JPH04339570A - Plasma machining device - Google Patents

Plasma machining device

Info

Publication number
JPH04339570A
JPH04339570A JP11000891A JP11000891A JPH04339570A JP H04339570 A JPH04339570 A JP H04339570A JP 11000891 A JP11000891 A JP 11000891A JP 11000891 A JP11000891 A JP 11000891A JP H04339570 A JPH04339570 A JP H04339570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current value
gas
arc
current
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.)
Granted
Application number
JP11000891A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2804382B2 (en
Inventor
Hirofumi Sonoda
園 田  弘 文
Akio Inamura
稲 村  昭 雄
Mamoru Torii
鳥 居  守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOYO DENKI KK
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
TOYO DENKI KK
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOYO DENKI KK, Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd filed Critical TOYO DENKI KK
Priority to JP3110008A priority Critical patent/JP2804382B2/en
Publication of JPH04339570A publication Critical patent/JPH04339570A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2804382B2 publication Critical patent/JP2804382B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the capacity, size and weight of a transistor inverter for plasma machining and to increase electric power consumption efficiency thereof. CONSTITUTION:The plasma machining device is provided with a first setting device 1 to set a low current value for a starting arc, a second setting device 2 to set a high current value for a machining arc and a changeover means 7 to select a set value of the second setting device 2 for a target value of PWM control of the inverter when a set value of the first setting device 1 is changed to the machining arc by further supplying second gas H2 with high potential gradient when the starting arc is generated by supplying first gas Ar with low potential gradient to a torch. Since a selective current value is low on the starting arc where a high peak current with the low arc voltage is carried, the required capacity of the inverter is low and voltage loss is reduced.

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、プラズマア−クにより
物体を溶接,切断又は加熱するプラズマ加工装置に関し
、特に該装置の電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for welding, cutting, or heating an object using a plasma arc, and more particularly to a power supply for the apparatus.

【0002】0002

【従来の技術】この種のプラズマ加工では、プラズマア
−ク長の変動に対してプラズマ電流値が変動しないよう
に定電流特性(垂下特性)の電源装置が用いられ、定電
流特性により加工品質の均一性が確保される。出力電流
値をプラズマ加工に適した値に正確に定めるには、トラ
ンジスタインバ−タを電源装置に用いるのが良い(例え
ば特開昭63−299880号公報,特開昭64−44
280号公報,特開平2−112881号公報)。トラ
ンジスタインバ−タによればPWM(パルス幅変調)制
御により正確に出力電流値を制御しうる。出力電流値が
変動した場合、フィ−ドバック制御により該変動を抑制
する方向にPWM制御が機能するが、応答速度が速いの
で、出力電流値の変動幅が小さく定電流出力の安定性が
高い。また、電源装置が小型,軽量となり操作性および
作業性も向上する。トランジスタインバ−タは、トラン
ジスタが過負荷に弱いので従来は比較的に低熱量のプラ
ズマ加工に用いられていたが、高熱量を要するプラズマ
加工でも加工品質を高くする要望が強まり、高電流容量
のトランジスタを用いるトランジスタインバ−タが提供
されるようになった。これに伴って、上述の利点がある
ので、プラズマ溶接,切断のそれぞれの様々な加工態様
でトランジスタインバ−タが用いられる。
[Prior Art] In this type of plasma processing, a power supply device with constant current characteristics (dripping characteristics) is used so that the plasma current value does not fluctuate due to fluctuations in plasma arc length. uniformity is ensured. In order to accurately determine the output current value to a value suitable for plasma processing, it is recommended to use a transistor inverter in the power supply (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-299880 and 64-44).
No. 280, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-112881). According to the transistor inverter, the output current value can be accurately controlled by PWM (pulse width modulation) control. When the output current value fluctuates, the PWM control functions to suppress the fluctuation by feedback control, but since the response speed is fast, the fluctuation width of the output current value is small and the stability of the constant current output is high. In addition, the power supply device becomes smaller and lighter, and operability and workability are improved. Transistor inverters have traditionally been used for relatively low-heat plasma processing because transistors are vulnerable to overloads, but as the demand for high processing quality has increased even in plasma processing that requires high heat, transistor inverters are being used with high current capacity. Transistor inverters using transistors have become available. Along with this, because of the above-mentioned advantages, transistor inverters are used in various processing modes such as plasma welding and cutting.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】一方、プラズマ加工で
は、加工内容によって、プラズマト−チの電流値,使用
ガス種が様々に選択される。これに伴って電源装置の所
要垂下特性も様々となる。例えば、(イ)プラズマガス
をAr60%,H240%,流量40リットル/min
とするプラズマ切断の場合には、図5の(a)に示す垂
下特性が必要であり、プラズマ切断に120〜200V
,300Aの電力を要する。(ロ)プラズマガスをAr
100%,流量1リットル/minとするプラズマ溶接
の場合には、図5の(b)に示す垂下特性が必要であり
、プラズマ溶接に30〜50V,300Aの電力を要す
る。
On the other hand, in plasma processing, the current value of the plasma torch and the type of gas used are variously selected depending on the processing content. Along with this, the required drooping characteristics of the power supply device also vary. For example, (a) plasma gas is Ar60%, H240%, flow rate 40 liters/min.
In the case of plasma cutting, the drooping characteristics shown in FIG.
, 300A of power is required. (b) Argon plasma gas
In the case of plasma welding with a flow rate of 100% and a flow rate of 1 liter/min, the drooping characteristics shown in FIG.

