチ２のノズル先端２ａに対して遠ざかる方向（上方）へ退避させた図２、図３に実線で示す退避位置とに亙って、着火機構６及び着火検知機構７を上下方向へ進退移動させる。

【0032】

第１進退移動機構８は単動エアシリンダ４０を有し、このエアシリンダ４０に復帰バネ（図示略）が内蔵されている。エアシリンダ４０は取付部材１１の後側に倒立状に配設され、そのシリンダ部材４０ａの下端部が、取付部材１１の後側の側板１２に固定されたシリンダブラケット１５に取付けられている。シリンダ部材４０ａから下方へ延びるピストンロッド４０ｂの先端部（下端部）に取付ブロック４１が連結され、この取付ブロック４１に、スパーク部材２１、アース部材２２、熱電対３０のストレート部２１ａ，２２ａ，３０ａが固定支持されている。但し、スパーク部材２１は絶縁管２１ｃを介して取付ブロック４１に固定されている。

【0033】

ここで、スパーク部材２１に制御装置７０（図６参照）から延びる電力線が接続され、このスパーク部材２１に所定電圧が印加されると、スパーク部材２１とアース部材２２の両先端間で放電が行われる。また、熱電対３０にはそのセンサ部の温度を判定可能な温度判定器３１が設けられ、この温度判定器３１に制御装置７０から延びる信号線が接続されている。熱電対３０の温度判定器３１によりセンサ部の温度が所定高温に達したと判定されると、その高温検知信号が制御装置７０に出力される。

【0034】

センシング機構９、第２進退移動機構１０について詳しく説明する。
図１、図２、図４、図５に示すように、センシング機構９はタッチセンサ９０を有し、そのタッチセンサ９０は、その先端部が被切断部材Ｗに接触し、内蔵されたリミットＳＷがＯＮになることで、被切断部材Ｗに対するガストーチ２のノズル先端２ａの位置を検出する。タッチセンサ９０には制御装置７０から延びる信号線が接続されている。

【0035】

第２進退移動機構１０は、センシング機構９が被切断部材Ｗに対するガストーチ２のノズル先端２ａの位置を検知可能な図１（仮想線）、図５に示す前進位置と、センシング機構９が前進位置からガストーチ２のノズル先端２ａに対して遠ざかる方向（上方）へ退避させた図１（実線）、図２、図４に示す後退位置とに亙って、センシング機構９を上下方向へ進退移動させる。

【0036】

第２進退移動機構１０は復動エアシリンダ５０を有し、このエアシリンダ５０は取付部材１１の左端側のカバー部材１４の上側に倒立状に配設され、そのシリンダ部材５０ａの下端部が、取付部材１１の上板１３に設けられたシリンダブラケット１６に取付けられている。カバー部材１４の内部において、シリンダ部材５０ａから下方へ延びるピストンロッド５０ｂの先端部（下端部）に、正面視逆Ｌ字形のナックルブラケット５１の上端部が連結され、このナックルブラケット５１の下端部に取付けられたホルダ部材５２にタッチセンサ９０が保持されている。ナックルブラケット５１は、取付部材１１に対してガイド機構（図示略の所謂ＬＭガイド）により上下方向へ移動自在にガイドされている。

【0037】

図１、図２、図４、図５に示すように、ガス切断装置１は、取付部材１１に固定的に装着された固定カバー６０と、取付部材１１に開閉可能に装着され、後退位置にあるセンシング機構９をガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する混合ガスの予熱炎の燃焼熱、更には切断炎の燃焼熱から保護するように、固定カバー６０と協働して図１（実線）、図５に示す閉状態でカバーする熱保護カバー６１（防熱カバー６１）と、熱保護カバー６１を開閉させるカバー開閉機構６５とを備えている。

【0038】

固定カバー６０は、鉛直平板状に形成され、カバー部材１４の右端下側において面を左右方向に向けて配設され、取付部材１１（カバー部材１４）に固定されている。熱保護カバー６１は、固定カバー６０に左側から対向するように配設され、その上端部に設けられたリンク部材６２の左端部が、取付部材１１のカバー部材１４の左端下部に前後方向の支軸６３を介して回動自在に支持されている。

