JP2000317640A - 弓形経路に沿って加工片を切断する方法 - Google Patents

弓形経路に沿って加工片を切断する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のプラズマアークトーチを用いた切断方
法の欠点を排除し、改良された切断方法を提供する。 【解決手段】 弓形の又は１つ又はそれ以上の弓形部分
をもつ切断経路に沿って加工片を切断する方法がトーチ
の角速度に比例する制御パラメータを決定する工程を含
む。該方法ではプラズマアークトーチ１２を通してかつ
加工片に向けてプラズマガスを差し向け、アークが加工
片を切断するようにアークを電極から加工片に発生させ
るために電極に電流を供給し、トーチが決定可能の角速
度をもつようにトーチを予定の切断経路に沿って予定の
直線進行速度で移動させ、直線進行速度と、トーチの角
速度に比例した制御パラメータの両者の関数として電極
に供給された電流を調整することを含む。トーチに供給
される電流は直線進行速度の関数としてのみならず、ト
ーチ角速度の関数としても調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明はプラズマアークトーチを用
いて金属に孔又は他の弓形形状を切断する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマアークトーチは通常、切断、溶
接、表面処理、溶融、及び焼鈍を含む金属の加工用に使
用される。かかるトーチは電極から加工片に延びるアー
クを支持する電極を含む。酸化性ガスの如きプラズマガ
スが典型的には、渦巻き状にアークを取り囲むガスを加
工片に衝突させるよう差し向けられる。或る型式のトー
チでは、第２遮蔽ガスは加工作業を制御するためにプラ
ズマガスの噴流とアークを取り囲むために使用される。
他の型式のトーチでは、水の渦巻き噴流がプラズマガス
の噴流とアークを取り囲むよう使用され、そして加工作
業を制御するために加工片に衝突する。
【０００３】色々な環境では、切断作業の少なくとも複
数の部分の間、トーチがゼロでない角速度もつような少
なくとも部分的に弓形形状をなす切断経路に沿って金属
加工片を切断することが望まれる。毎分当り１フィート
の表面におけるトーチの進行速度は一般に、主として切
断されている材料の種類と厚さ、及びノズル面積１平方
インチ当りのアーク電流アンペア数で表されたトーチの
電流密度の関数である。従って現存するプラズマアーク
切断方法では、トーチの進行速度は典型的には、トーチ
を移動させる切断経路の形状又は輪郭とは無関係に選択
される。従ってトーチが弓形経路に沿って移動している
とき、トーチの角速度は切断経路の曲率半径に逆比例し
て増大する。
【０００４】プラズマアークトーチで小孔（例えば約１
インチ又はそれ以下の孔直径）を切断する際に認められ
る現象は、トーチの増大した角速度のために所望の非円
形又は円形経路をたどらないで、むしろ“鞭打ち動作(w
hipping around) ”するアークを生じるということであ
る。理論に縛られたくはないけれども、遠心力効果はト
ーチの角速度が増大するにつれてますます重大になつて
きて、遠心力効果がアークの移動に影響を与える程に大
きくなる。これは多分、プラズマガス流は、トーチがよ
り低い角速度で辿っていくように正確には辿っていかな
いからである。この鞭打ち動作の結果、加工片は所望の
切断経路に一致しない経路に沿って切断されることにな
る。非一致性の問題は特に、切断経路の完了端部が切断
経路の出発端部に接続する孔切断の終了時に特に起こる
ようである。しかし、アークの鞭打ち動作によって生じ
る不一致性は、トーチが切断作業中に非直線経路に沿っ
て動かされるときにはいつでも生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来のプラズマアークトーチを用いた切断方法の欠点を排
除し、改良された切断方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的はプラズマアー
クトーチを用いて切断するための改良された方法を提供
する本発明により達成され、他の利益が得られる。本発
明の好適実施例によれば、トーチに供給される電流は直
線進行速度の関数としてのみならず、トーチ角速度の関
数としても調整される。理由は分からないが、トーチに
供給される電流を増大すれば、トーチが弓形経路に沿っ
て動かされるときにアークが鞭打ち動作を起こし難くな
る傾向があることが見出された。従って、本発明の好適
実施例では、トーチの角速度が増大したときに電流が増
大させられる。
【０００７】本発明の好適実施例によれば、該方法はプ
ラズマアークトーチを通してかつ加工片に向けてプラズ
マガスを差し向け、アークが加工片を切断するようにア
ークを電極から加工片に発生させるために電極に電流を
供給し、トーチが決定可能の角速度をもつようにトーチ
を予定の切断経路に沿って予定の直線進行速度で移動さ
せ、直線進行速度と、トーチの角速度に比例した制御パ
ラメータの両者の関数として電極に供給される電流を調
整することを含む。
【０００８】本発明は加工片に円形孔を切断する方法を
提供する。該方法では、トーチは予定の直径をもつ円形
切断経路に沿って動かされ、また、電流は直線進行速度
と、トーチの角移動速度に逆比例する切断経路の直径の
関数として調整される。好適には、電流は、切断経路の
直径が予定の限度より大きいときには予定の第１の値に
調整され、そして切断経路の直径が予定の限度に等しい
か又はそれより小さいときには予定の第の２値に増大さ
せられる。
【０００９】１実施例の方法は、ノズル面積１平方イン
チ当りのアンペア数で表したアーク密度を切断経路の直
径が予定限度より大きいときの正規のアーク密度から、
直径が予定限度に等しいか又はそれより小さいときのそ
の正規のレベルより約１５乃至５０パーセント上のアー
ク密度に増大させることを含む。例えば、アーク密度は
好適には、約１インチ直径より大きい孔を切断するため
には平方インチ当り約７５，０００アンペアとすること
ができ、また、約１インチ又はそれ以下の直径の孔を切
断するためには平方インチ当り約９０、０００アンペア
の平均値まで増大させられることができる。これは単な
る実例であり、アーク密度を加工片の材料の種類や厚さ
並びに他のファクターに依存して変え得ることは認めら
れるだろう。
【００１０】本発明の好適実施例によれば、増大したア
ーク密度は、電流を脈動させることによって、すなわ
ち、短時間にわたってより高いレベルに電流を増し、次
いで電流をより低いレベルに減少させ、時間を通じての
平均電流が１５乃至５０パーセントだけ公称値より大き
くなるようにすることによって得られる。電流を脈動さ
た場合、トーチの電極及び他の消耗性構成分子が劣化す
る割合はより高いレベルにおける一定電流の場合よりは
小さくなると考えられる。
【００１１】本発明の他の好適実施例では、１つ又はそ
れ以上の弓形部分を含む切断経路に沿って既知の材料と
厚さの加工片を切断する方法は、トーチを切断経路に沿
って移動させ、切断経路の弓形部分に沿った点における
トーチの直線進行速度を決定し、前記点におけるトーチ
の角速度の関数である制御パラメータを決定し、そして
加工片の材料と厚さ及び直線進行速度及び制御パラメー
タのの関数として前記点において電極に供給される電流
を調整する工程を含む。所望ならば、切断経路の曲率半
径は制御パラメータとして選択することができ、曲率半
径が予定値より小さいときには電流はいつでも増大させ
ることができる。かかる予定値はそれ自体直線進行速度
の関数とすることができる。
【００１２】本発明の方法は、数値制御プラズマアーク
トーチシステムによって実施される切断作業に十分に適
合するが、これに限定されるものではない。従って、本
発明の好適実施例は、トーチをX 方向とY 方向に夫々動
かしそしてトーチのX 座標とY 座標を表す出力信号を提
供するために夫々作動する第１と第２の直線運動作動器
を作動させることによって予定の切断経路に沿ってトー
チを移動させ、作動器の出力信号からX 座標とY 座標の
導関数を決定し、そして前記導関数に基づいて制御パラ
メータを決定する工程を含む方法を提供する。直線進行
速度はまた、前記導関数から決定することができる。好
適には、制御パラメータは切断経路の曲率半径とするよ
う選択することができ、それは例えば、X 座標に関する
Y 座標の二次導関数から決定することができる。代案と
して、制御パラメータはトーチの角速度とすることがで
きる。それは切断経路の曲率半径、時間に関するX 座標
とY 座標の一次導関数から決定することができる。
【００１３】かくして、本発明は切断プロセスが、アー
クの鞭打ち現象を最小限となして結果として生じる切断
表面が所望の切断経路に良く一致するように電流を調整
することによって制御されて成る弓形経路に沿って加工
片を切断するプラズマアーク切断方法を提供する。上記
及び他の目的、特徴、利点は以下の好適実施例の説明か
ら明らかになるだろう。
【００１４】 〔発明の詳細な説明〕以下、好適実施例を示す添付図面
に基づき本発明を更に詳細に説明する。しかし本発明
は、多くの他の形式が可能であって、これらの実施例に
限定されるものではなく、これらの実施例は本発明を完
全に開示するためのものであり、当業者に本発明の範囲
を完全に伝えるだろう。全体を通じて同じ参照数字は同
じ構成素子を示す。
【００１５】本発明は慣例の自動化したプラズマアーク
トーチシステムの本文冒頭に記載した特色によって最も
良く説明されている。これらのシステムは所望の切断経
路に沿ってプラズマアークトーチを動かす数値制御機械
の助けをかりて、自動化方式で金属のプラズマアーク切
断用に使用される。図１によれば、慣例の自動化プラズ
マアークトーチ機械１０が示されている。このトーチ機
械１０は直線状に可動のサドル１４上に取り付けられた
プラズマアークトーチ１２を含む。サドル１４は１つ又
はそれ以上のレール又は軌道１６に沿って直線状に動く
ことができ、前記トラックはY-軸に沿って延在し、可動
のガントリ１７の一部分を構成する。ガントリ１７は、
１つ又はそれ以上のレール又は軌道１８に沿って直線状
に動くことができ、該機械の構造支持体又はベースの一
部分をなす。従って、トーチ１２はガントリ１７とサド
ル１４の移動によってX-方向及びY-方向に移動すること
ができる。
【００１６】図２によれば、プラズマアークトーチシス
テム２０が示されている。トーチシステム２０はプラズ
マトーチアーク機械１０、X-軸方向にガントリ１７を動
かすよう作動するX-軸作動器、及びY-軸方向にサドル１
４を動かすよう作動するY-軸作動器２４を含む。トーチ
システムは更に、作動器２２，２４の作動を制御するた
めの制御ユニット２６を含む。制御ユニット２６は典型
的には、プログラミング可能であり、所望の切断経路の
X-座標とY-座標をコンピュータにプログラミングするこ
とができ、制御器はトーチを所望の経路に沿って動かす
よう作動する。また、トーチシステム２０は電力供給源
２８を含み、これはトーチ１２に接続され、電流をトー
チ１２の電極（図示せず）に供給し、電極と切断される
加工片W（図１）の間にアーク（電弧）を維持するよう
になす。制御ユニット２６は好適には、電力供給源２８
によってトーチ１２に供給される電流を制御するよう作
動する。
【００１７】トーチシステム２０は更に、Z-軸作動器３
０を含み、これは、トーチをX-軸とY-軸の両方に直角を
なすZ-軸（図示せず）に沿って動かすよう作動して、加
工片W の表面に接近したり遠ざかったりするようトーチ
を動かす。加工片からトーチまでの距離又は高さは一般
にトーチの離隔高さ(standoff height) と言われる。シ
ステム２０はトーチの離隔高さを制御するようZ-軸作動
器３０を制御するよう作動することができる高さ制御ユ
ニット３２を含む。
【００１８】図１に示す如く、トーチ１２は点線円によ
って示される円形経路３４の如き所望の切断経路に沿っ
て動くことができる。慣例のプラズマムアーク切断プロ
セスでは、トーチがここでは直線進行速度と言われる該
経路に沿って動く速度は主に、材料加工片W の厚さの関
数である。従って、所定の材料と厚さについて、トーチ
の角速度は切断経路の曲率半径に逆比例して増加する。
例えば、1/4 インチ厚さのアルミニウムの切断では、典
型的な進行速度は毎分約１００インチである。もし３イ
ンチ直径の孔を切断するのであれば、トーチの角速度は
毎秒約６４°になるだろう。しかし、もし１インチ直径
の孔を切断するのであれば、角速度は前記量の３倍又は
毎秒約１９０°になるだろう。
【００１９】プラズマアークトーチを用いての小孔の切
断において見られる現象（例えば、約１インチ又はそれ
未満の孔直径）は、アークが所望の切断経路に従わず、
むしろ“鞭打ち動作”を生じることである。理論により
縛られることは望まないが、トーチの角速度が増大する
ので、遠心力効果がますます重要になってきて、遠心力
効果がアークの移動に影響する程の十分な大きさとなる
が、それはトーチの角速度が比較的低いため、多分プラ
ズマガス流がトーチに正確に追従しないからである。こ
のアークの鞭打ち動作の結果、加工片は所望の切断経路
に一致しない経路に沿って切断されることになる。これ
は図１の実線によって示される非円形の孔３６によって
示される。アーク鞭打ち動作の問題は孔直径が減少する
につれて悪化する傾向にあり、従ってトーチの角速度は
前記現象において大きな役割を演じると考えられる。
【００２０】この問題の解決は、第１に、トーチの直線
進行速度を単に減少させることによってなされるようで
ある。しかし、トーチ速度の減少は切断表面の滑らかさ
を悪化させることになる。更に、より速い切断速度が望
ましいが、それは切断速度が直接生産性に強く影響する
からである。従って、トーチの進行速度を遅くすること
はその問題の実行可能な解決法にはならない。
【００２１】本発明の発明者等はトーチへ供給されるの
電流が増したときアークの鞭打ち動作現象が大幅に減ら
されることを発見した。より高い電流は遠心力によって
あまり影響されない“より堅い(stiffer) ”アークを生
じる。しかし、性能の改善に責任のある精密な機構はあ
まり理解されていない。
【００２２】従って、本発明はトーチに供給される電流
が加工片の材料の種類と厚さのパラメータのみならず、
トーチの角速度に比例する制御パラメータにも基づいて
制御されるプラズマアークトーチで切断する方法を提供
する。種々の制御パラメータを使用することができる。
本発明の１好適実施例は図３に示す。この図はプラズマ
アーク切断プロセス用のプロセス図表を示す。このプロ
セスブロック４０に示すように、公称アーク密度ＱN は
入力ブロック４２に示す加工片材料と、入力ブロック４
４に示す加工片厚さの情報に基づいて設定される。アー
ク密度Ｑはプロセスガスノズルの出口におけるノズル面
積Ａによって割っアーク電流Ｉと定義される。プロセス
ブロック４６では、公称アーク電流ＩN が公称アーク密
度ＱN と、入力ブロック４８に示される既知のノズル面
積Ａに基づいて決定される。公称アーク電流ＩN は通常
は、例えば直線切断をなす場合アーク鞭打ち動作の問題
を考慮せずに所定の材料と厚さの加工片を切断するため
に使用されるアーク電流である。次に、決定ブロック５
０では、入力ブロック５２に示される切断すべき孔の直
径Ｄは予定の制限直径ＤL と比較される。もし孔直径Ｄ
が制限直径ＤL より小さいか又はそれと等しければ、ト
ーチに供給されるアーク電流Ｉはスケーリングファクタ
ー(scaling factor)Ｋだけ公称電流Ｉから増大させられ
る。このファクターは有利には、プロセスブロック５４
に示すように、約１．１５から約１．５までの範囲にわ
たる（即ち電流は約１５乃至５０パーセント増大す
る）。もし孔直径Ｄが制限直径ＤL より大きければ、電
流はプロセスブロック５６に示すように、公称電流ＩN
に設定される。
【００２３】制限直径ＤL は、所望に応じて、材料の種
々の種類と厚さに応じて異なるものとなすことができ
る。同様に、電流スケーリングファクターＫは材料の種
類と厚さの関数となすことができる。或る場合には、種
々のトーチノズル直径に対して種々のスケーリングファ
クターＫを用いるのが有利である。他のファクターもま
た、制限直径とスケーリングファクターのための最適範
囲に影響を与えるかも知れない。
【００２４】１実施例として、テストが０．２５インチ
の離隔高さ(standoff height) で作動する０．０３８イ
ンチのノズル直径をもつプラズマアークトーチと毎分６
５インチの直線進行速度を用いて行われた。１インチ直
径の孔が７０アンペアのアーク電流を用いて、アルミニ
ウム合金の０．２５インチ厚さのプレートに切断され
た。このアーク電流は平方インチ当たり約６２，０００
アンペアのアーク密度を生じた。第２テストが同じトー
チ、離隔高さ及び進行速度を用いて同じアルミニウム合
金プレートに行われが、１インチ直径の孔は１００アン
ペアの平均アーク電流で切断された。このアーク電流は
平方インチ当たり約８８，０００アンペアのアーク密度
を生じた。実質的改善は加工片の上表面と下表面の両方
における孔の丸さと、加工片の表面に関する孔の直角度
に関してより高いアーク密度で切断された孔に認められ
た。
【００２５】勿論、本発明は円形孔の切断プロセスに限
定されない。幾つかの適用例では、切断経路に沿ったあ
らゆる点で、電流がトーチの角速度に比例する制御パラ
メータに基づいて調整されるように、電流をリアルタイ
ム方式で制御することが望ましい。かかる電流制御は例
えば、適切な制御計画を図１、２に示すシステム２０の
如きＣＮＣプラズマアークトーチシステムのプログラミ
ング可能の制御器にプログラミングすることによって、
実現することができる。かかるＣＮＣシステムでは、Ｘ
軸及びＹ軸作動器２２及び２４は典型的には、トーチの
Ｘ位置とＹ位置を表す出力信号を提供し、これらの信号
は作動器のフィードバック制御の目的で制御ユニット２
６に伝えられる。またこれらの信号は、もし適切にプロ
グラミングされるならば、切断経路ｄＹ／ｄＸの傾斜
と、切断経路の二次導関数ｄ2 Ｙ／ｄＸ2 を含む種々の
パラメータを決定するために、制御ユニット２６によっ
て使用することができる。代案として、リアルタイム方
式で導関数パラメータを決定する制御器の代わりに、そ
れらは、例えば、制御器が切断経路に沿った所定の点の
特定のＸ座標とＹ座標に対応する二次導関数を調べるこ
とができるように、切断経路のＸ座標及びＹ座標と共に
制御器に予備プログラミングすることができる。二次導
関数は切断経路の曲率半径に逆比例し、それは好適に
は、電流を制御するための制御パラメータとして使用す
ることができる。従って、曲率半径は切断経路に沿った
各点につき決定することができ、電流は曲率半径に基づ
いて調整することができる。
【００２６】図４はアーク電流を制御するために曲率半
径を使用するプロセス例を示す。プロセスブロック６０
では、公称電流ＩN が入力ブロック６２に示される加工
片の材料と入力ブロック６４に示される加工片の厚さの
情報に基づいて設定される。プロセスブロック６６で
は、位置座標Ｘ、Ｙが、入力ブロック６８に示されるＸ
軸作動器からくる位置信号と、入力ブロック７０に示さ
れるＹ軸作動器からくる位置信号に基づいて切断経路に
沿った点について決定される。プロセスブロック７２で
は、点Ｘ、Ｙにおける切断経路の二次導関数ｄ2 Ｙ／ｄ
Ｘ2 が上記方法のうちの１つような適切な方法を用いて
決定される。次いで点Ｘ、Ｙにおける切断経路の曲率半
径ρがプロセスブロック７４に示すような二次導関数に
基づいて決定される。決定ブロック７６では、もし曲率
半径ρが予定の制限半径ρL より小さいか又はそれに等
しいならば、アーク電流ＩはスケーリングファクターＫ
だけ公称アーク電流ＩN から増大させられる。さもなけ
れば、アーク電流は公称アーク電流に等しく設定され
る。
【００２７】上記説明と添付図面に記載された技術の利
益を有する本発明に係わる当業者には本発明の多くの変
更や他の実施例が考えられるだろう。例えば、切断経路
の曲率半径又は直径の代わりに他の制御パラメータを使
用することができる。ある場合には、制御パラメータと
してトーチの角速度を使用すること及び角速度に基づい
て電流を制御することが望ましい。例えばアーク電流
は、角速度が予定値より小さいか又はそれに等しいとに
はいつでも公称値に設定することができ、また、角速度
が予定値より大きいときにはいつでも増すことができ
る。もう１つの実施例として、制御ユニットはプログラ
ミングすることができる。丸み付き端部をもつ細長い直
線スロットの弓形端部領域の如き切断経路の一定部分に
ついて電流を予定値に増すことができる。本発明の基本
概念に多くの他の変形が可能である。それ故、本発明は
開示された特定の実施例に限定されるものではなく、変
更や他の実施例も本発明の範囲に包含されるものである
のは言うまでもない。また本文中で特定の用語が使用さ
れているが、それらは一般的な、記述的意味で用いたに
過ぎず、本発明を限定する意図で用いられたものではな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 加工片中の円形孔を形成するための所望の切
断経路を示すプラズマアークトーチの移動経路を示すプ
ラズマアークトーチの上面図で、実質的なアーク鞭打ち
動作(arc whipping)が存在するときに形成される不整合
孔の例を示す図である。
【図２】 プラズマアークトーチシステムの構成成分を
示すブロック図である。
【図３】 サークルルーチンがトーチに供給された電流
を制御するために使用される本発明の好適例に従ったプ
ラズマアークトーチを制御する方法を示すプロセス図で
ある。
【図４】 ルーチンがプラズマアークトーチシステムの
Ｘ軸及びＹ軸作動器から受信した位置フィードバック信
号に基づいてトーチの角速度を決定するために使用され
る本発明のもう１つの好適実施例を示すプロセス図であ
る。
【符号の説明】
１０ トーチ機械 １２ プラズマトーチアーク １４ 可動のサドル １６、１８ 軌道 １７ ガントリ ２０ プラズマアークトーチシステム ２２，２４ 作動器 ２６ 制御ユニット ２８ 電力供給源 ３０ Ｚ軸−作動器 ３４ 円形経路 ４０ プロセスブロック ４２、４４、４８ 入力ブロック ５０ 決定ブロック ５２ 入力ブロック ５４、７２、７４ プロセスブロック ６２、６４、７０ 入力ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨセフ ヴァレリウス ワレン アメリカ合衆国 サウスカロライナ州 29505 フローレンス イエローストーン ドライヴ 1090 (72)発明者 バリー ガスキンス ターナー アメリカ合衆国 サウスカロライナ州 29583 パンプリコ カイン ブランチ サークル 4205

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アークが加工片を通して切断するようト
    ーチから加工片にアークを発生させるためにプラズマア
    ークトーチに電流を供給し、 トーチが予定の角速度をもつような予定の直線進行速度
    で予定の弓形切断経路に沿ってトーチを移動させ、そし
    て前記直線進行速度と、トーチの前記角速度に比例する
    制御パラメータの両者の関数としてトーチに供給される
    電流を調整すること、を含む弓形経路に沿って加工片を
    通して切断する方法。
  2. 【請求項２】 トーチを移動させる工程は予定の直径を
    もつ円形の切断経路に沿ってトーチを移動させることを
    含み、電流を調整する工程は直線進行速度と、トーチの
    角速度に逆比例する切断経路の直径の関数として電流を
    調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 調整工程は、切断経路の直径が予定の限
    界より大きいとき予定の第１の値に電流を調整し、切断
    経路の直径が予定の限界に等しいか又はそれより小さい
    とき予定の第２の値に電流を増すことを含むことを特徴
    とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 調整する工程は、切断経路の平均直径が
    予定の限界に等しいか又はそれより小さいときに、平均
    電流が第１の値より約１５乃至５０パーセント大きくな
    るように電流を脈動させることを含むことを特徴とする
    請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 弓形の切断経路に沿った点におけるトー
    チの角速度の関数である前記制御パラメータを瞬間的に
    決定し、そして前記点における電流が、直線進行速度と
    前記瞬間的に決定された制御パラメータとの関数となる
    ように電流を調整することを更に含むことを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 制御パラメータの決定は前記点における
    切断経路の曲率半径を決定することを含み、前記調整す
    る工程は、曲率半径が予定値に等しいか又はそれより小
    さいときに電流を増すことを含むことを特徴とする請求
    項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 トーチを移動させる工程は、予定された
    座標によって示された予定の切断経路に沿ってトーチを
    移動させることを含み、曲率半径を決定する工程は、予
    定の座標に基づいて曲率半径を決定することを含むこと
    を特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 トーチの角速度が予定値を超えたときに
    トーチの直線進行速度を減少させる工程を更に含むこと
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記調整する工程が、加工片の材料と厚
    さ、直線進行速度及び制御パラメータの関数として予定
    のアーク密度を得るよう電流を調整することを更に含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 トーチを移動させる工程が、X 方向と
    Y 方向にトーチを移動させるため及びX 座標とY 座標を
    表す出力信号を提供するために夫々作動可能である第１
    と第２の直線運動作動器を作動させることによって予定
    の切断経路に沿ってトーチを移動させることを含み、作
    動器の出力信号からX 座標とY 座標の導関数を決定しか
    つ前記導関数に基づいて制御パラメータを計算すること
    を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304159C (zh) * 2003-05-28 2007-03-14 小松产机株式会社 等离子切割装置及其控制装置
JP2017516659A (ja) * 2014-03-05 2017-06-22 リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． 統合コントローラのためのシステムと方法
KR102493480B1 (ko) * 2022-02-24 2023-03-10 주식회사 에스와이이노텍 절단능력이 개선된 플라즈마 절단 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6153850A (en) * 1999-04-29 2000-11-28 The Esab Group, Inc. Method of cutting a workpiece along an arcuate path with a plasma arc torch
US6379214B1 (en) 1999-08-25 2002-04-30 Flow International Corporation Apparatus and methods for z-axis control and collision detection and recovery for waterjet cutting systems
US6540586B2 (en) * 1999-08-25 2003-04-01 Flow International Corporation Apparatus and methods for collision detection and recovery for waterjet cutting systems
US6772040B1 (en) * 2000-04-10 2004-08-03 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a plasma arc system
US6947802B2 (en) * 2000-04-10 2005-09-20 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a laser materials processing system
US6647436B1 (en) * 2000-08-02 2003-11-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Selection apparatus and method
FR2830476B1 (fr) 2001-10-09 2003-12-12 Soudure Autogene Francaise Procede et installation de coupage par jet de plasma module au niveau des changements brutaux de trajectoire, notamment des angles
CN104174981A (zh) * 2014-08-13 2014-12-03 泰安华鲁锻压机床有限公司 一种简易等离子切割装置
CN105382388A (zh) * 2015-12-24 2016-03-09 广船国际有限公司 水尺字的数控等离子下料方法及数控等离子切割机
CN112775527A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 林肯环球股份有限公司 等离子炬切割系统
US20210138574A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-13 Lincoln Global, Inc. Plasma torch cutting system
CN114603239B (zh) * 2022-03-02 2022-12-16 华南理工大学 一种基于k-tig焊接系统的电弧弧长控制方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891824A (en) * 1971-04-01 1975-06-24 Philips Corp Method of plasma-MIG-welding
US3745321A (en) * 1971-07-28 1973-07-10 L Persits Method of control over operating conditions of an apparatus for plasma-arc treatment of articles and an apparatus for plasma-arc treatment
JPS5116379B2 (ja) * 1973-07-20 1976-05-24
US4133988A (en) * 1975-03-12 1979-01-09 Esibyan Eduard M Method of plasma arc cutting control and a device for realizing same
IT1047161B (it) * 1975-09-03 1980-09-10 Olivetti & Co Spa Centro di lavorazione per automazione programmabile con dispositivo tattile autoadattivo
US4055741A (en) * 1975-12-08 1977-10-25 David Grigorievich Bykhovsky Plasma arc torch
US4156125A (en) * 1977-02-28 1979-05-22 Caterpillar Tractor Co. Method of and means for spacing control of plasma arc cutting torch including vector velocity compensation
US4180719A (en) * 1977-12-12 1979-12-25 Lutz Kenneth V Tungsten carbide impregnator
US4273988A (en) * 1979-08-23 1981-06-16 Rockwell International Corporation Pulse welding process
US4330110A (en) * 1980-01-21 1982-05-18 Creech Clyde W Apparatus and method for cutting holes in steel plates
US4818540A (en) 1985-02-25 1989-04-04 Rutgers, The State University Of New Jersey Transdermal fertility control system and process
ES8606809A1 (es) * 1985-04-01 1986-06-01 Investronica Sa Metodo y aparato para cortar material laminar
JPS61232085A (ja) * 1985-04-09 1986-10-16 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ切断方法および装置
DE3787757T2 (de) * 1986-06-04 1994-02-03 Commw Scient Ind Res Org Impulslichtbogenschweissen.
JPS6349367A (ja) * 1986-08-13 1988-03-02 Hitachi Ltd 配管用プラズマ自動溶接方法、及びその装置
US4778155A (en) * 1987-07-23 1988-10-18 Allegheny Ludlum Corporation Plasma arc hole cutter
US4818840A (en) * 1987-12-14 1989-04-04 Dana Corporation Method of making an electromagnetic coupling disc
DE68927261T2 (de) * 1988-03-24 1997-02-06 Komatsu Mfg Co Ltd Plasmabogen-schneidevorrichtung und deren regelung
US5166494A (en) * 1990-04-24 1992-11-24 Hypertherm, Inc. Process and apparatus for reducing electrode wear in a plasma arc torch
US5396043A (en) * 1988-06-07 1995-03-07 Hypertherm, Inc. Plasma arc cutting process and apparatus using an oxygen-rich gas shield
JPH02108466A (ja) * 1988-10-14 1990-04-20 Brother Ind Ltd プラズマ切断装置
US5495091A (en) * 1989-02-27 1996-02-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pulse welding apparatus
US5406052A (en) * 1989-02-28 1995-04-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pulsed arc welding equipment
US5043554A (en) * 1989-03-23 1991-08-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Plasma-arc cutting apparatus having means for deflecting plasma arc
JPH03478A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Brother Ind Ltd プラズマ切断方法及びプラズマ切断装置
US5086205A (en) * 1990-03-26 1992-02-04 Powcon, Inc. Apparatus employing a welding power supply for powering a plasma cutting torch
US5326955A (en) * 1990-04-17 1994-07-05 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Standoff control method and apparatus for plasma cutting machine
WO1991016169A1 (en) * 1990-04-17 1991-10-31 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method of controlling torch height in plasma cutting
JP3112116B2 (ja) * 1991-03-20 2000-11-27 株式会社小松製作所 プラズマ切断機及びその制御方法
US5183990A (en) * 1991-04-12 1993-02-02 The Lincoln Electric Company Method and circuit for protecting plasma nozzle
JPH0578373U (ja) * 1992-04-06 1993-10-26 株式会社小松製作所 プラズマ加工機のスタンドオフ制御装置
DE4216594A1 (de) * 1992-05-20 1993-11-25 Kabelmetal Electro Gmbh Verfahren zur Regelung des Schweißstromes in Abhängigkeit der Schweißgeschwindigkeit bei Lichtbogenschweißeinrichtungen
US5414236A (en) * 1992-12-11 1995-05-09 Hypertherm, Inc. Process for high quality plasma arc cutting of stainless steel and aluminum
US5380976A (en) * 1992-12-11 1995-01-10 Hypertherm, Inc. Process for high quality plasma arc and laser cutting of stainless steel and aluminum
JPH06179092A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Fanuc Ltd レーザロボットのレーザ加工方法および装置
US5473139A (en) * 1993-01-18 1995-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Pulsed arc welding apparatus having a consumable electrode wire
JPH06226451A (ja) * 1993-01-29 1994-08-16 Komatsu Ltd プラズマ切断方法および切断装置
JPH06246457A (ja) * 1993-02-25 1994-09-06 Komatsu Ltd プラズマ切断方法およびｎｃプラズマ切断装置
JP3285174B2 (ja) * 1993-10-14 2002-05-27 株式会社小松製作所 プラズマ切断方法及びその装置
JP3162255B2 (ja) * 1994-02-24 2001-04-25 三菱電機株式会社 レーザ加工方法及びその装置
US5466905A (en) * 1994-04-05 1995-11-14 General Electric Company Low electric D.C., low time rate polarity reversing arc welding method
US5506384A (en) * 1994-04-21 1996-04-09 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Plasma arc cutting machine with variable constant current source and variable resistor
US5620617A (en) * 1995-10-30 1997-04-15 Hypertherm, Inc. Circuitry and method for maintaining a plasma arc during operation of a plasma arc torch system
JP3688817B2 (ja) * 1996-07-18 2005-08-31 小池酸素工業株式会社 プラズマ切断方法
US6153850A (en) * 1999-04-29 2000-11-28 The Esab Group, Inc. Method of cutting a workpiece along an arcuate path with a plasma arc torch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304159C (zh) * 2003-05-28 2007-03-14 小松产机株式会社 等离子切割装置及其控制装置
JP2017516659A (ja) * 2014-03-05 2017-06-22 リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． 統合コントローラのためのシステムと方法
KR102493480B1 (ko) * 2022-02-24 2023-03-10 주식회사 에스와이이노텍 절단능력이 개선된 플라즈마 절단 장치

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