【0004】更には上記(イ)の場合、ア−ク開始時は
電位傾度が低いArのみをト−チに供給して80〜90
V,300Aのア−クを発生し、その後電位傾度が高い
H2の供給を追加して120〜200V,300Aのア
−クを発生し切断を行なう。例えばこの(イ)の場合を
例にすると、切断を行なう前にはト−チにArのみが供
給され図3に実線で示す垂下特性のC点領域でア−クが
維持され、切断時にはト−チにArに加えてH2が供給
され、A,B点領域でア−クが維持される。
Furthermore, in the case of (a) above, when starting the arc, only Ar having a low potential gradient is supplied to the torch, and the
An arc of V and 300 A is generated, and then H2 having a high potential gradient is added to generate an arc of 120 to 200 V and 300 A for cutting. For example, in case (a), before cutting, only Ar is supplied to the torch, and the arc is maintained in the C point region of the drooping characteristic shown by the solid line in Fig. 3, and when cutting, the torch is supplied with only Ar. H2 is supplied in addition to Ar to the arc, and an arc is maintained in the A and B point regions.

【0005】トランジスタインバ−タのPWM制御では
、該インバ−タの出力電流パルスは図4に示すようにな
る。すなわち出力電流パルスはT周期(例えば8KHz
)で発生し、図3のA点は図4のパルスPaに、B点は
パルスPbに、C点はパルスPcに対応する。PWM制
御は出力電流値(パルス電流の時系列平均値)を一定値
(目標値)にするようにパルス幅Ta,Tb,Tcを定
めるので、 Ia×Ta=Ib×Tb=Ic×Tc となるようにパルス幅が定まる。このためA点(Pa)
の電流パルスピ−ク値よりB点(Pb)の方が高く、B
点(Pb)の電流パルスピ−ク値よりC点(Pc)の方
が高くなる。トランジスタインバ−タのトランジスタ許
容電流値は最大ピ−ク値以下でなければならない。した
がって、トランジスタインバ−タの容量は、パルスPc
(図3のC領域)の範囲に対応して定めなければならな
い。すなわち、例えば図3に示すように、80〜200
Vとア−ク電圧範囲が広い場合、ア−ク電圧の最低点す
なわち電流パルスの最も高いピ−ク点(C点=Pc)に
合せて、トランジスタを選定する必要があり、高電流値
に使用するトランジスタほど高価であるので、電流パル
スが高い使途になる程、電源装置が高価かつ大型になる
。しかも、パルスPa,Pb,Pcは同一の電流値(時
系列平均値)であるが、それらの実効値は、パルスPa
よりパルスPbの方が、またパルスPbよりパルスPc
の方が、非線形的に大きくなる。インバ−タのトランジ
スタやトランスの熱損失はこの実効値に比例するため、
幅が狭くかつピ−ク値が大きいパルス(Pc)において
熱損失による電力損失が大きい。したがって電流パルス
が高い使途になる程、電源装置の電力損失が大きくなる
という問題がある。
In PWM control of a transistor inverter, the output current pulse of the inverter is as shown in FIG. That is, the output current pulse has T period (e.g. 8KHz
), point A in FIG. 3 corresponds to pulse Pa in FIG. 4, point B to pulse Pb, and point C to pulse Pc in FIG. PWM control determines the pulse widths Ta, Tb, and Tc so that the output current value (time-series average value of pulse current) is kept at a constant value (target value), so Ia x Ta = Ib x Tb = Ic x Tc. The pulse width is determined as follows. Therefore, point A (Pa)
Point B (Pb) is higher than the current pulse peak value of B
The current pulse peak value at point C (Pc) is higher than the current pulse peak value at point (Pb). The transistor allowable current value of the transistor inverter must be less than the maximum peak value. Therefore, the capacitance of the transistor inverter is the pulse Pc
It must be determined corresponding to the range (area C in FIG. 3). That is, for example, as shown in FIG.
When the range of V and arc voltage is wide, it is necessary to select a transistor according to the lowest point of the arc voltage, that is, the highest peak point of the current pulse (point C = Pc), Since the transistors used are more expensive, the more current pulses are used, the more expensive and larger the power supply becomes. Moreover, although pulses Pa, Pb, and Pc have the same current value (time series average value), their effective value is
The pulse Pb is better than the pulse Pb, and the pulse Pc is better than the pulse Pb.
becomes larger nonlinearly. Since the heat loss of the inverter's transistors and transformers is proportional to this effective value,
In a pulse (Pc) with a narrow width and a large peak value, power loss due to heat loss is large. Therefore, there is a problem in that the higher the current pulse is used, the greater the power loss of the power supply device becomes.