【0039】

カバー開閉機構６５は、センシング機構９が後退位置から前進位置へ進出する際に熱保護カバー６１を図５に示す開状態に切換えるとともに、前進位置から後退位置へ退避後に熱保護カバー６１を図４に示す閉状態に切換えるように、第２進退移動機構１０によるセンシング機構９の進退移動に連動して熱保護カバー６１を開閉させる。

【0040】

カバー開閉機構６５は、第２進退移動機構１０によりセンシング機構９と一体的に進退移動されるガイド部材６６と、このガイド部材６６を挟持するように熱保護カバー６１に装着された１対のコロ部材６７とを有し、このガイド部材６６と１対のコロ部材６７により直動カム機構を構成している。１対のコロ部材６７は、熱保護カバー６１のリンク部材６２の右部に夫々前後方向の軸６７ａを介して回転自在に支持されている。

【0041】

ガイド部材６６は、ナックルブラケット５１に固定されており、このガイド部材６６は上下方向（センシング機構９の進退方向と平行方向）へ延びる第１ガイド部６６ａと、この第１ガイド部６６ａの下端部（進出側端部）に連なり且つ下方程右方へ移行するように第１ガイド部６６ａに対して傾斜した第２ガイド部６６ｂと、第２ガイド部６６ｂの下端部に連なり且つ上下方向へ延びる第３ガイド部６６ｃとを有する。第１ガイド部６６ａはセンシング機構９の進退ストロークより少し長い上下長を有し、第２，第３ガイド部６６ｂ，６６ｃは夫々第１ガイド部６６ａの１／５程度の上下長を有する。

【0042】

図４に示すように、センシング機構９が後退位置にあるとき、１対のコロ部材６７が第３ガイド部６６ｃ（若しくは、第２ガイド部６６ｂの下端部）を挟持して、熱保護カバー６１が閉状態に保持される。センシング機構９が後退位置から前進位置へ進出移動（下降）されると、先ず、後退位置から少し下降される迄の間に、１対のコロ部材６７が第２ガイド部６６ｂを挟持し、その第２ガイド部６６ｂにガイドされて、支軸６３を中心に正面視にて時計回り回動し、つまり熱保護カバー６１が開動作する。

【0043】

その後、１対のコロ部材６７が第１ガイド部６６ａを挟持すると、熱保護カバー６１が開状態に切換えられて保持され、そのままの状態で、センシング機構９が前進位置まで下降される。センシング機構９が前進位置から後退位置へ退避移動（上昇）されると、熱保護カバー６１は前記とは逆に作動する。即ち、センサリング機構９が後退位置から大部分上昇される迄、熱保護カバー６１は開状態に保持され、その後、後退位置へ上昇される迄の間に閉動作し、センサリング機構９が後退位置に上昇されると、熱保護カバー６１は閉状態に切換えられて保持される。

【0044】

ガス切断装置１の制御系について説明する。
図６に示すように、ガス切断装置１の制御装置７０は、多関節ロボットＲ（ロボット制御盤）と接続されており、このロボットＲからの制御信号、及び、イグナイタ２０及び熱電対３０の進出位置と退避位置を検出するＳＷ７１，７２、タッチセンサ９０の前進位置と後退位置を検出するＳＷ７３，７４、前記の温度判定器３１、タッチセンサ９０からの信号を受けて、前記のガストーチ２、第１，第２エアシリンダ４０，５０、イグナイタ２０を制御する。尚、ＳＷ７１，７２は第１エアシリンダ４０に組付けられた近接ＳＷからなり、ＳＷ７１，７２は第２エアシリンダ５０に組付けられた近接ＳＷからなる。

【0045】

ガストーチ２においては、可燃性ガス制御弁８０、低圧酸素ガス制御弁８１、高圧酸素ガス制御弁８２が制御されて、イグナイタ２０により着火する際には、可燃性ガスと低圧の酸素ガスとが予熱炎を生成するためにガストーチ２に供給され、その後、被切断部材Ｗを切断する際には、可燃性ガスと高圧の切断酸素ガスとが切断炎を生成するためにガストーチ２に供給される。

