JPH079153A - Method for controlling plasma cutting device - Google Patents
Method for controlling plasma cutting deviceInfo
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- JPH079153A JPH079153A JP17464193A JP17464193A JPH079153A JP H079153 A JPH079153 A JP H079153A JP 17464193 A JP17464193 A JP 17464193A JP 17464193 A JP17464193 A JP 17464193A JP H079153 A JPH079153 A JP H079153A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ切断装置の制
御方法に係わり、特には、切断加工に用いられるプラズ
マ切断装置のノズルの高寿命化、切断品質の向上に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of controlling a plasma cutting device, and more particularly to a long life of a nozzle of a plasma cutting device used for cutting and improvement of cutting quality.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電極と被切断材料との間にプラズ
マアークを発生し、被切断材料を切断するプラズマ切断
装置のプラズマトーチは、プラズマアークを放出する電
極と、先端にプラズマアークの噴出口を持つノズルから
なっている。プラズマアークは電極のプラズマアーク放
出部よりノズルのプラズマアーク噴出口を通して被切断
材料に到達し、被切断材料を切断する。通常プラズマガ
スには、切断品質向上の目的から酸化性気体(主に、酸
素ガス)が用いられることが多い。しかし、切断中、電
極とノズルとの間にパイロットアークを生成する段階に
おいて、 電極のプラズマアーク放出部に熱衝撃が加わり、さ
らに酸化することによって、電極の消耗が異常に進行し
てしまい、電極の有効寿命を短くしている。 ノズルに存在するパイロットアークの足が酸化雰囲
気中でノズルにダメージを与える。 パイロットアークからメインアークへ移行する間の
過渡期に異常アーク(以降、ダブルアークという)が発
生し易く、酸化雰囲気下でノズルに大きなダメージを与
えてしまう。という問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma torch of a plasma cutting apparatus for cutting a material to be cut by generating a plasma arc between an electrode and the material to be cut has an electrode for emitting the plasma arc and a plasma arc jet at the tip. It consists of a nozzle with an outlet. The plasma arc reaches the material to be cut from the plasma arc discharge portion of the electrode through the plasma arc ejection port of the nozzle, and cuts the material to be cut. In general, an oxidizing gas (mainly oxygen gas) is often used as the plasma gas for the purpose of improving cutting quality. However, during cutting, when the pilot arc is generated between the electrode and the nozzle, thermal shock is applied to the plasma arc discharge part of the electrode and further oxidation causes the electrode wear to progress abnormally. The effective life of is shortened. The feet of the pilot arc present in the nozzle damage the nozzle in an oxidizing atmosphere. An abnormal arc (hereinafter referred to as a double arc) is likely to occur during the transitional period during the transition from the pilot arc to the main arc, resulting in great damage to the nozzle in an oxidizing atmosphere. There is a problem.
【0003】これらの問題点に対し、従来技術として、
プラズマアークがメインアークに移行するまで非酸化性
気体を、メインアーク移行後は酸化性気体を電極とノズ
ルとの間で発生させる方法が、特開平3−258464
号公報に開示されている。図9は、この従来例のガス流
れ(図9a)と、アーク電流(図9b)のタイムチャー
ト図を示す。プラズマ切断のタイムチャートをプラズマ
ガスの切り替えタイミングとアーク電流の発生で分割す
ると、プラズマガスの流れは、電極とノズルの間にパイ
ロットアークを創生する段階の流れt1(以下、先行流
れt1という)と、メインアーク発生の段階の流れt2
(以下、メインアーク発生t2という)と、および、切
断終了後(開始前)の段階の流れt3(以下、後行流れ
t3という)に分けている。このとき、ガスは、先行流
れt1と後行流れt3の段階では非酸化気体を用い、メ
インアーク発生t2の段階では酸化性気体をプラズマガ
スとして用いる。このとき、パイロットアークからメイ
ンアークへ移行すると同時に非酸化気体を停止し、酸化
性気体をプラズマガスとし、さらに、切断終了後、メイ
ンアークを停止すると同時に、プラズマガスを酸化性気
体から非酸化性気体に切り替えている。従来技術の実施
例では、非酸化気体には窒素を、酸化性気体には酸素を
用いている。さらに、従来技術では、以上のシーケンス
を用いることで、電極とノズルとの間にパイロットアー
クを生成する段階の電極の消耗とノズルへのダメージを
防止し、電極およびノズルの長寿命を実現しようとして
いる。また、メインアーク発生の段階に移行すると同時
に、プラズマガスを酸化性気体に切り替えることで切断
性能の向上をも同時に実現しようとしている。To solve these problems, as a conventional technique,
A method of generating a non-oxidizing gas until the plasma arc transfers to the main arc and an oxidizing gas between the electrode and the nozzle after the transfer of the main arc is disclosed in JP-A-3-258464.
It is disclosed in the publication. FIG. 9 shows a time chart of the gas flow (FIG. 9a) and the arc current (FIG. 9b) of this conventional example. When the time chart of plasma cutting is divided by the switching timing of plasma gas and the generation of arc current, the flow of plasma gas is a flow t1 at the stage of creating a pilot arc between the electrode and the nozzle (hereinafter referred to as preceding flow t1). And the flow t2 at the stage of main arc generation
(Hereinafter referred to as main arc generation t2) and flow t3 at a stage after completion of cutting (before start) (hereinafter referred to as trailing flow t3). At this time, as the gas, a non-oxidizing gas is used in the stages of the leading flow t1 and the trailing flow t3, and an oxidizing gas is used as the plasma gas in the stage of the main arc generation t2. At this time, the non-oxidizing gas is stopped at the same time as shifting from the pilot arc to the main arc, the oxidizing gas is used as the plasma gas, and after the cutting is completed, the main arc is stopped and the plasma gas is changed from the oxidizing gas to the non-oxidizing gas. Switching to gas. In the embodiments of the prior art, nitrogen is used as the non-oxidizing gas and oxygen is used as the oxidizing gas. Further, in the prior art, by using the above sequence, it is attempted to prevent the electrode from being consumed and damaging the nozzle at the stage of generating the pilot arc between the electrode and the nozzle, and to achieve a long life of the electrode and the nozzle. There is. At the same time that the main arc is generated, the plasma gas is switched to the oxidizing gas to improve the cutting performance at the same time.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メイン
アーク移行と同時にプラズマガス(プラズマガスの回
路)を切り替えても、すぐには酸化性気体のみに置換す
ることはなく、切断開始後しばらくは非酸化気体と混合
するため切断性能が劣化したり、ピアッシング時に非酸
化気体をプラズマガスとして用いることから、ピアッシ
ング能力の低下を招き、被切断材料からの吹き上がりが
ノズルに付着することにより、ダブルアークを誘発し、
ノズルの寿命が低下する。また、切断終了後、電極のプ
ラズマアーク放出部の溶解物が酸化性気体雰囲気中で再
凝固すると、電極のプラズマアーク放出部に酸化物が生
成されることと、急激に冷却されることから、その部分
にひび割れが生ずる。このひび割れが熱伝導率の低下を
招き、次回の電極とノズルの間にパイロットアークを創
生する段階において、飛散してノズルの内壁に付着して
ダブルアークを誘発することによりノズルの有効寿命を
短くしてしまうという問題がある。However, even if the plasma gas (plasma gas circuit) is switched at the same time when the main arc is transferred, it is not immediately replaced with the oxidizing gas, and the non-oxidizing gas is left for a while after the start of cutting. The cutting performance deteriorates because it mixes with gas, and since non-oxidizing gas is used as the plasma gas during piercing, the piercing capacity is reduced, and the double-arc is generated by the blow-up from the material to be cut attached to the nozzle. Induce,
The life of the nozzle is reduced. Further, after cutting, when the melted material of the plasma arc discharge portion of the electrode is re-solidified in the oxidizing gas atmosphere, oxide is generated in the plasma arc discharge portion of the electrode, and it is cooled rapidly, A crack occurs in that part. This crack causes a decrease in thermal conductivity, and at the next stage of creating a pilot arc between the electrode and nozzle, it scatters and adheres to the inner wall of the nozzle to induce a double arc, thereby increasing the effective life of the nozzle. There is a problem of shortening.
【0005】本発明は上記従来の問題点に着目し、プラ
ズマ切断装置の制御方法に係わり、特には、切断加工に
用いられるプラズマ切断装置のノズルの高寿命化、切断
品質の改良に関する。The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and relates to a control method of a plasma cutting apparatus, and more particularly to a long life of a nozzle of a plasma cutting apparatus used for cutting and improvement of cutting quality.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプラズマ切断装置および切断方法の第1発
明では、電極と被切断材料との間にプラズマアークを発
生し、被切断材料を切断するプラズマ切断装置におい
て、切断の工程を、プリフローの工程と、電極とノズル
の間にパイロットアークを生成する工程と、電極と被切
断材料との間にメインアークを生成開始する工程と、連
続して、電極と被切断材料との間にメインアークを生成
し、被切断材料を切断する工程と、電極と被切断材料と
の間にメインアークの生成を終了する工程と、アフター
フローの工程の漸次の工程からなり、各工程に応じて少
なくともプラズマガスあるいはプラズマ電流値のいずれ
かを自動で切り換えることを特徴とする。To achieve the above object, in the first invention of the plasma cutting apparatus and the cutting method of the present invention, a plasma arc is generated between the electrode and the material to be cut, and the material to be cut is In the plasma cutting apparatus for cutting the, the cutting step, the preflow step, the step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, the step of starting to generate a main arc between the electrode and the material to be cut, Continuously, a step of generating a main arc between the electrode and the material to be cut and cutting the material to be cut, a step of ending the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, and an after flow It is characterized in that it consists of gradual steps, and at least either plasma gas or plasma current value is automatically switched according to each step.
【0007】第1発明を主体とする第2の発明では、プ
リフローの工程と、電極とノズルの間にパイロットアー
クを生成する工程と、電極と被切断材料との間にメイン
アークの生成を終了する工程と、およびアフターフロー
の工程には非酸化性気体を、電極と被切断材料との間に
メインアークを生成開始する工程、および連続して、電
極と被切断材料との間にメインアークを生成し、被切断
材料を切断する工程には酸化性気体をプラズマガスとし
て用いる。In the second invention mainly based on the first invention, the preflow step, the step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, and the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut are completed. And the after-flow process, a non-oxidizing gas is started in the process of starting the main arc between the electrode and the material to be cut, and the main arc is continuously generated between the electrode and the material to be cut. Is generated and an oxidizing gas is used as a plasma gas in the step of cutting the material to be cut.
【0008】第1発明を主体とする第3発明では、プリ
フローの工程と、電極とノズルの間にパイロットアーク
を生成する工程と、電極と被切断材料との間にメインア
ークの生成を終了する工程と、およびアフターフローの
工程には非酸化性気体を、電極と被切断材料との間にメ
インアークを生成開始する工程には切断に適切な所定の
圧力より高圧の酸化性気体を、また、連続して電極と被
切断材料との間にメインアークを生成し、被切断材料を
切断する工程には切断に適切な所定の圧力の酸化性気体
をプラズマガスとして用いる。In the third invention mainly based on the first invention, the preflow step, the step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, and the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut are completed. A non-oxidizing gas is used in the step and the after-flow step, an oxidizing gas having a pressure higher than a predetermined pressure suitable for cutting is used in the step of starting the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, and In the step of continuously generating a main arc between the electrode and the material to be cut and cutting the material to be cut, an oxidizing gas having a predetermined pressure suitable for cutting is used as a plasma gas.
【0009】第2の発明あるいは3の発明を主体とする
第4発明では、非酸化性気体として、窒素、アルゴン、
あるいは、二酸化炭素のいずれかを、酸化性気体とし
て、酸素、あるいは空気のいずれかを用いる。In the fourth invention mainly consisting of the second invention or the third invention, as the non-oxidizing gas, nitrogen, argon,
Alternatively, either carbon dioxide or oxygen or air is used as the oxidizing gas.
【0010】第1ないし第4のいずれかの発明を主体と
する第5発明では、プラズマ電源への電流指令値とし
て、パイロットアークを生成する工程時の電流指令値I
pと、メインアークを生成開始する工程時の電流指令値
Imと、電極と被切断材料との間にメインアークの生成
を終了する工程が終了し、アークが消弧するときの電流
指令値Ieと、を設定し、漸次の各工程に応じた電流値
を自動で切り換えるとともに、電流指令値Ipから電流
指令値Im、および、電流指令値Imから電流指令値I
eへの切り換え時にそれぞれ所定の変化率で切り換え
る。In the fifth invention, which is mainly based on any one of the first to fourth inventions, the current command value I for the step of generating a pilot arc is used as the current command value for the plasma power source.
p, the current command value Im at the step of starting the generation of the main arc, and the current command value Ie when the arc is extinguished after the step of ending the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut is completed. And are set to automatically switch the current value according to each step, and the current command value Ip to the current command value Im and the current command value Im to the current command value I.
When switching to e, switching is performed at a predetermined change rate.
【0011】第5発明を主体とする第6の発明では、電
極とノズルの間にパイロットアークを生成する工程に移
行すると同時に電源への電流指令値Ipとし、電極と被
切断材料との間にメインアークを生成開始する工程へ移
行し、メインアーク検出信号と同時に電流指令値Imへ
切り換え、電極と被切断材料との間にメインアークの生
成を終了する工程へ移行すると同時に電流指令値をIe
へ切り換え、電流指令値Ipから電流指令値Im、およ
び、電流指令値Imから電流指令値Ieへの切り換え時
にそれぞれ所定の変化率で切り換える。According to the sixth aspect of the invention, which is mainly based on the fifth aspect, the current command value Ip to the power source is set at the same time when the process moves to the step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, and the value is set between the electrode and the material to be cut. The process moves to the step of starting the generation of the main arc, switches to the current command value Im at the same time as the main arc detection signal, and moves to the step of ending the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, and at the same time the current command value Ie
The current command value Ip is switched to the current command value Im, and the current command value Im is switched to the current command value Ie.
【0012】第1ないし第6のいずれかの発明を主体と
する第7の発明では、プラズマトーチの外側に設けたア
シストガス噴出口より、酸化性気体を噴出させる。In the seventh invention, which is mainly composed of any one of the first to sixth inventions, the oxidizing gas is ejected from the assist gas ejection port provided outside the plasma torch.
【0013】第7の発明を主体とする第8の発明では、
酸化性気体として、酸素、あるいは空気のいずれかを用
いる。In the eighth invention, which is mainly based on the seventh invention,
Either oxygen or air is used as the oxidizing gas.
【0014】第9の発明では、電極と被切断材料との間
にプラズマアークを発生し、被切断材料を切断するプラ
ズマ切断装置において、切断工程が、切断開始点(A
a)からワーク品3aの外周の切断開始点(Ba)まで
には、パイロットアーク生成からメインアーク連続が行
われるとともに、パイロットアーク生成時には非酸化性
気体を、かつ、メインアーク生成あるいはメインアーク
連続には酸化性気体を用い、さらに、外周切断終了点
(Bb)から切断終了点(Cb)までの間に酸化性気体
から非酸化性気体に切り替えて消弧することを特徴とす
る。In a ninth aspect of the present invention, in the plasma cutting apparatus that cuts the material to be cut by generating a plasma arc between the electrode and the material to be cut, the cutting step has a cutting start point (A).
From a) to the cutting start point (Ba) on the outer periphery of the workpiece 3a, the pilot arc is generated and the main arc is continuously performed, and at the time of the pilot arc generation, the non-oxidizing gas is generated and the main arc is generated or the main arc is continuously generated. It is characterized in that an oxidizing gas is used for and the arc is extinguished by switching from the oxidizing gas to the non-oxidizing gas between the outer peripheral cutting end point (Bb) and the cutting end point (Cb).
