JPH04200874A - プラズマトーチの高さ制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、プラズマトーチを用いて被加工材を加工する
際に被加工材に対するプラズマトーチの高さを制御する
方法と、この方法を実施するための装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来より、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板等の
導電性を有する被加工材に対し、プラズマトーチを用い
て切断、溶接等の加工を施すことが行われている。

上記加工は、プラズマトーチと被加工材との間に定電流
を印加してプラズマアークを発生させ、このプラズマア
ークをプラズマトーチのノズル部分で冷却して細く絞っ
て噴射し、前記プラズマアークの熱により被加工材を溶
融させて溶接し、或いは被加工材を熔融させると共に溶
融物を母材から排除して切断するものである。また前記
加工に際しプラズマ１−チからは動作ガスと呼ばれるガ
スが噴射される。

前記動作ガスとしては加工内容、被加工材の材質等の条
件に応じて、酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス、空気
等が選択的に用いられる。また動作ガスの機能は、被加
工材に対する加工が切断である場合には被加工材の酸化
を促進させると共に溶融物を被加工材から排除するもの
であり、加工が溶接である場合にはプラズマアーク及び
溶融部分を大気から遮断して溶接部の酸化、窒化等を防
止するものである。

プラズマトーチを用いて被加工材に対する所定の加工を
行う場合、プラズマアークのエネルギの保持、動作ガス
の純度保持及び速度エネルギの保持、プラズマトーチと
被加工材の衝突防止等を目的として、被加工材に対する
プラズマトーチの高さを一定に維持することが行われる
。

プラズマトーチの高さを維持するための制御方法として
は、従来より種々の方法が提案されて実施されている。

これ等の方法は、例えばフローティングローラを用いて
被加工材の表面を倣って制御する方法、ノズルから被加
工材に向けて圧力エアを噴射しこの時の背圧を測定して
制御する方法。

レーザーセンサーや静電容量センサーを用いて制御する
方法等がある。前記各方法は何れもローラ。

センサーをプラズマトーチの周囲に配置し、一定範囲の
被加工材の表面を検出して高さを制御するものである。

上記各方法以外では、プラズマアーク電圧を測定して予
め設定されている設定電圧と比較し、その差に応じてプ
ラズマトーチを昇降させて高さを制御する方法がある。

この方法によれば、加工位置に於けるプラズマトーチの
高さを検出して制御することが出来るため、精度の高い
高さ制御を実施することが出来る。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来のプラズマトーチの高さ制御方法に於いて、フ
ローティングローラやセンサーを用いる場合には、被加
工材の表面を倣うローラ、センサーをプラズマトーチか
ら離隔した位置に配置している。従って、前記各方法は
プラズマトーチから離隔した位置に於ける被加工材の表
面とフローティングローラやセンサーの保持部材の高さ
を一定に維持し、これにより前記保持部材と一体的に構
成したプラズマトーチの高さを制御するものである。こ
のため、被加工材に歪み等が生じている場合、プラズマ
トーチの高さは必ずしも一定値に維持されるものでは無
い。また前記ローラ、センサーはプラズマトーチによる
加工の実施中に常に被加工材の表面と接触し、或いは表
面を検出し得る位置にあるご７！テが必要である。従っ
て、加工線のＩＩ　囲にローラ、センリ゛−等のために
所定の接触距離或いは検出距離が設定される。このため
、被加工材に対する加りが切断である場合、歩留りが低
下し、加二「コストが増大するという問題がある。

プラズマアーク電流は定電流制御される。このため、被
加工材と電極との距離が変化すると、この変化に応じて
プラズマアーク電圧も変化する。

ト記従来のプラズマ】′−り電圧を利用して高さを制御
する方法では、予め設定された基準となる電圧と力Ｄ　
Ｉ実施時ζ１−測定されたプラズマアーク電圧とを比較
し、その差を０とするよ・うにプラズマ１−チを高さ方
向に移動さゼることで高さを制御している。

然し、電極の表面から発生するプラズマアークの温度は
極めて高く、約３００００°Ｃに達するため電極は表面
の溶融、蒸発により消耗し、特に切断加圧を実施する際
に動作ガスとして酸素ガスを使用した場合（、二は、溶
融、蒸発に加えて酸化反応が牛じ消耗度が激しくなる。

このため、設定されたプラズマトーチの高さが低い範囲
にあるとき、電極の消耗が進行すると、この消耗に応じ
てプラズマトーチが被加工材に接近し７、突っ込めと呼
ばれる衝突現象が住じるという問題がある。

本発明の目的は、プラズマトーチの電極の消耗度に影響
されること無く、目つ現在の加工位置に於ける高さを制
御することが出来るプラズマトーチの高さ制御方法を提
供すると共に、この方法を実施するだめの装置を提供す
ることにある。

〈課題を解決するための手段〉 一ヒ記課題を解決するために本発明に係るプラズマトー
チの高さ制御方法は、プラズマ１−−チを用いて被加工
材を加工するに際しプラズマアーク電圧を利用してプラ
ズマトーチの高さを制御する方法であって、予め加工開
始時に於けるプラズマトーチの加工開始高さ及び前記加
工開始高さに於けるプラズマアークの加工開始基準電圧
を設定すると共に、力ＩＩＩ実施時に於けるプラズマ１
−−チの加圧高さ及び前記加圧高さに於けるプラズマア
ークの加圧基準電圧を設定し、被加Ｔ材乙、二対覆る加
工を開始する毎にブラスマト−チを前記加工開始高さに
設定し２てプラズマアークを発生さ・ｌ、所定時間経過
後のプラズマアーク電圧を測定Ｌ−ｃ前記加丁開始基〈
Ｖ電圧と仕較演券し２、ｎｉＩ記比較演算の結果得ら４
′已：値によって前記加り基準電圧を補ｉＥＬ、前記補
正された加−［基準電圧に基づいてプラズマトーチの加
■−高さを制御することを特徴とずろものである。

またブラスマト−チの高さ制御装置は、被加工Ｈ６，，
対するプラズマトーチの高さを制御する装置であって、
前記プラズマトーチを被加工材に対して高さ方向に移動
させる移動二手段と、被加工材に対する加りを開始する
Ｑこ際し前記グラズマト−チを予め設定された初期高さ
に設定する設定手段と、予め人力された加工開始時に於
けるブラスマト−チの初期高さデータ及び前記初期高さ
るこ於けるプラズマ゛７−りの初期電圧データを記憶す
ると共に加工時に於けるプラスマト−−−−ｆの加二［
高さデータ及び前記加圧高さるこ於けるプラズマアーク
の加Ｔ電圧データを記憶する記憶手段と、プラズマアー
ク電圧を測定する測定手段と、前記測定手段によって測
定された加工開始時のプラス−７アーク電圧と初期電圧
データとを比軸演算し演算結果に応して加工電圧データ
を補正すると共に前記測定手段によって測定された加圧
時のプラズマアーク電圧と補正された加工電圧データと
を比較し比較結果に応して移動手段に駆動信号を発生ず
る制御手段とを有して構成されるものである。

〈作用〉 −４−記方法によれば、プラズマトーチの電極の消耗度
に影響されること無く、Ｌつ現在の加二Ｆ位置に於いて
高さを制御することが出来る。

即ち、予め加工開始時に於けるプラズマトーチの加工開
始高さを設定すると共に、この加工開始高さに於（・」
る未消耗の電極を装着し〕、−状態のプラズマアーク電
圧を加工開始基準電圧として設定し、被加工材に対する
加Ｔを開始する毎にプラズマト−ナを加り開始高さ（１
こ設定してプラズマアークを発生さ」１所定時間経過し
てアークが安定したときにプラズマアーク電圧を測定し
て加工開始基準電圧と比較すると、この結果得られた差
は電極の消耗度と等しくなる。

また予め加工実施時に於けるプラズマトーチの加工高さ
を設定すると共に、この加工高さに於ける未消耗電極を
装着した状態のプラズマアーク電圧を加工基準電圧とし
て設定し、加工開始高さに於ける加工開始基準電圧とプ
ラズマアーク電圧とを比較した結果得られた値によって
この加工基準電圧を補正することで、補正された加工基
準電圧は電極の消耗度を考慮した加工基準電圧となる。

従って、補正された加工基準電圧に基づいてプラズマト
ーチの加工高さを制御することによって、電極の消耗度
に影響されること無く、且つ実際の加工位置に於ける高
さを正確に制御することが出来る。

また上記プラズマトーチの高さ制御装置によれば、予め
記憶手段に加工開始時のプラズマトーチの初期高さデー
タ、初期高さに於けるプラズマアークの初期電圧データ
及び加工時のプラズマトーチの加工高さデータ、加工高
さに於けるプラズマアークの加工電圧データを記憶させ
ることが出来る。また設定手段によってプラズマ１〜−
チを被加工材に対する加工を開始する毎に予め設定され
た初期高さに設定することが出来る。そして初期高さに
設定されたプラズマトーチからプラズマアークを発生さ
せ、このプラズマアーク電圧を測定手段によって測定し
、制御手段によって測定されたプラズマアーク電圧と初
期電圧データとを比較演算してこの演算結果に応じて加
工電圧データを補正し、更に、測定手段によって測定し
た加工時のプラズマアーク電圧と補正された加工電圧デ
ータとを比較し、前記比較結果に応じてプラズマトーチ
を高さ方向に移動させる移動手段に対して駆動信号を発
生することが出来る。従って、前記駆動信号によって移
動手段を駆動することで、プラズマトーチを予め設定さ
れた加工高さに維持することが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用したプラズマトーチの高さ制御方法
について説明する。

本発明に係るプラズマトーチの高さ制御方法は、被加工
材Ａに対するプラズマトーチ１の高さを予め設定された
値に維持するための制御方法であり、特に電極２の消耗
度にかかわらずプラズマトーチ１の高さ、即ち、被加工
材Ａとキャップ５との間隔を予め設定された値に維持す
るものである。

本発明に係るプラズマトーチの高さ制御方法はプラズマ
アーク電圧を測定して行うものである。

このため、プラズマアーク８を電極２と被加工材Ａとの
間で発生させて所定の加工を行う移行型プラズマ、或い
はプラズマアークを電極２とキャップ５との間で発生さ
せて加工を行う非移行型プラズマに適用される。以下、
実施例の説明は本発明を移行型プラズマに適用した場合
について行うが、非移行型プラズマの場合にはプラズマ
アーク電圧を電極２とキャップ５との間で測定すれば良
い。

本発明に係るプラズマトーチの高さ制御方法は、予め加
工を開始する際に於けるプラズマトーチＩの力■工開始
高さＨｓ、及び未消耗状態の電極２を使用した場合の加
工開始高さＨｓに於けるプラズマアーク電圧を加工開始
基準電圧Ｖｓとして設定し、また加工を実施する際の加
工高さＨｗ及び未消耗状態の電極２を使用した場合の加
工高さＨｗに於けるプラズマアーク電圧を加工基準電圧
Ｖｗとして設定し、前記加工開始高さに於ける加工開始
基準電圧と測定したプラズマアーク電圧を比較して電極
２の消耗度に応じた電圧を算出し、算出した値によって
加工基準電圧を補正し、更に、加工時のプラズマアーク
電圧を測定して補正した加工基準電圧と比較して、この
結果に応じてプラズマトーチ１を上下させてプラズマト
ーチ１の高さを一定に維持するものである。

加工開始高さＨｓとしての数値は特に限定するものでは
無く、プラズマトーチ１を加工開始高さＨｓに設定して
プラズマアーク８を形成させた状態で、このプラズマア
ーク電圧と加工開始基準電圧Ｖｓとを比較することによ
って、電極２の消耗度を知ることが出来る高さであれば
良い。従って、設定された加工開始高さＨｓとしては、
加工高さ［Ｉｗと同一であっても良く、また被加工材Ａ
　ｌ：１対する加工が切断である場合Ｖこば前記加二「
開始高さとして、破細り材１ｍ穴明は加工を実施するだ
めのピアシング高さであ−、でも良い。

加工高さ＋−１ｗとし７ての数値は特に限定するもので
は無く、破細’［、４，４’　Ａに対する加工の種類、
破細丁゛材Ａの４，１質、板厚等の条件に応して設定さ
れ、通常はｌ　ｍｍ−７ＩｌｌＩｌｌの範囲で設定され
る。

プラズマアークは定電流制御されるため、加工開始基準
電圧■ｓ及び加工基準電圧Ｖｗは、未消耗状態の電極を
用いる条件の基６ご、加工開始高さＨｓ　、加工高さＩ
−１ｗを設定することによって−・義的に設定すること
がｉｉＪ能である。

以下本発明に係るプラズマトーチの高さ制御方法につい
て図を用いて具体的Ｑこ説１す目−る。

第１図（ａ）、　（？、ｌ及び第２図（ａ）、　ＩＩ）
））は本発明に係る高さ制御力法の原理説明図である。

図に於いて、プラズマ１−−−千１には電極２を有する
ホルダー３が着脱ｉｉＪ能に取り伺むＪられてＪンリ、
先端にはノズル４を形成したキャップ５が着脱ｉｉＪ能
に取り付りられている。また動作ガスはボルダ−３とキ
ャップ５との間に形成された通路６から供給され、ノズ
ル４からり（部に噴出するように構成されている。前記
ボルダ−３は導管７を介し７て供給される冷却水によっ
て冷却され、またキャップ、５も同様に冷却されている
。

プラズマアーク８は電極２と被加工材へとの間に形成さ
れる。然し、プラズマアーク８番才加工の開始と同時ｔ
ｃ”ｉ極２と破細Ｉ「材Ａとの間に形成さ４するもので
は無く、先ずキャンプ５と電極２との間にバイロンｌ−
アークを形成し、このバイ日ノ１−アークを動作ガスに
よってノズル４から噴出させて被加工材Ａに到達さゼ、
その後、破細Ｅ■ｉ　＋Ａ’　Ａと電極２との間に通電
してプラズマアーク８を形成するものである。従って、
加工を開始してからプラズマアーク８が形成され、且つ
このプラズマアーク８が安定するま−でには数秒間の時
間経ｊ局が必要である。

プラズマトーチＩに於りる未消耗状態の電極２０表面と
Ｗヤップ５の先端との距離は該１・−チ１の設計段階で
決定された値１１を有している。

上記の如く構成されたプラズマトーチ１を用いて被加工
材Ａ　ｌこ対する加工を開始する場合、第１図（ａ）、
　（ｂ）に示すよう乙、ニプラスマ１−千１を予め設定
された加工開始高さｌ−Ｉ　Ｓ　（、こ設定し、この高
さで固定する。このとき、被加工材Ａの表面と電極２の
表面との距離は、Ｈｓ　＋　ｈとなる。

同図（ａ）に示ずよ・うに電極２が未消耗状態である場
合、プラズマトーチ１を加工開始高さＨｓに設定して固
定し、形成されたプラズマアーク８が安定したときにこ
の電しトを測定すると１、測定値Ｖｍは予め設定されて
いる加工開始基準電圧Ｖ　ｓと同一となる。

加工開始高さ）Ｔ　ｓ　ＬＣ於ける測定値Ｖｍが加工開
始基準電圧Ｖ　ｓと一致している場合、両者を比較する
とその差はＯとなる。従って、前記値によって加工基準
電圧Ｖｗを補正すると、補正型ＪｉＶｃは、　　　　Ｖ
　Ｃ−Ｖ　ｗ　　　　　となる。

ブラスマト−チｌの加「開始高さＨｓに於ける固定を解
除すると、第２図（ａ）に示すようにプラス７１・−チ
ｌは予め設定されている加工基準電圧ＶＷを基準として
、予め設定された加工高さＨｗに移行する。そしてこの
加工基準電圧Ｖｗと加工中に測定されるプラズマアーク
電圧とを比較し、その差がＯとなるよう乙こ制御するこ
とで、プラスマト−ヂ１の加工高さＨｗを維持すること
が可能である。

同図（ｂ）に示すように、電極２がある程度消耗すると
、電極材の蒸発により表面にクレータ−２ａが形成され
、プラズマアーク８はクレータ−２ａの表面から形成さ
れる。

クレータ−２ａの深さをｄとすると、プラズマ］・−千
１を加工開始高さＨｓに固定したとき、被加工材Ａの表
面と電極２の表面との距離はクレータ−２ａの深さｄに
応じて、 Ｈｓ　＋　ｈ、　−＋−ｄ となる。従って、この状態に於Ｌ１．Ｉるプラズマアー
ク電圧を測定場−ると、測定値Ｖｍは加工開始基準電圧
■５よりも高くなる。即ち、 Ｖｍ−■Ｓ＋八Ｖ となる。このΔＶが電極２の消耗度、即ち、クレータ−
２ａの深さｄに応じた値となり、この値はクレータ−２
ａの成長に伴って増大する。

このように、プラズマアークェを加工開始高さＨｓに固
定してプラズマアーク電圧を測定し、この測定値Ｖｍと
加工開始基準電圧Ｖｓとを比較演算してその差ΔＶを得
ることで電極２の消耗度を知ることが可能である。

従って、電極２の消耗度に応じた電圧ΔＶを加工基準電
圧Ｖｗに加算して補正することで、電極２の消耗度を見
込んだ新たな加工基準電圧である補正電圧Ｖｃ、即ち、 Ｖｃ＝Ｖｗ＋ΔＶ を得ることが可能である。そして加工基準電圧ＶＷに代
えて補正電圧Ｖｃをプラズマトーチ１の加工高さＨｗの
基準電圧として設定し、プラズマトーチ１の加工開始高
さＨｓに於ける固定を解除すると、第２図（ｂ）に示す
ようにプラズマトーチ１は新たに設定された補正電圧Ｖ
ｃを基準として、予め設定された加工高さＨｗに移行す
る。

その後、補正電圧Ｖｃと加工中に測定されるプラズマア
ーク電圧とを比較し、その差が０となるようにプラズマ
トーチ１の高さを制御することで、該トーチ１の加工高
さＨｗを維持することが可能である。

上記の如くしてプラズマトーチ１を電極２の消耗に影響
されること無く、予め設定された加工高さを維持して制
御することが可能である。

次にプラズマトーチ１の高さ制御装置について説明する
。

第３図は制御装置の説明図、第４図は制御系のブロック
図である。

第３図に示すように、プラズマトーチ１はトーチホルダ
ー１１に保持されて昇降部材１２に取り付けられている
。昇降部材１２はキャリッジ１３に固着されたサーボモ
ーター１４によって上下方向である矢印ａ、ｂ方向に昇
降される。前記昇降部材１２及びサーボモーター１４に
よって移動手段を構成している。

キャリッジ１３は、平行に敷設されたレール（不図示）
に載置され且つレールに沿って移動可能に構成された門
型のフレーム１５に搭載されてレールの敷設方向に対し
直交方向に移動可能に構成されている。

従って、フレーム１５をレールに沿って移動させると共
にキャリッジ１３をレールに対し直交方向に移動させる
ことによって、プラズマトーチ１を所望の経路に沿って
移動させることが可能である。

トーチホルダー１１には、レーザーセンサー、静電容量
型センサー、エアセンサー等のセンサーＩ６が取り付け
られている。前記センサー１６は、被加工材Ａに対する
加工を開始する際にプラズマトーチ１を予め設定された
初期高さである加工開始高さＨｓに設定する設定手段と
なるものであり、トーチホルダー１１に対し固定した状
態で取り付けても良く、またエアシリンダー等によって
上下移動可能に取り付けても良い。

プラズマトーチ１と電源装２１７とは電線１８によって
接続され、またガス供給装置１９とはホース２０によっ
て接続されている。また電源装置１７と破細−２０〜 工材Ａとは電線２１によって接続されている。

第４図に於いて、記憶手段３１は予め人力された加工開
始高さＨｓのデータ、加工開始基準電圧ＶＳのデータ、
加工高さＨｗのデータ７加工基準電圧Ｖｗのデータ等の
データを記憶するものであり、マイクロコンピュータ−
のＲＡＭチップ或いはデイツプスイッチ等が用いられる
。

また測定手段３２は電源装置１７と接続されてプラズマ
アーク電圧を測定してこのデータを制御手段３３に伝送
するものであり、測定されたプラズマアーク電圧を適度
なレベルのアナログ信号、或いはデジタル信号に変換し
て、この信号を制御装置３３に出力する。

制御手段となる制御装置３３は、記憶手段３１に記憶さ
れたデータと測定手段３２によって測定されたプラズマ
アーク電圧とを比較演算する機能と、プラズマトーチ１
を昇降させるサーボモーター１４に対する駆動信号を発
生する機能とを有するものである。

即ち、被加工材Ａに対する加工を開始するに際し１、ザ
・−ホエーター用４及びセンサー１６を作動さセてプラ
ズマ１−一一−チ１を加圧開始高さＨｓに設定すると４
％に該１・−チｌをこの高さｌ−１３で固定さ−１：　
、。

旧つプラズマトーチ１の加二［開始高さＨＳに於（５Ｊ
る加Ｉ開始基Ｑ４４４電圧Ｖ　ｓと測定手段３２によっ
て測定されたプラズマアーク電圧の測定値Ｖｍとを比較
演算してその差ΔＶを算出し、この演算結果に応じて予
め設定されている加工基準電圧ＶｗをΔＶによって補正
して補正電圧Ｖｃを算出し、更に、補正電圧Ｖｃを新た
な基準電圧として一次記憶すると共に、加工時に於いて
測定したプラズマアーク電圧と補正された補正電圧Ｖ　
Ｃとを比較してこの差をＯとするようなザーボモーター
１４に対する駆動信号を発生ずるものである。この制御
装置３３としてはマイクロコンビ−ｆｆ−−一夕一等の
機器が用いられる。

次に［−記の如く構成された高さ制御語Ｗを用いてプラ
ズマ１−千１の高さを維持する際の手順について説明す
る。

先ず、記憶手段３１に加圧開始高さｌ−１ｓのデータ。

加圧開始基準電圧のデータＶＳ、加工高さＨｗのデルタ
、加７Ｌ基準電圧のデータＶｗを夫々入力する。この入
力操作は、記憶手段３１及び制御手段３３としてマイク
ロコンピュータ−を用いた場合６．二はキーボー　ド入
力することが可能であり、記憶１段３１としてデイツプ
スイッチ等を用いた場合にはこのスイッチを直接操作す
ることで入力することが可能である。

次にフレーム１５及びキャリッジ１３を移動させてプラ
ズマトーチ１を被加工材Ａ上の所定位置に配置して加工
を開始すると、制御装置３３からの信号によってセンサ
ー１６及びザーポモーター１４が作動を開始し、プラズ
マトーチ１を初期高さである加圧開始高さＨｓに設定す
ると共にこの設定高さに固定する。

次ぎに電源装置１７からプラズマトーチ１に通電すると
共にガス供給装置１９から動作ガスを供給する。これに
より、プラズマトーチ１の電極２と被加工材Ａとの間に
プラズマアーク８が形成される。

そして所定時間経過（〕ζプラズマアーク８が安定−２
ｊ）− した時期にプラズマアーク電圧を測定し、この測定値Ｖ
ｍが制御装置３３に伝送される。

制御装置３３に測定値Ｖｍが伝送されると、この測定値
Ｖｍと記憶手段３１から読め出し２だ加玉開始基ｉ’＊
電圧■８とを比較演算し、その差ΔＶを算出する。そし
て記憶手段３１から読み出した加工基準電圧Ｖｗを前記
ΔＶによって補正して補正電圧ＶＣを算出し、この補正
電圧Ｖ　ｃを新たな基準として一次記憶する。

制御装置３３（１こ於ける一連の比較演算及び補正演算
が終了すると、制御装置３３では補正電圧Ｖｃと測定手
段３２から伝送される測定値Ｖｍとの比較が行われ、プ
ラズマ１−一千１の固定を解除すると共に、ザーポモー
ター１４にこの差をＯとする方向への駆動信号が伝送さ
れる。そして測定値Ｖｍが補正電圧Ｖｃと等しくなった
とき、ザーボモーター１４の駆動が停止される。このと
き、電極２の消耗度の如何にかかわらずプラズマトーチ
１は予め設定された加り高さＨＷと一致した高さとなる
。

その後、破細−Ｌ＋Ａ’　Ａに対する加工が継続されて
いる間、プラズマアーク電圧を常時或いは一定時間毎に
測定し、測定値を補正電圧Ｖ　ｃ、に一致さＭるように
ザーボモーター１４を駆動することによって、プラズマ
トーチ１の高さを加工高さＨｗに維持することが可能と
なる。

被加工材１１１対する加工を開始する毎に」―記操作を
行・うことによって、前回の加工の際に生じた電極２の
消耗をその都度補正してプラズマトーチ１を常に予め設
定された加工高さに設定して所定の加工を開始させるこ
とが可能となる。

前述の実施例では、加工開始高さＨｓと加工高さＨｗを
異なる高さに設定した場合について説明（−またが、加
工開始高さ１（Ｓと加工高さＨｗとが一致した高さであ
っても同様にしてプラズマトーチ１の高さを電極２の消
耗度に影響されること無く制御することが可能である。

また被加工ｔｊＡ−Ａに対する加工内容が切断である場
合には、加工開始高さＨｗを被加工材Ａに対して穴明は
作業を実施する際のピアシング高さとして設定しても、
前述の実施例と同様にしてブラズマトーチ１の高さを電
極２の消耗度に影響されること無く制御することが可能
である。

〈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トーチ
の高さ制御方法によれば、電極の消耗度に影響されるこ
と無くプラズマトーチの高さを制御することが出来る。

このため、プラズマトーチの加工高さを低く設定した場
合、電極が設定された加工高さ以上の深さに消耗しても
、該トーチが被加工材に衝突する虞が無い。

またプラズマアーク電圧を測定してプラズマトーチの高
さを制御することから、実際の加工位置に於いて高さを
制御することが出来る。このため、プラズマトーチの高
さを正確に維持することが出来、従って、品質が安定し
且つ品位の高い加工を行うことが出来る。

またプラズマトーチの高さを検出する位置が実際の加工
位置であるため、加工線を被加工材の全面積に対して設
定することが出来る。このため、材料歩留りを向上させ
ることが出来、従って、加工コストを低減させることが
出来る。

また本発明に係るプラズマトーチの高さ制御装置によれ
ば、前記制御方法を合理的に実施することが出来る等の
特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）、　（ｂ）及び第２図（ａ）、　（ｂ）は
本発明に係る高さ制御方法の原理説明図、第３図は制御
装置の説明図、第４図は制御系のブロック図である。 Ａは被加工材、Ｈｓは加工開始高さ、Ｈｗは加工高さ、
ｄはクレータ−の深さ、ｈはキャップの表面と電極表面
との距離、Ｊはプラズマトーチ、２は電極、２ａはクレ
ータ−１３はホルダー、４はノズル、５はキャップ、８
はプラズマアーク、１１はトーチホルダー、１２は昇降
部材、１３はキャリッジ、１４はサーボモーター、１５
はフレーム、１６はセンサー、エフは電源装置、１８．
２１は電線、１９はガス供給装置、２０はホース、３１
は記憶手段、３２は測定手段、３３は制御装置である。 特許出願人　　小池酸素工業株式会社 代　理　人　　弁理士　中周　周吉 第１図 （ａ） （ｂ） 第２ （ａ） 図 （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工材を加工するに際しプラズマアーク電圧を
   利用してプラズマトーチの高さを制御する方法であって
   、予め加工開始時に於けるプラズマトーチの加工開始高
   さ及び前記加工開始高さに於けるプラズマアークの加工
   開始基準電圧を設定すると共に、加工実施時に於けるプ
   ラズマトーチの加工高さ及び前記加工高さに於けるプラ
   ズマアークの加工基準電圧を設定し、被加工材に対する
   加工を開始する毎にプラズマトーチを前記加工開始高さ
   に設定してプラズマアークを発生させ、所定時間経過後
   のプラズマアーク電圧を測定して前記加工開始基準電圧
   と比較演算し、前記比較演算の結果得られた値によって
   前記加工基準電圧を補正し、前記補正された加工基準電
   圧に基づいてプラズマトーチの加工高さを制御すること
   を特徴としたプラズマトーチの高さ制御方法。
2. （２）請求項（１）記載のプラズマトーチの高さ制御方
   法に於いて、プラズマトーチの加工開始高さが加工高さ
   と同一高さであり、且つ加工開始基準電圧が加工基準電
   圧と同一電圧であることを特徴としたプラズマトーチの
   高さ制御方法。
3. （３）請求項（１）記載のプラズマトーチの高さ制御方
   法に於いて、プラズマトーチの加工開始高さを被加工材
   に穴明けするピアシング高さとすると共に加工開始基準
   電圧をピアシング電圧とし、且つプラズマトーチの加工
   高さを被加工材を切断する切断高さとすると共に加工基
   準電圧を切断電圧とすることを特徴としたプラズマトー
   チの高さ制御方法。
4. （４）被加工材に対するプラズマトーチの高さを制御す
   る装置であって、前記プラズマトーチを被加工材に対し
   て高さ方向に移動させる移動手段と、被加工材に対する
   加工を開始するに際し前記プラズマトーチを予め設定さ
   れた初期高さに設定する設定手段と、予め入力された加
   工開始時に於けるプラズマトーチの初期高さデータ及び
   前記初期高さに於けるプラズマアークの初期電圧データ
   を記憶すると共に加工時に於けるプラズマトーチの加工
   高さデータ及び前記加工高さに於けるプラズマアークの
   加工電圧データを記憶する記憶手段と、プラズマアーク
   電圧を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定
   された加工開始時のプラズマアーク電圧と初期電圧デー
   タとを比較演算し演算結果に応じて加工電圧データを補
   正すると共に前記測定手段によって測定された加工時の
   プラズマアーク電圧と補正された加工電圧データとを比
   較し比較結果に応じて移動手段に駆動信号を発生する制
   御手段と、を有することを特徴としたプラズマトーチの
   高さ制御装置。