JP3346917B2 - Torch height control device in plasma cutting equipment - Google Patents

Torch height control device in plasma cutting equipment

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JP3346917B2
JP3346917B2 JP26988194A JP26988194A JP3346917B2 JP 3346917 B2 JP3346917 B2 JP 3346917B2 JP 26988194 A JP26988194 A JP 26988194A JP 26988194 A JP26988194 A JP 26988194A JP 3346917 B2 JP3346917 B2 JP 3346917B2
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cutting
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ切断装置にお
けるトーチ高さ制御装置に関し、特に、トーチがワーク
に干渉する危険を回避することができる装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torch height control device in a plasma cutting device, and more particularly to a device capable of avoiding the danger of the torch interfering with a workpiece.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、切断すべきワークに対するプ
ラズマ切断装置のトーチの高さ(トーチとワークとの距
離)、つまりスタンドオフを一定に保持する装置が広く
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been widely known an apparatus for maintaining a height of a torch (distance between a torch and a work), that is, a standoff, of a plasma cutting apparatus relative to a work to be cut.

【0003】これは、スタンドオフを一定に保持するこ
とが、プラズマ切断の加工品質を向上させる上で重要だ
からである。
This is because keeping the standoff constant is important for improving the processing quality of plasma cutting.

【0004】この種のスタンドオフ制御装置では、「一
定の加工速度Fの下では、スタンドオフhがアーク電圧
Vに比例する」点に着目し、アーク電圧Vを監視するこ
とにより、最適スタンドオフh0を維持する制御が行わ
れる。
In this type of stand-off control apparatus, attention is paid to the point that “the stand-off h is proportional to the arc voltage V under a constant processing speed F”, and the optimum stand-off is controlled by monitoring the arc voltage V. Control for maintaining h0 is performed.

【0005】しかし、加工速度が固定であることを前提
としているため、精度や生産性等の理由により、ある加
工部位について加工速度Fを変化させて加工したいとき
には、対応できないという不都合がある。このため、加
工速度の変化が少ないXーYテーブル等の2次元加工機
では、支障は少ないものの、加工速度の変化が大きい3
次元加工機では、基本的に対応することができない。
[0005] However, since the processing speed is assumed to be fixed, there is an inconvenience that it is not possible to cope with a case where it is desired to change the processing speed F for a certain processing portion for reasons such as accuracy and productivity. For this reason, in a two-dimensional processing machine such as an XY table in which the change in the processing speed is small, the change in the processing speed is large, although there are few problems.
Basically, a three-dimensional processing machine cannot cope.

【0006】そこで、このような問題を解決するため、
特願平3ー110790号では、図5に示すように、ス
タンドオフh1、h2…と、プラズマアークの電圧Vと、
切断速度Fとの関係、つまり各スタンドオフh1、h2…
h5(h1<h5)毎に、アーク電圧Vと切断速度Fが略
反比例する関係に着目し、アーク電圧Vと加工速度Fを
監視することにより、適切なスタンドオフhを維持する
技術(スタンドオフ速度補正方法)を開示している。
Therefore, in order to solve such a problem,
In Japanese Patent Application No. 3-110790, as shown in FIG. 5, the standoffs h1, h2,...
Relationship with cutting speed F, that is, each standoff h1, h2 ...
Attention is paid to the relationship in which the arc voltage V and the cutting speed F are substantially inversely proportional for each h5 (h1 <h5), and the technique of maintaining an appropriate standoff h by monitoring the arc voltage V and the processing speed F (standoff Speed correction method).

【0007】すなわち、図5の実測特性図に示すよう
に、アーク電圧Vと切断速度Fが略反比例しているの
は、加工速度Fが大きくなるに従い、ワークの主陽極点
がトーチ側に近づくためである。そこで、上記特性図か
ら、検出した切断速度Fに対応する目標アーク電圧V0
を読みだして、この目標アーク電圧V0と現在のアーク
電圧Vとの偏差に応じた補正量だけスタンドオフを補正
すれば、切断速度Fが変化しても最適なスタンドオフh
を維持することができる。
That is, as shown in the measured characteristic diagram of FIG. 5, the reason why the arc voltage V and the cutting speed F are substantially inversely proportional is that the main anode point of the work approaches the torch side as the processing speed F increases. That's why. Therefore, from the characteristic diagram, the target arc voltage V0 corresponding to the detected cutting speed F is obtained.
Is read, and the stand-off is corrected by a correction amount corresponding to the deviation between the target arc voltage V0 and the current arc voltage V, so that the optimum stand-off h can be obtained even when the cutting speed F changes.
Can be maintained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記スタンドオフ速度
補正方法によれば、ワークの平面部を加工する場合に
は、切断速度が一定で、プラズマアークが安定している
ため、確かに加工品質がきわめて良好となる。
According to the above stand-off speed correction method, when processing a flat part of a work, the cutting speed is constant and the plasma arc is stable, so that the processing quality is certainly improved. Very good.

