JP2595539Y2 - Torch burnout prevention device for plasma arc machine - Google Patents

Torch burnout prevention device for plasma arc machine

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JP2595539Y2
JP2595539Y2 JP1992093738U JP9373892U JP2595539Y2 JP 2595539 Y2 JP2595539 Y2 JP 2595539Y2 JP 1992093738 U JP1992093738 U JP 1992093738U JP 9373892 U JP9373892 U JP 9373892U JP 2595539 Y2 JP2595539 Y2 JP 2595539Y2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、トーチの電極と被加工
物との間にプラズマアークを発生させて被切断物を溶断
るプラズマアーク加工機用トーチの焼損防止装置に関
するものである。
INVENTION The present invention relates to a burning prevention device of the torch for fusing <br/> to Help Razumaaku machine the object to be cut by generating a plasma arc between the electrode and the workpiece torch Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマアーク溶接・切断等に用いる電
極は、比較的消耗が激しく、特に作動ガスとして空気や
酸素成分の多いガスを使用する場合には、ハフニューム
等の難消耗性材料を埋設した電極を用いてもその寿命が
延時間で数十分ないし数時間程度のものである。そして
電極の消耗が進むと切断面の平行度の悪化や切断幅が増
加したり、さらには切断可能板厚が減少したりするだけ
でなく、最悪の場合はトーチ本体の焼損を招くことにも
なる。しかるに電極はトーチのノズル内部に隠れている
ために外部から直接観察することは難しく、トーチの先
端部に取りつけられているチップ(ノズル部)を取外し
て内部の電極の消耗状態を調べる以外になく、またこの
ような直接的な観察を行っても銅電極にハフニューム等
の難消耗性材料を埋め込んだ電極では残余の寿命がどの
程度あるかを予想するためには、かなりの経験が必要で
あった。
2. Description of the Related Art Electrodes used for plasma arc welding and cutting are relatively intensely worn, and especially when a gas containing a large amount of air or oxygen is used as a working gas, a hardly consumable material such as hafnium is embedded. Even if an electrode is used, its life is extended for several tens of minutes to several hours. And as the consumption of the electrode progresses, not only does the parallelism of the cut surface worsen and the cutting width increases, but also the cuttable plate thickness decreases, and in the worst case, the torch body is burned. Become. However, it is difficult to observe the electrodes directly from the outside because the electrodes are hidden inside the nozzle of the torch. There is no other way than to remove the tip (nozzle part) attached to the tip of the torch and check the consumption of the internal electrodes. Even with such direct observation, considerable experience is required to predict the remaining life of an electrode in which a hard-to-wear material such as hafnium is embedded in a copper electrode. Was.

【0003】さらに、電極の消耗量が少なく未だ取替え
の時期に至っていないときでも使用時に条件設定を誤っ
たり電源出力の異常発生などによりトーチの許容電流を
超過するような電流が流れたときや、電極の取付時に誤
ってノズルとの間隔が規定値よりも大きくなったために
加工電圧が正常値よりも高くなったときなどには電極部
分での消費電力が過大となってトーチを焼損させること
があった。
Further, even when the amount of consumption of the electrode is small and the time for replacement has not been reached yet, when a current exceeding the allowable current of the torch flows due to incorrect setting of conditions during use or occurrence of abnormality in the power supply output, When the machining voltage is higher than the normal value because the distance between the nozzle and the nozzle becomes larger than the specified value when installing the electrode, the power consumption in the electrode part becomes excessive and the torch may be burned. there were.

【0004】これに対して、電極が消耗して寿命が尽き
たときに発生する電気的変化、例えばアーク電圧、電流
値の変化を検出し、この変化量が基準値より大となった
ときに異常信号を発するようにした装置も提案されてい
る。(例えば特開昭61−269975号)
On the other hand, an electrical change which occurs when the life of the electrode has expired, for example, a change in an arc voltage or a current value is detected, and when the change amount becomes larger than a reference value. A device that emits an abnormal signal has also been proposed. (For example, JP-A-61-269975)

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】しかるに上記従来装置
においては、作業者(監視者)の経験不足や不注意によ
って発生する使いすぎによる事故は防止できるものの、
作業者の手ぶれによるアーク長の急変や被加工物からの
溶融金属の吹き上りなどが発生すると、これらに伴って
アーク電圧にかなりの変動が発生することがあり、これ
らと電極の消耗による変動とを区別することが難かし
く、しばしば不要な異常信号を発することがあった。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, although accidents due to excessive use caused by inexperience or carelessness of a worker (supervisor) can be prevented,
When the arc length changes suddenly due to the hand movement of the operator or the molten metal blows up from the workpiece, the arc voltage may fluctuate considerably. It was difficult to distinguish between them, and often they generated unnecessary abnormal signals.

【0006】また手ぶれによる影響による電圧変化分を
検出しないように、電極とノズルとの間の電圧を検出
し、この検出値または検出値の変化が基準値を超えたと
きに電極消耗過大と判定する装置も提案されている。
(例えば特開平1−197063号,特開昭62−12
7173号)
Further, a voltage between the electrode and the nozzle is detected so as not to detect a voltage change due to the influence of camera shake, and when this detected value or a change in the detected value exceeds a reference value, it is determined that the electrode is excessively consumed. A device for performing this is also proposed.
(For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-197063 and 62-12
No. 7173)

【0007】しかるにこのような装置においては手ぶれ
や被加工物の厚さの急変などによる影響はなくすことが
できるものの、設定ミスや誤動作による電源出力電流の
異常には対応できず、またトーチの焼損は主として電極
に対する入力の過大によって発生するものであるので、
例えば電圧が高くても流れる電流が小さければ焼損には
至らず、逆に電圧が低くても流れる電流が大きければ焼
損することも起り得るものである。
However, such an apparatus can eliminate the effects of camera shake and sudden changes in the thickness of the workpiece, but cannot cope with abnormalities in the power supply output current due to setting errors or malfunctions, and burnout of the torch. Is mainly caused by excessive input to the electrode,
For example, even if the voltage is high, if the flowing current is small, burning will not occur, and if the flowing current is large even if the voltage is low, burning may occur.

【0008】本考案は、電極の消耗が進んで電圧が上昇
したときはもちろん、電源からの出力電流の異常や電極
取付ミスによる電圧異常時において、そのまま使用を継
続すればトーチが焼損する可能性があるときにこれを検
出して加工を禁止するものである。
In the present invention, not only when the electrode wears out and the voltage rises, but also when the output current from the power supply is abnormal or the voltage is abnormal due to the electrode mounting error, the torch may be burned if the use is continued. When there is, this is detected and processing is prohibited.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本考案においては、電極
に対する入力に対応する信号として、電極に流れる電流
と電極とノズルとの間の電圧との積を採用し、この積が
基準値を超えたときに異常と判断して加工を中断するよ
うにしたものである。
In the present invention, a product of a current flowing through the electrode and a voltage between the electrode and the nozzle is employed as a signal corresponding to an input to the electrode, and the product exceeds a reference value. In such a case, it is determined that an abnormality has occurred and the machining is interrupted.

【0010】電極に対する入力(電極で消費される電
力)は電極に流れる電流と電極近傍において発生する電
圧降下との積であるが、この電圧降下は特除な探触子を
使用しない限りは検出不可能である。これに対して電極
と被加工物との間の電圧は容易に測定可能である。しか
し、プラズマアーク加工に用いられる電源装置は定電流
特性または垂下特性のものが用いられるために電極先端
と被加工物との間の距離、即ちアーク長が変化すると電
流の変化は少ないが電圧の変化は大きい。このために電
極と被加工物との間の電圧を電極近傍の電圧降下に代用
すると手ぶれや非加工物の形状変化によってアーク長が
変化したときには実際には電極への入力が変化していな
いにもかかわらず入力変化を検出してしまうことにな
り、誤った検出信号を発することになる。
The input to the electrode (power consumed by the electrode) is the product of the current flowing through the electrode and the voltage drop generated near the electrode, and this voltage drop is detected unless a special probe is used. Impossible. In contrast, the voltage between the electrode and the workpiece can be easily measured. However, since the power supply device used for plasma arc processing has a constant current characteristic or a drooping characteristic, when the distance between the electrode tip and the workpiece, that is, the arc length changes, the change in current is small, but the voltage is low. The change is big. Therefore, if the voltage between the electrode and the workpiece is substituted for the voltage drop near the electrode, the input to the electrode does not actually change when the arc length changes due to camera shake or a change in the shape of the non-workpiece. Nevertheless, an input change is detected, and an erroneous detection signal is generated.

【0011】そこで本考案においては、アーク長の変化
によっては変化することがない電極とノズルとの間の電
圧を電極近傍の電圧降下に対応するものとして採用し、
この電圧と電流との積によって電極先端部における消費
電力に比例する信号として得て異常発生の判断を行うも
のである。
Therefore, in the present invention, the voltage between the electrode and the nozzle, which does not change depending on the change in the arc length, is adopted as the one corresponding to the voltage drop near the electrode.
Based on the product of the voltage and the current, a signal proportional to the power consumption at the tip of the electrode is obtained to determine the occurrence of abnormality.

【0012】[0012]

【実施例】図1に本考案の実施例を示す。同図において
1は交流電源であり、通常商用周波の単相または3相電
源が用いられる。2は加工用電源回路であり、交流電源
1からの入力を整流する第1の整流回路、第1の整流回
路の直流出力を出力電流設定信号に応じた出力で高周波
の交流に変換するインバータ回路、インバータ回路の出
力をプラズマアーク加工に適した電圧に変換する変圧器
および変圧器の出力を再び整流して直流に変換する第2
の整流回路を含むインバータ方式の電源回路や交流電源
1からの入力を適宜変圧し出力をサイリスタのようなス
イッチング素子によって制御整流する方式の電源回路な
ど公知の電源回路が用いられる。3はプラズマアーク加
工用トーチであり、電極3aとこれを取りまく形に設け
られたノズル3bのみを模式的に示してある。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power supply, which is usually a commercial frequency single-phase or three-phase power supply. Reference numeral 2 denotes a power supply circuit for processing, a first rectifier circuit for rectifying an input from the AC power supply 1, and an inverter circuit for converting a DC output of the first rectifier circuit into a high-frequency AC with an output corresponding to an output current setting signal. A transformer for converting the output of the inverter circuit to a voltage suitable for plasma arc machining, and a second for rectifying the output of the transformer again to convert the output to DC.
A well-known power supply circuit such as an inverter-type power supply circuit including a rectifier circuit described above, or a power supply circuit of a type in which input from the AC power supply 1 is appropriately transformed and output is controlled and rectified by a switching element such as a thyristor is used. Numeral 3 denotes a torch for plasma arc processing, which schematically shows only an electrode 3a and a nozzle 3b provided in a shape surrounding the electrode 3a.

【0013】4は被加工物であり、電極3aと被加工物
4との間にノズル3bによって狭窄された作動ガス流と
電源回路2からの出力とによってプラズマアーク5が形
成される。またトーチ3のノズル3bは電源回路2のパ
イロットアーク用電流の出力端子(b)に接続される。
6は電流検出器、7は電極3aとノズル3bとの間の電
圧を検出する電圧検出器である。8は出力電流設定器、
9は出力電流設定器8の設定信号Irと電流検出器6の
検出信号Iaとを比較し差信号ΔI=Ir−Iaを出力
する誤差増幅器、10はアナログスイッチである。
Reference numeral 4 denotes a workpiece, and a plasma arc 5 is formed between the electrode 3a and the workpiece 4 by the working gas flow confined by the nozzle 3b and the output from the power supply circuit 2. The nozzle 3b of the torch 3 is connected to a pilot arc current output terminal (b) of the power supply circuit 2.
Reference numeral 6 denotes a current detector, and reference numeral 7 denotes a voltage detector that detects a voltage between the electrode 3a and the nozzle 3b. 8 is an output current setting device,
9 an error amplifier for outputting a detection signal comparison difference signal and Ia [Delta] I = Ir-Ia setting signal Ir and the current detector 6 in the output current setter 8, 10 are analog Gusuitchi.

【0014】また11は電流検出器6の検出信号Iaと
電圧検出器7の検出信号Vnとを入力とし両信号の積V
n・Iaを演算する乗算器、12はトーチ3の許容電力
損失に相当する基準値srを設定するための基準値設定
器、21は積分回路でありコンデンサC1,抵抗器R
1,R2,スイッチング用トランジスタQ1およびイン
バータINVからなる。13は基準値設定器12の出力
srと積分回路21の出力spとを比較し、sp≧sr
(または、sp>sr)となったときにハイレベル信号
(以後Hで表わす)を出力する比較器、14は比較器1
3の出力がHになったときにセットされ、リセットボタ
17が押されたときリセットされるフリップフロップ
回路、15はプラズマアーク加工指令用起動信号発生回
路、16はアンド回路、18はフリップフロップ回路1
4がセットされたときにその非反転出力S2によって動
作する警報器であり、ランプやブザーなどが用いられ
る。
Reference numeral 11 designates a detection signal Ia of the current detector 6 and a detection signal Vn of the voltage detector 7 as inputs, and a product V of the two signals.
a multiplier for calculating n · Ia, 12 a reference value setting device for setting a reference value sr corresponding to the allowable power loss of the torch 3, 21 an integration circuit, a capacitor C1 and a resistor R
1, R2, switching transistor Q1 and IN
It consists of a barta INV. Reference numeral 13 compares the output sr of the reference value setting unit 12 with the output sp of the integration circuit 21, and determines that sp ≧ sr
(Or a comparator that outputs a high-level signal (hereinafter referred to as H) when sp> sr), and 14 is a comparator 1
A flip-flop circuit which is set when the output of 3 becomes H and is reset when the reset button 17 is pressed, 15 is a start signal generating circuit for a plasma arc machining command, 16 is an AND circuit, and 18 is a flip-flop circuit 1
This alarm is activated by the non-inverted output S2 when 4 is set, and uses a lamp, a buzzer, or the like.

【0015】また19は起動信号発生回路15の出力立
上り時からプラズマ加工電流が流れ出すまでの間高周波
高電圧を発生するための高周波発生回路、20は高周波
発生回路19の出力を電源回路2の出力に重畳させてト
ーチ3に供給するためのカップリングコイルである。
Reference numeral 19 denotes a high-frequency generation circuit for generating a high-frequency high voltage from when the output of the start signal generation circuit 15 rises to the time when the plasma processing current flows, and 20 denotes the output of the high-frequency generation circuit 19 to the output of the power supply circuit 2. And a coupling coil to be supplied to the torch 3 while being superimposed on the torch 3.

【0016】同図の装置において、起動信号発生回路1
5から加工指令信号(H信号)が出力される以前は、ア
ンド回路16の出力はローレベル(以後Lで示す)であ
り、アナログスイッチ10は遮断していて何ら信号を加
工用電源回路2に伝達せず、このために電源回路2は出
力を発生しない。このとき出力電流、出力電圧共に零で
あるので乗算器11の出力も当然零であり、比較器13
の出力はsr>spのためにLとなり、フリップフロッ
プ回路14はリセットされており、その反転出力S1は
Hとなっている。また、電流検出器6の出力は零である
ので積分回路21のインバータ回路INVの入力はLで
あるのでその出力はHとなり、スイッチング用トランジ
スタQ1は導通してコンデンサC1の充電電荷は抵抗器
R2を通して放電されている。それ故、加工停止時間が
十分に長いときは積分回路21は完全にリセットされて
出力電圧は零になっている。この状態で起動信号発生回
路15の出力がHになるとアンド回路16は両入力信号
がHになるために出力信号はHとなり、アナログスイッ
チ10は導通して誤差増幅器9の出力信号ΔIを電源回
路2に伝達する。(このとき出力電流Ia=0であるか
らΔI=Irとなる。)この信号により電源回路2は起
動し、出力電圧を端子(a)ないし(c)に発生する。
In the device shown in FIG.
Before the output of the machining command signal (H signal) from the output signal 5, the output of the AND circuit 16 is at a low level (hereinafter denoted by L), the analog switch 10 is shut off, and no signal is sent to the power supply circuit 2 for processing. The power supply circuit 2 does not generate an output. At this time, since the output current and the output voltage are both zero, the output of the multiplier 11 is naturally zero.
Is low due to sr> sp , the flip-flop circuit 14 is reset, and its inverted output S1 is high. The output of the current detector 6 is zero.
Therefore, the input of the inverter circuit INV of the integration circuit 21 is L
Therefore, the output becomes H and the switching transistor
The star Q1 conducts and the electric charge of the capacitor C1 is
Discharged through R2. Therefore, the processing stop time
If it is long enough, the integration circuit 21 is completely reset
The output voltage is zero. In this state, when the output of the start signal generation circuit 15 becomes H, the output signal of the AND circuit 16 becomes H because both input signals become H, the analog switch 10 becomes conductive, and the output signal ΔI of the error amplifier 9 is supplied to the power supply circuit. 2 (At this time, ΔI = Ir because the output current Ia = 0.) The power supply circuit 2 is activated by this signal, and an output voltage is generated at the terminals (a) to (c).

【0017】一方、起動信号発生回路15の出力がHに
なると、起動用高周波発生回路19は高周波高電圧を発
生し、この高周波高電圧がカップリングコイル20によ
って電源回路2の出力に重畳され、これによってトーチ
3の電極3aとノズル3bとの間隙の絶縁が破壊されて
火花放電が発生し、この火花放電と電源回路2の出力端
子(a),(b)間に出力されている電圧とによってア
ーク放電が誘発される。このアーク放電は端子(b)の
内側に設けられている抵抗器からなる電流抑制素子によ
って小さな電流に制限されたパイロットアークとなる。
またこのとき、図示を省略した作動ガス供給手段により
トーチ3の電極3aとノズル3bとの間に空気,酸素,
不活性ガスなどのプラズマアーク作動ガスが供給され
て、ノズル3bの先端の狭い開口部から外に噴出する。
このガスは電極3aとノズル3bとの間に発生している
パイロットアークによって電離されており、この状態の
トーチ3のノズル3bを被加工物4に近づけると、この
電離されたガス流によって電極3aと被加工物4との間
にアークが誘発される。このアークは電流抑制素子を通
らないので急速に増大する。この電流は電流検出器6に
よって検出されて検出信号Iaとなり、誤差増幅器9に
て出力電流設定器8の設定値Irと比較されて差信号Δ
I=Ir−Iaとなる。この結果、出力電流Iaは出力
設定値Irに等しくなるように制御されることになる。
On the other hand, when the output of the starting signal generating circuit 15 becomes H, the starting high frequency generating circuit 19 generates a high frequency high voltage, and this high frequency high voltage is superimposed on the output of the power supply circuit 2 by the coupling coil 20. As a result, the insulation of the gap between the electrode 3a of the torch 3 and the nozzle 3b is broken, and a spark discharge occurs, and this spark discharge and the voltage output between the output terminals (a) and (b) of the power supply circuit 2 are reduced. This causes an arc discharge. This arc discharge becomes a pilot arc limited to a small current by a current suppressing element including a resistor provided inside the terminal (b).
Further, at this time, air, oxygen,
A plasma arc working gas such as an inert gas is supplied, and is ejected from a narrow opening at the tip of the nozzle 3b.
This gas is ionized by the pilot arc generated between the electrode 3a and the nozzle 3b. When the nozzle 3b of the torch 3 in this state is brought close to the workpiece 4, the gas is ionized by the ionized gas flow. An arc is induced between the workpiece and the workpiece 4. This arc increases rapidly because it does not pass through the current suppression element . This current is detected by the current detector 6 to become a detection signal Ia, which is compared with the set value Ir of the output current setting unit 8 by the error amplifier 9 to obtain the difference signal Δ
I = Ir−Ia. As a result, the output current Ia is controlled to be equal to the output set value Ir.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】電流検出器6の出力Iaはまた積分回路
1のインバータ回路INVおよび乗算器11の一方の入
力端子にも供給される。信号Iaが零から立上ることに
よってインバータ回路INVの出力はHからLに反転
し、積分回路21のスイッチング用トランジスタQ1が
遮断してコンデンサC1の放電を停止する。
The output Ia of the current detector 6 is also
It is also supplied to one of the input terminals of the inverter circuit INV and the multiplier 11. When the signal Ia rises from zero, the output of the inverter circuit INV is inverted from H to L, and the switching transistor Q1 of the integration circuit 21 is cut off to stop discharging the capacitor C1.

【0024】同時にトーチ3の電極3aとノズル3bと
の間の検出電圧Vnと検出電流Iaとは乗算器11にて
両者の積に相当する信号Vn・Iaとなって積分回路2
1の抵抗器R1を通してコンデンサC1に充電され始め
る。この充電によってコンデンサC1の端子電圧sp は
信号Vn・Iaに向って時定数r1 ・c1 (r1 は抵抗
器R1 の抵抗値、c1 はコンデンサC1の静電容量)で
上昇してゆく。
At the same time, the detection voltage Vn and the detection current Ia between the electrode 3a of the torch 3 and the nozzle 3b are converted into a signal Vn.Ia corresponding to the product of the two by the multiplier 11 and become the integration circuit 2
The capacitor C1 starts to be charged through the first resistor R1. By this charging, the terminal voltage sp of the capacitor C1 is increased toward the signal Vn.Ia by the time constant r1.c1 (r1 is the resistance value of the resistor R1, and c1 is the capacitance of the capacitor C1).

【0025】この端子電圧spは基準値設定器12の設
定値srと比較器13にて比較される。検出電圧Vnと
検出電流Iaとの積Vn・Iaは、これを積分回路21
で積分した積分値spが基準値srよりも小さいとき、
またはVn・Iaが大きくてもその積分値spが基準値
srより小さい間は比較器13の出力はLであるのでフ
リップフロップ回路14はリセットされたままであり、
反転端子出力S1はHであるので加工は禁止されること
はない。
This terminal voltage sp is compared with the set value sr of the reference value setter 12 by the comparator 13. The product Vn · Ia of the detection voltage Vn and the detection current Ia is obtained by dividing the product Vn · Ia by the integration circuit 21.
Is smaller than the reference value sr,
Alternatively, even if Vn · Ia is large, while the integrated value sp is smaller than the reference value sr, the output of the comparator 13 is L, so that the flip-flop circuit 14 remains reset,
Since the inverted terminal output S1 is H, the processing is not prohibited.

【0026】しかし、信号sp ≧sr (またはsp >s
r )となると比較器13の出力はHとなりフリップフロ
ップ回路14の反転出力s1 はLとなってアンド回路1
6の出力がHからLに反転しアナログスイッチ10を遮
断して電源回路2は出力を停止する。(加工禁止)。
However, the signal sp ≧ sr (or sp> s
r), the output of the comparator 13 becomes H, the inverted output s1 of the flip-flop circuit 14 becomes L, and the AND circuit 1
The output of 6 is inverted from H to L, the analog switch 10 is shut off, and the power supply circuit 2 stops outputting. (Processing prohibited).

【0027】これと同時にフリップフロップ回路14の
非反転出力s2 はHとなり、警報器18を動作させて作
業者に異常を知らせる。
At the same time, the non-inverted output s2 of the flip-flop circuit 14 becomes H and activates the alarm 18 to notify the operator of the abnormality.

【0028】異常検出により、または作業者からの指令
によって起動信号発生回路15の出力がLとなったこと
により加工が中止されると、電流検出器6および電圧検
出器7の各出力は零となり乗算器11の出力Vn・Ia
も零となる。また加工中止によってIa=0になると積
分回路21のインバータ回路INVの出力はLからHに
反転し、スイッチング用トランジスタQ1を導通させ
る。スイッチング用トランジスタQ1の導通によってコ
ンデンサC1の充電電荷はスイッチング用トランジスタ
Q1と抵抗器R2とを通して放電を開始し、これによっ
てコンデンサC1の端子電圧sp は時定数c1・r2
(但しr2 はスイッチング用トランジスタQ1および抵
抗器R2からなる放電回路の抵抗値)に従って低下して
ゆく。
When the processing is stopped due to the detection of an abnormality or the output of the start signal generating circuit 15 having become L due to a command from the operator, the outputs of the current detector 6 and the voltage detector 7 become zero. Output Vn · Ia of multiplier 11
Is also zero. When Ia = 0 due to the stop of the processing, the output of the inverter circuit INV of the integration circuit 21 is inverted from L to H, and the switching transistor Q1 is turned on. Due to the conduction of the switching transistor Q1, the charge of the capacitor C1 starts discharging through the switching transistor Q1 and the resistor R2, whereby the terminal voltage sp of the capacitor C1 becomes a time constant c1 · r2.
(However, r2 decreases in accordance with the resistance value of the discharge circuit including the switching transistor Q1 and the resistor R2).

【0029】このようにコンデンサC1の端子電圧sp
は加工中は時定数c1 ・r1 に従って上昇し、加工中止
後は時定数c1 ・r2 に従って放電するから、これらの
時定数をトーチ3の温度上昇時の時定数、冷却時の時定
数にそれぞれ略一致させておく。このように設定するこ
とによって、短時間の過負荷に対してはトーチの熱容量
の許容範囲内であればVn・Iaが大きくても使用でき
ることになり、長時間の加工時には、乗算値Vn・Ia
が許容値以内であれば使用できることになる。
As described above, the terminal voltage sp of the capacitor C1 is
Rises in accordance with the time constant c1 · r1 during machining, and discharges in accordance with the time constant c1 · r2 after machining is stopped. Therefore, these time constants are generally referred to as a time constant when the temperature of the torch 3 is increased and a time constant when cooled. Let it match. By setting in this way, it is possible to use even if Vn · Ia is large as long as the heat capacity of the torch is within the allowable range of the heat capacity of the torch for a short-time overload.
Can be used if is within the allowable value.

【0030】なお図1の実施例において用いた積分回路
21としては演算増幅器を用いて構成してもよい。
The integrating circuit 21 used in the embodiment shown in FIG. 1 may be constituted by using an operational amplifier.

【0031】図2は演算増幅器を用いて積分回路を構成
したときの例を示す接続図であり、積分回路のみを示し
てある。
FIG . 2 is a connection diagram showing an example in which an integrating circuit is configured using an operational amplifier, and shows only the integrating circuit.

【0032】同図において、OP1は演算増幅器、R
3,R4は抵抗器、C2はコンデンサ、AN1はアナロ
グスイッチ、INVはインバータ回路である。同図の積
分回路の場合、プラズマアーク加工が行なわれている間
の積分時定数はc2 ・r3 となり、加工中止時の放電時
定数はc2 ・r4 となる。(但し、c2 はコンデンサC
2の静電容量、r3 は抵抗器R3の抵抗値、r4 は抵抗
器R4およびアナログスイッチAN1からなる放電回路
の抵抗値を示す。)
In the figure, OP1 is an operational amplifier, R
3, R4 is a resistor, C2 is a capacitor, AN1 is an analog switch, and INV is an inverter circuit. In the case of the integrating circuit shown in the figure, the integration time constant during the plasma arc machining is c2 · r3, and the discharge time constant when the machining is stopped is c2 · r4. (However, c2 is the capacitor C
The capacitance of 2, the resistance r3 indicates the resistance of the resistor R3, and the resistance r4 indicates the resistance of the discharge circuit including the resistor R4 and the analog switch AN1. )

【0033】なお、上記各実施例において説明した各信
号のH・Lの関係および使用すべき論理回路等は各実施
例に示したものに限らず、各実施例において説明したの
と同様の動作が行なわれるものであればよく、その論理
構成は自由である。
It should be noted that the relationship between H and L of each signal described in each of the above embodiments and the logic circuit to be used are not limited to those shown in each of the embodiments, and the same operations as those described in each of the embodiments. And the logical configuration is arbitrary.

【0034】[0034]

【考案の効果】本考案は、単に電極電圧や電流の変化を
検出して異常を判断する従来装置にくらべて、実際にト
ーチ内で消費される電力に対応する電極とノズルとの間
の電圧Vnと加工電流Iaとの積によってトーチ焼損の
危険性を推測するものであるので、作業者の手ぶれによ
る電圧変化に基づく誤動作がなく、また、加工用電源回
路からの異常出力に対しても十分にトーチを焼損から保
護することができるものである。
According to the present invention, the voltage between the electrode and the nozzle corresponding to the power actually consumed in the torch is different from that of the conventional device which simply detects a change in the electrode voltage or current to determine an abnormality. Since the risk of torch burnout is estimated based on the product of Vn and the machining current Ia, there is no malfunction due to voltage change due to camera shake of the operator, and sufficient output from the machining power supply circuit can be avoided. In addition, the torch can be protected from burning.

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

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

【図2】本考案に用いる積分回路の別の実施例を示す接
続図。
FIG. 2 is a connection diagram showing another embodiment of the integration circuit used in the present invention.
Continued figure.

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 トーチの電極と被加工物との間にノズル
と作動ガスによって狭窄されたプラズマアークを発生さ
せて前記被加工物を溶断または溶接するプラズマアーク
加工機に用いるトーチ熱損防止装置において、前記トー
チの電極に流れる電流を検出する電流検出器と、前記ト
ーチの電極とノズルとの間の電圧を検出するノズル電圧
検出器と、前記電流検出器の出力Iaと前記ノズル電圧
検出器の出力Vnとの積Vn・Iaを得る乗算器と、
記乗算器の出力を所定の時定数で積分する積分回路と、
前記積分回路の出力を加工停止時に所定の時定数で放電
する放電回路と、基準値設定器と、前記積分回路の出力
spと前記基準値設定器の設定値srとを比較しsp≧
srとなったときに異常と判断し警報信号を出力する比
較器と、前記比較器の出力信号によって加工作業を禁止
する保護回路とを設けたプラズマアーク加工機用トーチ
熱損防止装置。
An apparatus for preventing heat loss of a torch used in a plasma arc machine for generating a plasma arc confined by a nozzle and a working gas between an electrode of a torch and a workpiece and fusing or welding the workpiece. A current detector that detects a current flowing through the electrode of the torch, a nozzle voltage detector that detects a voltage between the electrode of the torch and a nozzle, an output Ia of the current detector, and the nozzle voltage detector and the output Vn and multiplier for obtaining the product Vn · Ia of the front
An integrating circuit for integrating the output of the multiplier with a predetermined time constant;
Discharge the output of the integration circuit with a predetermined time constant when machining is stopped
Discharging circuit, a reference value setting device, and an output of the integrating circuit
sp is compared with the set value sr of the reference value setting device, and sp ≧
A torch heat loss prevention device for a plasma arc processing machine, comprising: a comparator that determines an abnormality when sr is detected and outputs a warning signal; and a protection circuit that prohibits a processing operation by the output signal of the comparator.
【請求項2】 前比較器の出力信号によって作業者に警
報を発する警報回路を設けた請求項1い記載のプラズマ
アーク加工機用トーチ熱損防止装置。
2. An operator is alerted by an output signal of the pre-comparator.
The torch heat loss prevention device for a plasma arc processing machine according to claim 1, further comprising an alarm circuit for issuing an alarm .
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