【0046】

第１エアシリンダ４０においては、第１電磁制御切換弁８３が制御されて、イグナイタ２０及び熱電対３０を進出させる際に、第１エアシリンダ４０に進出用加圧エアが供給されて、ピストンロッド４０ｂが進出駆動され、その後、イグナイタ２０及び熱電対３０を退避させる際に、第１エアシリンダ４０から進出用加圧エアが排出されて、エアシリンダ４０に内蔵の復帰バネにより、ピストンロッド４０ｂが退入駆動される。第２エアシリンダ５０においては、第２電磁制御切換弁８４が制御されて、タッチセンサ９０を進出させる際に、第２エアシリンダ５０に進出用加圧エアが供給されて、ピストンロッド５０ｂが進出駆動され、その後、タッチセンサ９０を退避させる際に、第２エアシリンダ５０に退避用加圧エアが供給されて、ピストンロッド５０ｂが退入駆動される。

【0047】

制御装置７０が実行する切断準備処理について、図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理では、先ず、被切断部材Ｗに対してガストーチ２のノズル先端２ａを適正距離離した位置にして、第１エアシリンダ４０によりタッチセンサ９０を後退位置から前進位置へ移動させる（Ｓ２）。その後、多関節ロボットＲにより、ガストーチ２（即ち、タッチセンサ９０）を移動させて、被切断部材Ｗをセンシングし、被切断部材Ｗに対するガストーチ２のノズル先端２ａの１又は複数の位置を検知する（Ｓ２）。

【0048】

被切断部材Ｗのセンシングが終了すると（Ｓ３；Yes ）、第１エアシリンダ４０によりタッチセンサ９０を前進位置から後退位置へ移動させ（Ｓ４）、次に、第２エアシリンダ５０によりイグナイタ２０及び熱電対３０を退避位置から進出位置へ移動させる（Ｓ５）。その後、ガストーチ２に可燃性ガスと酸素ガスを供給し（Ｓ６）、イグナイタ２０のスパーク部材２１に所定電圧を印加し、スパーク部材２１とアース部材２２の両先端間で放電を行わせる（Ｓ７）。

【0049】

こうして、ガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するために着火が行われるが、次に、その着火が検知されたか否か判定される（Ｓ８）。ここで、熱電対３０の温度判定器３１によりセンサ部の温度が所定高温に達したと判定されると出力される高温検知信号を受けて、着火検知と判定され（Ｓ８；Yes ）、その後、第２エアシリンダ５０によりイグナイタ２０及び熱電対３０を進出位置から退避位置へ移動させ（Ｓ９）、この切断準備処理が終了する。

【0050】

本発明のガス切断装置１によれば、次の効果を奏する。
ガストーチ２と一体的に、着火機構６、着火検知機構７、第１進退移動機構８を移動させる構成とし、第１進退移動機構８により、着火機構６及び着火検知機構７を退避位置から進出位置へ移動させて、ガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスから予熱炎を生成するための着火、及びその着火検知を自動化して簡単に且つ確実に、更に任意の場所で行うことができる。

【0051】

この着火、及び着火検知後は、第１進退移動機構８により、着火機構６及び着火検知機構７を進出位置から退避位置へ移動させて、被切断部材Ｗの切断時、着火機構６、着火検知機構７が被切断部材Ｗと干渉（衝突）しないように、被切断部材Ｗに対するガストーチ２の傾動範囲が制限されるのを抑制することができる。

【0052】

また、第１進退移動機構８により、着火機構６をガストーチ２のノズル先端２ａに接近させることができるため、着火機構６として、ノズル先端２ａから噴出する混合ガスにダイレクトに放電して着火する簡単な構成のイグナイタ２０を採用することができる。

【0053】

更に、ガストーチ２と一体的に、センシング機構９、第２進退移動機構１０を移動させる構成とし、第２進退移動機構１０により、センシング機構９を後退位置から前進位置へ移動させて、被切断部材Ｗに対するガストーチ２のノズル先端２ａの位置検知を自動化して確実に行うことができる。