【0009】しかし、図6(a)に示すような3次元ワ
ーク3のコーナ部Rでは、平面部と同一速度で切断しよ
うとすると、一定時間内にトーチ2の姿勢が大きく変化
するため、ロボットの制御が難しくなり、振動等が発生
し動作が不安定になる。逆に、トーチ2の姿勢を大きく
変化させないようにすると、加工速度Fを下げなければ
ならないが、このときに速度変化量は大きくなる。そし
て、図6(b)の矢印に示すように、コーナ部Rでは滑
らかにトーチ2を移動させなければならないため、必ず
しもトーチ2のトーチ方向2aをワーク3に対して垂直
にすることはできない。このようなとき、アークは不安
定になり、スタンドオフ速度補正を良好に行うことがで
きなくなる。
However, in the corner portion R of the three-dimensional workpiece 3 as shown in FIG. 6A, when cutting at the same speed as the flat portion, the posture of the torch 2 changes greatly within a certain period of time. Control becomes difficult, vibrations and the like occur, and the operation becomes unstable. Conversely, if the attitude of the torch 2 is not significantly changed, the processing speed F must be reduced, but at this time, the speed change amount becomes large. As shown by the arrow in FIG. 6B, the torch 2 must be moved smoothly at the corner R, so that the torch direction 2 a of the torch 2 cannot always be perpendicular to the work 3. In such a case, the arc becomes unstable, and the stand-off speed cannot be corrected satisfactorily.

【0010】また、コーナ部Rでは、トーチ2とワーク
3の干渉を避けるために、スタンドオフhを最適値より
高めにとらなければならない。ところが、強制的にスタ
ンドオフhを一定にしようとすると、上述したようにス
タンドオフ速度補正を良好に行うことができないため、
実際のワーク3の位置が、ワークの教示位置からずれて
いるとき等には、トーチ2がワーク3に干渉することが
ある。
In the corner portion R, the standoff h must be set higher than the optimum value in order to avoid interference between the torch 2 and the work 3. However, if the stand-off h is forced to be constant, the stand-off speed cannot be corrected satisfactorily as described above.
When the actual position of the work 3 is shifted from the teaching position of the work, the torch 2 may interfere with the work 3.

【0011】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、プラズマアークが不安定な切断区間であっ
ても、トーチがワークに干渉することを防止することが
できる制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a control device capable of preventing a torch from interfering with a work even in a cutting section where a plasma arc is unstable. It is intended for.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
切断すべきワークに対するプラズマ切断装置のトーチの
高さと、プラズマアークの電圧と、切断速度との関係に
基づいて、現在のトーチ高さを目標トーチ高さにするた
めのトーチ高さ補正量を演算し、該トーチ高さ補正量に
基づいて前記トーチ高さを制御するプラズマ切断装置に
おけるトーチ高さ制御装置において、前記トーチの姿勢
の変化速度を検出し、該トーチ姿勢変化速度が所定値よ
りも小さくなった時点でプラズマアークが安定の切断区
間に入ったことを検出し、プラズマアーク安定切断区間
では、所定周期毎にトーチ高さ補正量を演算し、該演算
されたトーチ高さ補正量の積算値に応じたトーチ高さと
なるようにトーチ高さを制御するとともに、前記トーチ
姿勢変化速度が前記所定値以上になった時点でプラズマ
アークが不安定となる切断区間に入ったことを検出し、
プラズマアーク不安定切断区間では、トーチ高さ補正量
を零とし、前記プラズマアーク安定切断区間の最終積算
値に応じたトーチ高さが維持されるようトーチ高さを制
御するようにしている。
Accordingly, in the present invention,
Calculates the torch height correction amount to make the current torch height the target torch height based on the relationship between the torch height of the plasma cutting device, the plasma arc voltage, and the cutting speed for the workpiece to be cut. and, in the torch height control apparatus in a plasma cutting apparatus for controlling the torch height based on the height of the torch correction amount, the posture of the torch
The change speed of the torch posture is detected from a predetermined value.
At which point the plasma arc is stable
Detecting that a gap has entered, and plasma arc stable cutting section
So with calculates the torch height correction amount, to control the height of the torch so that the torch height corresponding to the integrated value of the computed torch height correction amount for each predetermined period, the torch
When the attitude change speed becomes equal to or more than the predetermined value, the plasma
It detects that the arc has entered the cutting section where it becomes unstable,
In the plasma arc unstable cutting section, the torch height correction amount is set to zero, and the torch height is controlled so that the torch height according to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained.

【0013】[0013]

【作用】かかる構成によれば、プラズマアークが安定の
切断区間では、所定周期毎にトーチ高さ補正量が演算さ
れ、該演算されたトーチ高さ補正量の積算値に応じたト
ーチ高さとなるようにトーチ高さが制御される。そし
て、3次元のワークのコーナ部のように、トーチの姿勢
が急激に変化し、上記トーチ高さ補正制御が不安定にな
るプラズマアーク不安定切断区間では、トーチ高さ補正
量が零とされ、プラズマアーク安定切断区間の最終積算
値に応じたトーチ高さが維持されるようトーチ高さが制
御される。つまり、プラズマアーク不安定切断区間で
は、トーチ高さ補正制御を停止してしまうことにより、
安定した切断品質を維持することができるとともに、ト
ーチがワークに干渉する危険を回避することができる。
According to this structure, in the cutting section in which the plasma arc is stable, the torch height correction amount is calculated every predetermined period, and the torch height is determined according to the integrated value of the calculated torch height correction amount. The torch height is controlled as described above. In a plasma arc unstable cutting section in which the torch attitude suddenly changes and the torch height correction control becomes unstable, as in a corner portion of a three-dimensional work, the torch height correction amount is set to zero. The torch height is controlled such that the torch height corresponding to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained. In other words, in the plasma arc unstable cutting section, by stopping the torch height correction control,
The stable cutting quality can be maintained, and the danger of the torch interfering with the workpiece can be avoided.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るプラズマ
切断装置のトーチ高さ制御装置の実施例について説明す
る。図1は実施例のシステムの構成を示すブロック図で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a torch height control device for a plasma cutting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the system according to the embodiment.

【0015】ロボット1は、アーム先端に装着されたト
ーチ2をワーク3上の所定経路に沿って移動させること
によりプラズマ切断加工を行う。ロボットコントローラ
4は、ロボット1を制御するコントローラであり、一定
周期毎に切断速度F、トーチ2の姿勢角α、βを演算
し、これらの値をスタンドオフ制御装置5に出力する。
また、プラズマ電源6からは、スタンドオフ制御装置5
に対して現在のアーク電圧Vが出力される。
The robot 1 performs a plasma cutting process by moving a torch 2 attached to the tip of an arm along a predetermined path on a work 3. The robot controller 4 is a controller that controls the robot 1, calculates the cutting speed F and the posture angles α and β of the torch 2 at regular intervals, and outputs these values to the stand-off control device 5.
In addition, a stand-off control device 5
, The current arc voltage V is output.

【0016】スタンドオフ制御装置5は、入力された切
断速度F、トーチ姿勢角α、βおよびアーク電圧Vに基
づいて後述するようスタンドオフ(トーチ高さ)補正量
δhを演算し、これをロボットコントローラ4に出力す
る。ロボットコントローラ4は、入力されたスタンドオ
フ補正量δhに基づき後述するようロボット1に対する
動作指令を生成し、これをロボット1に出力し、スタン
ドオフhが補正量δhだけ補正されるよう各軸を駆動制
御する。
The stand-off control device 5 calculates a stand-off (torch height) correction amount δh based on the inputted cutting speed F, torch attitude angles α and β and arc voltage V as described later, Output to the controller 4. The robot controller 4 generates an operation command for the robot 1 based on the input stand-off correction amount δh as described below, outputs the operation command to the robot 1, and controls each axis so that the stand-off h is corrected by the correction amount δh. Drive control.

【0017】ここで、プラズマアークが不安定となる切
断区間が予めわかっている場合は図2に示す処理手順で
制御が行われる。一方、プラズマアークが不安定となる
切断区間が予めわかっていない場合は図3に示す処理手
順で制御が行われる。
Here, if the cutting section where the plasma arc becomes unstable is known in advance, the control is performed according to the processing procedure shown in FIG. On the other hand, when the cutting section where the plasma arc becomes unstable is not known in advance, the control is performed according to the processing procedure shown in FIG.

【0018】・図3の制御 まず、アーク不安定区間を自動的に判断する図3の制御
について説明する。
Control of FIG. 3 First, the control of FIG. 3 for automatically determining an arc unstable section will be described.

【0019】すなわち、まず、後述するマスク時間tms
kが零に設定され(ステップ201)、適切なスタンド
オフhが得られるように、ワーク3に対しトーチ2を近
づけアークをオンする(ステップ202、203)。そ
して、トーチ2を移動させて切断を開始する(ステップ
204)。
That is, first, a mask time tms described later is set.
k is set to zero (step 201), and the arc is turned on by bringing the torch 2 close to the work 3 so as to obtain an appropriate standoff h (steps 202 and 203). Then, the torch 2 is moved to start cutting (step 204).

【0020】つぎに、現在のトーチ2の姿勢データα、
βによって前回の姿勢データα0、β0を更新する(ステ
ップ205)。
Next, the current attitude data α of the torch 2,
The previous posture data α0 and β0 are updated by β (step 205).

【0021】ついで、現在のトーチ2の姿勢データα、
βと前回の姿勢データα0、β0とを比較し、その差が大
であるか否かが判断される。
Next, the current attitude data α of the torch 2 is
β is compared with the previous posture data α0, β0, and it is determined whether or not the difference is large.

【0022】ここで、ツール2の姿勢は、図4に示すよ
うに、トーチ方向2aがx−z平面に対してなすオイラ
ー角α、x−y平面に対してなすオイラー角βで表され
る。ツール2の姿勢の変化が微少であるとき、姿勢変化
角度δθは、次式で表される。
Here, as shown in FIG. 4, the attitude of the tool 2 is represented by an Euler angle α formed by the torch direction 2a with respect to the xz plane and an Euler angle β formed with respect to the xy plane. . When the change in the attitude of the tool 2 is small, the attitude change angle δθ is expressed by the following equation.

【0023】 δθ=√((αーα0)・cos(β))2+(βーβ0)2) …(1) そして、予設定量をδθ0として、 δθ<δθ0 …(2) が成立したとき(ステップ206の判断NO)、スタン
ドオフ制御をオンにすべく、手順はつぎのステップ20
8に移行される。
Δθ = √ ((α−α0) · cos (β)) 2+ (β−β0) 2) (1) When the preset amount is δθ0, δθ <δθ0 (2) (NO in step 206), the procedure proceeds to step 20 to turn on the stand-off control.
8 is performed.

【0024】すなわち、単位時間ΔT(ロボット演算周
期)あたりのツール姿勢変化量δθ、つまり姿勢変化速
度が、小さい場合は(ステップ206の判断NO)、ア
ークが安定な切断区間に入っているものと判断し(例え
ばワーク3の平面部を切断しているものと判断し)、ス
タンドオフ制御を実行すべく、図5に示す関係より目標
スタンドオフ、たとえばスタンドオフh1に対応する特
性f(下記(3)式)が選択され、この特性f上の現在
の切断速度Fに対応する目標アーク電圧V0が読み出さ
れる。
That is, if the tool posture change amount δθ per unit time ΔT (robot operation cycle), that is, the posture change speed is small (NO in step 206), it is determined that the arc is in a stable cutting section. It is determined (for example, it is determined that the flat portion of the work 3 is cut), and the characteristic f (refer to the following (following ()) corresponding to the target standoff, for example, the standoff h1 is obtained from the relationship shown in FIG. 3) Expression) is selected, and the target arc voltage V0 corresponding to the current cutting speed F on this characteristic f is read.

【0025】V0=f(F) …(3) (ステップ208) そして、現在のアーク電圧Vと上記目標アーク電圧V0
との差に比例した値として、スタンドオフ補正量δhが
下記(4)式のごとく求められる。
V0 = f (F) (3) (Step 208) Then, the current arc voltage V and the target arc voltage V0 are calculated.
The stand-off correction amount δh is obtained as a value proportional to the difference from the following equation (4).

【0026】δh=K・(VーV0) …(4) ただし、Kは比例定数である(ステップ209)。Δh = K · (V−V 0) (4) where K is a proportional constant (step 209).

【0027】K>0のとき、スタンドオフhを減少させ
る場合はδh>0、スタンドオフhを増加させる場合は
δh<0、スタンドオフ補正を行わない場合は、δh=
0となる。
When K> 0, δh> 0 when the standoff h is decreased, δh <0 when the standoff h is increased, and δh = 0 when the standoff correction is not performed.
It becomes 0.

【0028】上記スタンドオフ補正量δhは、ロボット
演算周期ΔT毎に演算され、ロボットコントローラ4に
対して順次送出される。
The stand-off correction amount δh is calculated for each robot calculation period ΔT, and is sequentially sent to the robot controller 4.

【0029】前回までのスタンドオフ補正量δhは、ロ
ボットコントローラ4内部で積算されており、この積算
値にスタンドオフ制御装置5から送出された補正量δh
が加えられ、新たなスタンドオフ積算値Σδhが得られ
る。スタンドオフ積算値Σδhはロボットコントローラ
4でロボット固有座標XーYーZに変換され、補正量H
(Hx、Hy、Hz)が得られる。
The stand-off correction amount δh up to the previous time is integrated in the robot controller 4, and the correction amount δh sent from the stand-off control device 5 is added to this integrated value.
Is added to obtain a new standoff integrated value Σδh. The integrated stand-off value Σδh is converted into robot-specific coordinates XYZ by the robot controller 4, and the correction amount H
(Hx, Hy, Hz) are obtained.

【0030】こうして得られた補正量Hをトーチ先端目
標位置Pに対して加えることで、補正目標位置P´が下
記(5)式のごとく得られる。
By adding the correction amount H obtained in this way to the torch tip target position P, a correction target position P 'is obtained as in the following equation (5).

【0031】 P´(x、y、z)=P(x、y、z)+H(Hx、Hy、Hz) …(5) この補正目標位置P´が得られるようロボット1に対し
て動作指令が付与されることで、スタンドオフは目標値
h1に維持されることとなる(ステップ214)。以
後、切断加工が継続している限りは、スタンドオフ制御
が繰り返し実行される(ステップ215の判断NO)。
なお、ループの先頭に戻る前に現在のツール姿勢角α、
βによって前回のツール姿勢角α0、β0が更新される
(ステップ213)。
P ′ (x, y, z) = P (x, y, z) + H (Hx, Hy, Hz) (5) An operation command to the robot 1 so that the corrected target position P ′ is obtained. Is given, the standoff is maintained at the target value h1 (step 214). Thereafter, as long as the cutting process is continued, the stand-off control is repeatedly executed (NO in step 215).
Before returning to the beginning of the loop, the current tool posture angle α,
The previous tool posture angles α0 and β0 are updated by β (step 213).

【0032】図7は、トーチ2の先端の移動軌跡を例示
した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a movement locus of the tip of the torch 2.

【0033】図において実線は、教示したワーク3の外
形を示しており、一点鎖線は、実際のワーク3の外形を
示している。そして、破線は、トーチ2の先端の目標位
置P1、P2…の教示経路であり、二点鎖線P´1、P´2
…は、トーチ2の先端の実際の移動軌跡を示している。
In the drawing, the solid line indicates the outer shape of the work 3 taught, and the dashed line indicates the actual outer shape of the work 3. The broken lines are the teaching paths of the target positions P1, P2... Of the tip of the torch 2, and the two-dot chain lines P'1, P'2
.. Indicate the actual movement trajectory of the tip of the torch 2.

【0034】区間P1〜P4では、上記(5)式によって
得られた補正目標位置P´1…P´4を通過するようトー
チ2が移動される。
In the sections P1 to P4, the torch 2 is moved so as to pass the correction target positions P'1 to P'4 obtained by the above equation (5).

【0035】さて、ステップ206において、上記
(2)式が成立しなくなった場合は(ステップ206の
判断YES)、スタンドオフ制御をオフにすべく、手順
はつぎのステップ207に移行される。
If, in step 206, the expression (2) does not hold (YES in step 206), the procedure proceeds to the next step 207 to turn off the stand-off control.

【0036】すなわち、ツール姿勢変化速度が大きい場
合は(ステップ206の判断YES)、アークが不安定
な切断区間、例えば3次元ワーク3のコーナ部を切断す
る区間に入ったものと判断し、まず、マスク時間tmsk
に一定値Tmを設定し(ステップ207)、さらにスタ
ンドオフ補正量δhを零に設定して、スタンドオフ制御
をオフにする(ステップ211)。
That is, if the tool posture change speed is high (YES in step 206), it is determined that the arc has entered an unstable cutting section, for example, a section for cutting a corner of the three-dimensional workpiece 3. , Mask time tmsk
Is set to a constant value Tm (step 207), the stand-off correction amount δh is set to zero, and the stand-off control is turned off (step 211).

【0037】このように、スタンドオフ制御がオフにさ
れると、スタンドオフ制御装置5からロボットコントロ
ーラ4に送出される補正量δhが零であることから、前
回までの積算値H(Hx、Hy、Hz)、つまりアーク安
定切断区間の最終積算値H4(図7参照)をHとして、
上記(5)式の演算がなされ、演算された補正目標位置
P´が得られるようロボット1に対して動作指令が付与
される(ステップ213)。以後、切断加工が継続して
いる限りは、スタンドオフ制御がオフされたままとなる
(ステップ215の判断NO、ステップ207、20
8)。なお、ループの先頭に戻る前に現在のツール姿勢
角α、βによって前回のツール姿勢角α0、β0が更新さ
れる(ステップ213)。
As described above, when the stand-off control is turned off, since the correction amount δh sent from the stand-off control device 5 to the robot controller 4 is zero, the integrated value H (Hx, Hy) up to the previous time is obtained. , Hz), that is, the final integrated value H4 (see FIG. 7) of the arc stable cutting section is defined as H.
The above equation (5) is calculated, and an operation command is given to the robot 1 so as to obtain the calculated corrected target position P '(step 213). Thereafter, as long as the cutting process continues, the stand-off control remains off (NO in step 215, steps 207 and 207).
8). Before returning to the beginning of the loop, the previous tool posture angles α0, β0 are updated with the current tool posture angles α, β (step 213).

【0038】この結果、区間P4〜P6では、補正量Hを
H4に固定して演算された補正目標位置P´4、P´5、
P´6を通過するようトーチ2が移動される(図7参
照)。
As a result, in the sections P4 to P6, the correction target positions P'4, P'5, calculated with the correction amount H fixed at H4.
The torch 2 is moved so as to pass through P'6 (see FIG. 7).

【0039】やがて、ワーク3のコーナ部の切断加工が
終了すると、ステップ206の判断はNOとなり、手順
はステップ208に移行される。しかし、トーチ姿勢が
大きく変化している状態から、変化が小さい状態へ移っ
た直後は、アーク(電圧等)がまだ不安定である。そこ
で、マスク時間Tmが経過するまでは、安全のためトー
チ2がワーク3に干渉しないように、スタンドオフhを
増加させる方向にのみ補正をなし得るようにし、スタン
ドオフhが減少する方向へは補正しないようにする。
When the cutting of the corner portion of the work 3 is completed, the determination in step 206 becomes NO, and the procedure shifts to step 208. However, immediately after the state in which the torch posture changes greatly, the arc (voltage or the like) is still unstable. Therefore, until the mask time Tm elapses, correction can be made only in the direction of increasing the standoff h so that the torch 2 does not interfere with the work 3 for safety. Do not correct.

【0040】すなわち、現在のマスク時間tmsk(=T
m)が零よりも大きく、かつスタンドオフ補正量δhが
正(トーチ2をワーク3へ近づける方向)の場合は(ス
テップ210の判断YES)、スタンドオフ補正量δh
が零に設定される(ステップ211)。そして、マスク
時間tmskがロボット演算周期ΔTづつ減少(tmsk=T
mーΔT)されていき(ステップ214、ステップ21
5の判断NO)、マスク時間tmskが零になるまで、ス
タンドオフ補正量δhを零に設定した補正がなされる
(ステップ211、213)。この結果、区間P6〜P6
1では、補正量HをH4に固定して演算された補正目標位
置P´6、P´61を通過するようトーチ2が移動される
(図7参照)。
That is, the current mask time tmsk (= T
If m) is greater than zero and the stand-off correction amount δh is positive (in a direction in which the torch 2 approaches the work 3) (YES in step 210), the stand-off correction amount δh
Is set to zero (step 211). Then, the mask time tmsk decreases by the robot operation cycle ΔT (tmsk = T
m−ΔT) (step 214, step 21)
Until the mask time tmsk becomes zero, correction is performed with the stand-off correction amount δh set to zero (steps 211 and 213). As a result, the sections P6 to P6
In 1, the torch 2 is moved so as to pass through the correction target positions P'6 and P'61 calculated with the correction amount H fixed at H4 (see FIG. 7).

【0041】なお、マスク時間Tm経過するまでの間
に、スタンドオフhを増加させる方向のスタンドオフ補
正量δhが得られた場合は(ステップ210の判断N
O)、ステップ209で演算されたスタンドオフ補正量
δhを使用した補正がなされる(ステップ213;図7
の区間P6〜P61)。
If the stand-off correction amount δh in the direction of increasing the stand-off h is obtained before the mask time Tm elapses (determination N in step 210).
O), correction using the standoff correction amount δh calculated in step 209 is performed (step 213; FIG. 7).
Section P6 to P61).

【0042】やがて、マスク時間Tmが経過すると(ス
テップ210の判断NO)、スタンドオフ制御がオンに
され、ステップ209で演算されたスタンドオフ補正量
δhを使用した補正がなされる(ステップ213)。
When the mask time Tm elapses (NO in step 210), the stand-off control is turned on, and correction is performed using the stand-off correction amount δh calculated in step 209 (step 213).

【0043】この結果、区間P61〜P8では、上記
(5)式によって得られた補正目標位置P´61、P´
7、P´8を通過するようトーチ2が移動される(図7参
照)。
As a result, in the sections P61 to P8, the correction target positions P'61 and P 'obtained by the above equation (5) are obtained.
7. The torch 2 is moved so as to pass through P'8 (see FIG. 7).

【0044】やがて切断加工終了と判断した場合は(ス
テップ215の判断YES)、アークをオフにして(ス
テップ216)、トーチ2をワーク3から離間させて
(ステップ217)、全処理を終了させる。
When it is determined that the cutting operation is completed (YES in step 215), the arc is turned off (step 216), the torch 2 is separated from the work 3 (step 217), and the entire process is terminated.

【0045】なお、ステップ210における判断を、
「マスク時間tmsk>0」のみとし、トーチ姿勢変化速
度が小さくなってから(ステップ206の判断NO)マ
スク時間Tmが経過するまでは、ステップ209で得ら
れるスタンドオフ補正量δhの極性に関係なく強制的
に、スタンドオフ補正量δhを零に設定するようにして
もよい(ステップ211)。
Note that the judgment in step 210 is
Only “mask time tmsk> 0” is set, and until the torch attitude change speed decreases (NO in step 206) and the mask time Tm elapses, regardless of the polarity of the stand-off correction amount δh obtained in step 209. The standoff correction amount δh may be forcibly set to zero (step 211).

【0046】・図2の制御 つぎに、図2のフローチャートを参照して、予めアーク
電圧が不安定となる切断区間、たとえばコーナ部Rがわ
かっている場合の処理について説明する。
Control of FIG. 2 Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, a description will be given of a process in a case where a cutting section where the arc voltage becomes unstable, for example, a corner portion R is known in advance.

【0047】すなわち、切断開始命令が出されると(ス
テップ101)、スタンドオフ制御をオンにする命令が
出され(ステップ102)、ワーク3の直線部を移動す
る命令が出される(ステップ103)。
That is, when a cutting start command is issued (step 101), a command to turn on the stand-off control is issued (step 102), and a command to move the linear portion of the work 3 is issued (step 103).

【0048】スタンドオフ制御がオンになると、所定周
期毎にトーチ高さ補正量δhが演算され、該演算された
トーチ高さ補正量δhの積算値に応じたトーチ高さhが
得られるようにトーチ高さhが制御される。
When the stand-off control is turned on, the torch height correction amount δh is calculated at predetermined intervals, and the torch height h corresponding to the integrated value of the calculated torch height correction amount δh is obtained. The torch height h is controlled.

【0049】そして、ワークのコーナ部のように、トー
チの姿勢が急激に変化し、上記スタンドオフ制御が不安
定になるプラズマアーク不安定切断区間に入ると、スタ
ンドオフ制御をオフにする指令が出され(ステップ10
4)、コーナ部を移動する命令が出される(ステップ1
05)。
When the position of the torch suddenly changes and the stand-off control becomes unstable, as in a corner portion of a work, and enters a plasma arc unstable cutting section, a command to turn off the stand-off control is issued. (Step 10
4), a command to move the corner is issued (step 1)
05).

【0050】このとき、トーチ高さ補正量δhが零に設
定され、プラズマアーク安定切断区間の最終積算値に応
じたトーチ高さhが維持されるようトーチ高さhが制御
される。
At this time, the torch height correction amount δh is set to zero, and the torch height h is controlled so that the torch height h according to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained.

【0051】再び、直線部のごとくプラズマアーク安定
切断区間に入った場合は、スタンドオフ制御がオンにさ
れ、直線部の移動命令が出される(ステップ106、1
07)。
When the plasma arc stable cutting section is again entered as in the case of the straight section, the stand-off control is turned on and a command to move the straight section is issued (steps 106 and 1).
07).

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークのコーナ部のごとく、アークが不安定になる切断
区間において、スタンドオフを補正する制御を停止し、
アークが安定している切断区間のみで、スタンドオフを
補正する制御を行うようにしたので、切断品質を高く維
持できるとともに、トーチがワークに干渉する危険を回
避することができる。
As described above, according to the present invention,
Stop the control to correct the standoff in the cutting section where the arc becomes unstable like the corner of the work,
Since the control for correcting the standoff is performed only in the cutting section where the arc is stable, the cutting quality can be maintained high, and the danger of the torch interfering with the work can be avoided.

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

【図1】図1は本発明に係るプラズマ切断装置のトーチ
高さ制御装置の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a torch height control device of a plasma cutting device according to the present invention.

【図2】図2は実施例の制御の一例を示すフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of control according to the embodiment;

【図3】図3は実施例の制御の他の一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating another example of control of the embodiment.

【図4】図4は、実施例のロボットのトーチの姿勢を表
すオイラー角を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an Euler angle representing a posture of a torch of the robot according to the embodiment.

【図5】図5はスタンドオフと切断速度とアーク電圧の
関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between standoff, cutting speed, and arc voltage.

【図6】図6(a)、(b)は、ロボットのトーチがワ
ークのコーナ部を加工する様子を説明する図である。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) are diagrams illustrating how a torch of a robot processes a corner portion of a work.

【図7】図7はトーチの移動軌跡を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a movement locus of a torch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット 2 トーチ 3 ワーク 4 ロボットコントローラ 5 スタンドオフ制御装置 6 プラズマ電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot 2 Torch 3 Work 4 Robot controller 5 Standoff control device 6 Plasma power supply

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−246473(JP,A) 特開 平4−167979(JP,A) 特開 平6−31455(JP,A) 特開 平6−312269(JP,A) 実開 平5−78373(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 10/00 B23K 9/127 Continuation of the front page (56) References JP-A-7-246473 (JP, A) JP-A-4-167979 (JP, A) JP-A-6-31455 (JP, A) JP-A-6-312269 (JP) , A) Japanese Utility Model Hei 5-78373 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 10/00 B23K 9/127

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 切断すべきワークに対するプラズマ切
断装置のトーチの高さと、プラズマアークの電圧と、切
断速度との関係に基づいて、現在のトーチ高さを目標ト
ーチ高さにするためのトーチ高さ補正量を演算し、該ト
ーチ高さ補正量に基づいて前記トーチ高さを制御するプ
ラズマ切断装置におけるトーチ高さ制御装置において、前記トーチの姿勢の変化速度を検出し、該トーチ姿勢変
化速度が所定値よりも小さくなった時点でプラズマアー
クが安定の切断区間に入ったことを検出し、 プラズマアーク安定切断区間では、 所定周期毎にトーチ
高さ補正量を演算し、該演算されたトーチ高さ補正量の
積算値に応じたトーチ高さとなるようにトーチ高さを制
御するとともに、前記トーチ姿勢変化速度が前記所定値以上になった時点
でプラズマアークが不安定となる切断区間に入ったこと
を検出し、 プラズマアーク不安定切断区間では、 トーチ高さ補正量
を零とし、前記プラズマアーク安定切断区間の最終積算
値に応じたトーチ高さが維持されるようトーチ高さを制
御するようにしたプラズマ切断装置におけるトーチ高さ
制御装置。
1. A torch height for setting a current torch height to a target torch height based on a relationship between a torch height of a plasma cutting apparatus with respect to a workpiece to be cut, a plasma arc voltage, and a cutting speed. A torch height control device in a plasma cutting device that calculates a correction amount of the torch and controls the torch height based on the correction amount of the torch height detects a change speed of the posture of the torch and changes the torch posture.
When the gasification rate falls below the specified value, the plasma
In the plasma arc stable cutting section, the torch height correction amount is calculated every predetermined cycle, and the torch corresponding to the integrated value of the calculated torch height correction amount is detected. The torch height is controlled so that the torch height is obtained, and the time when the torch posture change speed becomes equal to or more than the predetermined value.
Entered the cutting section where the plasma arc became unstable
In the plasma arc unstable cutting section, the torch height correction amount is set to zero, and the torch height is controlled so that the torch height according to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained. Torch height control device in the improved plasma cutting device.
【請求項2】 前記トーチ姿勢変化速度が前記所定値2. The method according to claim 1, wherein the change speed of the torch posture is the predetermined value.
よりも小さくなった時点から所定時間の間は、前記プラFor a predetermined period of time from when the
ズマアーク不安定切断区間におけるトーチ高さ制御を継Continued torch height control in unstable section of Zuma Arc
続し、前記所定時間経過後に前記プラズマアーク安定切After the elapse of the predetermined time, the plasma arc stabilization
断区間におけるトーチ高さ制御に移行するようにした請To shift to the torch height control in the cut section
求項1記載のプラズマ切断装置におけるトーチ高さ制御A torch height control in the plasma cutting apparatus according to claim 1.
装置。apparatus.
【請求項3】 前記トーチ姿勢変化速度が前記所定値3. The method according to claim 2, wherein the change speed of the torch posture is the predetermined value.
よりも小さくなった時点から所定時間の間は、所定周期For a specified period of time from the point at which the
毎にトーチ高さ補正量を演算し、該演算されたトーチ高The torch height correction amount is calculated for each, and the calculated torch height is calculated.
さ補正量がトーチ高さを増加させる補正量である場合のWhen the correction amount is a correction amount that increases the torch height
み、該トーチ高さ増加補正量をトーチ高さ補正量の積算The torch height increase correction amount is integrated with the torch height correction amount.
値に加算して、該加算値に応じたトーチ高さとなるようValue so that the torch height is adjusted according to the added value.
にトーチ高さを制御するとともに、前記所定時間経過後Control the torch height, and after the predetermined time elapses
に前記プラズマアーク安定切断区間におけるトーチ高さTorch height in the stable section of plasma arc
制御に移行するようにした請求項1記載のプラズマ切断2. The plasma cutting method according to claim 1, wherein control is shifted to control.
装置におけるトーチ高さ制御装置。Torch height control device in the device.
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