【0006】本発明はこの種の問題点を改善することを
目的とする。
The present invention aims to improve this type of problem.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマト−
チ(23,29);電位傾度が低い第1ガス(Ar)を
プラズマト−チ(23,29)に供給する第1供給手段
;第1ガス(Ar)の供給開始の後に電位傾度が高い第
2ガス(H2)を第1ガス(Ar)に加えてプラズマト
−チ(23,29)に供給する第2供給手段;トランジ
スタインバ−タ(16,17),該インバ−タ(16,
17)の出力電流を設定するための電流設定手段(1〜
13)、および、該インバ−タ(16,17)の出力電
流を電流設定手段(1〜13)により設定された電流値
に制御するコントロ−ラ(14,15)を含む電源装置
;を有するプラズマ加工装置において、プラズマト−チ
(23,29)に第1ガス(Ar)雰囲気でア−クを維
持する比較的に低い第1出力電流値(100A)を設定
するための第1電流値設定手段(1),プラズマト−チ
に第1ガス(Ar)および第2ガス(H2)の混合雰囲
気でプラズマ加工ア−クを維持する比較的に高い第2出
力電流値(300A)を設定するための第2電流値設定
手段(2)、および、第2供給手段による第1ガス(A
r)に加えた第2ガス(H2)の供給開始までは前記コ
ントロ−ラ(14,15)に第1出力電流値(100A
)を与え第2ガス(H2)の供給開始後プラズマ加工を
終了するまでは前記コントロ−ラ(14,15)に第2
出力電流値(300A)を与える切換え手段(7)、を
備えることを特徴とする。なおカッコ内の記号等は、図
面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項を示す
[Means for Solving the Problems] The present invention provides plasma
First supply means for supplying the first gas (Ar) with a low potential gradient to the plasma torch (23, 29); The potential gradient is high after the start of supply of the first gas (Ar) Second supply means for supplying the second gas (H2) to the plasma torch (23, 29) in addition to the first gas (Ar); transistor inverter (16, 17);
Current setting means (1 to 17) for setting the output current of
13); and a power supply device including a controller (14, 15) that controls the output current of the inverter (16, 17) to a current value set by the current setting means (1 to 13). In a plasma processing device, a first current value for setting a relatively low first output current value (100 A) to maintain an arc in a first gas (Ar) atmosphere in a plasma torch (23, 29). Setting means (1): Set a relatively high second output current value (300A) on the plasma torch to maintain the plasma processing arc in a mixed atmosphere of the first gas (Ar) and the second gas (H2). and a second current value setting means (2) for controlling the first gas (A) by the second supply means.
r) until the supply of the second gas (H2) added to the first output current value (100A
) and the second gas (H2) is supplied to the controllers (14, 15) until the plasma processing is completed after the supply of the second gas (H2) is started.
It is characterized by comprising a switching means (7) that provides an output current value (300A). Note that symbols in parentheses indicate corresponding elements or corresponding matters in the embodiments shown in the drawings and described later.

【0008】[0008]

【作用】切換え手段(7)が、第2供給手段による第1
ガス(Ar)に加えた第2ガス(H2)の供給開始まで
は、コントロ−ラ(14,15)に第1ガス(Ar)雰
囲気でア−クを維持する比較的に低い第1出力電流値(
100A)を与えるので、第1ガス(Ar)雰囲気で第
1出力電流値(100A)でア−クがスタ−トし維持さ
れる。この状態は例えば図3のC’点、パルス電流は図
4のPc’であり、ア−ク電圧は低いものの、設定電流
値が低いので、パルス電流ピ−ク値が従来よりも大幅に
低くなる。
[Operation] The switching means (7) causes the second supply means to
Until the supply of the second gas (H2) added to the gas (Ar) is started, the controllers (14, 15) are supplied with a relatively low first output current to maintain the arc in the first gas (Ar) atmosphere. value(
100 A), the arc is started and maintained at the first output current value (100 A) in the first gas (Ar) atmosphere. This state is, for example, point C' in Figure 3, and the pulse current is Pc' in Figure 4, and although the arc voltage is low, the set current value is low, so the pulse current peak value is significantly lower than before. Become.

【0009】切換え手段(7)が、第1ガス(Ar)に
加えての第2ガス(H2)の供給開始後プラズマ加工を
終了するまではコントロ−ラ(14,15)に、プラズ
マ加工ア−クを維持する第2出力電流値(300A)を
与えるので、第1ガス(Ar)および第2ガス(H2)
の混合雰囲気でプラズマ加工が行なわれる。このプラズ
マ加工中は、例えば図3のA,B点、パルス電流は図4
のPa,Pbであり、パルス電流値は高いものの、ア−
ク電圧が高いので、パルス電流ピ−ク値が従来と同様に
低く、トランジスタインバ−タのトランジスタ許容電流
値を低くしても問題はないし、電源装置の電力損失が小
さい。
After the switching means (7) starts supplying the second gas (H2) in addition to the first gas (Ar), the controllers (14, 15) control the plasma processing operation until the plasma processing is finished. - Since the second output current value (300A) that maintains the
Plasma processing is performed in a mixed atmosphere. During this plasma processing, for example, at points A and B in Figure 3, the pulse current is as shown in Figure 4.
Pa, Pb, and although the pulse current value is high, the
Since the peak voltage is high, the peak value of the pulse current is low as in the conventional case, so there is no problem even if the transistor allowable current value of the transistor inverter is lowered, and the power loss of the power supply device is small.