【0054】

このガストーチ２のノズル先端２ａの位置検知後は、第２進退移動機構１０により、センシング機構９を前進位置から後退位置へ移動させて、被切断部材Ｗの切断時、センシング機構９が被切断部材Ｗと干渉（衝突）しないように、被切断部材Ｗに対するガストーチ２の傾動範囲が制限されるのを抑制することができる。

【0055】

ここで、ガストーチ２が被切断部材Ｗに接近した切断作業位置において、図１に示す角度θ（例えば、約６５度）は、ガストーチ２を鉛直姿勢からセンシング構９側（左側）へ傾け得る角度を示し、図２に示す角度θ（例えば、約６５度）は、ガストーチ２を鉛直姿勢から着火機構６及び着火検知機構７側（後側）へ傾け得る角度を示している。特許文献１のようなガス切断装置では、ガストーチを切断作業位置において鉛直姿勢から傾け得る角度を、図２、図３に示す角度θのように大きくすることはできない。

【0056】

このように、第１，第２進退移動機構８，１０により、前記の切断準備処理を自動化して能率良く行うことができるうえ、被切断部材Ｗの切断時、被切断部材Ｗに対するガストーチ２の傾動範囲が制限されるのを抑制し、つまり、ガストーチ２を被切断部材Ｗに対して垂直となる姿勢から傾け得る角度を大きくすることができ、例えば、鉄板等の被切断部材Ｗを設定角度の開先を形成するように切断できるようになる。

【0057】

また、開閉カバー６１を被切断部材Ｗの切断に支障がない位置にコンパクトに設け、その閉状態の開閉カバー６１により後退位置にあるセンシング機構９を、ガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと酸素ガスとの混合ガスの予熱炎の燃焼熱から保護するようにカバーして、センシング機構９が、その予熱炎の燃焼熱、更にはガストーチ２のノズル先端２ａから噴出する可燃性ガスと切断酸素ガスとの混合ガスの切断炎の燃焼熱により損傷するのを防止することができる。

【0058】

カバー開閉機構１０により、センシング機構９が後退位置から前進位置へ進出する際に熱保護カバー６１を開状態に切換えて、センシング機構９の進退移動に支障がないようにし、センシング機構９が前進位置から後退位置へ退避後に熱保護カバー６１を閉状態に切換えて、再度、その閉状態の開閉カバー６１によりセンシング機構９をカバーすることができる。カバー開閉機構６５は、第２進退移動機構１０によるセンシング機構９の進退移動に連動して熱保護カバー６１を開閉させるので、熱保護カバー６１を開閉する為のアクチュエータを別途設ける必要もなく、前記の熱保護カバー６１の開状態、閉状態への切換えを確実に行うことができる。

【0059】

カバー開閉機構６５の第１，第２ガイド部６６ａ，６６ｂを有するガイド部材６６、１対のコロ部材６７により、熱保護カバー６１の開状態、閉状態への切換えを、センシング機構９の進退移動に連動して確実に行うことができ、しかも、熱保護カバー６１の開状態、閉状態への切換え後の同状態での保持を確実に行うことができる。ガス切断装置１が、多関節ロボットＷのハンドＷａに装着されることで、その多関節ロボットＷにより、ガストーチ２を自在に傾動させることができ、そこで、前記効果が有効になる。

【0060】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記開示事項以外の種々の変更を付加して実施可能である。例えば、着火検知機構７においては、熱電対３０の代わりに、赤外線センサを採用可能である。また、着火検知機構７は、前進位置或いは後退位置において、前記予備炎の失火、更には、前記切断炎の失火を検知可能に構成してもよい。

【符号の説明】

【0061】

Ｒ 多関節ロボット
Ｒａ ハンド
Ｗ 被切断部材
１ ガス切断装置
２ ガストーチ
２ａ ノズル先端
３ トーチホルダ
６ 着火機構
７ 着火検知機構
８ 第１進退移動機構
９ センシング機構
１０ 第２進退移動機構
１１ 取付部材
６１ 熱保護カバー
６５ カバー開閉機構
６６ ガイド部材
６６ａ 第１ガイド部
６６ｂ 第２ガイド部
６７ コロ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】