DE2140241B2 - Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung von Werkstücken und Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage - Google Patents

Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung von Werkstücken und Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage

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DE2140241B2 DE19712140241 DE2140241A DE2140241B2 DE 2140241 B2 DE2140241 B2 DE 2140241B2 DE 19712140241 DE19712140241 DE 19712140241 DE 2140241 A DE2140241 A DE 2140241A DE 2140241 B2 DE2140241 B2 DE 2140241B2
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006Control circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36Circuit arrangements

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren lind Einrichtungen zur Plasmalichtbogenbearbeitung Werkstücken, insbesondere ein Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung von Werkstücken sowie Plasmalichtbogenbearbeitungsaiilagen zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung kann beim
Plasmalichtbogenschneiden, -schweißen und -aufschweißen benutzt werden.
Eine z.B. aus der deutschen Auslegeschrifi 1 294 155 bekannte Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage enthält einen Plasmabrenner und eine steuer-
bare Stromquelle zur Anregung und Aufrechterha!- tung des zwischen der Katode und dem Werkstück brennenden Lichtbogens. Das plasmabildende Gas wird über den Innenraum der elektrisch leitenden Düse geleitet, so daß der brennende Plasmaboger.
'urch ^lie Düse geht.
Die Regelung des nelriebszustandes dieser Anlage geschieht wie folgt:
Nach der Zuführung des plasmabildenden Gases zur Düse wird ein Plasmalichtbogen zwischen der Kstode und dem Werkstück angeregt und dann der Lichtbogenstrom stufenlos auf den vorgegebenen, frei zu wahlenden Arbeitswert, bei welchem die Bearbeitung erfolgt, gebracht. Die Stromerhöhung ist zur Steigerungder Leistung des Plasmalichtbogens erfor
derlich. so daß eine hohe Bearbeitungsgute und Leistungsfähigkeit der Anlage erzielt wird.
Zwischen den Düsenwandungen und dem Plasmalichtbogen strömt eine Kaltgasschicht, die die Plasmalichtbogensäule thermisch und elektrisch von den Du-
senwandungen isoliert. Jedoch ist bei Überschreitung eines bestimmten Stromgrenzwertes ein Durchschlag dieser Kaltgasschicht möglich.
Infolge eines solchen Durchschlags wird ein Tcii des Lichlbogenstromes durch die Düsenwandungen überbrückt, wobei eine Erosion der Düse hervorgerufen wird, was wiederum zur Störung der Symmetrie der Lichtbogenentladung und Verschlechterung der Bearbeitungsgute führt.
Darüber hinaus wird durch die Erosion der Düse ihr Kanaldurchmesser vergrößert und die Stromdichte und Energiekonzentration im Düsenkanal vermindert, was die Leistungsfähigkeit und die Bearbeitungsgute herabsetzt.
Schließlich macht die Störung der geometrischen Form der Düse die Einhaltung beständiger Plasmalichtbogen-Bearbeitungsbedingungen unmöglich, was bei einer Präzisionsbearbeitung absolut unzulässig ist Das Auswechseln ausgefallener Düsen bzw. Plasmabrenner führt zu Leerzeiten. Daher wählt mar beim Arbeiten mit einer solchen Anlage den Arbeitsstromwert bewußt kleiner als der hochstzulässige Wert, um einen Durchschlag zu vermeiden. Mar nimmt also bewußt eine Unterbelastung der gesamter Anlage und folglich eine Senkung der Leistungsfähig keit und der Bearbeiiungsgute in Kauf.
Bei einen« Aussetzen der Gaszuführung zu den Plasmabrenner. /.. B. wenn der Schlauch sich löst odei reißt, oder bei spontaner Zunahme des Plasmaiicht ixH'.ensiromes. Berührung der Düse mit dem Werk mi iick usw. ist ebenfalls eine Überbrückung des Pias malichibogens mit Erosion der Düse und schließlicl ein Ausfall der Anlage die Folge.
Die hier berichtete Anlage zur Plasmalichtbogen bearbeitung, die insbesondere zum Lichtbogen schneiden bestimmt ist. enthält eine Stromquelle, die durch parallel zur Katode-Werkstück-Strecke geschattete Impuls- und Gleichstromgeneratoren gebildet ist, einen Regler und einen Sollwerteinsteller fü:
die Stromamplitude dieser Generaloren. Eine Einllellung auf die beste Schnittkante und maximale Lei-Hungsfähigkeit bei vorgegebener Schnittkantengüle ■it dabei nur durch mehrfache Versuche für jedes konkrete Werkstück möglich.
Die Einstelloperationen sine mit unproduktivem Z^it-, Energie- und Werkstoifaufwand verbunden and garantieren dennoch nicht die beste Betriebsart.
Ein mit einem anderen Regelungsprinzip arbeitende Piasmalichtbogenanlage ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1565 733 bekannt. Zur Aufrechterhaltung des auch hier vorgegebenen und frei wahlbaren Bogenstroms wird der Abstand zwischen Brenner und Werkstücksoberfläche, also die Lichtbogenlänge verändert. Die vorsiehend aufgezeigten Nachteile dcr eingangs beschriebenen bekannten Anlage sind auch hier in gleichem Umfange gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein Verfahren »nzugeben, das die Möglichkeit gibt, mit den hochstzulässigen Werten des Plasmalichtbogenstromes zu arbeiten, so daß die höchstmögliche Leistungsfähigkeit der Anlage und die höchste Bearbeitungsgüte bei erosionsfreiem Betrieb des Plasmabrenners sichergestellt ist.
Dabei gehört es zur Erfindung, daß bei dem vorzuschlagenden Verfahren die Ermittlung des elektrischen Durchschlages im Düsenkanal bei Zunahme des l.-.chtbogenstromes möglich wird bzw. be; der das Verfahren verwirklichenden Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung die Möglichkeil gegeben ist, den Augenblick des elektrischen Durchschlags in der Düse, der deren Erosion \orangeht, zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei der Regelung des Betriebszustandes der Plasmaiichihogenbearbeitungsanlage gemäß der Erfindung die Spannung zwischen der Katode und der Düse mißt, •Jen Sprung dieser Spannung registriert und bei dessen Auftreten die Steigerung des Lichibogenstromes beendet.
Der Spannungssprung findet im Augenblick des Durchschlages der Kaltgasschicht, die elektrisch und ι hermisch die Lichtbogensäule von den Düsenwandungen isoliert, statt.
Eine weitere Steigerung des Lichtbogenstromes kann zur Erosion der Düse fuhren Jedoch hat die Erosion im Augenblick des ersten Spannungssprunges keine Zeit genug, um sich zu entfalten, deshalb schließt die Beendigung der Stromzunahme vollkommen die Erosion der Düse aus.
Dieses Verfahren kann fur cine Plasmalichtbogeiibearbeitungsanlage, die eine steuerbare Stromquelle zur Anregung und Aufrcchterhahung des zwischen der Katode und dem Werkslück brennenden und durch den Innenraum der elektnsjh leitenden Düse gehenden Plasmalichtbogens enthält, benutzt werden. Bei dieser Anlage liegt gemäß der Erfindung zwischen tier Katode und der Düse cm Spannungsgeber, der durch ein Filier, welches die Pulsalionstrequcn/ der Stromquelle überschreitende Frequenzen durchläßt, und ein Schwelicneleniciil. welches mit seinem Ausgang mit dem Steuereingant; der Siiomquelle verbunden ist und beim Erscheinen eines der spiungartigen Spannungsänderung entsprechenden Signals an seinem Eingang einen Impuls /.um Beendigen der Zunahme des Quellenstromes erzeugt, gebildet ist.
Am Ausgang des Spannungsgcbers wud /wcckm * ßigerweise ein Impulszahle; angeordnet und diener mit dem Steuereingang der Stromquelle verbunden, wobei z. B. auch bei Überschreitung einer vorgegebenen impulszahl die Speisequelle völlig abgeschaltet wird.
Bei der Anlage, die eine Stromquelle, welche aus parallel zu der Katode-Werkstück-Strecke geschaltetem Gleichstromgenerator und Impulsstromgenerator gebildet ist, einen Sollwerteinsteller und einen Regler der Generatorstromamplitude enthält, ist in weiterer
ίο Ausbildung der Erfindung zwischen der Katode und der Düse ein Spannungsgeber geschaltet, der durch, ein Filter, welches die Pulsationsfrequenz beider Generatoren überschreitende Frequenzen durchläßt, und ein Schwellenelement, weiches mit dem Reeler verbunden ist und bei sprungartiger Spannungsanderung einen Impuls zur Formierung eines Signals zum Beenden der Stromsteigerung eines der Generatoren erzeugt, gebildet ist, wobei der Regler und der Sollwerteinsteller mit den jeweiligen Stromgeneratoren über einen Wechselschalter verbunden werden.
Diese Ausführung der Anlage ermöglicht die ,Automatisierung des Überganges von einer Betriebsar die eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit sichert, zu einer Betriebsart, die eine hohe Bearbeitungsgüte gewährleistet, wobei für jede Betriebsart optimale Brennbedingungen eingehalten werden.
Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen und an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Blockschema der Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage. das das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht,
Fig. 2 den Verlauf des Plasmalichtbogenstromes und der Spannung zwischen Katode und Düse,
F1 g. 3 das Blockschema einer der Ausführungsvarianten der Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage,
Fig. 4 den Verlauf des Plasmalichtbogenstromes. Fig. 5 die Impulse am Ausgang des Spannungsgebers zwischen Katode und Düse,
4C F i g. b das Blockschema einer Ausfuhrungsvariante der Plasmalichtbogenschneideanlage.
Fig. 7 den zeitlichen Verlauf des Plasmalichtbogenstromes bei hoher Schnittleistung,
Fi μ. 8 den zeitlichen Verlauf des Plasmalichlbogen.siromes. der einer hohen Schnittkantengute entspricht.
Die Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeilung enthält ein Plasmatron 1 (Fig. 1) mit einer Katode 7 vorzugsweise aus lanthaniertem Wolfram, und de wassergekühlten Kupferdusc 3. Zwischen der Kalode 2 und dem Werkstuck 4 brennt der Plasinalichibogen 5. dei durch das m die Düse eintretende flainmenbildcnde Gas stabilisiert wird, wie dies mit der Pfeilen 6 gezeigt ist. Zwischen der Katode 2 und dem Werkstück 4 lieg! die regelbare Stromquelle 7 zur Speisung des Plasmahchtbogens 5 Zwischen der Kaiode 2 und der Düse 3 hegt der Spannungsgeber H dessen Ausiiang mit dem Stcuerkreis der Speisequelle 7 verbunden ist.
Bei stulenioser \nderune d< ^- Niivmes 1 Kurve*) i ι ^ Γ) des PKismaiiehtbogens 5 ^k ;h: ..i;e AmpliU^1. (•'..der Spannung 1 Kurve IiI i /Wim. iu ;; der KaU'-.u und der Düse nahc/.ii konstant. Her Zeitpunkt t <.;··: spricht dem Bieni'lteginn de^ Lichtbogens 5 u-.ά ciu Spannungsampiitiid'.' {.',, dem normalen Brennen de Lichtbogens. Wie festgestellt wur.'c. nnde: bei einergewissen Wert der Stromamplitude / .ae dem elektr· sehen Durchschlag imd der I. Kr'v;:^ku:ic des S'.r,-
mesdes Lichtbogens 5 über die Düse 3 entspricht, ein momentaner Spannungssprung auf die Amplitude Ux statt. Die Zeitpunkte I2 und Z1 sind jeweils die Zeitpunkte des Beginns und Endes dieses Spannungssprunges, die der Wirkungsdauer des Stromes /, ent- sprechen bzw. diese etwas überschreiten.
Nachstehend sollen statt der Begriffe Stiomamplitude und Spannungsamplitude die Begriffe Strom und Spannung benutzt werden, wobei beispielsweise unter Strom /, die Stromamplitude /, zu verstehen ist.
Die Praxis zeigt, daß eine kurzzeitige Einwirkung des Stromes 7, keine Erosion hervorruft, so daß man bei rechtzeitigem Verhindern der Zunahme des Stromes /, die Düse vor Erosion schützen kann.
Somit kann man, wenn man den Spannungssprung zwischen der Katode 2 und der Düse 3 registriert und bei dessen Auftreten die Zunahme des Lichtbogenstremes verhindert, die Düse 3 vor Erosion schützen.
Der Geber 8 muß folglich auf die sprungartige Ändenme der Spannung zwischen der Katode 2 und der Düse 3 reagieren und beim Auftreten dieses Spannungssprunges einen Impuls erzeugen, der über den Steuerkreis der Sneisequelle 7 das Aufhören der Zunahme des Plasmalichtbogenstromes bewirkt. Als solcher Geber kann beispielsweise ein bekannter monostabiler Multivibrator benutzt werden, der beim' Eintreffen eines Eingangsimpulses einen Steuerimpuls für den Steuerkreis der Speisequelle 7 zur Beendigung der Stromzunahme erzeugt. Als Eingangsimpuls wird bei diesem Verfahren der Spannungssprung benutzt.
Nachstehend wird das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Betriebszustandes der Anlage eingehender betrachtet.
Über die Düse 3 wird flammenbildendes Gas zügeführt, die Speisequelle 7 eingeschaltet und auf beliebige bekannte Art der Lichtbogen 5 zwischen der Katode 2 und dem Werkstück 4 angeregt. Hierbei wird die Stromamplitude /0 bewußt kleiner als die Stromamplitude /,, bei der ein Durchschlag der Kaltgasschicht entstehen kann, gewählt. Im Zeitintervall von t] bis f2 (Fig. 2) wird allmählich der Strom erhöht.
Zum Zeitpunkt t7 erreicht der Strom des Lichtbogens den kritischen Wert, wobei die Spannung sprungartig auf IZ1 ansteigt. Da die Spannungsanstieggeschwindigkeit zum Zeitpunkt t-, wesentlich die Spannungsänderungs-Geschwindigkeit bei normalem Brennen des Lichtbogens übersteigt, so wird diese Änderung vom Geber (Multivibrator) als Impuls wahrgenommen, wobei der Multivibrator auf die Speisequelle 7 einwirkt und die Zunahme des Stromes abbricht. Dadurch wird ein erosionsfteies Arbeiten des Plasmatrons gesichert.
Bei der Speisung des Plasmalichtbogens mit Gleichstrom kann eine Anlage verwendet werden, deren Blockschema in Fig. 3 wiedergegeben ist.
Zu dieser Anlage gehören: das Plasmatron 1 mit Katode 2 und Düse 3. Zwischen der Katode 2 und dem Werkstück 4 brennt der Lichtbogen 5, der durch die Düse 3 geht. Zwischen dem Werkstück 4 und der Katode 2 liegt die regelbare Stromquelle 7 zur Speisung des Lichtbogens 5. Die Speisequelle umfaßt den Gleichstromgenerator 11, Stromanstieg-Einheit 12, die zum Fixieren des Stromes bestimmte Einheit 13, eine Stromabfall-Einheit 14, einen Magnetanlasscr 15 und einen Impulszähler 16.
Die Ausgänge 17 und 18 des Generators 11 sind jeweils an die Katode 2 und das Werkstück 4 angeschlossen. Die Eingänge 19, 20, 21 des Generators 11 sind jeweils mit den Ausgängen der Einheiten 12 und 14 und des Magnetanlassers 15 verbunden. Die Eingänge der Einheiten 14 und 15 sind mit den Ausgängen des Impulszählers 16 und der Eingang 22 der Einheit 12 mit dem Ausgang der Einheit 13 verbunden. Die Eingänge der Einheit 13 und des Zählers 16 sind vereinigt und bilden den Eingang 23 der regelbaren Stromquelle 7 zur Speisung des Lichtbogens.
Zwischen der Katode 2 und der Düse 3 liegt der Geber 8, der durch das elektrische Filter 24, welches die Strompulsationsfrequenz der Stromquelle 7 übersteigende Frequenzen durchläßt, und das Schwellenelement 25, welches bei sprungartiger Änderung der Spannung zwischen der Katode 2 und der Düse 3 ein Impulssignal erzeugt, gebildet ist. Als Eingang für den Geber 8 dienen die Eingänge 26 und 27 des Filters 24, während als Ausgang der Ausgang des Elementes 25 dient, der seinerseits an den Eingang 23 der Speisequelle 7 angeschlossen ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Anlage funktioniert wie folgt.
Die Stromanstiegeinheit 12 wirkt auf den Gleichstromgenerator 11 ein. wodurch ein Anstieg des Stromes des Lichtbogens 5 auf die Amplitude /, (Fig. 4) im Zeitabschnitt von i, bis t2 hervorgerufen wird. Zum Zeitpunkt I1 erreicht oer Strom die Amplitude /,, bei der der erste Durchschlag der Kaltgasschicht entsteht, dem der Impuls 28 (Fi g. 5) am Ausgang des Gebers 8 entspricht.
Dieser Impuls wirkt auf die Stromwerthalteeinheit 13 (Fi g. 3) und den Impulszähler 16 ein. Die Einheit 13 schaltet die Stromanstiegeinheit 12 ab. Weiterhin bleibt die Steuereinwirkung der Einheit 12 auf die Einheit 11 während des Betriebs der Anlage bis zur Ausschaltung derselben unverändert. Gleichzeitig trifft der Impuls 28 auf den Eingang des Zählers 16 ein. Letzterer gibt ein Signal auf die Stromabfalleinheit 14 aus. Die Einheit 14 wirkt auf den Generator
11 ein und ruft eine Senkung des Stromes des Lichtbogens 5 von der Amplitude /, bis auf die Amplitude
12 hervor. Diese Senkung beträgt gewöhnlich 2 bis 10^ der Amplitude /,. Bei der Stromamplitude /: findet die Bearbeitung des Werkstücks statt. Im Falle einer Notsituation, beispielsweise beim Aussetzen der Gaszuführung bzw. bei Verringerung des Gasverbrauches sowie bei Berührung der Düse 3 mit dem Werkstück 4 usw. entstehen am Ausgang des Gebers 8 die Impulse 29, 30, die unter der Wirkung der Signale vom Zähler 16, die über die Einheit 14 auf den Eingang des Generators 11 geben werden, eine Stromsenkung auf die Amplitude /, und /4 hervorrufen. Beim Eintreffen des Signals 31 wird der Zähler 16 gefüllt, der in diesem Falle ein Signal auf den Magnetanlasser 15 zur Abschaltung des Lichtbogenspeisegenerators 11 gibt.
F i g. 6 zeigt das Blockschema einer Anlage, die zum Plasmalichtbogenschneiden benutzt werden kann.
Zu dieser Anlage gehören: das Plamatron 1 mit Katode 2 und Düse 3. Zwischen der Katode 2 und dem Werkstück 4 brennt der Plasmalichtbogen 5, der durch das in die Düse 3 eintretende Gas (durch die Pfeile 6 gezeigt) stabilisiert wird.
Zwischen der Katode 2 und dem Werkstück 4 liegt die regelbare Stromquelle 7 zur Speisung des Lichtbogens 5, deren Eingang mit dem Ausgang des Gebers 8 verbunden ist. Die Eingänge des Gebers 8 sind
an die Katode 2 und die Düse 3 des Piasmatrons 1 gelegt.
Die Speisequellc 7 umfaßt den Gleichstromgenerator 11, einen Impulsstromgenerator 32. einen Sollwerteinsteller 33, einen Generatorstromrcgler 34 und einen Schalter 35 mit zwei stabilen Sielhingen 36 und 37.
Der Regler 34 kann die Elemente 12, 13. 14, 15. 16 (Fig. 3) umfassen (Fig. 3) und siehert die Stromänderung eines der Generatoren gemäß Fig. 4. -lO
Die gleichnamigen /Ausgänge von Generatoren 11 und 32 sind vereinigt und bilden die Ausgange 17 und 18 der Stromquelle 7.
Die Steuereingange 38 und 39 der Generatoren 11 und 32 sind jeweils über den Schalter an die Ausgange des Sollwerteinstellers 33 und des Reglers 34 gelegt.
Befindet sich der Schalter 35 in Stellung 36, so is! der Ausgang des Reglers 34 mit dem Eingang 38 des Gleichstromgenerators 11 und der Ausgang des SoIlwertcinstellers 33 mit dem Eingang 39 des Impuls-Stromgenerators verbunden.
Befindet sich der Schalter 35 in Stellung 37, so ist der Ausgang des Reglers 34 mit dem Eingang 39 des Impulsstromgenerators 32 und der Ausgang des SnIlwerteinstcllers 33 mit dem Eingang 38 des Gleichstromgenerator 11 verbunden.
Bei dieser Anlage ist der Hochlcislungsbctrieb durch relat.v große Stromamplitude /ς (Fig. 7) des Generators 11 und kleine Stromamplitude /„ des Generators 32 gekennzeichnet.
Eine hohe Schnittkantengute sichert der Betriebszustand, der einem geringer! Wert von /ς (Fi g. 8) und einem großen Wert von /f entspricht.
Die Anlage funktioniert wie folgt.
Wird eine bestimmte Schnittkantengute benötigt, so wird der Schalter 35 in Stellung 36 gebracht und mit dem Sollwerteinsteller 33 der erforderliche Impulsstrom am Generator 32 eingestellt. Nach Einschaltung der Aniagc steigt die Amplitude des Gleichstromes des Generators 11 unter der Wirkung des 4tl Reglers 34 so lange an. bis der gesamte Amplitudenwert des Lichtbocensiromes den Wert /, (Fig. 4) er reicht hat. Im weiteren wird der Summenwert de Lichtbogenstromes unter der Wirkung der Signal· vom Ausgang des Gebers 8 infolge einer Senkung de Gleichstromes des Generators 11 dem Arbeitswert / gleich.
Auf diese Weise wird automatisch die höchstzuläs sige Leistungsfähigkeit bei vorgegebener Schnittkan tengüte und bei völligem Ausbleiben der Düsenero sion gesichert.
Wird eine bestimmte Schnittleistung nötig, so win der Schalter 35 in Stellung 37 gebracht und mit den Sollwerteinsteller 33 der erforderliche Gleichstron am Generator 11 eingestellt. Nach Einschaltung de Anlage steigt der Impulsstrom des Generators 32 un ter der Wirkung des Reglers 34 so lange an, bis de Summenamplitudenwert des Lichtbogenstromes dei Wert f, (Fig. 4) erreicht hat. Im weiteren nimmt de Summenwert des Lichtbogenstromes unter der Wir kung der Signale vom Ausgang des Gebers 8 infolgi einer Senkung des Impulsstromes des Generators 3! den Arbeitswert [. an.
Hierbei wird automatisch die bestmögliche Schnitt kantengüte bei vorgegebener Schnittlcistung und be völligem Ausbleiben der Düsenerosion gesichert.
Bei Notbetrieb wirken die Impulse 29 und 3f (F ig. 5) auf einen der durch den Regler 34 steuerba rc η Generatoren ein und setzen den Summenstrorr des Lichtbogens 5 auf die Werte /; und /4 herab.
Der Vorteil der Erfindung hesteht darin, daß sie die Düse vor Ausfall bei einer Notsituation, beispiels weise beim Aussetzen der Gaszufuhr, bei Bcriihmni der Düse mit dem Werkstück, bei spontaner Stromzu nähme usw. schützt. Bei Speisung des Plasmalichtbo gens mit Impulsstrom siehert die erfindungsgemüß« Anlage die höchste Schnittkantengüte bei "sfromän derung Leistungsfähigkeit und höchste Leistiinssfh higkcit bei vorgegebener Schnittkantengute.
Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht ein« Plasmalichtbogenbearbeitung bei höchstzulässigei Strömen.die höchste Güte und Leistungsfähigkeit de Arbeitsganges unter Ausbleiben von Düsenerosioi sichern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 526'23

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeit ung von Werkstücken, bei welchem man stufenlos den Strom des zwischen der Katode und dem zu bearbeitenden Werkstück brennenden und durch den Innenraum der elektrisch leitenden Düse gehenden Lichtbogen steigert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spannung zwischen der Katode und der Düse mißt, den Sprung dieser Spannung registriert und bei dessen Auftreten die Steigerung des Lichtbogenstromes beendet.
2. Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung unter Regelung des Betriebszustandes nach Anspruch 1, die eine steuerbare Stromquelle zur Speisung des zwischen der Katode und dem Werkstück brennenden und durch die elektrisch leitende Düse gehende Plasmalichtbogen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Katode (2) und der Düse (3) ein Spannungsgeber (8) liegt, derein Filter (24), welches die Pulsafionsfrequenz der Stromquelle (7) übersteigende Frequenzen durchläßt, und ein Schwellenelement (25) aufweist, welches mit seinem Ausgang mit dem Steuerkreis der Stromquelle (7) verbunden ist und beim Erscheinen eines dem Spannungssprung entsprechenden Signals am Filterausgang einen Impulserzeugt, der auf den Eingang der Stromquelle zum Abbrechen der Lichtbogenstromzunahme gegeben wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Gebers und dem Eingang des Steuerkreises der Stromquelle ein Impulszähler (16) angeordnet ist, der die Speisequelle bei Überschreitung einer vorgegebenen Impulszahl völlig abschallet.
4. Anlage zum Plasmalichtbogenschneiden von Werkstücken unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine Stromquelle zur Speisung des Plasmalichtbogens, bestehend aus je einem parallel zu der Katode-Werkstuck-Strecke geschalteten Gleichstromgenerator und Impulssiromgenerator, einen Sollwerteinsteller und einen Regler der Generatorenstromamplitude enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Katode (2) und der Düse (3) ein Spannungsgeber (8) geschaltet ist, der durch ein Filter (24), welches die Pulsationsfrcquenz der Speisequelle übersteigende Frequenzen durchlaßt, und ein Schwellenelement (25), das mit seinem Ausgang mit dem Regler (34) verbunden ist und beim Erscheinen eines dem Spannungssprung entsprechenden Signals am Filterausgang ein Signal zur Beendigung der Zunahme des von der Stromquelle gelieferten Stromes erzeugt, gebildet ist, wobei dci Regler (34) und der Sollwerteinsteller (33) an die Stromquelle über einen Schalter (35) mit zwei Schaltstellungen angeschlossen sind, in welchen sie wechselweise mil den Generatoren (H, 32) der Stromquelle verbunden werden.
DE19712140241 1971-08-26 1971-08-11 Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung von Werkstücken und Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage Expired DE2140241C3 (de)

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