【0010】すなわち、ア−ク電圧が高くしかも実質上
プラズマ加工に関与しない時点の、電流パルス(Pc’
;C’点)の電流ピ−ク値を下げるので、その分トラン
ジスタインバ−タのトランジスタ許容電流値を低くする
ことができる。すなわち小容量,低価のトランジスタを
使用しうる。また、電力装置の電力損失が小さく、電力
消費効率が高くなると共に、電力装置が小型,軽量とな
る。
That is, the current pulse (Pc'
; Since the current peak value at point C' is lowered, the allowable transistor current value of the transistor inverter can be lowered accordingly. In other words, small capacity, low cost transistors can be used. Furthermore, the power loss of the power device is reduced, power consumption efficiency is increased, and the power device is made smaller and lighter.

【0011】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0012】0012

【実施例】図1に本発明の一実施例を示し、図2に、図
1に示す回路各部の電気信号の発生タイミングを示す。 この実施例は、前述の(イ)プラズマガスがAr60%
,H240%,流量40リットル/min、出力電流が
300A(ア−クスタ−ト電流は100A)のプラズマ
切断(図3のA,B,C’点)と、この加工における電
流パルスの最高ピ−ク値よりも低い最高ピ−ク値で加工
を行なう、他の条件の2種の加工を行ないうるように、
3組の電流設定回路(1〜6),それらの1つを選択す
る切換えスイッチ10、および、計3種の加工のそれぞ
れに対応した出力電圧を選択するためのタップ選択スイ
ッチ40を備える。図1は、前述の(イ)のプラズマ加
工を設定した状態を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the timing at which electrical signals are generated in each part of the circuit shown in FIG. In this example, the above-mentioned (a) plasma gas is Ar60%.
, H240%, flow rate 40 liters/min, output current 300 A (arc start current 100 A) plasma cutting (points A, B, C' in Fig. 3), and the highest peak current pulse in this process. In order to be able to perform two types of machining under other conditions, one is to perform machining at the highest peak value lower than the peak value.
It includes three sets of current setting circuits (1 to 6), a changeover switch 10 for selecting one of them, and a tap selection switch 40 for selecting an output voltage corresponding to each of the three types of processing. FIG. 1 shows the state in which the plasma processing described in (a) above is set.