【0015】[0015]
【作用】一般的に、プラズマガス圧力を一定にしてプラ
ズマ切断を行ったときのプラズマ電流とプラズマガス流
量の関係は図8に示すようになっている。すなわち、プ
ラズマガス圧力が一定の場合には、プラズマ電流とプラ
ズマガス流量は反比例の関係にある。したがって、上記
構成によれば、メインアーク生成開始T3の工程では、
メインアークの発生の検出信号と同時にプラズマガスの
回路を酸化性気体の回路に接続し、それと平行して、プ
ラズマ電源への電流指令値を所定の変化率で徐々にメイ
ンアーク発生時の電流指令値Imへ変化させて回路中に
残っている非酸化性気体を所定の変化率で徐々に上げて
いる間に素早く追い出している。これにより、メインア
ーク移行に対して時間遅れがほとんど無く、プラズマガ
スを酸化性気体のみに置換できる。In general, the relationship between the plasma current and the plasma gas flow rate when performing plasma cutting with the plasma gas pressure kept constant is as shown in FIG. That is, when the plasma gas pressure is constant, the plasma current and the plasma gas flow rate are in inverse proportion. Therefore, according to the above configuration, in the main arc generation start T3 step,
Simultaneously with the detection signal of the main arc generation, the plasma gas circuit is connected to the oxidizing gas circuit, and in parallel with this, the current command value to the plasma power supply is gradually increased at a predetermined rate and the current command when the main arc occurs. The value is changed to Im and the non-oxidizing gas remaining in the circuit is rapidly expelled while gradually increasing at a predetermined change rate. As a result, there is almost no time delay with respect to the main arc transfer, and the plasma gas can be replaced with only the oxidizing gas.
【0016】また、これとは逆に、プラズマ電源起動指
令がOFFになり、メインアーク生成終了の工程に移行
するとき、プラズマガスの回路に再び非酸化性気体の回
路を接続し、これと平行して、プラズマ電源への電流指
令値を所定の変化率でメインアークを消弧するときの電
流指令値Ieへと変化させて回路中に残っている酸化性
気体を素早く追い出してプラズマガスを非酸化性気体の
みに置換している。このときは、電流指令値Ieの低下
に伴い図8に示すように、電流に対してガス流量は反比
例の関係にあるため、さらに加速されてガスの置換が行
われる。これにより、電極のプラズマアーク放出部の溶
解物の再凝固が非酸化性気体中で行われるので、電極の
プラズマアーク放出部の酸化物の生成が防止され、ひび
割れが生じない。この結果、プラズマアーク放出部の飛
散がノズルの内壁に付着して誘発するダブルアークを防
止できる。また、これらの電流指令は、アーク点弧にと
もなう電極への熱衝撃緩和の効果とアーク消弧時、電極
が急冷されることを防止する効果も得られる。また、電
極とノズルの間にパイロットアークを発生する段階では
非酸化性気体でプラズマガス回路中を満たして電極の酸
化の防止を図っている。さらに、シーケンスと平行して
行われるアシストガスの噴出によって、被切断材料から
の吹き上がりがノズルに付着することも防止できるので
ノズルの寿命を伸ばせる。On the contrary, when the plasma power supply start command is turned off and the process of the main arc generation is completed, the circuit of plasma gas is connected to the circuit of non-oxidizing gas again, and in parallel with this. Then, the current command value to the plasma power source is changed at a predetermined change rate to the current command value Ie for extinguishing the main arc to quickly expel the oxidizing gas remaining in the circuit to remove the plasma gas. Only the oxidizing gas is substituted. At this time, as the current command value Ie decreases, the gas flow rate is in inverse proportion to the current as shown in FIG. 8, and therefore the gas is further accelerated to replace the gas. As a result, the re-solidification of the melt in the plasma arc discharge portion of the electrode is carried out in the non-oxidizing gas, so that the generation of oxide in the plasma arc discharge portion of the electrode is prevented and cracking does not occur. As a result, it is possible to prevent a double arc that is caused by the scattering of the plasma arc discharge portion adhering to the inner wall of the nozzle and inducing it. In addition, these current commands also provide the effect of mitigating thermal shock to the electrode due to arc ignition and the effect of preventing rapid cooling of the electrode when the arc is extinguished. At the stage of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, the inside of the plasma gas circuit is filled with a non-oxidizing gas to prevent the electrode from being oxidized. Further, it is possible to prevent the blow-up of the material to be cut from adhering to the nozzle due to the ejection of the assist gas performed in parallel with the sequence, so that the life of the nozzle can be extended.
【0017】[0017]
【実施例】以下に、本発明に係わるプラズマ切断装置の
制御方法の実施例につき、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は本発明のプラズマ切断装置の実施例の一例で
説明のための概略図を示す。図1において、プラズマ切
断装置1は、プラズマトーチ10と、プラズマガス供給
装置30と、アシストガス供給装置40と、プラズマ電
源50と、および、制御装置60とからなる。また、プ
ラズマトーチ10の下方には被切断材料3が配設され、
被切断材料3は支持台5の上に置かれている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a control method for a plasma cutting apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic view for explaining an example of an embodiment of a plasma cutting apparatus of the present invention. In FIG. 1, the plasma cutting device 1 includes a plasma torch 10, a plasma gas supply device 30, an assist gas supply device 40, a plasma power supply 50, and a control device 60. Further, the material 3 to be cut is disposed below the plasma torch 10,
The material 3 to be cut is placed on the support 5.
【0018】図2はプラズマトーチの断面図とプラズマ
電源50等を示している。プラズマトーチ10は、中心
部に電極11を持ち、その電極11の外側にはガス12
のプラズマガス通路13が配設され、また、プラズマガ
ス通路13を隔てて電極11を被覆するようにノズル1
5が配置されている。ノズル15の外側には保護キャツ
プ17が配設されるとともに、ノズル15と保護キャツ
プ17との間にアシストガス通路19が設けられてい
る。また、電極11の下方中心部には、ハフニウム、ジ
ルコニウム、タングステン、およびそれらの合金が埋設
され、さらに、その中心部には冷却用の穴が配設されて
いる。FIG. 2 shows a sectional view of the plasma torch and the plasma power source 50 and the like. The plasma torch 10 has an electrode 11 at the center, and a gas 12 is provided outside the electrode 11.
Plasma gas passage 13 is provided, and the nozzle 1 is provided so as to cover the electrode 11 with the plasma gas passage 13 interposed therebetween.
5 are arranged. A protective cap 17 is provided outside the nozzle 15, and an assist gas passage 19 is provided between the nozzle 15 and the protective cap 17. Further, hafnium, zirconium, tungsten, and alloys thereof are buried in the lower center part of the electrode 11, and a cooling hole is provided in the center part thereof.
【0019】プラズマガス通路13はプラズマガス配管
13aを介してプラズマガス供給装置30に連結されて
いる。図1において、プラズマガス供給装置30は、非
酸化性気体源31と、酸化性気体源32と、非酸化性気
体源31に接続される非酸化性気体流量調整弁33(以
下、非酸化流量調整弁33という。)と、酸化性気体源
32に接続される酸化性気体流量調整弁34(以下、酸
化流量調整弁34という。)と、一方が非酸化流量調整
弁33と酸化流量調整弁34とに、他方がプラズマガス
配管13aに接続されるプラズマガス切換弁35とから
なる。The plasma gas passage 13 is connected to a plasma gas supply device 30 via a plasma gas pipe 13a. In FIG. 1, the plasma gas supply device 30 includes a non-oxidizing gas source 31, an oxidizing gas source 32, and a non-oxidizing gas flow rate adjusting valve 33 (hereinafter, non-oxidizing gas flow rate) connected to the non-oxidizing gas source 31. Adjusting valve 33), an oxidizing gas flow rate adjusting valve 34 (hereinafter referred to as oxidizing flow rate adjusting valve 34) connected to the oxidizing gas source 32, and one of them is a non-oxidizing flow rate adjusting valve 33 and an oxidizing flow rate adjusting valve. And a plasma gas switching valve 35 connected to the plasma gas pipe 13a.
【0020】アシストガス通路19はアシストガス配管
19aを介してアシストガス供給装置40に連結されて
いる。アシストガス供給装置40は酸化性気体源41
と、酸化性気体源41に接続されるアシストガス流量調
整弁42(以下、アシスト流量調整弁42という。)
と、一方がアシスト流量調整弁42に、他方がアシスト
ガス配管19aに接続されるアシストガス切換弁43と
からなる。なお、本実施例では、酸化性気体源32と酸
化性気体源41とは同一の容器の気体源を用いているの
で以後は、酸化性気体源32を用いて説明する。The assist gas passage 19 is connected to an assist gas supply device 40 via an assist gas pipe 19a. The assist gas supply device 40 includes an oxidizing gas source 41.
And an assist gas flow rate adjusting valve 42 connected to the oxidizing gas source 41 (hereinafter referred to as assist flow rate adjusting valve 42).
And an assist gas switching valve 43 connected to the assist gas pipe 19a. In the present embodiment, the oxidizing gas source 32 and the oxidizing gas source 41 use the same gas source in the same container, and therefore, the oxidizing gas source 32 will be used in the following description.
【0021】図2において、プラズマ電源50の陰極5
1aは電極11に接続され、また電源50の陽極51b
は図示しない抵抗、スイッチ52を介してノズル15に
接続されている。また、電源51の陽極51bはスイッ
チ53、メインアーク電流検出器54(以下、メイン電
流検出器54という)を介して被切断材料3に接続され
ている。電極11とノズル15との間にはパイロットア
ーク電流検出器55(以下、パイロット電流検出器55
という)が配設されている。パイロット電流検出器55
およびメイン電流検出器54は後述する制御装置60に
接続されている。電極11と被切断材3の間に発生する
アーク放電により作られる高温のプラズマガス流7をノ
ズル15の孔15aで細く絞り、被切断材料3に噴射す
ることによりおこなわれる。In FIG. 2, the cathode 5 of the plasma power source 50
1a is connected to the electrode 11 and the anode 51b of the power supply 50
Is connected to the nozzle 15 via a resistor and a switch 52 (not shown). The anode 51b of the power source 51 is connected to the material 3 to be cut via a switch 53 and a main arc current detector 54 (hereinafter referred to as the main current detector 54). Between the electrode 11 and the nozzle 15, a pilot arc current detector 55 (hereinafter, pilot current detector 55
Is said to be provided. Pilot current detector 55
The main current detector 54 is connected to the control device 60 described later. This is performed by narrowing a high temperature plasma gas stream 7 generated by an arc discharge generated between the electrode 11 and the material 3 to be cut through the holes 15a of the nozzle 15 and injecting it into the material 3 to be cut.
【0022】制御装置60はコントローラ等からなり、
制御装置60には、プラズマガス切換弁35、アシスト
ガス切換弁43、非酸化流量調整弁33、酸化流量調整
弁34、アシスト流量調整弁42、スイッチ52、スイ
ッチ53、パイロット電流検出器55、および、メイン
電流検出器54に接続されている。また、制御装置60
にはプラズマ電源50への電流指令値を入力する入力装
置61および切断形状の軌跡等の入力キー62が付設さ
れている。 制御装置60は、入力装置61からのプラ
ズマ電源50への電流指令値に従い、パイロット電流検
出器55、および、メイン電流検出器54、位置センサ
ーあるいは時間等の検出により、プラズマガス切換弁3
5、アシストガス切換弁43、非酸化流量調整弁33、
酸化流量調整弁34、あるいはアシスト流量調整弁4
2、に指令を出力する。The control device 60 comprises a controller and the like,
The control device 60 includes a plasma gas switching valve 35, an assist gas switching valve 43, a non-oxidizing flow rate adjusting valve 33, an oxidizing flow rate adjusting valve 34, an assist flow rate adjusting valve 42, a switch 52, a switch 53, a pilot current detector 55, and , And is connected to the main current detector 54. In addition, the control device 60
An input device 61 for inputting a current command value to the plasma power source 50 and an input key 62 for a locus of a cut shape and the like are attached to the. The control device 60 detects the pilot current detector 55, the main current detector 54, the position sensor, the time, and the like according to the current command value from the input device 61 to the plasma power supply 50, and the plasma gas switching valve 3 is detected.
5, assist gas switching valve 43, non-oxidizing flow rate adjusting valve 33,
Oxidation flow rate adjustment valve 34 or assist flow rate adjustment valve 4
The command is output to 2.
【0023】上記構成において次に作動について、図
3、及び図4のタイムチャート、あるいは、図5の切断
軌跡の一例で説明する。まず、図3で、アシストガスの
酸化性気体、プラズマガスの酸化性気体、および、プラ
ズマガスの非酸化性気体についてのガスの流れについ
て、縦軸でON(流れ)、OFF(停止)で、ガスの流
れを横軸で、プリフローT1、パイロットアークT2、
メインアーク生成開始T3、メインアーク連続T4、メ
インアーク生成終了T5、アフターフローT6の段階の
各段階に分けて説明する。プリフローT1の段階は、パ
イロットアーク発生時の熱衝撃等を防止するために非酸
化性気体でプラズマガス回路中を満たし、かつ、プラズ
マガス流量を安定させるために設けられており、この段
階ではプラズマガスの回路13、13aは制御装置60
からの指令により、非酸化流量調整弁33、プラズマガ
ス切換弁35を作動させて、非酸化性気体源31に接続
される。次に、パイロットアークT2へ移行する。Next, the operation of the above structure will be described with reference to the time charts of FIGS. 3 and 4 or an example of the cutting locus of FIG. First, in FIG. 3, for the gas flows of the oxidizing gas of the assist gas, the oxidizing gas of the plasma gas, and the non-oxidizing gas of the plasma gas, the vertical axis indicates ON (flow) and OFF (stop). The gas flow is plotted along the horizontal axis, preflow T1, pilot arc T2,
The main arc generation start T3, the main arc continuation T4, the main arc generation end T5, and the afterflow T6 will be described separately. The stage of preflow T1 is provided to fill the inside of the plasma gas circuit with a non-oxidizing gas in order to prevent thermal shock and the like at the time of pilot arc generation, and to stabilize the plasma gas flow rate. The gas circuit 13, 13a is a control device 60
A non-oxidizing flow rate adjusting valve 33 and a plasma gas switching valve 35 are operated by a command from the above to be connected to the non-oxidizing gas source 31. Next, the operation moves to pilot arc T2.
【0024】パイロットアークT2の段階は、電極11
とノズル15にパイロットアークを生成する段階であ
り、プラズマ電源50への電流指令値を入力装置61よ
り入力した所定のパイロットアーク発生時の電流指令値
Ip(図4に示す)に自動的に切り替える。このとき、
プラズマガスの回路13、13aは継続して、非酸化性
気体源31に接続されている。The stage of the pilot arc T2 is the electrode 11
And in the stage of generating a pilot arc in the nozzle 15, the current command value to the plasma power source 50 is automatically switched to the current command value Ip (shown in FIG. 4) when a predetermined pilot arc is input from the input device 61. . At this time,
The plasma gas circuits 13, 13a are continuously connected to the non-oxidizing gas source 31.
【0025】メインアーク生成開始T3の段階は、プラ
ズマガス12に非酸化性気体を用いて切断を行うと切断
品質が低下するのでプラズマガス回路中13、13aを
酸化性気体で満たすために設けられており、この段階で
はプラズマガスの回路は制御装置60からの指令によ
り、酸化流量調整弁34、プラズマガス切換弁35を作
動させて、酸化性気体源32に接続される。これと平行
して、プラズマ電源への電流指令値を所定の変化率で徐
々にメインアーク発生時の電流指令値Im(図4に示
す)へと変化させる。このとき、プラズマ電源50に対
する電流指令値にスロープ(図4の(イ)に示す)を設
けることにより、プラズマガス回路中13、13aに残
っている非酸化性気体をこのスロープ間で素早く追い出
し、酸化性気体で満たすことができるので良質切断への
移行がスムーズになる。一定時間(以下、アップスロー
プ時間Tuという)経過後、電流指令値がImに到達す
ると、メインアーク連続T4へと移行する。The step of starting T3 of the main arc is provided in order to fill the plasma gas circuit 13 and 13a with the oxidizing gas because the cutting quality is deteriorated when cutting is performed by using the non-oxidizing gas as the plasma gas 12. At this stage, the plasma gas circuit is connected to the oxidizing gas source 32 by operating the oxidizing flow rate adjusting valve 34 and the plasma gas switching valve 35 in response to a command from the control device 60. In parallel with this, the current command value to the plasma power source is gradually changed at a predetermined change rate to the current command value Im (shown in FIG. 4) when the main arc occurs. At this time, by providing a slope (shown in (a) of FIG. 4) to the current command value for the plasma power source 50, the non-oxidizing gas remaining in the plasma gas circuit 13 and 13a is expelled quickly between these slopes. Since it can be filled with oxidizing gas, the transition to good quality cutting becomes smooth. When the current command value reaches Im after a lapse of a certain time (hereinafter referred to as up-slope time Tu), the main arc continuation T4 is entered.
【0026】メインアーク連続T4の段階は、酸化性気
体により安定したプラズマ切断を行う。このとき、プラ
ズマガスの回路13、13aは継続して、酸化性気体源
32に接続されている。At the stage of the main arc continuation T4, stable plasma cutting is performed by the oxidizing gas. At this time, the plasma gas circuits 13 and 13a are continuously connected to the oxidizing gas source 32.
【0027】メインアーク生成終了T5の段階は、プラ
ズマ電源起動指令がOFFになり、非酸化性気体の中で
電極のプラズマアーク放出部の溶解物の再凝固を行ない
プラズマアーク放出部の酸化物の生成を防止してひび割
れの発生を防ぐために設けられており、この段階ではプ
ラズマガスの回路13、13aは制御装置60からの指
令により、非酸化流量調整弁33、プラズマガス切換弁
35を作動させて、再度非酸化性気体源31に接続され
る。これと平行して、プラズマ電源50への電流指令値
を所定の変化率で徐々にメインアーク発生時の電流指令
値Ieへと変化させる。このとき、プラズマ電源に対す
る電流指令値にスロープ(図4の(ロ)に示す)を設け
ることにより、プラズマガス回路中に残っている酸化性
気体を素早く追い出し、非酸化性気体で満たすことがで
きるので電極のプラズマアーク放出部の飛散物がノズル
内壁に付着して引き起こすダブルアークを防止できる。
一定時間(以下、ダウンスロープ時間Tdという)経過
後、電流指令値がIeに到達すると、メイン電流生成終
了の段階が終了し、プラズマ電源が停止してアフターフ
ローT6の段階へと移行し、一連のシーケンスが終了す
る。At the stage of the main arc generation end T5, the plasma power source start command is turned off, the melt of the plasma arc discharge part of the electrode is re-solidified in the non-oxidizing gas, and the oxide of the plasma arc discharge part is re-solidified. It is provided in order to prevent the generation and to prevent the generation of cracks. At this stage, the plasma gas circuits 13 and 13a operate the non-oxidizing flow rate adjusting valve 33 and the plasma gas switching valve 35 in response to a command from the control device 60. And is again connected to the non-oxidizing gas source 31. In parallel with this, the current command value to the plasma power supply 50 is gradually changed at a predetermined change rate to the current command value Ie at the time of main arc occurrence. At this time, by providing a slope (shown in (b) of FIG. 4) to the current command value for the plasma power supply, the oxidizing gas remaining in the plasma gas circuit can be quickly expelled and filled with the non-oxidizing gas. Therefore, it is possible to prevent the double arc caused by the scattered matter of the plasma arc discharge portion of the electrode being attached to the inner wall of the nozzle.
When the current command value reaches Ie after a lapse of a certain time (hereinafter referred to as down slope time Td), the main current generation end step is ended, the plasma power supply is stopped, and the flow proceeds to the after flow T6 step. Sequence ends.
【0028】アフターフローT6の段階は、プラズマガ
スの回路13、13aは継続して、非酸化性気体源31
に接続されている。また、上記のシーケンスと平行し
て、上記の各段階において、被切断材料3からの吹き上
がりがノズルに付着するのを防止するために、プラズマ
トーチの外側のアシストガス噴出口19aより酸化性気
体を噴出している。このアシストガスの入切は、制御装
置60からの指令によりアシスト流量調整弁42、アシ
ストガス切換弁43により行われ、適宜に、適量のアシ
ストガスが供給される。また、上記では、プラズマガス
の酸化性気体、および、プラズマガスの非酸化性気体の
ガスの流れについてON(流れ)で表示したが、適宜
に、適量に設定されたガスが流量調整弁で調整されて供
給されることはいうまでもない。 なお、本実施例の酸
化性気体には、酸素、空気を、非酸化性気体には、窒
素、アルゴン、あるいは二酸化炭素を用いている。At the stage of afterflow T6, the plasma gas circuits 13 and 13a are continuously operated, and the non-oxidizing gas source 31 is used.
It is connected to the. Further, in parallel with the above sequence, in order to prevent the blow-up from the material to be cut 3 from adhering to the nozzle in each of the above steps, an oxidizing gas is supplied from the assist gas jet port 19a outside the plasma torch. Is gushing out. The turning on and off of the assist gas is performed by the assist flow rate adjusting valve 42 and the assist gas switching valve 43 according to a command from the control device 60, and an appropriate amount of assist gas is appropriately supplied. Further, in the above description, the flow of the oxidizing gas of the plasma gas and the gas of the non-oxidizing gas of the plasma gas is indicated as ON (flow), but the gas set to an appropriate amount is appropriately adjusted by the flow rate adjusting valve. It goes without saying that they will be supplied after being supplied. In this embodiment, oxygen and air are used as the oxidizing gas and nitrogen, argon or carbon dioxide is used as the non-oxidizing gas.
【0029】次に、図3および図4での電流指令値の切
り替えについて説明する。切り替えの時期(横軸)につ
いては、ガスの流れと同一とし、プリフローT1、パイ
ロットアークT2、メインアーク生成開始T3、メイン
アーク連続T4、メインアーク生成終了T5、アフター
フローT6の段階の各段階に分けて説明する。また、縦
軸は、図3では、電流についての流れを、ON(流
れ)、OFF(停止)で、また、図4では、電流指令値
の大きさを示している。Next, switching of the current command value in FIGS. 3 and 4 will be described. The switching timing (horizontal axis) is the same as the gas flow, and the preflow T1, the pilot arc T2, the main arc generation start T3, the main arc continuous T4, the main arc generation end T5, and the afterflow T6 are performed. I will explain separately. In addition, the vertical axis indicates the flow of the current as ON (flow) and OFF (stop) in FIG. 3, and shows the magnitude of the current command value in FIG.
【0030】制御装置60から図示しない起動スイッチ
を押してプラズマ電源に対して起動指令を出力すると同
時にプリフローT1の段階がスタートする。従って、プ
リフローT1の段階では、電流指令値はゼロであり、電
極11に流れる電流もゼロである。所定時間(例えば、
パイロットアーク発生時の熱衝撃等を防止するために非
酸化性気体でプラズマガス回路中を満たし、かつ、プラ
ズマガス流量を安定させるためまでの時間)が経過の後
に、パイロットアークT2の段階に移行する。The start-up switch (not shown) is pushed from the control device 60 to output a start-up command to the plasma power source, and at the same time, the stage of preflow T1 starts. Therefore, at the stage of the preflow T1, the current command value is zero and the current flowing through the electrode 11 is also zero. A predetermined time (for example,
After the elapse of (time until the plasma gas circuit is filled with a non-oxidizing gas to prevent thermal shock when the pilot arc is generated and the plasma gas flow rate is stabilized), the pilot arc T2 is entered. To do.
【0031】パイロットアークT2の段階では、スイッ
チ52が入りパイロットアークT2の段階に移行すると
同時に、電流指令値はゼロからパイロットアーク発生時
の電流指令値Ipへとステップ状に自動的に切り替え
る。パイロットアークが発生し、さらに、パイロットア
ークからメインアークに移行し、プラズマ電源50から
のメインアーク移行信号がメインアーク電流検出器54
により検出されるとメインアーク生成開始T3の段階に
移行する。At the pilot arc T2 stage, the switch 52 is turned on and the pilot arc T2 stage is entered, and at the same time, the current command value is automatically switched stepwise from zero to the current command value Ip when the pilot arc is generated. A pilot arc is generated, and further, the pilot arc is transferred to the main arc, and the main arc transfer signal from the plasma power supply 50 is transmitted to the main arc current detector 54.
When it is detected by, the process proceeds to the stage of the main arc generation start T3.
【0032】メインアーク生成開始T3の段階では、プ
ラズマ電源50への電流指令値を所定の変化率で徐々に
メインアーク発生時の電流指令値Imへと変化させる。
アップスロープ時間Tu経過後(あるいは、メイン電流
検出器54からの信号により)、電流指令値がImに到
達すると、メインアーク連続T4へと移行する。At the stage of the main arc generation start T3, the current command value to the plasma power source 50 is gradually changed at a predetermined change rate to the current command value Im at the time of main arc generation.
When the current command value reaches Im after the up-slope time Tu has passed (or by a signal from the main current detector 54), the main arc continuation T4 is entered.
【0033】メインアーク連続T4の段階では、スイッ
チ52が切れ、かつ、スイッチ53が入りプラズマ電源
から所定の電流Imが出力され、プラズマ切断を行う。
被切断材料3を所定量だけ切断し、その切断が終了位置
に近接し、その位置が後述する位置センサーあるいは時
間等により検出されたら、制御装置60からプラズマ電
源に対して0FFを出力すると同時にメインアーク生成
終了T5の段階に移行する。At the stage of the main arc continuation T4, the switch 52 is turned off, and the switch 53 is turned on to output a predetermined current Im from the plasma power source to cut the plasma.
When the material 3 to be cut is cut by a predetermined amount and the cutting is close to the end position, and the position is detected by a position sensor described later or time, etc., the controller 60 outputs 0FF to the plasma power source and at the same time The process proceeds to the stage of arc generation end T5.
【0034】メインアーク生成終了T5の段階では、プ
ラズマ電源への電流指令値を所定の変化率で徐々にメイ
ンアーク発生時の電流指令値Ieへと変化させる。ダウ
ンスロープ時間Td経過後、電流指令値がIeに到達す
ると、メイン電流生成終了の段階が終了し、スイッチ5
3が切れるとともに、プラズマ電源50が停止してアフ
ターフローT6の段階へと移行する。At the stage of the main arc generation end T5, the current command value to the plasma power source is gradually changed to the current command value Ie when the main arc is generated at a predetermined change rate. When the current command value reaches Ie after the down slope time Td elapses, the stage of ending the main current generation ends, and the switch 5
When 3 is cut off, the plasma power supply 50 is stopped and the process proceeds to the stage of afterflow T6.
【0035】アフターフローT6の段階では、電流指令
値はゼロであり、電極11に流れる電流もゼロである。At the stage of afterflow T6, the current command value is zero and the current flowing through the electrode 11 is also zero.
【0036】図5の切断軌跡の一例を示す。切断の軌跡
を被切断材料3の丸型形状のワーク品3aを切断すると
きに、切断開始点(Aa)、ワーク品3aの外周の切断
開始点(Ba)および終了点(Bb)(以下、外周切断
開始点(Ba)あるいは外周切断終了点(Bb)とい
う)、切断終了点(Cb)、切断開始点(Aa)と外周
切断開始点(Ba)との間の助走区間(Ea)、およ
び、外周切断終了点(Bb)と切断終了点(Cb)の間
の消弧区間(Fb)とする。切断軌跡の切断開始点(A
a)では、少なくともプリフローT1、パイロットアー
クT2、メインアーク生成開始T3、が行われる。ま
た、外周切断開始点(Ba)では、完全にメインアーク
連続T4の段階になっている。さらに、この状態は、ワ
ーク品3aの外周の切断終了点(Bb)あるいは消弧区
間(Fb)まで継続される。消弧区間(Fb)では、メ
インアーク生成終了T5あるいはアフターフローT6の
段階がおこなわれる。なお、このときの、プリフローT
1、パイロットアークT2、メインアーク生成開始T
3、メインアーク連続T4、メインアーク生成終了T
5、アフターフローT6の段階の切り替えは、切断開始
点(Aa)、外周切断開始点(Ba)、あるいは、外周
切断終了点(Bb)をプラズマトーチを搭載しているX
Y軸の可動装置に装着した位置センサーにより検出する
か、あるいは、テーチィング時に切断時間を設定して時
間で把握するか、あるいは、切断軌跡をXY軸の可動装
置あるいはロボット等の制御装置に記憶させるときにそ
の位置を指示するか、等により行う。An example of the cutting trajectory of FIG. 5 is shown. When cutting the circular work piece 3a of the material 3 to be cut along the cutting locus, the cutting start point (Aa), the cutting start point (Ba) and the end point (Bb) on the outer periphery of the work piece 3a (hereinafter, Outer circumference cutting start point (Ba) or outer circumference cutting end point (Bb)), cutting end point (Cb), run-up section (Ea) between cutting start point (Aa) and outer circumference cutting start point (Ba), and , And an arc extinguishing section (Fb) between the outer circumference cutting end point (Bb) and the cutting end point (Cb). Cutting start point (A
In a), at least the preflow T1, the pilot arc T2, and the main arc generation start T3 are performed. Further, at the outer periphery cutting start point (Ba), it is completely in the stage of main arc continuation T4. Furthermore, this state is continued until the cutting end point (Bb) or the arc extinguishing section (Fb) on the outer periphery of the workpiece 3a. In the arc extinguishing section (Fb), a stage of main arc generation end T5 or afterflow T6 is performed. At this time, the preflow T
1, pilot arc T2, main arc generation start T
3, main arc continuous T4, main arc generation end T
5. The switching of the stages of the afterflow T6 is performed by using the plasma torch at the cutting start point (Aa), the outer circumference cutting start point (Ba), or the outer circumference cutting end point (Bb).
Whether it is detected by a position sensor attached to the Y-axis movable device, or the cutting time is set and grasped in time at the time of teaching, or the cutting locus is stored in the XY-axis movable device or a control device such as a robot. Occasionally indicate the position or by doing so.
【0037】次に、図6、および、図7を用いて、第2
実施例について説明する。なお、第1実施例と同一符号
には同一記号を付して説明は省略する。図6において、
プラズマガス通路13はプラズマガス配管13aを介し
てプラズマガス供給装置70に連結されている。プラズ
マガス供給装置70は、非酸化性気体源31と、高圧酸
化性気体源72と、最適圧酸化性気体源73と、一方が
各気体源に、他方がプラズマガス配管13aに接続され
るプラズマガス切換弁75とからなる。アシストガス通
路19はアシストガス配管19a、アシストガス切換弁
43、および、アシスト流量調整弁42を介して最適圧
酸化性気体源73に連結されている。Next, referring to FIG. 6 and FIG. 7, the second
Examples will be described. The same reference numerals as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG.
The plasma gas passage 13 is connected to the plasma gas supply device 70 via the plasma gas pipe 13a. The plasma gas supply device 70 includes a non-oxidizing gas source 31, a high-pressure oxidizing gas source 72, and an optimum pressure oxidizing gas source 73, one of which is connected to each gas source and the other of which is connected to the plasma gas pipe 13a. And a gas switching valve 75. The assist gas passage 19 is connected to the optimum pressure oxidizing gas source 73 via the assist gas pipe 19 a, the assist gas switching valve 43, and the assist flow rate adjusting valve 42.
【0038】上記構成において、次にプラズマガスの作
動について説明するが、プリフローT1の段階、およ
び、パイロットアークT2の段階は同一のため説明を省
略し、メインアーク生成開始T3の段階、および、メイ
ンアーク連続T4の段階について説明する。メインアー
ク生成開始T3の段階は、前記と同様にプラズマガス1
2に非酸化性気体を用いて切断を行うと切断品質が低下
するのでプラズマガス回路中13、13aを酸化性気体
で満たすために設けられており、この段階ではプラズマ
ガスの回路は制御装置60からの指令により、プラズマ
ガス切換弁75を作動させて、高圧酸化性気体源72に
接続される。この高圧酸化性気体源72からの供給によ
り、プラズマガス回路中13、13aに残っている非酸
化性気体を素早く追い出し、酸化性気体で満たすことが
できるので良質切断への移行がスムーズになる。なお、
このとき、第1実施例と同様に、プラズマ電源への電流
指令値を所定の変化率で徐々にメインアーク発生時の電
流指令値Im(図4に示す)へと変化させても良い。所
定時間経過後、電流指令値がImに到達すると、メイン
アーク連続T4へと移行する。In the above structure, the operation of the plasma gas will be described below. However, since the steps of preflow T1 and pilot arc T2 are the same, explanations thereof are omitted, and steps of main arc generation start T3 and main arc are started. The stage of the arc continuation T4 will be described. At the stage of the main arc generation start T3, the plasma gas 1
Since cutting quality is deteriorated when a non-oxidizing gas is used for No. 2, the plasma gas circuit is provided to fill 13 and 13a with the oxidizing gas. At this stage, the plasma gas circuit is provided with the controller 60. The plasma gas switching valve 75 is operated in response to a command from, and the high-pressure oxidizing gas source 72 is connected. By the supply from the high-pressure oxidizing gas source 72, the non-oxidizing gas remaining in the plasma gas circuit 13 and 13a can be quickly expelled and filled with the oxidizing gas, so that the transition to good quality cutting becomes smooth. In addition,
At this time, similarly to the first embodiment, the current command value for the plasma power supply may be gradually changed at a predetermined rate of change to the current command value Im (shown in FIG. 4) when the main arc occurs. When the current command value reaches Im after the lapse of a predetermined time, the main arc continuation T4 is entered.
【0039】メインアーク連続T4の段階は、酸化性気
体により安定したプラズマ切断を行うために、プラズマ
ガスの回路は制御装置60からの指令により、プラズマ
ガス切換弁75を作動させて最適圧酸化性気体源73に
接続する。この最適圧酸化性気体源73からの供給によ
り、プラズマノズル15は最適圧なガスが流れ、安定し
たプラズマ切断が行われる。次のメインアーク生成終了
T5、および、アフターフローT6の段階は第1実施例
と同一のため説明を省略する。なお、アシストガス通路
19は最適圧酸化性気体源73に連結され、プリフロー
T1の段階からアシストガス切換弁43、および、アシ
スト流量調整弁42を介して所定の適量が流れている。At the stage of the main arc continuation T4, in order to perform stable plasma cutting with the oxidizing gas, the circuit of the plasma gas operates the plasma gas switching valve 75 according to a command from the control device 60, and the optimum pressure oxidizing property is obtained. Connect to gas source 73. By the supply from the optimum pressure oxidizing gas source 73, the optimum pressure gas flows through the plasma nozzle 15, and stable plasma cutting is performed. Since the next main arc generation end T5 and afterflow T6 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. The assist gas passage 19 is connected to the optimum pressure oxidizing gas source 73, and a predetermined appropriate amount flows from the stage of the preflow T1 through the assist gas switching valve 43 and the assist flow rate adjusting valve 42.
【0040】なお、上記の第2実施例では、高圧酸化性
気体源72および最適圧酸化性気体源73を配設した
が、図1に示すように、電磁調圧弁80を配設して高圧
酸化性気体と最適圧酸化性気体とを調整するようにして
も良い。In the second embodiment described above, the high pressure oxidizing gas source 72 and the optimum pressure oxidizing gas source 73 are provided, but as shown in FIG. The oxidizing gas and the optimum pressure oxidizing gas may be adjusted.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマガスの回路に切り替える制御機能を設け、電極
とノズルの間にパイロットアークを発生する段階では非
酸化性気体でプラズマガス回路中を満たして電極の酸化
の防止を図り、また、メインアークの発生の段階ではプ
ラズマガスの回路を酸化性気体の回路に接続するととも
に、非酸化性気体を素早く追い出すことを行うため良好
な切断品質が得られる。また、メインアーク生成終了の
段階では、プラズマガスの回路に再び非酸化性気体の回
路を接続し、プラズマ電源への電流指令値を所定の変化
率で変化させて回路中に残っている酸化性気体を素早く
追い出してプラズマガスを非酸化性気体のみに置換して
いるので電極のプラズマアーク放出部の溶解物の再凝固
が非酸化性気体中で行われるので、電極のプラズマアー
ク放出部の酸化物の生成が防止され、ひび割れを防止で
きる。さらに、シーケンスと平行して行われるアシスト
ガスの噴出によって、被切断材料からの吹き上がりがノ
ズルに付着することも防止できるのでノズルの有効寿命
を伸ばせるという優れた効果が得られる。As described above, according to the present invention,
A control function to switch to the plasma gas circuit is provided, and at the stage of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, the plasma gas circuit is filled with a non-oxidizing gas to prevent oxidation of the electrode, and the main arc is generated. In the step (1), the plasma gas circuit is connected to the oxidizing gas circuit, and the non-oxidizing gas is expelled quickly, so that good cutting quality can be obtained. At the end of main arc generation, the circuit for plasma gas is connected to the circuit for non-oxidizing gas again, and the current command value to the plasma power supply is changed at a predetermined rate to reduce the oxidative gas remaining in the circuit. Since the gas is expelled quickly and the plasma gas is replaced only with the non-oxidizing gas, the re-solidification of the melt at the electrode's plasma arc discharge part is performed in the non-oxidizing gas, so that the electrode's plasma arc discharge part is oxidized. The generation of objects is prevented and cracking can be prevented. Further, it is possible to prevent the blow-up of the material to be cut from adhering to the nozzle due to the ejection of the assist gas performed in parallel with the sequence, so that an excellent effect of extending the effective life of the nozzle is obtained.
【図1】本発明のプラズマ切断装置の第1実施例の説明
のための概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic view for explaining a first embodiment of a plasma cutting apparatus of the present invention.
【図2】本発明のプラズマトーチの断面図とプラズマ電
源および制御装置との接続を説明のための概略図を示
す。FIG. 2 shows a cross-sectional view of a plasma torch of the present invention and a schematic diagram for explaining connection with a plasma power supply and a control device.
【図3】本発明のプラズマ切断装置の第1実施例のガス
流れおよび電流のタイムチャート図である。FIG. 3 is a time chart diagram of gas flow and current in the first embodiment of the plasma cutting apparatus of the present invention.
【図4】本発明のプラズマ切断装置の電流指令値のタイ
ムチャート図である。FIG. 4 is a time chart diagram of a current command value of the plasma cutting apparatus of the present invention.
【図5】被切断材の切断軌跡と切断するガスの種類の一
例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cutting locus of a material to be cut and types of gas to be cut.
【図6】本発明のプラズマ切断装置の第2実施例の説明
のための概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic view for explaining a second embodiment of the plasma cutting apparatus of the present invention.
【図7】本発明のプラズマ切断装置の第2実施例のガス
流れおよび電流のタイムチャート図である。FIG. 7 is a time chart diagram of gas flow and current in the second embodiment of the plasma cutting apparatus of the present invention.
【図8】プラズマガス圧力を一定にしてプラズマ切断を
行ったときのプラズマ電流とプラズマガス流量との関係
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a plasma current and a plasma gas flow rate when performing plasma cutting with the plasma gas pressure kept constant.
【図9】従来のプラズマ切断装置のガス流れおよびアー
ク電流のタイムチャート図である。FIG. 9 is a time chart of gas flow and arc current of a conventional plasma cutting device.
1 プラズマ切断装置、 3 被切断材料、 10
プラズマトーチ、11 電極、 13 プラズマガス
通路、 15 ノズル、19 アシストガス通路、 3
0、70 プラズマガス供給装置、31 非酸化性気体
源、 32 酸化性気体源、33 非酸化性気体流量調
整弁、 34 酸化性気体流量調整弁、35、75 プ
ラズマガス切換弁、 40 アシストガス供給装置、4
2 アシストガス流量調整弁、 50 プラズマ電源、
54 パイロットアーク電流検出器、 55 メインア
ーク電流検出器、60 制御装置、 72 高圧酸化性
気体源、 73 最適圧酸化性気体源、1 plasma cutting device, 3 material to be cut, 10
Plasma torch, 11 electrodes, 13 plasma gas passages, 15 nozzles, 19 assist gas passages, 3
0, 70 Plasma gas supply device, 31 Non-oxidizing gas source, 32 Oxidizing gas source, 33 Non-oxidizing gas flow rate adjusting valve, 34 Oxidizing gas flow rate adjusting valve, 35, 75 Plasma gas switching valve, 40 Assist gas supply Device, 4
2 Assist gas flow control valve, 50 plasma power supply,
54 pilot arc current detector, 55 main arc current detector, 60 controller, 72 high pressure oxidizing gas source, 73 optimum pressure oxidizing gas source,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 秀往 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 長谷川 雅彦 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideho Hoshino 1200 Manda, Hiratsuka, Kanagawa Prefecture Komatsu Ltd. (72) Inventor Masahiko Hasegawa 1200, Hiratsuka, Kanagawa Ltd. Komatsu Ltd.
Claims (9)
クを発生し、被切断材料を切断するプラズマ切断装置に
おいて、切断の工程を プリフローの工程と、 電極とノズルの間にパイロットアークを生成する工
程と、 電極と被切断材料との間にメインアークを生成開始
する工程と、 連続して、電極と被切断材料との間にメインアーク
を生成し、被切断材料を切断する工程と、 電極と被切断材料との間にメインアークの生成を終
了する工程と、 アフターフローの工程と、 の漸次の工程からなり、各工程に応じて少なくともプラ
ズマガスあるいはプラズマ電流値のいずれかを自動で切
り換えることを特徴とするプラズマ切断装置の制御方
法。1. In a plasma cutting apparatus for cutting a material to be cut by generating a plasma arc between an electrode and the material to be cut, a cutting step is a preflow step, and a pilot arc is generated between the electrode and a nozzle. And a step of starting to generate a main arc between the electrode and the material to be cut, and a step of continuously generating a main arc between the electrode and the material to be cut and cutting the material to be cut, It consists of the steps of terminating the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, the after-flow step, and the automatic steps of at least either the plasma gas or the plasma current value depending on each step. A method of controlling a plasma cutting device, characterized by switching.
方法において、プリフローの工程と、電極とノズルの間
にパイロットアークを生成する工程と、電極と被切断材
料との間にメインアークの生成を終了する工程と、およ
びアフターフローの工程には非酸化性気体を、電極と被
切断材料との間にメインアークを生成開始する工程、お
よび連続して、電極と被切断材料との間にメインアーク
を生成し、被切断材料を切断する工程には酸化性気体を
プラズマガスとして用いることを特徴とするプラズマ切
断装置の制御方法。2. The method of controlling a plasma cutting apparatus according to claim 1, wherein a preflow step, a step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, and a step of generating a main arc between the electrode and the material to be cut. The non-oxidizing gas is used in the step of terminating and the after-flow step, the step of starting the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, and continuously, between the electrode and the material to be cut. A method of controlling a plasma cutting device, characterized in that an oxidizing gas is used as a plasma gas in a step of generating a main arc and cutting a material to be cut.
方法において、プリフローの工程と、電極とノズルの間
にパイロットアークを生成する工程と、電極と被切断材
料との間にメインアークの生成を終了する工程と、およ
びアフターフローの工程には非酸化性気体を、電極と被
切断材料との間にメインアークを生成開始する工程には
切断に適切な所定の圧力より高圧の酸化性気体を、ま
た、連続して電極と被切断材料との間にメインアークを
生成し、被切断材料を切断する工程には切断に適切な所
定の圧力の酸化性気体をプラズマガスとして用いること
を特徴とするプラズマ切断装置の制御方法。3. The method for controlling a plasma cutting apparatus according to claim 1, wherein a preflow step, a step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle, and a step of generating a main arc between the electrode and the material to be cut. The non-oxidizing gas is used in the step of terminating and the after-flow step, and the oxidizing gas of a pressure higher than a predetermined pressure suitable for cutting is used in the step of starting the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut. In addition, the main arc is continuously generated between the electrode and the material to be cut, and in the step of cutting the material to be cut, an oxidizing gas having a predetermined pressure suitable for cutting is used as the plasma gas. A method for controlling a plasma cutting device.
装置の制御方法において、非酸化性気体として、窒素、
アルゴン、あるいは、二酸化炭素のいずれかを、酸化性
気体として、酸素、あるいは空気のいずれかを用いるプ
ラズマ切断装置の制御方法。4. The method for controlling a plasma cutting device according to claim 2, wherein the non-oxidizing gas is nitrogen,
A method for controlling a plasma cutting device, wherein either argon or carbon dioxide is used as an oxidizing gas, and either oxygen or air is used.
ラズマ切断装置の制御方法において、プラズマ電源への
電流指令値として、 パイロットアークを生成する工程時の電流指令値I
pと、 メインアークを生成開始する工程時の電流指令値I
mと、 電極と被切断材料との間にメインアークの生成を終
了する工程が終了し、アークが消弧するときの電流指令
値Ieと、を設定し、漸次の各工程に応じた電流値を自
動で切り換えるとともに、電流指令値Ipから電流指令
値Im、および、電流指令値Imから電流指令値Ieへ
の切り換え時にそれぞれ所定の変化率で切り換えるプラ
ズマ切断装置の制御方法。5. The method of controlling a plasma cutting device according to claim 1, wherein a current command value I for a process of generating a pilot arc is used as a current command value for the plasma power source.
p and the current command value I during the process of starting the generation of the main arc
m and the current command value Ie when the process of ending the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut is terminated and the arc is extinguished, and the current value corresponding to each process is gradually set. A method for controlling a plasma cutting device, in which the current command value Ip is switched to the current command value Im and the current command value Im is switched to the current command value Ie at a predetermined rate of change.
方法において、電極とノズルの間にパイロットアークを
生成する工程に移行すると同時に電源への電流指令値I
pとし、電極と被切断材料との間にメインアークを生成
開始する工程へ移行し、メインアーク検出信号と同時に
電流指令値Imへ切り換え、電極と被切断材料との間に
メインアークの生成を終了する工程へ移行すると同時に
電流指令値をIeへ切り換え、電流指令値Ipから電流
指令値Im、および、電流指令値Imから電流指令値I
eへの切り換え時にそれぞれ所定の変化率で切り換える
プラズマ切断装置の制御方法。6. The method for controlling a plasma cutting apparatus according to claim 5, wherein the current command value I to the power source is transferred to the step of generating a pilot arc between the electrode and the nozzle.
p and shift to the step of starting the generation of the main arc between the electrode and the material to be cut, and switch to the current command value Im at the same time as the main arc detection signal to generate the main arc between the electrode and the material to be cut. Simultaneously with the transition to the ending step, the current command value is switched to Ie, the current command value Ip to the current command value Im and the current command value Im to the current command value I
A method of controlling a plasma cutting device, which switches at a predetermined change rate when switching to e.
ラズマ切断装置の制御方法において、プラズマトーチの
外側に設けたアシストガス噴出口より、酸化性気体を噴
出させるプラズマ切断装置の制御方法。7. The method of controlling a plasma cutting device according to claim 1, wherein the oxidizing gas is jetted from an assist gas jet port provided outside the plasma torch.
方法において、酸化性気体として、酸素、あるいは空気
のいずれかを用いるプラズマ切断装置の制御方法。8. The method for controlling a plasma cutting device according to claim 7, wherein either oxygen or air is used as the oxidizing gas.
クを発生し、被切断材料を切断するプラズマ切断装置に
おいて、切断工程が、切断開始点(Aa)からワーク品
3aの外周の切断開始点(Ba)までには、パイロット
アーク生成からメインアーク連続が行われるとともに、
パイロットアーク生成時には非酸化性気体を、かつ、メ
インアーク生成あるいはメインアーク連続には酸化性気
体を用い、さらに、外周切断終了点(Bb)から切断終
了点(Cb)までの間に酸化性気体から非酸化性気体に
切り替えて消弧することを特徴とするプラズマ切断装置
の制御方法。9. A plasma cutting apparatus for cutting a material to be cut by generating a plasma arc between an electrode and the material to be cut, wherein the cutting step starts cutting the outer periphery of the workpiece 3a from a cutting start point (Aa). By the point (Ba), the pilot arc is generated and the main arc continues, and
A non-oxidizing gas is used when the pilot arc is generated, and an oxidizing gas is used for the main arc generation or the main arc continuation. Further, the oxidizing gas is used between the outer peripheral cutting end point (Bb) and the cutting end point (Cb). A method for controlling a plasma cutting device, which comprises extinguishing an arc by switching from a nonoxidizing gas to a nonoxidizing gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17464193A JPH079153A (en) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | Method for controlling plasma cutting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17464193A JPH079153A (en) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | Method for controlling plasma cutting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH079153A true JPH079153A (en) | 1995-01-13 |
Family
ID=15982151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17464193A Pending JPH079153A (en) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | Method for controlling plasma cutting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH079153A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013202663A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nissan Tanaka Corp | Plasma cutting method and plasma cutting device |
KR102029753B1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-11-08 | 백승철 | Plasma cutting apparatus |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17464193A patent/JPH079153A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013202663A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nissan Tanaka Corp | Plasma cutting method and plasma cutting device |
KR102029753B1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-11-08 | 백승철 | Plasma cutting apparatus |
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