JP2510061Y2 - Plasma arc processing equipment - Google Patents

Plasma arc processing equipment

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JP2510061Y2
JP2510061Y2 JP1993063105U JP6310593U JP2510061Y2 JP 2510061 Y2 JP2510061 Y2 JP 2510061Y2 JP 1993063105 U JP1993063105 U JP 1993063105U JP 6310593 U JP6310593 U JP 6310593U JP 2510061 Y2 JP2510061 Y2 JP 2510061Y2
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慶樹 森本
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、プラズマアークによっ
て溶接、切断、溶射等を行うためのプラズマアーク加工
装置に関するものであり、チップ電極と主電極との間に
パイロットアークを点弧する際にパイロットアーク用電
圧を印加するとともに高周波電圧をこれに重畳して両電
極間に火花放電を発生させ、これによってパイロットア
ークを誘発するようにした装置の改良に関するものであ
る。
INVENTION The present invention relates to a welding by a plasma arc cutting, relates plasma arc processing apparatus for performing thermal spraying, when igniting the pilot arc between the tip electrode and the main electrode the high-frequency voltage is applied with the path for the pilot arc voltage sparking discharge between superimposed both electrodes thereto, thereby to an improvement of the apparatus so as to induce a pilot arc.

【0002】[0002]

【従来の技術】パイロットアークの助けによって被加工
物と主電極との間にプラズマアークを発生させて加工を
行う方式のプラズマアーク加工装置においては、一般に
図2に一部断面図と接続図とで示すように構成されてい
る。同図において、1は加工用トーチであり内部にチャ
ック11に挾持された主電極12、この主電極12を囲
む位置に絶縁状態に取付けられたノズル状のチップ電極
13、保護カップ14および起動指令スイッチ15を包
含している。また図示は省略したがプラズマ発生用作動
ガスは主電極12とチップ電極13との間に供給されチ
ップ電極13の先端部に設けられたオリフイス部から外
部に噴出する。2は加工用電源装置であり、交流電源か
らプラズマ加工に適した特性の直流出力に変換するAC
/DC変換部や起動・停止、作動ガスの供給などを制御
る制回路21、開閉器22、電流制限素子23、高
周波発生手段24、高周波発生手段24の出力をチップ
電極13に至るパイロット回路に重畳するためのカップ
リングコイル25、高周波バイパス用コンデンサ26a
ないし26cおよび高周波阻止用チョークコイル27
a,27bから構成されている。なお3は被加工物であ
る。
2. Description of the Related Art In a plasma arc machining apparatus of the type in which a plasma arc is generated between a work piece and a main electrode with the aid of a pilot arc for machining, generally, a partial sectional view and a connection diagram are shown in FIG. It is configured as shown in. In the figure, 1 is working torch a and main electrode 12 is sandwiched by the chuck 11 inside, the main electrode 12 at a position surrounding the attached nozzle-shaped insulated tip electrode 13, protective cover-up 14 and it encompasses the start-up finger Ryosu switch 15. Although not shown, the plasma generating working gas is supplied between the main electrode 12 and the tip electrode 13 and is ejected to the outside from the orifice portion provided at the tip of the tip electrode 13. Reference numeral 2 is a processing power supply device, which converts an AC power supply into a DC output having characteristics suitable for plasma processing.
/ DC converting unit and start and stop, the control <br/> to that control circuit 21 and supply of the working gas, the switch 22, the current limiting element 23, the high-frequency generator 24, outputs a chip electrode of the high frequency generating means 24 Coupling coil 25 for superimposing on the pilot circuit up to 13, high-frequency bypass capacitor 26a
To 26c and choke coil 27 for high frequency blocking
It is composed of a and 27b. In addition, 3 is a workpiece.

【0003】回路21の正出力は直接被加工物3に
接続されるとともに開閉器22、電流制限素子23およ
びカップリングコイル25を通してチップ電極13に接
続されている。また制回路21の負出力は直接トーチ
1の主電極12に接続されている。さらにトーチ1の
動指令スイッチ15は加工用電源装置2の起動指令入力
端子に接続されている。これらの各接続ケーブルは作業
性をよくするために、被加工物3と正出力端子とを接続
する電力ケーブル(アースケーブル)を除いて、図示を
省略した作動用ガスの供給ホースとともに一つに束ねら
れて通常これらが互いに密着した状態で数mないし10
数mの長さの複合ケーブルとして製作されている。
[0003] system positive output of the control circuit 21 is connected switch 22 is connected directly to the workpiece 3 through a current-limiting element 23 and the coupling coil 25 to the tip electrode 13. Negative output of or control circuit 21 is connected to the main electrode 12 directly torch 1. In addition electromotive torch 1
The motion command switch 15 is connected to the start command input terminal of the processing power supply device 2. In order to improve the workability, each of these connection cables is integrated with the working gas supply hose (not shown) except for the power cable (ground cable) that connects the workpiece 3 and the positive output terminal. Usually several meters to 10 when bundled and in close contact with each other
It is manufactured as a composite cable with a length of several meters.

【0004】図2の従来装置においては、トーチ1の
動指令スイッチ15が押されると作動ガスが供給される
とともに制回路21が所定の出力電圧を正・負端子間
に出力し、また高周波発生手段24は高周波電圧を発生
する。また起動指令スイッチ15からの起動指令によっ
て開閉器22は閉じるので制回路21の正出力は開閉
器22、電流制限素子23、カップリングコイル25を
経てトーチ1のチップ電極13に達する。
In the conventional apparatus shown in FIG . 2 , the torch 1 is raised.
Dynamic instruction switch 15 braking the <br/> together with the working gas is supplied is pressed control circuit 21 outputs a predetermined output voltage between the positive and negative terminals, also the high-frequency generator 24 is high-frequency electric Generate pressure. The control positive output of the control circuit 21 in the switch 22 is closed for the start command from the start command switch 15 reaches the switch 22, the current limiting element 23, tip electrode 13 of the torch 1 via a coupling coil 25.

【0005】この出力電圧にはカップリングコイル25
によって高周波発生手段24の出力である高周波電圧が
重畳されているので、チップ電極13と主電極12との
間の絶縁がこれによって破壊されて火花放電が発生し、
この火花放電がトリガーとなってアーク放電(パイロッ
トアーク)が誘発される。
The output voltage is coupled to the coupling coil 25.
Since the output a is Hangzhou wave voltage of the high frequency generating means 24 are superimposed, the insulating is destroyed by this spark discharge between the tip electrode 13 and main electrode 12 is generated by,
This spark discharge triggers an arc discharge (pilot arc).

【0006】このパイロットアークの電流は電流制限素
子23によって比較的小さな値に制限されている。高周
波発生手段24はこのパイロットアークの発生によって
その出力を停止するようになされているものもあるが、
高速で流通する作動ガスによってパイロットアークが吹
き消されることが発生しやすいので、通常は主アークが
発生して加工が開始されるまでの間連続して動作するよ
うに構成されることが多い。
The current of the pilot arc is limited to a relatively small value by the current limiting element 23. There are some high-frequency generators 24 that stop their output when the pilot arc is generated.
Since the pilot arc is likely to be blown out by the working gas flowing at high speed, it is usually configured to continuously operate until the main arc is generated and machining is started.

【0007】この状態でトーチ1を被加工物3に近づけ
ると、パイロットアークによって作動ガスのイオン化さ
れた部分が被加工物に接触したときに主電極12と被
加工物3との間に主アークが発生する。この主アークの
発生を検出して高周波発生手段24はその出力を停止
し、また開閉器22は開路するのでパイロットアークは
消滅する。
When the torch 1 is brought close to the work piece 3 in this state, when the ionized portion of the working gas comes into contact with the work piece 3 by the pilot arc, the main electrode 12 and the work piece 3 are mainly contacted with each other. An arc occurs. When the generation of this main arc is detected, the high frequency generating means 24 stops its output, and the switch 22 is opened, so that the pilot arc is extinguished.

【0008】ここでパイロットアークの起動および維持
のために供給される高周波電圧は加工用電源装置2の内
部の電子回路が誘導により誤動作したり過電圧の混入に
よって部品の破壊などの事故を引き起すので、カップリ
ングコイル25より内側においてコンデンサ26a,2
6bを接続して高周波電圧をバイパスする。
The high-frequency voltage supplied for starting and maintaining the pilot arc causes an electronic circuit inside the machining power supply unit 2 to malfunction due to induction or cause an accident such as damage of parts due to overvoltage. , Capacitors 26a, 2 inside the coupling coil 25
6b is connected to bypass the high frequency voltage.

【0009】また起動指令スイッチ15からの制御ケー
ブルに誘導される高周波電圧もチョークコイル27a,
27bとコンデンサ26cとからなるローパスフィルタ
ーを入することによって加工用電源装置2への侵入を
防止している。
Further, the high frequency voltage induced in the control cable from the start command switch 15 is also affected by the choke coil 27a,
It is prevented from entering the machining power supply apparatus 2 a low-pass filter consisting of 27b and the capacitor 26c by insert.

【0010】[0010]

【考案が解決しようとする課題】上記の従来装置におい
ては、高周波電圧の加工用電源装置への侵入は防止で
きるものの、高周波電圧の漏洩は防止できない。即ち、
高周波電圧が重畳される主電極12およびチップ電極1
3への給電ケーブルと密着状態にて配置される制御ケー
ブルとの間には分布容量が並列に接続される形となり、
またこれら各制御ケーブルと大地の間にも分布容量が
存在する。これらの分布容量によって高周波電圧はバイ
パスされて減衰する。さらにトーチ内の絶縁抵抗は低
く、使用時間が長くなるとチップ電極13や主電極12
と制御部品である起動指令スイッチ15との間の絶縁抵
抗も低くなってくる。
In the above-mentioned conventional device, the high frequency voltage can be prevented from entering the processing power supply device 2 , but the high frequency voltage cannot be prevented from leaking. That is,
Main electrode 12 and chip electrode 1 on which high-frequency voltage is superimposed
The distributed capacity is connected in parallel between the power supply cable to 3 and the control cable arranged in close contact,
Also distributed capacitance is present between the respective control cable and ground. The high frequency voltage is bypassed and attenuated by these distributed capacitances. Furthermore, the insulation resistance in the torch 1 is low, and the tip electrode 13 and the main electrode 12 will be
The insulation resistance between the control command switch 15 and the start command switch 15 also becomes low.

【0011】また、チップ電極13に対して保護カップ
14が確実に装着されていることを検出するべくカップ
14とトーチ1のボディとの間に検出用の電極を設け
て、これがカップの装着によって短絡されたことを検出
して作業可能信号として利用するようにしたトーチにお
いては、このチップ電極13保護カップ装着検出用電
極との間の絶緑が狭い場所であるために非常に難しく、
十分な絶縁抵抗が得られない。このためにチップ電極
に印加された高周波電圧がこれらの絶縁部分から漏洩
して制御ケーブルに流れることがある。もしこのような
ことがあると高周波電圧は長いケーブルを伝わって加工
用電源装置2の端子にまで伝達されることになる。この
ために高周波電圧は長い複数のケーブルに印加されるこ
とになって給電ケーブルの大地との間の分布容量によっ
てバイパスされる結果、大きく減衰されることになる。
Further, an electrode for detection is provided between the cup 14 and the body of the torch 1 in order to detect that the protection cup 14 is securely attached to the tip electrode 13, and this is determined by the attachment of the cup. In a torch that detects that a short circuit has occurred and uses it as a work enable signal, it is very difficult because the green between the tip electrode 13 and the protective cup mounting detection electrode is a narrow place,
Insufficient insulation resistance cannot be obtained. For this purpose, the tip electrode 1
The high frequency voltage applied to 3 may leak from these insulating parts and flow into the control cable . In such a case, the high frequency voltage is transmitted to the terminals of the processing power supply device 2 through the long cable. Therefore, the high frequency voltage is applied to a plurality of long cables and is bypassed by the distributed capacitance between the cable and the ground. As a result, the high frequency voltage is greatly attenuated.

【0012】これらの減衰量はケーブルが長い程大きく
なりトーチ内のチップ電極13と主電極12との間に
印加される電圧がこのために減少し、火花放電を弱め、
極端な場合にはパイロットアークの点弧を不能にするこ
とがある。さらには不要なケーブルに数MHzにもなる
高周波電圧が誘起されるためにこれがアンテナとなって
空中への電波の放射が増加し、電波障害の源となる。
These attenuations become larger as the cable becomes longer, so that the voltage applied between the tip electrode 13 and the main electrode 12 in the torch 1 is reduced, weakening the spark discharge,
In extreme cases, the ignition of the pilot arc may be disabled. Furthermore, since a high frequency voltage of several MHz is induced in an unnecessary cable, this acts as an antenna, increasing the emission of radio waves into the air, which becomes a source of radio interference.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本考案は、加工用トーチ
側にチップ電極の保護カップ装着検出用電極と電源と起
指令スイッチの接点とを直列にして発光ダイオードに
接続し、発光ダイオードの出力光を光ファイバケーブル
によって加工用電源装置の制御回路に導くとともに制御
回路に入力光を電気信号に変換する光電変換回路を設け
た構造とすることによって上記従来装置の課題を解決し
たものである。
According to the present invention, an output of a light emitting diode is connected to a processing torch side by connecting a protection electrode of a tip electrode for detecting a protective cup mounting, a power source and a contact of a start command switch in series to a light emitting diode. is obtained by solving the above problems of the conventional device by a structure in which a photoelectric conversion circuit for converting an electric signal input light to the control circuit and guides the light to the control circuit of the machining power supply apparatus by optical fiber bucket Buru .

【0014】[0014]

【実施例】図1に本考案の実施例を示す。同図において
加工用電源装置2にはチョークコイル27a,27bお
よびコンデンサ26cにかえてフォトトランジスタ29
が設けられており、加工用トーチ1と加工用電源装置
のフォトトランジスタ29とを結ぶ制御ケーブルには光
ファイバケーブル4bが設けられている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, the processing power supply device 2 includes a phototransistor 29 instead of the choke coils 27a and 27b and the capacitor 26c.
Is equipped with a processing torch 1 and a processing power supply device 2.
An optical fiber cable 4b is provided as a control cable connecting the phototransistor 29 of FIG.

【0015】また、トーチ本体1の中にはトーチボディ
側に保護カップ装着検出用電極17a,17bが設けら
れカップ14側には装着時に検出電極17a,17b
を短絡するためのリング状の短絡電極18が設けられて
いる。検出電極17a,17bは起動指令スイッチ1
5の接点、電源E、抵抗器Rおよび発光ダイオード28
と直列に接続されており、トーチボディにカップ14が
完全に装着された状態においてのみ起動指令スイッチ1
5が有効となるように構成されている。またC1,C2
はそれぞれコンデンサであり、チップ電極13と主電極
12との間に印加される高周波電圧が発光ダイオード
の回路に誘導したり混入したときに発光ダイオード2
8や電源を破壊から保護するためのバイパスコンデン
サである。また加工用電源装置2の制回路21に対し
て起動・停止指令を行うフォトトランジスタ29と加工
用トーチ1の発光ダイオード28との間は光ファイバケ
ーブル4bにて接続されている。
Further, torch body protection torch body side coupling mounting detection electrode 17a is in the 1, detection electrode 17a when mounted on 17b is provided a cup 14 side, 17b
A ring-shaped short-circuit electrode 18 for short-circuiting is provided. Detection electrode 17a, 17b is the start command switch 1
5 contacts, power E, resistor R and a light emitting diode 28
It is connected in series with the start command switch 1 only when the cup 14 is completely attached to the torch body.
5 is effective. Also C1, C2
Are each a capacitor, high frequency voltage is a light emitting diode is applied between the tip electrode 13 and main electrode 12 2
Light emitting diode 2 when induced or mixed in circuit 8
8 is a bypass capacitor for protecting the power supply E and the power supply E from destruction. Also between the phototransistor 29 is used to start and stop command to the control circuit 21 of the power supply device 2 and the light emitting diode 28 of the machining torch 1 is connected at fiber optic bucket <br/> Buru 4b There is.

【0016】ファイバケーブル4bを通ってた発光
ダイオード28の出力光信号は光ファイバコネクタ31
bから光ファイバケーブル30b経てフォトトランジス
タ29に照射される。
The optical fiber connector 31 output optical signals of the light emitting diode 28 which has passed through the optical fiber cable 4b
The phototransistor 29 is irradiated from b through the optical fiber cable 30b.

【0017】同図の加工装置において、保護カップ14
が装されており、検出電極17a,17bが導通し
ている状態において起動指令スイッチ15を押すと発光
ダイオード28は発光し、この出力光信号が光ファイバ
ケーブル4bによってフォトトランジスタ29に伝達さ
れてこれを導通させて、制御回路21を起動する。
指令スイッチ15を放すと発光ダイオード28の出力光
信号はなくなるのでフォトトランジスタ29も遮断とな
、制御回路21も動作を停止する。
In the processing apparatus shown in FIG.
GaSo are wearing, the detection electrodes 17a, 17b presses the start command switch 15 in a state in which conducting light emitting diode 28 emits light, the output optical signal is an optical fiber
By a cable 4b is transmitted to the phototransistor 29 by conducting this activates the control circuit 21. Start
When the command switch 15 is released, the output light of the light emitting diode 28
Phototransistor 29 becomes a cut-off because the signal is not, control circuit 21 also stops operating.

【0018】[0018]

【考案の効果】上記のように本考案においては、加工用
トーチと加工用電源装置の制御回路との間を光ファイバ
ケーブルによって接続して制御信号の授受を行うように
したので、長いケーブルの途中や加工用トーチの内部に
おいて高周波電圧が制御ケーブルに漏洩することがなく
なるので、高周波の減衰がなくパイロットアークの点弧
に失敗することがなくなる。また制御ケーブルに高周波
電圧が漏洩しなくなるので長いケーブルを用いても制御
ケーブルからの高周波の放射が少なくなり、電波障害が
大幅に減縮できるものである。
As described above, in the present invention, since the processing torch and the control circuit of the processing power supply device are connected by the optical fiber cable to exchange the control signal, the long cable Since the high frequency voltage does not leak to the control cable on the way or inside the processing torch, there is no attenuation of the high frequency and the ignition of the pilot arc does not fail. In addition, the control cable has high frequency
Controls even if a long cable is used because the voltage does not leak
High-frequency radiation from the cable is reduced and radio interference can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来の装置の例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

加工用トー 2 加工用電源装置 4b 光ファイバケーブル 12 主電極 13 チップ電極 14 保護カップ 15 起動指令スイッチ 17a,17 保護カップ装着検出用電極18 短絡電極 21 回路 24 高周波発生手段 25 カップリングコイル 28 光ダイオード 29 フォトトランジスタ E 電源1 machining torch 2 machining power unit 4b optical fiber cable 12 main electrode 13 tip electrode 14 protective cup 15 starts finger Ryosu switch 17a, 17 b protective cup mounting detection electrode 18 short-circuit electrode 21 control circuit 24 high-frequency generator 25 coupling coil 28 shots photodiode 29 phototransistor E power

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】 高周波電圧をパイロットアーク用電源供
給回路に重畳することによって加工用トーチの主電極と
チップ電極との間にパイロットアークを点弧するように
したプラズマアーク加工装置において、前記加工用トー
チは前記チップ電極を囲む位置に取付けられる保護カッ
プと、前記加工用トーチのボディ側に設けられた2個以
上の保護カップ装着検出用電極と前記保護カップに設け
られて前記トーチボディに装着されたときに前記保護カ
ップ装着検出用電極を短絡する短絡電極と、前記保護カ
ップ装着検出電極、前記短絡電極、電源、発光ダイオ
ードおよび起動指令スイッチの接点とからなる直列回路
とを備えており、前記発光ダイオードの出力光を加工用
電源装置の制御回路に光ファイバケーブルにて導くとと
もに、前記制御回路に前記光ファイバケーブルからの出
力光を電気信号に変換する光電変換回路を備えたプラズ
マアーク加工装置。
1. A plasma arc machining apparatus in which a pilot arc is ignited between a main electrode and a tip electrode of a machining torch by superposing a high-frequency voltage on a pilot arc power supply circuit. The torch has a protection cup attached to a position surrounding the tip electrode, two or more protection cup attachment detection electrodes provided on the body side of the processing torch, and a protection cup provided on the protection cup and attached to the torch body. When the protection
The short-circuit electrode that short-circuits the mounting detection electrode and the protective cap
-Up mounting detection electrodes, the short-circuit electrode, the power source, light emitting diode and the start command includes a series circuit consisting of a contact of the switch, the light-emitting diode optical fiber cable output light to the control circuit of the machining power supply apparatus And a plasma arc processing apparatus having a photoelectric conversion circuit for converting the output light from the optical fiber cable into an electric signal in the control circuit.
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