【0013】この設定状態で説明すると、起動信号(高
レベルH)は、常閉スイッチ接片11を通して第1ラッ
チ12に保持されると共に第1タイマ26に与えられる
。起動信号の立上りと共に第1ラッチ12の出力が立上
り、これにより電流指令回路13およびパルス発生回路
15に、オンを指示する高レベルHの信号が与えらると
共に、立下り遅延回路25を介して、立上り遅延は受け
ることなく、図示しない、第1ガス(Ar)供給用のバ
ルブドライバに信号H(高レベル)が与えられる。これ
により、電流指令回路13が電流値指示信号の出力を開
始し、PWMパルス発生回路15が、電流値指示信号が
指定する電流値を加算器14でフィ−ドバック補正した
電流値に対応する幅(例えば図4のTc’)のパルスを
発生し、スイッチングドライバ16がこのパルスのHで
トランジスタインバ−タ17のトランジスタをオンとす
る。これにより、三相交流電源18の出力電圧を整流器
19で整流した直流が、トランジスタのオン期間の間、
変圧器20の一次回路に与えられる。変圧器20の二次
回路には、タップ選択スイッチ40を介してパイロット
通電回路28および整流器21が接続されている。 このように起動信号の到来と実質上同時にトランジスタ
インバ−タ17が付勢される。このとき、切換スイッチ
7が、スタ−トア−ク電流値設定用の可変抵抗器1に設
定された電圧(100Aを指示する信号)を、切換えス
イッチ10を通して、また、時定数回路36を介して、
電流指令回路13に与えているので、1に設定されたス
タ−トア−ク電流値(100A)を指示する信号を、電
流指令回路13がPWMパルス発生回路15に与えるが
、プラズマト−チの電極23は放電していないのでア−
クは発生しない。起動信号(H)が到来してから時間T
1後に第1タイマ26がタイムオ−バしてその出力が低
レベルLから高レベルHに反転し、このHが第2ラッチ
27に保持されると共に、第2タイマ38が計時を開始
する。第2ラッチ27の出力Hはパイロット通電回路2
8に与えられ、パイロット通電回路28が、ト−チの電
極23とノズル29の間にパイロットア−ク電圧を印加
し、これにより電極2−ノズル29間にパイロットア−
クが発生する。加工対象材24と電極23の間には、変
圧器20の二次電圧(出力電圧)が、整流器21および
リアクトル22ならびに電流検出器30を介して加わっ
ているので、パイロットア−クが発生すると電極23−
加工対象材24間にスタ−トア−クを生ずる。このスタ
−トア−クの電流値は、電流検出器30で検出されて加
算器14にフィ−ドバックされ、該電流値が可変抵抗器
1で設定された電流値(100A)になるように、PW
Mパルス発生器15がパルス幅を調整するので、定常的
には設定電流値(100A)に維持されるが、比較器3
1が、ア−ク電流値が設定電流値(100A)の直近の
値になったときに、その出力をLからHに転ずる。この
Hを第3ラッチ32が保持し、第3タイマ33がこのH
に応答して計時を開始する。第3ラッチ32が保持した
Hにより、図示しない、第2ガス(H2)供給を行なう
バルブドライバが付勢されて、第1ガス(Ar)に加え
て第2ガスがト−チ(23,29)に供給される。第2
ガス(H2)がト−チ先端より噴出し始めるまでに要す
る遅れ時間よりも長い時間T3が経過すると、第3タイ
マT3がタイムオ−バしてその出力をLからHに反転す
る。このHを第4ラッチ35が保持し、第4タイマ41
がこのHに応答して計時を開始する。第4ラッチ35が
保持したHにより、切換えスイッチ7が、加工ア−ク電
流値(300A)を指定する可変抵抗器2に切換え接触
し、電流指令回路13には、加工ア−ク電流値(300
A)を指定する電圧が与えられ、これに対応した信号を
電流指令回路13が出力する。これにより、トランジス
タインバ−タ17は、加工ア−ク電流を出力し、スタ−
トア−クがメインア−クに転ずる。
Explaining this setting state, the activation signal (high level H) is held in the first latch 12 through the normally closed switch contact piece 11 and is applied to the first timer 26. The output of the first latch 12 rises at the same time as the start signal rises, and as a result, a high level H signal instructing to turn on is given to the current command circuit 13 and the pulse generation circuit 15. , a signal H (high level) is given to a valve driver (not shown) for supplying the first gas (Ar) without receiving a rise delay. As a result, the current command circuit 13 starts outputting the current value command signal, and the PWM pulse generation circuit 15 outputs a width corresponding to the current value obtained by feedback-correcting the current value specified by the current value command signal by the adder 14. A pulse (for example, Tc' in FIG. 4) is generated, and the switching driver 16 turns on the transistor of the transistor inverter 17 with the high level of this pulse. As a result, the direct current obtained by rectifying the output voltage of the three-phase AC power supply 18 by the rectifier 19 is transmitted during the ON period of the transistor.
It is applied to the primary circuit of transformer 20. A pilot energizing circuit 28 and a rectifier 21 are connected to the secondary circuit of the transformer 20 via a tap selection switch 40 . In this way, transistor inverter 17 is activated substantially simultaneously with the arrival of the activation signal. At this time, the changeover switch 7 passes the voltage (signal indicating 100A) set to the variable resistor 1 for setting the start arc current value through the changeover switch 10 and through the time constant circuit 36. ,
Since the current command circuit 13 supplies a signal instructing the start arc current value (100A) set to 1 to the PWM pulse generation circuit 15, the plasma torch Since electrode 23 is not discharging, it is
No problems occur. Time T after arrival of start signal (H)
After 1, the first timer 26 times out and its output is inverted from the low level L to the high level H, and this H is held in the second latch 27, and the second timer 38 starts timing. The output H of the second latch 27 is the pilot energizing circuit 2
8, a pilot energizing circuit 28 applies a pilot arc voltage between the electrode 23 and the nozzle 29 of the torch, thereby causing a pilot arc voltage between the electrode 2 and the nozzle 29.
A problem occurs. Since the secondary voltage (output voltage) of the transformer 20 is applied between the workpiece 24 and the electrode 23 via the rectifier 21, reactor 22, and current detector 30, when a pilot arc occurs, Electrode 23-
A start arc is generated between the workpieces 24. The current value of this start arc is detected by the current detector 30 and fed back to the adder 14, so that the current value becomes the current value (100 A) set by the variable resistor 1. P.W.
Since the M pulse generator 15 adjusts the pulse width, the current value is maintained at the set current value (100 A) on a steady basis, but the comparator 3
1 changes its output from L to H when the arc current value becomes the closest value to the set current value (100A). The third latch 32 holds this H, and the third timer 33 holds this H.
Starts timekeeping in response to . Due to the H held by the third latch 32, a valve driver (not shown) that supplies the second gas (H2) is energized, and the second gas is supplied to the torch (23, 29) in addition to the first gas (Ar). ). Second
When the time T3, which is longer than the delay time required for the gas (H2) to start ejecting from the tip of the torch, has elapsed, the third timer T3 times out and its output is reversed from L to H. The fourth latch 35 holds this H, and the fourth timer 41
starts measuring time in response to this H signal. Due to the H held by the fourth latch 35, the changeover switch 7 switches and contacts the variable resistor 2 that specifies the machining arc current value (300A), and the current command circuit 13 receives the machining arc current value (300A). 300
A voltage specifying A) is applied, and the current command circuit 13 outputs a signal corresponding to this voltage. As a result, the transistor inverter 17 outputs the machining arc current and starts the process.
Torarch turns into main arc.

【0014】なお、この切換えにおいて、不連続かつ大
きな出力電流変動を抑制するため、時定数回路36が備
わっており、これが、スタ−トア−ク電流値(100A
)指示電圧(1の出力)から加工ア−ク電流値(300
A)指示電圧(2の出力)の切換わり段部(不連続部)
を、円滑に、連続して推移する曲線状に平滑化する。
In order to suppress discontinuous and large output current fluctuations during this switching, a time constant circuit 36 is provided, which controls the start arc current value (100 A).
) from the indicated voltage (output of 1) to the machining arc current value (300
A) Switching stage section (discontinuous section) of indicated voltage (output 2)
Smooth the curve into a smoothly continuous curve.

【0015】以上により加工ア−クが発生することにな
る。加工ア−クが発生し安定化するに十分な時間の後に
、第4タイマがタイムオ−バし、その出力をLからHに
反転する。このHを第5ラッチ37が保持する。第5ラ
ッチ37が保持したHにより、図示しないト−チ駆動装
置が付勢されて、設定された速度でト−チを移動させる
[0015] Due to the above process, machining arcs are generated. After a sufficient time for the machining arc to occur and stabilize, the fourth timer times out and its output is reversed from L to H. The fifth latch 37 holds this H. The H held by the fifth latch 37 energizes a torch drive device (not shown) to move the torch at a set speed.

【0016】起動信号(H)が消える(Lに反転する)
と、これ(L)により全ラッチがクリアされ、保持信号
(H)が消滅(L)してプラズマ加工が終わる。なお、
ラッチ12と第1ガス(Ar)供給用のバルブドライバ
の間には立下り遅延回路25が介挿されているので、第
1ガス(Ar)の供給は、プラズマ加工が終わった後、
回路25の遅延時間T5の間、継続される。
Activation signal (H) disappears (reverses to L)
With this (L), all latches are cleared, the holding signal (H) disappears (L), and plasma processing ends. In addition,
Since a fall delay circuit 25 is inserted between the latch 12 and the valve driver for supplying the first gas (Ar), the supply of the first gas (Ar) is started after plasma processing is completed.
This continues for the delay time T5 of the circuit 25.

【0017】第1タイマ26がタイムオ−バしてから(
パイロットア−ク付勢を開始してから)時間T2以内に
スタ−トア−ク(100A)が発生しない(比較器31
の出力がLに留まる)と、第2タイマ38がタイムオ−
バしてその出力をHに転じ、これによりアンドゲ−ト4
2の出力がHに転じ、このHにより、常閉接片11が開
かれて、第1〜5ラッチ12,27,32,35,37
がクリアされ、第1,第2ガスの供給が停止され、パイ
ロット通電が停止され、かつインバ−タ17の通電が停
止される。起動信号が消える(HからLになる)と、こ
れによりラッチ39がクリアされてアンドゲ−ト42の
出力がLに戻り、常閉接片11が閉に戻る。
After the first timer 26 times out (
Start arc (100A) does not occur within time T2 (after starting pilot arc energization) (comparator 31
output remains at L), the second timer 38
and converts the output to H, which causes AND gate 4
The output of No. 2 changes to H, which opens the normally closed contact piece 11 and opens the first to fifth latches 12, 27, 32, 35, 37.
is cleared, the supply of the first and second gases is stopped, the pilot energization is stopped, and the energization of the inverter 17 is stopped. When the activation signal disappears (changes from H to L), the latch 39 is cleared, the output of the AND gate 42 returns to L, and the normally closed contact piece 11 returns to close.

【0018】変圧器20のタップ選択スイッチ40を他
のタップ(他の加工モ−ド)に切換えると、これに連動
して切換えスイッチ10も、それに対応したア−ク電流
を設定する可変抵抗器に切換わる。この実施例では、上
述の加工モ−ドを含めて総計3モ−ドを選択設定しうる
ようになっており、上述の加工モ−ドでは、可変抵抗器
1が低電位傾度の第1ガスのみの供給のときにスタ−ト
ア−ク通電する低電流値を設定するものであり、可変抵
抗器2が第1ガスに加えて高電位傾度の第2ガスをも供
給する加工ア−ク通電の高電流値を設定するものである
。可変抵抗器3および4は、他のもう1つの加工モ−ド
で、それぞれスタ−トア−ク通電する低電流値および加
工ア−ク通電する高電流値を設定するものである。可変
抵抗器5および6は、残りのもう1つの加工モ−ドで、
それぞれスタ−トア−ク通電する低電流値および加工ア
−ク通電する高電流値を設定するものである。これらの
可変抵抗器1〜6の出力電圧(電流値指示電圧)は、各
モ−ド対応の上限値および下限値の範囲内に制限されて
いる。これにより、選択しうる3モ−ドのすべての中で
、予定した電流パルスピ−クの最大値が規制され、イン
バ−タ17には、この最大値より所要の余裕度がある許
容電流値のトランジスタが用いられている。
When the tap selection switch 40 of the transformer 20 is switched to another tap (another processing mode), the changeover switch 10 is also switched to a variable resistor that sets the corresponding arc current. Switch to . In this embodiment, a total of three modes including the above-mentioned processing mode can be selected and set. In the above-mentioned processing mode, the variable resistor 1 is set to the first gas having a low potential gradient. This is used to set a low current value for energizing the start arc when supplying only the first gas, and the variable resistor 2 supplies the second gas with a high potential gradient in addition to the first gas. This is to set a high current value. Variable resistors 3 and 4 are used to set a low current value for energizing the start arc and a high current value for energizing the machining arc, respectively, in another machining mode. Variable resistors 5 and 6 are in the remaining processing mode,
A low current value for energizing the start arc and a high current value for energizing the machining arc are respectively set. The output voltages (current value indicating voltages) of these variable resistors 1 to 6 are limited within the range of upper and lower limit values corresponding to each mode. As a result, the maximum value of the planned current pulse peak is regulated among all three selectable modes, and the inverter 17 is given a permissible current value with the required margin above this maximum value. Transistors are used.

【0019】[0019]

【発明の効果】ア−ク電圧が高くしかも実質上プラズマ
加工に関与しない時点の、電流パルス(Pc’;C’点
)の電流ピ−ク値を下げるので、その分トランジスタイ
ンバ−タのトランジスタ許容電流値を低くすることがで
きる。すなわち小容量,低価のトランジスタを使用しう
る。また、電力装置の電力損失が小さく、電力消費効率
が高くなると共に、電力装置が小型,軽量となる。
Effects of the Invention: Since the current peak value of the current pulse (Pc'; point C') at a point when the arc voltage is high and is not substantially involved in plasma processing is reduced, the transistor of the transistor inverter can be reduced by that amount. Allowable current value can be lowered. In other words, small capacity, low cost transistors can be used. Furthermore, the power loss of the power device is reduced, power consumption efficiency is increased, and the power device is made smaller and lighter.

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

【図1】  本発明の一実施例の主要部を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the main parts of an embodiment of the present invention.

【図2】  図1に示す回路各部の電気信号の発生タイ
ミングを示すタイムチャ−トである。
2 is a time chart showing the timing of generation of electrical signals in each part of the circuit shown in FIG. 1. FIG.

【図3】  プラズマ切断における、プラズマア−ク電
源装置の垂下特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing drooping characteristics of a plasma arc power supply device during plasma cutting.

【図4】  プラズマア−ク電源装置の、図3に示す点
A,B,C等の電流を生ずるトランジスタインバ−タの
出力電流パルスを示すグラフである。
4 is a graph showing the output current pulses of the transistor inverter that generates the currents at points A, B, C, etc. shown in FIG. 3 of the plasma arc power supply device.

【図5】  プラズマ加工におけるプラズマア−ク電源
装置の垂下特性を示すグラフであり、図5の(a)はプ
ラズマ切断のものを、(b)はプラズマ溶接のものを示
す。
5 is a graph showing the drooping characteristics of a plasma arc power supply device in plasma processing; FIG. 5(a) shows the one for plasma cutting, and FIG. 5(b) shows the one for plasma welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6:可変抵抗器                
  7〜9:切換えスイッチ 10:選択スイッチ                
  11:常閉接片12,27,32,35,37,3
9:ラッチ13:電流指令回路           
       14:加算器15:PWMパルス発生器
            16:スイッチングドライバ 17:トランジスタインバ−タ        18:
三相交流電源 19:整流器                   
     20:変圧器21:整流器        
                22:リアクトル 23:ト−チの電極                
  24:加工対象材 25:立下り遅延回路               
 26,33,38,41:タイマ 28:パイロット通電回路            2
9:ト−チのノズル 30:電流検出器                 
   31:比較器36:時定数回路        
            40:タップ選択スイッチ 42:アンドゲ−ト
1-6: Variable resistor
7-9: Changeover switch 10: Selection switch
11: Normally closed contacts 12, 27, 32, 35, 37, 3
9: Latch 13: Current command circuit
14: Adder 15: PWM pulse generator 16: Switching driver 17: Transistor inverter 18:
Three-phase AC power supply 19: Rectifier
20: Transformer 21: Rectifier
22: Reactor 23: Torch electrode
24: Processing material 25: Falling delay circuit
26, 33, 38, 41: Timer 28: Pilot energization circuit 2
9: Torch nozzle 30: Current detector
31: Comparator 36: Time constant circuit
40: Tap selection switch 42: AND gate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  プラズマト−チ;電位傾度が低い第1
ガスをプラズマト−チに供給する第1供給手段;第1ガ
スの供給開始の後に電位傾度が高い第2ガスを第1ガス
に加えてプラズマト−チに供給する第2供給手段;トラ
ンジスタインバ−タ,該インバ−タの出力電流を設定す
るための電流設定手段、および、該インバ−タの出力電
流を該電流設定手段により設定された電流値に制御する
コントロ−ラを含む電源装置;を有するプラズマ加工装
置において、プラズマト−チに第1ガス雰囲気でア−ク
を維持する比較的に低い第1出力電流値を設定するため
の第1電流値設定手段,プラズマト−チに第1ガスおよ
び第2ガスの混合雰囲気でプラズマ加工ア−クを維持す
る比較的に高い第2出力電流値を設定するための第2電
流値設定手段、および、第2供給手段による第1ガスに
加えた第2ガスの供給開始までは前記コントロ−ラに第
1出力電流値を与え第2ガスの供給開始後プラズマ加工
を終了するまでは前記コントロ−ラに第2出力電流値を
与える切換え手段、を備えることを特徴とするプラズマ
加工装置。
[Claim 1] Plasma torch; first torch with low potential gradient
A first supply means for supplying gas to the plasma torch; a second supply means for supplying a second gas having a high potential gradient to the first gas after the start of supply of the first gas; and a transistor inverter; - a power supply device including a controller, a current setting means for setting the output current of the inverter, and a controller for controlling the output current of the inverter to a current value set by the current setting means; In a plasma processing apparatus having a plasma processing apparatus, a first current value setting means for setting a relatively low first output current value for maintaining an arc in a first gas atmosphere in the plasma torch; a second current value setting means for setting a relatively high second output current value for maintaining the plasma processing arc in a mixed atmosphere of the first gas and the second gas; a switching means that applies a first output current value to the controller until the supply of the added second gas is started, and applies a second output current value to the controller until the plasma processing is finished after the supply of the second gas has started; A plasma processing device comprising:
JP3110008A 1991-05-15 1991-05-15 Plasma processing equipment Expired - Fee Related JP2804382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3110008A JP2804382B2 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Plasma processing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3110008A JP2804382B2 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Plasma processing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04339570A true JPH04339570A (en) 1992-11-26
JP2804382B2 JP2804382B2 (en) 1998-09-24

Family

ID=14524774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3110008A Expired - Fee Related JP2804382B2 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Plasma processing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2804382B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981492A (en) * 2014-05-28 2014-08-13 大连理工常州研究院有限公司 Low-voltage and high-current arc discharge power supply device for plasma film plating
CN111545883A (en) * 2020-05-14 2020-08-18 上海气焊机厂有限公司 Cutting machine control method and control device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57165174A (en) * 1981-04-03 1982-10-12 Hitachi Seiko Ltd Arc starting method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57165174A (en) * 1981-04-03 1982-10-12 Hitachi Seiko Ltd Arc starting method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981492A (en) * 2014-05-28 2014-08-13 大连理工常州研究院有限公司 Low-voltage and high-current arc discharge power supply device for plasma film plating
CN111545883A (en) * 2020-05-14 2020-08-18 上海气焊机厂有限公司 Cutting machine control method and control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2804382B2 (en) 1998-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2220035C1 (en) Method for controlling electric arc welding aggregate and system for performing the same
US7129443B2 (en) Method and apparatus for welding with CV control
US5990445A (en) Consumable electrode type AC pulse arc welding apparatus
US6051806A (en) Power supply apparatus for welders and method of manufacturing same
JP3221203B2 (en) Consumable electrode arc welding control method and power supply device
US11872658B2 (en) Methods and apparatus to synergically control a welding-type output during a welding-type operation
US4877941A (en) Power supply system for consumable electrode arc welding and method of controlling the same
US9421630B2 (en) Methods and apparatus for improved low current AC/DC TIG welding and starting
US20050242075A1 (en) Method and apparatus for short circuit welding with pulse gas
US6087628A (en) Method and apparatus for controlling a welding power supply
JPH04339570A (en) Plasma machining device
CA2040132C (en) Process and circuit for regulating welding current and power as a function of welding speed
JP3004889B2 (en) Non-consumable electrode arc welding machine
JP2003311405A (en) Method for controlling arc start
JP2587352B2 (en) Plasma arc power supply
WO2020235197A1 (en) Inverter welder
GB2049315A (en) Electronically controlled electric arc-welding
JPS6240974A (en) Welding control method
JP3011736B2 (en) Consumable electrode arc welding machine
JPH0616944B2 (en) Short-circuit transfer arc welding equipment
US20010035399A1 (en) Method and apparatus for improved arc initiation
JP2023157542A (en) Welding device
JP2705208B2 (en) Pulse arc welding machine
JPH04279279A (en) Ac tig welding machine
JPH11192553A (en) Method for consumable electrode gas shielded arc welding and device therefor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees