JP3155355B2 - プラズマトーチの電極消耗の検知方法 - Google Patents
プラズマトーチの電極消耗の検知方法Info
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- JP3155355B2 JP3155355B2 JP18014792A JP18014792A JP3155355B2 JP 3155355 B2 JP3155355 B2 JP 3155355B2 JP 18014792 A JP18014792 A JP 18014792A JP 18014792 A JP18014792 A JP 18014792A JP 3155355 B2 JP3155355 B2 JP 3155355B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマトーチの内部
に配置される電極の消耗を検知する方法に関するもので
ある。
に配置される電極の消耗を検知する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ切断トーチに用いられる電極の
一つとして、電極棒の内部に冷却用水流が循環できるよ
うに形成された水冷式電極棒の軸先端部に、ジルコニウ
ム、ハフニウム、タングステン等の埋設電極を埋め込ん
で形成された電極がある。この種の電極においては、ア
ーク発生の都度、水冷式電極棒の軸先端部の埋設電極が
消耗し、ピアシング回数が１００回前後、またはアーク
発生時間が僅か２〜４時間前後で、電極棒の軸先端部よ
り埋設電極が溶損してしまうという問題があった。
一つとして、電極棒の内部に冷却用水流が循環できるよ
うに形成された水冷式電極棒の軸先端部に、ジルコニウ
ム、ハフニウム、タングステン等の埋設電極を埋め込ん
で形成された電極がある。この種の電極においては、ア
ーク発生の都度、水冷式電極棒の軸先端部の埋設電極が
消耗し、ピアシング回数が１００回前後、またはアーク
発生時間が僅か２〜４時間前後で、電極棒の軸先端部よ
り埋設電極が溶損してしまうという問題があった。
【０００３】このような埋設電極の消耗度合は、前述し
たようなアーク発生時間とピアシング回数だけでなく、
切断時のメインアーク電流等にも依存して大きく変動す
る。それゆえにアーク発生時間すなわち切断時間の計測
や、ピアシング回数の計測を行うことにより、埋設電極
の消耗限界を予測することは不可能である。このため、
従来においては、監視者が目視にてプラズマによる切断
状況を確認しながら埋設電極の消耗度合をチェックし、
監視者の判断によりプラズマトーチの電極の交換時期を
決定していた。
たようなアーク発生時間とピアシング回数だけでなく、
切断時のメインアーク電流等にも依存して大きく変動す
る。それゆえにアーク発生時間すなわち切断時間の計測
や、ピアシング回数の計測を行うことにより、埋設電極
の消耗限界を予測することは不可能である。このため、
従来においては、監視者が目視にてプラズマによる切断
状況を確認しながら埋設電極の消耗度合をチェックし、
監視者の判断によりプラズマトーチの電極の交換時期を
決定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
監視者による電極消耗の検知方法は、監視者が判断する
ことに熟練しなければならないだけでなく、監視者の視
覚等による判断に頼っているため、切断不良やプラズマ
トーチの破損が発生することがある。
監視者による電極消耗の検知方法は、監視者が判断する
ことに熟練しなければならないだけでなく、監視者の視
覚等による判断に頼っているため、切断不良やプラズマ
トーチの破損が発生することがある。
【０００５】本発明は、プラズマトーチの電極消耗を検
知するにあたり、監視者が常時監視する必要がなく、電
極の消耗時期を自動的にかつ正確に検知することができ
るプラズマトーチの電極消耗の検知方法を提供すること
を目的とする。
知するにあたり、監視者が常時監視する必要がなく、電
極の消耗時期を自動的にかつ正確に検知することができ
るプラズマトーチの電極消耗の検知方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明のプラズマトーチの電極消耗の検知方法は、
内部に一方の電極を配置したプラズマトーチを、他方の
電極とした被加工物に対向させ、前記一方の電極と被加
工物の間にアークを発生させ、前記プラズマトーチ内に
供給されるガスに前記アークを接触させてプラズマを生
成し、該プラズマにより被加工物を加工する際に、前記
プラズマトーチ内のガスの圧力を圧力センサにより検出
し、該圧力センサの出力により前記ガスの圧力が一定値
を超過したことを検出し、この検出結果に基づいて前記
一方の電極の消耗を検知する。
めの本発明のプラズマトーチの電極消耗の検知方法は、
内部に一方の電極を配置したプラズマトーチを、他方の
電極とした被加工物に対向させ、前記一方の電極と被加
工物の間にアークを発生させ、前記プラズマトーチ内に
供給されるガスに前記アークを接触させてプラズマを生
成し、該プラズマにより被加工物を加工する際に、前記
プラズマトーチ内のガスの圧力を圧力センサにより検出
し、該圧力センサの出力により前記ガスの圧力が一定値
を超過したことを検出し、この検出結果に基づいて前記
一方の電極の消耗を検知する。
【０００７】
【作用】プラズマにより被加工物を加工する時間がある
程度経過すると、プラズマトーチ内の電極の消耗が進行
して消耗限界に達する。このとき、瞬時に電極が溶損さ
れてプラズマトーチ内の圧力が上昇する。前記のプラズ
マトーチの電極消耗の検知方法は、プラズマトーチ内に
供給されるガスの圧力が上昇して一定値を超過したこと
を圧力センサにより検出することができ、この検出結果
に基づいてプラズマトーチ内の電極の消耗を検知するこ
とができる。
程度経過すると、プラズマトーチ内の電極の消耗が進行
して消耗限界に達する。このとき、瞬時に電極が溶損さ
れてプラズマトーチ内の圧力が上昇する。前記のプラズ
マトーチの電極消耗の検知方法は、プラズマトーチ内に
供給されるガスの圧力が上昇して一定値を超過したこと
を圧力センサにより検出することができ、この検出結果
に基づいてプラズマトーチ内の電極の消耗を検知するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を適用するプラズマトーチの電
極消耗の検知方法の実施例を図面により説明する。
極消耗の検知方法の実施例を図面により説明する。
【０００９】プラズマにより鋼板を溶断する場合のプラ
ズマトーチの電極消耗の検知方法を、図１に従って説明
する。同図の装置は、ノズル１が嵌め込まれたトーチ本
体２の先端にキャップ３が取り付けられている。トーチ
本体２の内部に配置する電極４は、銅電極４ａの先端に
埋設電極としてハフニウム４ｂを充填し、銅電極４ａの
内部に冷却水が循環できる構造の電極４を使用し、これ
を負極として電源（不図示）に接続する。被加工物であ
る鋼板５はトーチ本体２の下方で、鋼板５の切断箇所が
ノズル１および電極４に対向するように配置し、鋼板５
を正極として電源に接続する。
ズマトーチの電極消耗の検知方法を、図１に従って説明
する。同図の装置は、ノズル１が嵌め込まれたトーチ本
体２の先端にキャップ３が取り付けられている。トーチ
本体２の内部に配置する電極４は、銅電極４ａの先端に
埋設電極としてハフニウム４ｂを充填し、銅電極４ａの
内部に冷却水が循環できる構造の電極４を使用し、これ
を負極として電源（不図示）に接続する。被加工物であ
る鋼板５はトーチ本体２の下方で、鋼板５の切断箇所が
ノズル１および電極４に対向するように配置し、鋼板５
を正極として電源に接続する。
【００１０】トーチ本体２の上部には、作動ガスである
酸素ガスが別の酸素ボンベ（不図示）から供給されるた
めの供給口６と、電極４内を循環する冷却水の入水口７
及び排水口８が設けられている。また、トーチ本体２の
上端部には、トーチ本体２内の酸素ガスの圧力を検出す
る圧力センサ９を取り付けるための検出口１０が設けら
れている。圧力センサ９は、検出口１０を通して酸素ガ
スの圧力を検出し、その出力はアンプ１１に供給される
ようになっており、圧力センサ９で検出されたトーチ本
体２内の酸素ガスの圧力はアンプ１１で増幅される。ア
ンプ１１の出力は制御部１２に供給されるようになって
おり、制御部１２はアンプ１１の出力に基づいてトーチ
本体２の動作系の電源スイッチ１３の開閉を制御するよ
うに構成されている。
酸素ガスが別の酸素ボンベ（不図示）から供給されるた
めの供給口６と、電極４内を循環する冷却水の入水口７
及び排水口８が設けられている。また、トーチ本体２の
上端部には、トーチ本体２内の酸素ガスの圧力を検出す
る圧力センサ９を取り付けるための検出口１０が設けら
れている。圧力センサ９は、検出口１０を通して酸素ガ
スの圧力を検出し、その出力はアンプ１１に供給される
ようになっており、圧力センサ９で検出されたトーチ本
体２内の酸素ガスの圧力はアンプ１１で増幅される。ア
ンプ１１の出力は制御部１２に供給されるようになって
おり、制御部１２はアンプ１１の出力に基づいてトーチ
本体２の動作系の電源スイッチ１３の開閉を制御するよ
うに構成されている。
【００１１】なお、トーチ本体２内の酸素ガスの流路に
取り付けられたガス気流旋回ライナ１４は、ガス気流に
方向性と安定性を持たせるとともに、電極４とノズル１
の中心軸合わせの機能を持つ。また、電極４は電極ホル
ダ１５にねじで取り付けられて保持されており、正極に
接続されるトーチ本体２とは絶縁体１６により絶縁され
ている。そして、トーチ本体２と、ノズル１及びキャッ
プ３とは通電しており、ノズル１及びキャップ３も正極
である。この構成のもとにトーチ本体２内の酸素ガスの
圧力が一定値を超過したときに、電源スイッチ１３のセ
ンサがその圧力を検知すると電源が自動的に停止する。
取り付けられたガス気流旋回ライナ１４は、ガス気流に
方向性と安定性を持たせるとともに、電極４とノズル１
の中心軸合わせの機能を持つ。また、電極４は電極ホル
ダ１５にねじで取り付けられて保持されており、正極に
接続されるトーチ本体２とは絶縁体１６により絶縁され
ている。そして、トーチ本体２と、ノズル１及びキャッ
プ３とは通電しており、ノズル１及びキャップ３も正極
である。この構成のもとにトーチ本体２内の酸素ガスの
圧力が一定値を超過したときに、電源スイッチ１３のセ
ンサがその圧力を検知すると電源が自動的に停止する。
【００１２】この実施例でプラズマによる溶断加工中に
おいて、消耗される電極はプラズマトーチ内の電極４で
あるが、図２に示すように銅電極４ａに充填されたハフ
ニウム４ｂが徐々に消耗する（→→）。同図で
の状態になるとハフニウム４ｂの周囲の銅電極４ａが露
出し、やがてハフニウム４ｂの周囲露出部の銅電極４ａ
が溶損し瞬時にの消耗限界の状態となるが、から
への状態変化時に銅電極４ａの溶損等の影響によりトー
チ本体２内の酸素ガスの圧力が上昇する。
おいて、消耗される電極はプラズマトーチ内の電極４で
あるが、図２に示すように銅電極４ａに充填されたハフ
ニウム４ｂが徐々に消耗する（→→）。同図で
の状態になるとハフニウム４ｂの周囲の銅電極４ａが露
出し、やがてハフニウム４ｂの周囲露出部の銅電極４ａ
が溶損し瞬時にの消耗限界の状態となるが、から
への状態変化時に銅電極４ａの溶損等の影響によりトー
チ本体２内の酸素ガスの圧力が上昇する。
【００１３】前記の構成の装置で鋼板５の溶断を行うに
は、電源スイッチ１３を入れて銅電極４ａ内のハフニウ
ム４ｂと正極の鋼板５との間にアークを発生させ、酸素
ボンベから供給される酸素ガスにアークを接触させて酸
素プラズマを生成する。鋼板５はノズル１から噴出する
酸素により酸化されて酸化鉄となり、プラズマジェット
１７により酸化鉄が溶融されて鋼板５が切断される。こ
の作業を長期にわたって行うと電極４のハフニウム４ｂ
の消耗が進行して、さらに銅電極４ａが溶損して消耗限
界に達してトーチ本体２内の酸素ガスの圧力が上昇して
一定値を超過する。この状況になると電極４を取り替え
なければならないので、電源を停止しなければならな
い。
は、電源スイッチ１３を入れて銅電極４ａ内のハフニウ
ム４ｂと正極の鋼板５との間にアークを発生させ、酸素
ボンベから供給される酸素ガスにアークを接触させて酸
素プラズマを生成する。鋼板５はノズル１から噴出する
酸素により酸化されて酸化鉄となり、プラズマジェット
１７により酸化鉄が溶融されて鋼板５が切断される。こ
の作業を長期にわたって行うと電極４のハフニウム４ｂ
の消耗が進行して、さらに銅電極４ａが溶損して消耗限
界に達してトーチ本体２内の酸素ガスの圧力が上昇して
一定値を超過する。この状況になると電極４を取り替え
なければならないので、電源を停止しなければならな
い。
【００１４】実施例において、圧力センサ９により検出
されたトーチ本体２内の酸素ガスの圧力変化を図３
（ａ）に示すが、比較として図３（ｂ）に電極が消耗さ
れないときの圧力変化を示す。図３（ａ）に示すよう
に、圧力が一定値より超過した時点（ｔ）で電極が消耗
されたのである。このとき、圧力センサ９で検出された
圧力がアンプ１１で増幅され、電源スイッチ１３が閉成
されて、電源が自動的に停止する。作業者は、この時点
において電極４の取り替えを行えばよい。
されたトーチ本体２内の酸素ガスの圧力変化を図３
（ａ）に示すが、比較として図３（ｂ）に電極が消耗さ
れないときの圧力変化を示す。図３（ａ）に示すよう
に、圧力が一定値より超過した時点（ｔ）で電極が消耗
されたのである。このとき、圧力センサ９で検出された
圧力がアンプ１１で増幅され、電源スイッチ１３が閉成
されて、電源が自動的に停止する。作業者は、この時点
において電極４の取り替えを行えばよい。
【００１５】なお、圧力センサ９としては市販のデジタ
ル圧力計を使用することができる。また、制御部１２に
接続するのは電源スイッチ１３ではなくて、トーチ本体
２自体が設置されている加工機であってもよく、加工機
を停止してアークの停止制御を行ってもよい。
ル圧力計を使用することができる。また、制御部１２に
接続するのは電源スイッチ１３ではなくて、トーチ本体
２自体が設置されている加工機であってもよく、加工機
を停止してアークの停止制御を行ってもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明のプラズマトーチの電極消耗の検
知方法によれば、圧力センサによりプラズマトーチ内の
圧力を検出し、検出結果により電極の消耗を検知するこ
とができるため、常時監視者が電極の消耗を監視する必
要はない。また、電極の消耗は検出された圧力が一定値
を超過することにより自動的にかつ確実に把握できるた
め、電極が消耗されすぎて被加工物の加工不良やプラズ
マトーチの破損が発生しない。また、プラズマトーチ内
の圧力検出は市販の圧力計を使用できるため、装置が安
価でかつ簡便である。
知方法によれば、圧力センサによりプラズマトーチ内の
圧力を検出し、検出結果により電極の消耗を検知するこ
とができるため、常時監視者が電極の消耗を監視する必
要はない。また、電極の消耗は検出された圧力が一定値
を超過することにより自動的にかつ確実に把握できるた
め、電極が消耗されすぎて被加工物の加工不良やプラズ
マトーチの破損が発生しない。また、プラズマトーチ内
の圧力検出は市販の圧力計を使用できるため、装置が安
価でかつ簡便である。
【図１】本発明に係る方法を適用した装置の要部の断面
図である。
図である。
【図２】図１の装置の電極の消耗状態を示す各時点にお
ける電極の要部断面図である。
ける電極の要部断面図である。
【図３】電極が消耗されたとき（ａ）、及び電極が消耗
されないとき（ｂ）の圧力変化を示す図である。
されないとき（ｂ）の圧力変化を示す図である。
１ ノズル ２ トーチ本体 ４ 電極 ５ 鋼板 ６ ガスの供給口 ９ 圧力センサ １１ アンプ １２ 制御部 １３ 電源スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に一方の電極を配置したプラズマト
ーチを、他方の電極とした被加工物に対向させ、前記一
方の電極と被加工物の間にアークを発生させ、前記プラ
ズマトーチ内に供給されるガスに前記アークを接触させ
てプラズマを生成し、該プラズマにより被加工物を加工
する際に、 前記プラズマトーチ内のガスの圧力を圧力センサにより
検出し、該圧力センサの出力により前記ガスの圧力が一
定値を超過したことを検出し、この検出結果に基づいて
前記一方の電極の消耗を検知することを特徴とするプラ
ズマトーチの電極消耗の検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18014792A JP3155355B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | プラズマトーチの電極消耗の検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18014792A JP3155355B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | プラズマトーチの電極消耗の検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623556A JPH0623556A (ja) | 1994-02-01 |
| JP3155355B2 true JP3155355B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=16078225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18014792A Expired - Lifetime JP3155355B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | プラズマトーチの電極消耗の検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155355B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7479657B1 (ja) | 2023-06-28 | 2024-05-09 | 株式会社エイシン技研 | 導線束分離装置及び導線束分離方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4141650B2 (ja) * | 2001-02-26 | 2008-08-27 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | プラズマトーチの冷却構造 |
| FR2865424A1 (fr) * | 2004-01-27 | 2005-07-29 | Air Liquide | Procede et installation de coupage plasma a courant asservi au gaz plasmagene |
| JP4665636B2 (ja) | 2005-07-13 | 2011-04-06 | 株式会社デンソー | 酸素センサの素子割れ検出装置 |
| AT503646B1 (de) * | 2006-09-15 | 2007-12-15 | Fronius Int Gmbh | Wasserdampfplasmabrenner und verfahren zur verschleisserkennung und prozessregelung bei einem solchen wasserdampfplasmabrenner |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP18014792A patent/JP3155355B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7479657B1 (ja) | 2023-06-28 | 2024-05-09 | 株式会社エイシン技研 | 導線束分離装置及び導線束分離方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0623556A (ja) | 1994-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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