JP3822304B2 - プラズマ加工用電源装置 - Google Patents
プラズマ加工用電源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3822304B2 JP3822304B2 JP04518197A JP4518197A JP3822304B2 JP 3822304 B2 JP3822304 B2 JP 3822304B2 JP 04518197 A JP04518197 A JP 04518197A JP 4518197 A JP4518197 A JP 4518197A JP 3822304 B2 JP3822304 B2 JP 3822304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- current
- main arc
- value
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ切断やプラズマ溶接等のプラズマ加工に用いるプラズマ加工用電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマトーチに設けた電極の周囲にガスを供給しつつ、電極とノズルの間或いは電極と被加工材の間に通電して供給されたガスをプラズマ化させて被加工材に向けて噴射し、噴射したプラズマアークによって被加工材を溶融させて切断或いは溶接等の加工を行う所謂プラズマ加工が実施されている。
【０００３】
プラズマ加工を実施する場合、電極とノズルの間或いは被加工材との間に一定の電流で通電する電源装置と、電極の周囲に予め設定された流量のプラズマガスを供給するガス供給装置が必須である。このため、前記各装置を同一のフレームに組み込んだプラズマ加工用電源装置が市販され広く利用されている。
【０００４】
プラズマ加工、特に、酸素プラズマ切断では、プラズマアークを発生させる時点及びプラズマアークを停止させる時点で電極に大きな消耗が発生するため、通電開始時及び通電停止時には電極の周囲に複数種のガスを供給（プリフロー，アフターフロー）し、これらのガスの供給，停止を微妙なタイミングで制御して可及的に電極の消耗を軽減させるように構成されるのが一般である。前記電源及びガスの供給，停止は、プラズマ加工用電源装置に組み込まれた制御部によって制御される。
【０００５】
一般的に利用されているプラズマ加工用電源装置では、加工能力が小さいことから、常に最大電流で被加工材の加工を行っているため、ガスの流量調整パターンは単一である。従って、ガスの流量をニードル弁によって調整し得るように構成すると共に電磁弁によって開閉し得るように構成し、且つプラズマ加工用電源装置の制御は所謂シーケンス制御で充分である。このため、プラズマ加工用電源装置には、ガスの供給経路に設けた電磁弁の開閉信号を出力するリレーやタイマー等を組み合わせたシーケンス制御盤が設けられている。
【０００６】
プラズマ加工に於いて、電流値と被加工材の厚さは比例する。またプラズマ加工では加工速度が早いため、より加工能力の高いプラズマ加工用電源装置の開発が要求されており、最近では電流値が400 Ａに達するものが実用化されつつある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記電流値が大きいプラズマ加工用電源装置では加工能力が増大するため、最大電流値よりも小さい電流値で被加工材を加工する可能性がある。この場合、ガスの供給量及び供給，停止のタイミングを最大電流値の仕様に対応させて一義的に制御しても加工自体は可能であるが、小さい電流値で加工する際にガスの流量が過大になって、プラズマアーク、特にパイロットアークが円滑に形成されないという問題や、ガスが無駄に消費されるという問題が生じる。
【０００８】
上記問題を解決しようとした場合、最大電流値よりも小さい電流値で加工する必要が発生する都度、ガス流量の調整やタイマー等の調整を行うことが必要となり、作業が煩雑で且つ設定ミス等が生じる虞がある。
【０００９】
本発明の目的は、電流値の設定に対応させてガスの供給量や供給，停止のタイミングを変更することが出来るプラズマ加工用電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るプラズマ加工用電源装置は、プラズマ加工を実施するに際しプラズマトーチに単一又は複数のガスを供給する機能とパイロットアーク及びメインアークを形成するための電流を制御する機能を備えたプラズマ加工用電源装置であって、単一又は複数のガス毎に設けられプラズマトーチに対するガスの供給，停止を行う弁及び流量を調整する流量調整部を有するガス供給手段と、プラズマトーチの電極に付加する電流値を調整する電流調整部及び通電，停止を行う開閉部を有する通電手段と、プラズマトーチに供給する単一又は複数のガス毎に設定され経時的な流量変化の基準となるガス変化パターンとパイロットアーク形成用電流及びメインアーク形成用電流変化の基準となる電流変化パターンとを記憶するパターン記憶部と、前記単一又は複数のガス毎に設定されたガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を予め設定した複数のメインアーク電流範囲の値に対応させて記憶するテーブル記憶部と、プラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力する入力部と、入力されたメインアーク電流値に応じて前記ガス供給手段及び通電手段を制御する制御部を有する制御装置とを有して構成されるものである。
【００１１】
上記プラズマ加工用電源装置（以下、単に「電源装置」という）では、ガス供給手段がプラズマトーチに対するガスの供給，停止を行う弁と流量を調整する流量調整部材を有し、且つ通電手段が通電電流の値を調整する電流調整部と通電，停止を行う開閉部を有しているため、目的の加工に応じて電流値を調整することが出来、且つ電流値に応じたガス流量を調整することが出来る。
【００１２】
電源装置を制御する制御装置は、プラズマトーチの起動及び停止信号を基点とする各ガス毎に設定された経時的な流量変化のガス変化パターンとパイロットアーク及びメインアーク用電流の電流変化パターンを記憶させたパターン記憶部と、メインアーク電流値に対応させたガス変化パターンを規定する時間値と流量値，電流変化パターンを規定する時間値と電流値を記憶させたテーブル記憶部と、所望の電流値を入力する入力部と、入力された電流値に応じてガス供給手段と通電手段を制御する制御部を有するため、入力されたメインアーク電流値に応じてプラズマトーチを最適に作動させるに必要なガスの流量値と時間値、及びパイロットアーク，メインアークの電流値と時間値によって制御することが出来る。
【００１３】
上記電源装置に於いて、制御部が、入力部によってプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力したとき、テーブル記憶部から入力されたメインアーク電流値を含むメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出すと共に読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力するものであることが好ましい。
【００１４】
制御部を上記の如く構成することによって、入力部によってメインアーク電流値を入力したとき、該電流値を含むメインアーク電流範囲のガスの時間値，流量値、電流の時間値，電流値を読み出して夫々の信号をガス供給手段及び通電手段に出力することが出来る。即ち、プラズマ加工の開始に先立って入力部によって目的のメインアーク電流値を入力すると、制御部から前記メインアーク電流値に対応したガス変化パターンを読み出して該パターンを規定する時間値及び流量値の信号をガス供給手段に出力すると共に電流変化パターンを読み出して該パターンを規定する時間値及び電流値の信号を通電手段に出力することが出来る。従って、自動操作によってプラズマトーチを予め設定された目的の電流値に対応した最適な条件で駆動して、被加工材に対する切断或いは溶接等所望の加工を経済的に実行することが出来る。
【００１５】
また上記電源装置に於いて、入力部がプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力すると共にプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を入力するものであり、且つ制御部が入力されたプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を基準としてテーブル記憶部に記憶されたメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出して該読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力すると共にメインアーク電流を入力されたメインアーク電流値に設定するように制御するものであることが好ましい。
【００１６】
上記電源装置では、入力部によってプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力すると共にプラズマガスの流量やメインアークの初期電流等のガス変化パターン或いは電流変化パターンを規定する情報を入力すると、制御部では、入力された情報を基準としてテーブル記憶部から前記情報に対応したメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出して該読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力し、且つ指定されたメインアーク電流範囲に於けるメインアーク電流の値に関わらず、プラズマトーチのメインアーク電流値を設定することが出来る。即ち、目的の加工を実施するのに必要なメインアーク電流値と、ガスの流量値と時間値及びパイロットアークの電流値と時間値とを別個に設定することが出来る。従って、電源装置を手動操作することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、上記電源装置の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１はプラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成を説明する模式図、図２は電源装置の配管系を説明する図、図３は制御系のブロック図、図４はガス変化パターンと電流変化パターンの例を説明する図、図５はテーブル記憶部に記憶させるメインアーク電流範囲のテーブルの例を示す図である。
【００１８】
本発明に係る電源装置は、最大電流値以下の電流値を設定してプラズマトーチを稼働させると共に、該設定された電流値に於いてプラズマトーチを効率良く稼働させるように該トーチの起動時及び停止時に流すガスの流量や時間を適当な条件で設定し得るように構成したものである。
【００１９】
図によりプラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成について概略的に説明し、合わせて本実施例に係る電源装置Ａの構成について説明する。
【００２０】
図１に示すプラズマ切断装置は、電源装置Ａと切断トーチＢとを有して構成されている。本実施例に於いて、切断トーチＢは移行式プラズマトーチとして構成されており、またプラズマガスの周囲に一次シールドガスと二次シールドガスを流通させるように構成されている。即ち、切断トーチＢは中心に電極材１ａを埋設した電極１を有しており、この電極１の周囲にノズル２，一次シールドノズル３，二次シールドノズル４が夫々同一軸心上に設けられている。
【００２１】
上記電極１及び各ノズル２〜４は夫々トーチ本体５に装着されており、トーチ本体５には、電極１に通電する通電部材６，ノズル２に通電する通電部材７，電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａにスタートガス及びプラズマガスを流通させるプラズマガス流通路８，ノズル２と一次シールドノズル３の間に形成された一次シールドガス通路９ａに一次シールドガスを流通させる一次シールドガス流通路９，一次シールドノズル３と二次シールドノズル４の間に形成された二次シールドガス通路10ａに二次シールドガスを流通させる二次シールドガス流通路10が夫々形成されている。
【００２２】
トーチ本体５に形成された通電部材６，７はキャップタイヤを介して電源装置Ａと接続されており、各ガスの流通路８〜10はホースを介して電源装置Ａと接続されている。また被加工材Ｃと電源装置Ａはキャップタイヤ11を介して接続されている。
【００２３】
電源装置Ａにはキャップタイヤ12を介して一次電源が接続されると共に、ホース13を介して酸素ガス供給装置14が接続され、更にホース15を介して窒素ガスや空気等のスタートガス供給装置16が接続されている。酸素ガス供給装置14はボンベ或いは工場配管等の供給部14ａと圧力調整器14ｂとによって構成されており、スタートガス供給装置16は、該スタートガスが空気の場合エアコンプレッサー，窒素ガスの場合ボンベ等の供給部16ａと圧力調整器16ｂとによって構成されている。
【００２４】
次に、図２により電源装置Ａに於ける各ガスの供給配管系と通電系の構成について説明する。
【００２５】
同図（ａ）に示すように、酸素ガスを供給するホース13と接続された配管はプラズマガス流通路８，一次シールドガス流通路９，二次シールドガス流通路10の３系統の配管８ｂ〜10ｂに分割され、夫々の配管８ｂ〜10ｂには、制御信号に応じた流量を設定すると共に流通するガスの質量を検出して該ガスの流量を調整する機能を有するマスフローメーター等の流量調整器８ｃ〜10ｃ、及び各配管８ｂ〜10ｂを開閉する電磁弁８ｄ〜10ｄが設けられている。またスタートガスを供給するホース15と接続された配管15ｂはマスフローメーター等の流量調整器15ｃ及び配管15ｂを開閉する電磁弁15ｄを介してプラズマガス流通路８と接続されている。
【００２６】
尚、本実施例では、切断トーチＢに一次シールドガスと二次シールドガスを個別に供給し、夫々のシールドガスとして夫々酸素ガスを利用している。しかし本発明は、このシールドガスの構成に限定するものではない。
【００２７】
即ち、本発明はシールドガスを用いることのないトーチに適用することが可能であり、シールドガスが必須ではない。またシールドガスを利用するトーチに適用する場合であっても、必ずしも複数次のシールドガスを必須とするものではなく、一次シールドガスのみを用いても良く、三次以上のシールドガスを用いても良い。更に、各シールドガスに於いて一次シールドガスとしては酸素ガスを利用するのが一般的であるが二次以上のシールドガスとしては酸素ガス以外のガス、例えば空気であっても良い。またトーチにシールドガスとして単一のガスを供給し、このガスをトーチ内部で複数の通路に分割させて複数次のシールドガスとしても良い。
【００２８】
また同図（ｂ）に示すように、キャップタイヤ12を介して一次側電源と接続され且つ制御信号に応じた電流を設定する電流設定部材17が設けられており、この電流設定部材17に通電部材６，７及びキャップタイヤ11が接続されている。特にノズル２に接続された通電部材７には高周波回路18が設けられている。尚、19は電極１とノズル２の間に通電してパイロットアークを形成した後、電極１と被加工材Ｃの間に通電させてメインアークを形成するように切り換える切換部材である。
【００２９】
次に、電源装置Ａの制御系について図３により説明する。図に於いて、21は制御装置であり、制御部となるマイクロプロセッサー21ａと、図４に示す切断トーチＢの起動信号及び停止信号に基づく各ガスの供給パターン、及び電流の通電パターンを記憶したパターン記憶部21ｂと、設定された電流値に対応した各ガスの流量値や噴射タイミング，時間等のガス制御データ，ノズルに対する通電時間やノズルから被加工材への切り換えのタイミング等のデータをテーブルとして記憶したテーブル記憶部21ｃとによって構成されている。
【００３０】
22は入力装置であり、インターフェース23を介して制御装置21に接続され、切断トーチＢによって被加工材Ｃの切断を行うに際し、被加工材Ｃの厚さに応じて最適な電流値を入力し、或いはテーブル記憶部21ｃに記憶されたテーブルを指定するためのプラズマガスの流量やメインアークの初期電流等の情報を入力するものである。また24は切断トーチＢの起動及び停止を指示するスイッチである。
【００３１】
上記制御装置21では、自動運転モードと手動運転モードが設定されており、図示しないスイッチの切り換えによって所望のモードを選択し得るように構成されている。自動運転モードは、入力装置22によって切断トーチＢを作動させるためのメインアーク電流値を入力すると、予めテーブル記憶部21ｃに記憶されたテーブルの中から入力されたメインアーク電流値を含むメインアーク電流範囲のデータを読み出して各ガス供給装置14，16及び電流設定部17を自動制御する。
【００３２】
また手動運転モードでは、入力装置22によって切断トーチＢを作動させるためのメインアーク電流値を入力すると共に、テーブル記憶部21ｃに記憶されたメインアーク電流範囲を指定するためにプラズマガスの流量値或いはメインアークの初期電流値等の情報を入力すると、入力された情報に対応するメインアーク電流範囲のデータを読み出して各ガス供給装置14，16及び電流設定部17を制御する。従って、切断トーチＢを作動させるメインアーク電流値と指定されたメインアーク電流範囲が異なる場合であっても稼働する。
【００３３】
上記電源装置Ａは、一つのフレームに電磁弁８ｄ〜10ｄ及び流量調整器８ｃ〜10ｃを含む各ガスの配管８ｂ〜10ｂと、電流設定部材17，高周波回路18及び切換部材19を含む電源部と、制御装置21を配置して組み立てると共にカバーで覆って構成されている。しかし、必ずしも前記構成に限定するものではなく、各ガスの配管８ｂ〜10ｂと電源部及び制御装置21を異なるフレームに配置して構成しても良い。
【００３４】
次に、上記の如く構成された電源装置Ａと切断トーチＢによって被加工材Ｃを切断する際の各ガス及び電流の制御パターンについて図４により説明する。
【００３５】
図に於いて、スイッチ24からＯＮ信号が発生すると、この信号と同時にスタートガスの電磁弁15ｄが開放し、流量ＶＲ１のプリフロー（Ｔ１）が実行される。このプリフロー時間はプラズマガス流通路８の長さや直径等を考慮して設定される。即ち、電磁弁15ｄが開放した後、スタートガスが電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａに到達する時間を考慮して設定される。
【００３６】
スタートガスのプリフロー時間Ｔ１が経過したとき、高周波回路18が一定時間作動し、この時間経過と同時に電極１とノズル２の間にＶＲ５のパイロットアーク電流が開始してスタートガスをプラズマ化したパイロットアークが形成される。高周波回路18の起動から一定時間Ｔｃ経過した後の制御は、この時間、即ち、切断トーチＢのＯＮ信号からＴ１＋Ｔｃを起点として行われる。
【００３７】
Ｔｃを起点として一次シールドガス及び二次シールドガスの電磁弁９ｄ，10ｄが開放し、夫々流量ＶＲ３の一次シールドガス流路９ａ，流量ＶＲ４の二次シールドガス流路10ａにシールドガスが供給され、同時に電極１と被加工材Ｃの間にメインアーク初期電流ＶＲ６が通電される。これにより、パイロットアークが切断トーチＢの二次シールドノズル４から噴出し、被加工材Ｃとの間に初期メインアークが形成される。
【００３８】
またＴｃを起点として時間Ｔ３経過したときプラズマガスの電磁弁８ｄが開放し、スタートガスの中に流量ＶＲ２の酸素ガスが含まれたプラズマアークが形成される。プラズマガスの供給と略同時（時間Ｔ６経過した後）に電極１とノズル２の間の通電を停止する。次いで、時間Ｔ２経過した後、電磁弁15ｄを閉鎖してスタートガスを停止する。これにより、電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａには酸素ガスが供給され、酸素ガスをプラズマ化したメインアークが形成される。
【００３９】
Ｔｃを起点として時間Ｔ７経過した後、メインアークの電流を初期電流から設定電流値まで時間Ｔ８かけて上昇させることで、安定したメインアークが形成される。
【００４０】
またスイッチ24から切断トーチＢのＯＦＦ信号が発生したとき、メインアーク電流の通電が停止し、この信号を起点として各ガスによるアフターフローが実行される。即ち、ＯＦＦ信号から時間Ｔ４が経過したとき電磁弁８ｄを閉鎖してプラズマガスを停止し、更に、時間Ｔ５経過したとき電磁弁９ｄ，10ｄを閉鎖して一次シールドガス及び二次シールドガスを停止する。
【００４１】
上記プリフロー操作及びアフターフロー操作は、プラズマガスとして酸素ガスを用いる切断トーチＢの電極１の消耗を軽減させるための操作として広く実施されている。
【００４２】
上記の如く、各ガス流量の変化パターンと電流の変化パターンとを予め設定してパターン記憶部21ｂに記憶しておき、各パターンを規定する時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６を設定することで、所望の制御を実行することが可能である。
【００４３】
次に、図５によりメインアーク電流を複数の範囲として分割したテーブルの例について説明する。
【００４４】
本実施例では、電源装置Ａは最大電流が400 Ａの能力を有しており、この電流値を最大電流値から最小電流値の間で100 Ａ毎の４段階の範囲に分割し、各段階に対応したメインアーク電流範囲毎に、最適な時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６が設定されている。
【００４５】
上記テーブルをテーブル記憶部21ｃに記憶させておき、目的の被加工材Ｃの厚さ等の仕様に応じて最適なメインアーク電流値を入力装置22から制御装置21に入力すると、自動運転モードの場合は、制御部21ａは入力されたメインアーク電流値を含むテーブルの情報を読み出してデータを夫々出力し、また手動運転モードの場合は、入力装置22によってメインアーク電流値を入力すると共にテーブルを指定することで、制御部21ａは指定されたテーブルを読み出してデータを出力する。
【００４６】
そしてスイッチ24からのＯＮ信号，ＯＦＦ信号をトリガとして切断トーチＢに供給するスタートガス，プラズマガス，一次シールドガス，二次シールドガス及びパイロットアーク電流，メインアーク電流を夫々に設定されたパターンに従って制御することが可能である。
【００４７】
尚、各ガスの流量を調整する制御は、各ガスに対応して設けられた流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃの制御部に対し制御装置21からガス流量に対応して制御信号が伝達され、この信号に応じて流量が設定される。また本実施例に於けるテーブルは電源装置Ａの最大電流Ａを４つの範囲に分割しているが、この分割数に限定するものではなく、50Ａ毎の８段階に分割しても良く、４つの範囲よりも少なく分割しても良い。
【００４８】
上記の如く設定された電源装置Ａ，切断トーチＢを用いて被加工材Ｃを切断する手順について説明する。切断の開始に先立って入力装置22によって目的の加工を実施するのに必要なメインアークを形成し得る設定電流値を入力すると、制御装置21では入力された設定電流値が含まれる範囲を求め、テーブル記憶部21ｃから求めた範囲に対応したテーブルを読み出すと共にパターン記憶部21ｂから各ガス毎の変化パターン及び電流の変化パターンを読み出し、テーブルに設定された時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６を各パターンに適用する。
【００４９】
読み出された流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６に応じた制御信号は対向する流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃ及び電流調整部17に伝達され、各流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃ及び電流調整部17は制御信号に応じて流量，電流を調整する。
【００５０】
その後、スイッチ24を操作してＯＮ信号を発生すると、各ガスの供給，停止を実行する電磁弁８ｃ〜10ｃ，15ｃはＯＮ信号を起点とする時間Ｔ１、更に時間Ｔｃ経過したＴ１＋Ｔｃを起点として各ガス毎の変化パターンに従って制御される。同時に電流も時間Ｔ１及び時間Ｔ１にＴｃを加えた時間を起点として各電流毎の変化パターンに従って制御される。
【００５１】
従って、切断トーチＢに対する各ガス及び電流が制御される過程で該トーチＢを所望の方向に移動させることで、被加工材Ｃを切断することが可能である。そして切断が終了して切断トーチＢのＯＦＦ信号が発生したとき、メインアーク電流は通電が停止し、その後、各ガスの供給が停止する。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るプラズマ加工用電源装置では、プラズマトーチに供給するガス流量の変化パターンや電流の変化パターンを記憶すると共に、メインアーク電流を変化させたときの各パターンを規定する時間値，流量値，電流値をテーブル化して記憶し、実際の加工に対応したメインアーク電流を設定し、各ガスと電流の変化パターンを読み出すと共に設定電流を含むメインアーク電流範囲のテーブル、或いは指定されたテーブルを読み出して変化パターンに適用することで、プラズマトーチに供給する各ガス及び電流を制御することが出来る。
【００５３】
このため、プラズマ加工用電源装置を最大電流値よりも小さい電流値で稼働させたとき、各ガスの流量を設定された電流値に対し最適に制御することが出来る。従って、経済性に優れたプラズマ加工を実施することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成を説明する模式図である。
【図２】電源装置の配管系を説明する図である。
【図３】制御系のブロック図である。
【図４】ガス変化パターンと電流変化パターンの例を説明する図である。
【図５】テーブル記憶部に記憶させるメインアーク電流範囲のテーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 電源装置
Ｂ 切断トーチ
Ｃ 被加工材
１ 電極
２ ノズル
３ 一次シールドノズル
４ 二次シールドノズル
５ トーチ本体
６，７ 通電部材
８ プラズマガス流通路
９ 一次シールドガス流通路
10 二次シールドガス流通路
11，12 キャップタイヤ
13，15 ホース
14 酸素ガス供給装置
16 スタートガス供給装置
８ｃ〜10ｃ，15ｃ 流量調整器
８ｄ〜10ｄ．15ｄ 電磁弁
17 電流設定部
18 高周波回路
19 切換部材
21 制御装置
21ａ マイクロプロセッサー
21ｂ パターン記憶部
21ｃ テーブル記憶部
22 入力装置
23 インターフェース
24 スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ切断やプラズマ溶接等のプラズマ加工に用いるプラズマ加工用電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマトーチに設けた電極の周囲にガスを供給しつつ、電極とノズルの間或いは電極と被加工材の間に通電して供給されたガスをプラズマ化させて被加工材に向けて噴射し、噴射したプラズマアークによって被加工材を溶融させて切断或いは溶接等の加工を行う所謂プラズマ加工が実施されている。
【０００３】
プラズマ加工を実施する場合、電極とノズルの間或いは被加工材との間に一定の電流で通電する電源装置と、電極の周囲に予め設定された流量のプラズマガスを供給するガス供給装置が必須である。このため、前記各装置を同一のフレームに組み込んだプラズマ加工用電源装置が市販され広く利用されている。
【０００４】
プラズマ加工、特に、酸素プラズマ切断では、プラズマアークを発生させる時点及びプラズマアークを停止させる時点で電極に大きな消耗が発生するため、通電開始時及び通電停止時には電極の周囲に複数種のガスを供給（プリフロー，アフターフロー）し、これらのガスの供給，停止を微妙なタイミングで制御して可及的に電極の消耗を軽減させるように構成されるのが一般である。前記電源及びガスの供給，停止は、プラズマ加工用電源装置に組み込まれた制御部によって制御される。
【０００５】
一般的に利用されているプラズマ加工用電源装置では、加工能力が小さいことから、常に最大電流で被加工材の加工を行っているため、ガスの流量調整パターンは単一である。従って、ガスの流量をニードル弁によって調整し得るように構成すると共に電磁弁によって開閉し得るように構成し、且つプラズマ加工用電源装置の制御は所謂シーケンス制御で充分である。このため、プラズマ加工用電源装置には、ガスの供給経路に設けた電磁弁の開閉信号を出力するリレーやタイマー等を組み合わせたシーケンス制御盤が設けられている。
【０００６】
プラズマ加工に於いて、電流値と被加工材の厚さは比例する。またプラズマ加工では加工速度が早いため、より加工能力の高いプラズマ加工用電源装置の開発が要求されており、最近では電流値が400 Ａに達するものが実用化されつつある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記電流値が大きいプラズマ加工用電源装置では加工能力が増大するため、最大電流値よりも小さい電流値で被加工材を加工する可能性がある。この場合、ガスの供給量及び供給，停止のタイミングを最大電流値の仕様に対応させて一義的に制御しても加工自体は可能であるが、小さい電流値で加工する際にガスの流量が過大になって、プラズマアーク、特にパイロットアークが円滑に形成されないという問題や、ガスが無駄に消費されるという問題が生じる。
【０００８】
上記問題を解決しようとした場合、最大電流値よりも小さい電流値で加工する必要が発生する都度、ガス流量の調整やタイマー等の調整を行うことが必要となり、作業が煩雑で且つ設定ミス等が生じる虞がある。
【０００９】
本発明の目的は、電流値の設定に対応させてガスの供給量や供給，停止のタイミングを変更することが出来るプラズマ加工用電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るプラズマ加工用電源装置は、プラズマ加工を実施するに際しプラズマトーチに単一又は複数のガスを供給する機能とパイロットアーク及びメインアークを形成するための電流を制御する機能を備えたプラズマ加工用電源装置であって、単一又は複数のガス毎に設けられプラズマトーチに対するガスの供給，停止を行う弁及び流量を調整する流量調整部を有するガス供給手段と、プラズマトーチの電極に付加する電流値を調整する電流調整部及び通電，停止を行う開閉部を有する通電手段と、プラズマトーチに供給する単一又は複数のガス毎に設定され経時的な流量変化の基準となるガス変化パターンとパイロットアーク形成用電流及びメインアーク形成用電流変化の基準となる電流変化パターンとを記憶するパターン記憶部と、前記単一又は複数のガス毎に設定されたガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を予め設定した複数のメインアーク電流範囲の値に対応させて記憶するテーブル記憶部と、プラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力する入力部と、入力されたメインアーク電流値に応じて前記ガス供給手段及び通電手段を制御する制御部を有する制御装置とを有して構成されるものである。
【００１１】
上記プラズマ加工用電源装置（以下、単に「電源装置」という）では、ガス供給手段がプラズマトーチに対するガスの供給，停止を行う弁と流量を調整する流量調整部材を有し、且つ通電手段が通電電流の値を調整する電流調整部と通電，停止を行う開閉部を有しているため、目的の加工に応じて電流値を調整することが出来、且つ電流値に応じたガス流量を調整することが出来る。
【００１２】
電源装置を制御する制御装置は、プラズマトーチの起動及び停止信号を基点とする各ガス毎に設定された経時的な流量変化のガス変化パターンとパイロットアーク及びメインアーク用電流の電流変化パターンを記憶させたパターン記憶部と、メインアーク電流値に対応させたガス変化パターンを規定する時間値と流量値，電流変化パターンを規定する時間値と電流値を記憶させたテーブル記憶部と、所望の電流値を入力する入力部と、入力された電流値に応じてガス供給手段と通電手段を制御する制御部を有するため、入力されたメインアーク電流値に応じてプラズマトーチを最適に作動させるに必要なガスの流量値と時間値、及びパイロットアーク，メインアークの電流値と時間値によって制御することが出来る。
【００１３】
上記電源装置に於いて、制御部が、入力部によってプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力したとき、テーブル記憶部から入力されたメインアーク電流値を含むメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出すと共に読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力するものであることが好ましい。
【００１４】
制御部を上記の如く構成することによって、入力部によってメインアーク電流値を入力したとき、該電流値を含むメインアーク電流範囲のガスの時間値，流量値、電流の時間値，電流値を読み出して夫々の信号をガス供給手段及び通電手段に出力することが出来る。即ち、プラズマ加工の開始に先立って入力部によって目的のメインアーク電流値を入力すると、制御部から前記メインアーク電流値に対応したガス変化パターンを読み出して該パターンを規定する時間値及び流量値の信号をガス供給手段に出力すると共に電流変化パターンを読み出して該パターンを規定する時間値及び電流値の信号を通電手段に出力することが出来る。従って、自動操作によってプラズマトーチを予め設定された目的の電流値に対応した最適な条件で駆動して、被加工材に対する切断或いは溶接等所望の加工を経済的に実行することが出来る。
【００１５】
また上記電源装置に於いて、入力部がプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力すると共にプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を入力するものであり、且つ制御部が入力されたプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を基準としてテーブル記憶部に記憶されたメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出して該読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力すると共にメインアーク電流を入力されたメインアーク電流値に設定するように制御するものであることが好ましい。
【００１６】
上記電源装置では、入力部によってプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力すると共にプラズマガスの流量やメインアークの初期電流等のガス変化パターン或いは電流変化パターンを規定する情報を入力すると、制御部では、入力された情報を基準としてテーブル記憶部から前記情報に対応したメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出して該読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力し、且つ指定されたメインアーク電流範囲に於けるメインアーク電流の値に関わらず、プラズマトーチのメインアーク電流値を設定することが出来る。即ち、目的の加工を実施するのに必要なメインアーク電流値と、ガスの流量値と時間値及びパイロットアークの電流値と時間値とを別個に設定することが出来る。従って、電源装置を手動操作することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、上記電源装置の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１はプラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成を説明する模式図、図２は電源装置の配管系を説明する図、図３は制御系のブロック図、図４はガス変化パターンと電流変化パターンの例を説明する図、図５はテーブル記憶部に記憶させるメインアーク電流範囲のテーブルの例を示す図である。
【００１８】
本発明に係る電源装置は、最大電流値以下の電流値を設定してプラズマトーチを稼働させると共に、該設定された電流値に於いてプラズマトーチを効率良く稼働させるように該トーチの起動時及び停止時に流すガスの流量や時間を適当な条件で設定し得るように構成したものである。
【００１９】
図によりプラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成について概略的に説明し、合わせて本実施例に係る電源装置Ａの構成について説明する。
【００２０】
図１に示すプラズマ切断装置は、電源装置Ａと切断トーチＢとを有して構成されている。本実施例に於いて、切断トーチＢは移行式プラズマトーチとして構成されており、またプラズマガスの周囲に一次シールドガスと二次シールドガスを流通させるように構成されている。即ち、切断トーチＢは中心に電極材１ａを埋設した電極１を有しており、この電極１の周囲にノズル２，一次シールドノズル３，二次シールドノズル４が夫々同一軸心上に設けられている。
【００２１】
上記電極１及び各ノズル２〜４は夫々トーチ本体５に装着されており、トーチ本体５には、電極１に通電する通電部材６，ノズル２に通電する通電部材７，電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａにスタートガス及びプラズマガスを流通させるプラズマガス流通路８，ノズル２と一次シールドノズル３の間に形成された一次シールドガス通路９ａに一次シールドガスを流通させる一次シールドガス流通路９，一次シールドノズル３と二次シールドノズル４の間に形成された二次シールドガス通路10ａに二次シールドガスを流通させる二次シールドガス流通路10が夫々形成されている。
【００２２】
トーチ本体５に形成された通電部材６，７はキャップタイヤを介して電源装置Ａと接続されており、各ガスの流通路８〜10はホースを介して電源装置Ａと接続されている。また被加工材Ｃと電源装置Ａはキャップタイヤ11を介して接続されている。
【００２３】
電源装置Ａにはキャップタイヤ12を介して一次電源が接続されると共に、ホース13を介して酸素ガス供給装置14が接続され、更にホース15を介して窒素ガスや空気等のスタートガス供給装置16が接続されている。酸素ガス供給装置14はボンベ或いは工場配管等の供給部14ａと圧力調整器14ｂとによって構成されており、スタートガス供給装置16は、該スタートガスが空気の場合エアコンプレッサー，窒素ガスの場合ボンベ等の供給部16ａと圧力調整器16ｂとによって構成されている。
【００２４】
次に、図２により電源装置Ａに於ける各ガスの供給配管系と通電系の構成について説明する。
【００２５】
同図（ａ）に示すように、酸素ガスを供給するホース13と接続された配管はプラズマガス流通路８，一次シールドガス流通路９，二次シールドガス流通路10の３系統の配管８ｂ〜10ｂに分割され、夫々の配管８ｂ〜10ｂには、制御信号に応じた流量を設定すると共に流通するガスの質量を検出して該ガスの流量を調整する機能を有するマスフローメーター等の流量調整器８ｃ〜10ｃ、及び各配管８ｂ〜10ｂを開閉する電磁弁８ｄ〜10ｄが設けられている。またスタートガスを供給するホース15と接続された配管15ｂはマスフローメーター等の流量調整器15ｃ及び配管15ｂを開閉する電磁弁15ｄを介してプラズマガス流通路８と接続されている。
【００２６】
尚、本実施例では、切断トーチＢに一次シールドガスと二次シールドガスを個別に供給し、夫々のシールドガスとして夫々酸素ガスを利用している。しかし本発明は、このシールドガスの構成に限定するものではない。
【００２７】
即ち、本発明はシールドガスを用いることのないトーチに適用することが可能であり、シールドガスが必須ではない。またシールドガスを利用するトーチに適用する場合であっても、必ずしも複数次のシールドガスを必須とするものではなく、一次シールドガスのみを用いても良く、三次以上のシールドガスを用いても良い。更に、各シールドガスに於いて一次シールドガスとしては酸素ガスを利用するのが一般的であるが二次以上のシールドガスとしては酸素ガス以外のガス、例えば空気であっても良い。またトーチにシールドガスとして単一のガスを供給し、このガスをトーチ内部で複数の通路に分割させて複数次のシールドガスとしても良い。
【００２８】
また同図（ｂ）に示すように、キャップタイヤ12を介して一次側電源と接続され且つ制御信号に応じた電流を設定する電流設定部材17が設けられており、この電流設定部材17に通電部材６，７及びキャップタイヤ11が接続されている。特にノズル２に接続された通電部材７には高周波回路18が設けられている。尚、19は電極１とノズル２の間に通電してパイロットアークを形成した後、電極１と被加工材Ｃの間に通電させてメインアークを形成するように切り換える切換部材である。
【００２９】
次に、電源装置Ａの制御系について図３により説明する。図に於いて、21は制御装置であり、制御部となるマイクロプロセッサー21ａと、図４に示す切断トーチＢの起動信号及び停止信号に基づく各ガスの供給パターン、及び電流の通電パターンを記憶したパターン記憶部21ｂと、設定された電流値に対応した各ガスの流量値や噴射タイミング，時間等のガス制御データ，ノズルに対する通電時間やノズルから被加工材への切り換えのタイミング等のデータをテーブルとして記憶したテーブル記憶部21ｃとによって構成されている。
【００３０】
22は入力装置であり、インターフェース23を介して制御装置21に接続され、切断トーチＢによって被加工材Ｃの切断を行うに際し、被加工材Ｃの厚さに応じて最適な電流値を入力し、或いはテーブル記憶部21ｃに記憶されたテーブルを指定するためのプラズマガスの流量やメインアークの初期電流等の情報を入力するものである。また24は切断トーチＢの起動及び停止を指示するスイッチである。
【００３１】
上記制御装置21では、自動運転モードと手動運転モードが設定されており、図示しないスイッチの切り換えによって所望のモードを選択し得るように構成されている。自動運転モードは、入力装置22によって切断トーチＢを作動させるためのメインアーク電流値を入力すると、予めテーブル記憶部21ｃに記憶されたテーブルの中から入力されたメインアーク電流値を含むメインアーク電流範囲のデータを読み出して各ガス供給装置14，16及び電流設定部17を自動制御する。
【００３２】
また手動運転モードでは、入力装置22によって切断トーチＢを作動させるためのメインアーク電流値を入力すると共に、テーブル記憶部21ｃに記憶されたメインアーク電流範囲を指定するためにプラズマガスの流量値或いはメインアークの初期電流値等の情報を入力すると、入力された情報に対応するメインアーク電流範囲のデータを読み出して各ガス供給装置14，16及び電流設定部17を制御する。従って、切断トーチＢを作動させるメインアーク電流値と指定されたメインアーク電流範囲が異なる場合であっても稼働する。
【００３３】
上記電源装置Ａは、一つのフレームに電磁弁８ｄ〜10ｄ及び流量調整器８ｃ〜10ｃを含む各ガスの配管８ｂ〜10ｂと、電流設定部材17，高周波回路18及び切換部材19を含む電源部と、制御装置21を配置して組み立てると共にカバーで覆って構成されている。しかし、必ずしも前記構成に限定するものではなく、各ガスの配管８ｂ〜10ｂと電源部及び制御装置21を異なるフレームに配置して構成しても良い。
【００３４】
次に、上記の如く構成された電源装置Ａと切断トーチＢによって被加工材Ｃを切断する際の各ガス及び電流の制御パターンについて図４により説明する。
【００３５】
図に於いて、スイッチ24からＯＮ信号が発生すると、この信号と同時にスタートガスの電磁弁15ｄが開放し、流量ＶＲ１のプリフロー（Ｔ１）が実行される。このプリフロー時間はプラズマガス流通路８の長さや直径等を考慮して設定される。即ち、電磁弁15ｄが開放した後、スタートガスが電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａに到達する時間を考慮して設定される。
【００３６】
スタートガスのプリフロー時間Ｔ１が経過したとき、高周波回路18が一定時間作動し、この時間経過と同時に電極１とノズル２の間にＶＲ５のパイロットアーク電流が開始してスタートガスをプラズマ化したパイロットアークが形成される。高周波回路18の起動から一定時間Ｔｃ経過した後の制御は、この時間、即ち、切断トーチＢのＯＮ信号からＴ１＋Ｔｃを起点として行われる。
【００３７】
Ｔｃを起点として一次シールドガス及び二次シールドガスの電磁弁９ｄ，10ｄが開放し、夫々流量ＶＲ３の一次シールドガス流路９ａ，流量ＶＲ４の二次シールドガス流路10ａにシールドガスが供給され、同時に電極１と被加工材Ｃの間にメインアーク初期電流ＶＲ６が通電される。これにより、パイロットアークが切断トーチＢの二次シールドノズル４から噴出し、被加工材Ｃとの間に初期メインアークが形成される。
【００３８】
またＴｃを起点として時間Ｔ３経過したときプラズマガスの電磁弁８ｄが開放し、スタートガスの中に流量ＶＲ２の酸素ガスが含まれたプラズマアークが形成される。プラズマガスの供給と略同時（時間Ｔ６経過した後）に電極１とノズル２の間の通電を停止する。次いで、時間Ｔ２経過した後、電磁弁15ｄを閉鎖してスタートガスを停止する。これにより、電極１とノズル２の間に形成されたプラズマガス通路８ａには酸素ガスが供給され、酸素ガスをプラズマ化したメインアークが形成される。
【００３９】
Ｔｃを起点として時間Ｔ７経過した後、メインアークの電流を初期電流から設定電流値まで時間Ｔ８かけて上昇させることで、安定したメインアークが形成される。
【００４０】
またスイッチ24から切断トーチＢのＯＦＦ信号が発生したとき、メインアーク電流の通電が停止し、この信号を起点として各ガスによるアフターフローが実行される。即ち、ＯＦＦ信号から時間Ｔ４が経過したとき電磁弁８ｄを閉鎖してプラズマガスを停止し、更に、時間Ｔ５経過したとき電磁弁９ｄ，10ｄを閉鎖して一次シールドガス及び二次シールドガスを停止する。
【００４１】
上記プリフロー操作及びアフターフロー操作は、プラズマガスとして酸素ガスを用いる切断トーチＢの電極１の消耗を軽減させるための操作として広く実施されている。
【００４２】
上記の如く、各ガス流量の変化パターンと電流の変化パターンとを予め設定してパターン記憶部21ｂに記憶しておき、各パターンを規定する時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６を設定することで、所望の制御を実行することが可能である。
【００４３】
次に、図５によりメインアーク電流を複数の範囲として分割したテーブルの例について説明する。
【００４４】
本実施例では、電源装置Ａは最大電流が400 Ａの能力を有しており、この電流値を最大電流値から最小電流値の間で100 Ａ毎の４段階の範囲に分割し、各段階に対応したメインアーク電流範囲毎に、最適な時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６が設定されている。
【００４５】
上記テーブルをテーブル記憶部21ｃに記憶させておき、目的の被加工材Ｃの厚さ等の仕様に応じて最適なメインアーク電流値を入力装置22から制御装置21に入力すると、自動運転モードの場合は、制御部21ａは入力されたメインアーク電流値を含むテーブルの情報を読み出してデータを夫々出力し、また手動運転モードの場合は、入力装置22によってメインアーク電流値を入力すると共にテーブルを指定することで、制御部21ａは指定されたテーブルを読み出してデータを出力する。
【００４６】
そしてスイッチ24からのＯＮ信号，ＯＦＦ信号をトリガとして切断トーチＢに供給するスタートガス，プラズマガス，一次シールドガス，二次シールドガス及びパイロットアーク電流，メインアーク電流を夫々に設定されたパターンに従って制御することが可能である。
【００４７】
尚、各ガスの流量を調整する制御は、各ガスに対応して設けられた流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃの制御部に対し制御装置21からガス流量に対応して制御信号が伝達され、この信号に応じて流量が設定される。また本実施例に於けるテーブルは電源装置Ａの最大電流Ａを４つの範囲に分割しているが、この分割数に限定するものではなく、50Ａ毎の８段階に分割しても良く、４つの範囲よりも少なく分割しても良い。
【００４８】
上記の如く設定された電源装置Ａ，切断トーチＢを用いて被加工材Ｃを切断する手順について説明する。切断の開始に先立って入力装置22によって目的の加工を実施するのに必要なメインアークを形成し得る設定電流値を入力すると、制御装置21では入力された設定電流値が含まれる範囲を求め、テーブル記憶部21ｃから求めた範囲に対応したテーブルを読み出すと共にパターン記憶部21ｂから各ガス毎の変化パターン及び電流の変化パターンを読み出し、テーブルに設定された時間Ｔ１〜Ｔ８と流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６を各パターンに適用する。
【００４９】
読み出された流量ＶＲ１〜ＶＲ４及び電流ＶＲ５，ＶＲ６に応じた制御信号は対向する流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃ及び電流調整部17に伝達され、各流量調整器８ｃ〜10ｃ，15ｃ及び電流調整部17は制御信号に応じて流量，電流を調整する。
【００５０】
その後、スイッチ24を操作してＯＮ信号を発生すると、各ガスの供給，停止を実行する電磁弁８ｃ〜10ｃ，15ｃはＯＮ信号を起点とする時間Ｔ１、更に時間Ｔｃ経過したＴ１＋Ｔｃを起点として各ガス毎の変化パターンに従って制御される。同時に電流も時間Ｔ１及び時間Ｔ１にＴｃを加えた時間を起点として各電流毎の変化パターンに従って制御される。
【００５１】
従って、切断トーチＢに対する各ガス及び電流が制御される過程で該トーチＢを所望の方向に移動させることで、被加工材Ｃを切断することが可能である。そして切断が終了して切断トーチＢのＯＦＦ信号が発生したとき、メインアーク電流は通電が停止し、その後、各ガスの供給が停止する。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るプラズマ加工用電源装置では、プラズマトーチに供給するガス流量の変化パターンや電流の変化パターンを記憶すると共に、メインアーク電流を変化させたときの各パターンを規定する時間値，流量値，電流値をテーブル化して記憶し、実際の加工に対応したメインアーク電流を設定し、各ガスと電流の変化パターンを読み出すと共に設定電流を含むメインアーク電流範囲のテーブル、或いは指定されたテーブルを読み出して変化パターンに適用することで、プラズマトーチに供給する各ガス及び電流を制御することが出来る。
【００５３】
このため、プラズマ加工用電源装置を最大電流値よりも小さい電流値で稼働させたとき、各ガスの流量を設定された電流値に対し最適に制御することが出来る。従って、経済性に優れたプラズマ加工を実施することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ加工装置の例としてのプラズマ切断装置の構成を説明する模式図である。
【図２】電源装置の配管系を説明する図である。
【図３】制御系のブロック図である。
【図４】ガス変化パターンと電流変化パターンの例を説明する図である。
【図５】テーブル記憶部に記憶させるメインアーク電流範囲のテーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 電源装置
Ｂ 切断トーチ
Ｃ 被加工材
１ 電極
２ ノズル
３ 一次シールドノズル
４ 二次シールドノズル
５ トーチ本体
６，７ 通電部材
８ プラズマガス流通路
９ 一次シールドガス流通路
10 二次シールドガス流通路
11，12 キャップタイヤ
13，15 ホース
14 酸素ガス供給装置
16 スタートガス供給装置
８ｃ〜10ｃ，15ｃ 流量調整器
８ｄ〜10ｄ．15ｄ 電磁弁
17 電流設定部
18 高周波回路
19 切換部材
21 制御装置
21ａ マイクロプロセッサー
21ｂ パターン記憶部
21ｃ テーブル記憶部
22 入力装置
23 インターフェース
24 スイッチ
Claims (3)
- プラズマ加工を実施するに際しプラズマトーチに単一又は複数のガスを供給する機能とパイロットアーク及びメインアークを形成するための電流を制御する機能を備えたプラズマ加工用電源装置であって、
単一又は複数のガス毎に設けられプラズマトーチに対するガスの供給，停止を行う弁及び流量を調整する流量調整部を有するガス供給手段と、
プラズマトーチの電極に付加する電流値を調整する電流調整部及び通電，停止を行う開閉部を有する通電手段と、
プラズマトーチに供給する単一又は複数のガス毎に設定され経時的な流量変化の基準となるガス変化パターンとパイロットアーク形成用電流及びメインアーク形成用電流変化の基準となる電流変化パターンとを記憶するパターン記憶部と、前記単一又は複数のガス毎に設定されたガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を予め設定した複数のメインアーク電流範囲の値に対応させて記憶するテーブル記憶部と、プラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力する入力部と、入力されたメインアーク電流値に応じて前記ガス供給手段及び通電手段を制御する制御部を有する制御装置と
を有することを特徴とするプラズマ加工用電源装置。 - 前記制御部が、入力部によってプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力したとき、テーブル記憶部から入力されたメインアーク電流値を含むメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出すと共に読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力するものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ加工用電源装置。
- 前記入力部がプラズマトーチを作動させるメインアーク電流値を入力すると共にプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を入力するものであり、且つ制御部が入力されたプラズマガス又はメインアーク電流の変化パターンを規定する情報を基準としてテーブル記憶部に記憶されたメインアーク電流範囲のガス変化パターンを規定する時間値及び流量値と電流変化パターンを規定する時間値及び電流値を読み出して該読み出したデータを前記ガス供給手段及び通電手段に出力すると共にメインアーク電流を入力されたメインアーク電流値に設定するように制御するものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ加工用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04518197A JP3822304B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | プラズマ加工用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04518197A JP3822304B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | プラズマ加工用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10244375A JPH10244375A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3822304B2 true JP3822304B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=12712111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04518197A Expired - Lifetime JP3822304B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | プラズマ加工用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3822304B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004351449A (ja) | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Komatsu Sanki Kk | プラズマ切断装置及びそれの制御装置 |
| US7375303B2 (en) * | 2004-11-16 | 2008-05-20 | Hypertherm, Inc. | Plasma arc torch having an electrode with internal passages |
| JP2009095843A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Daihen Corp | プラズマアーク溶接のアークスタート制御方法 |
| JP5977553B2 (ja) * | 2012-03-23 | 2016-08-24 | 株式会社ダイヘン | プラズマアーク溶接方法およびプラズマアーク溶接システム |
| CA2977882A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Oerlikon Metco Ag, Wohlen | Method for avoiding an overload at the torch nozzle of a plasma torch |
| GB2540994A (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-08 | Edwards Ltd | Control of power supplied to a plasma torch to compensate for changes at an electrode |
| JP2017092796A (ja) | 2015-11-13 | 2017-05-25 | セイコーエプソン株式会社 | 原子発振器および原子発振器の温度制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP04518197A patent/JP3822304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10244375A (ja) | 1998-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11433471B2 (en) | Method and apparatus for automatically controlling gas pressure | |
| US8809728B2 (en) | Method and apparatus for automatic gas control for a plasma arc torch | |
| JP2004351449A (ja) | プラズマ切断装置及びそれの制御装置 | |
| JP3822304B2 (ja) | プラズマ加工用電源装置 | |
| US6683271B2 (en) | Voltage controlled arc spray | |
| CN102189315B (zh) | 电弧焊接装置 | |
| CA2917397C (en) | Plasma torch | |
| JP2001259839A (ja) | アーク溶接装置 | |
| US7669590B2 (en) | Gas cooking surface | |
| JP2014205172A (ja) | 消費電力の削減制御を行うレーザ加工装置 | |
| US10517165B2 (en) | Plasma cutting apparatus | |
| EP0374164B1 (en) | Laser gas flow control apparatus and method | |
| KR100263363B1 (ko) | 플라즈마 아아크 이용 기기 | |
| CA2578364A1 (en) | Method and apparatus for welding with voltage control | |
| JP2013164648A (ja) | 流量調整装置 | |
| JPH03230878A (ja) | レーザ加工機の加工条件設定装置 | |
| KR0116485Y1 (ko) | 가스메탈아크용접기의 보호가스 프리플로우시간 제어장치 | |
| JPH09122914A (ja) | 消耗電極式交流アーク溶接方法 | |
| JPH1034332A (ja) | アーク溶接装置 | |
| JPH10244374A (ja) | プラズマ切断方法及びプラズマ切断装置 | |
| JPH10244372A (ja) | プラズマ切断方法及びプラズマ切断装置 | |
| JP2001259846A (ja) | エアープラズマ切断機 | |
| JP2004082164A (ja) | アーク溶接機 | |
| JP3027096U (ja) | 溶接装置 | |
| JPH11309580A (ja) | ガスシールド溶接のプリフロー制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040122 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060515 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060620 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060622 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130630 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |