JPH08132243A - Torch height control device in plasma cutting equipment - Google Patents

Torch height control device in plasma cutting equipment

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JPH08132243A
JPH08132243A JP26988194A JP26988194A JPH08132243A JP H08132243 A JPH08132243 A JP H08132243A JP 26988194 A JP26988194 A JP 26988194A JP 26988194 A JP26988194 A JP 26988194A JP H08132243 A JPH08132243 A JP H08132243A
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torch height
torch
correction amount
plasma
cutting
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Yuichi Yamamoto
裕一 山元
Yoshinori Nagai
嘉則 永井
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Komatsu Ltd
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Abstract

PURPOSE: To avoid the danger that a torch of a robot interferes a work. CONSTITUTION: The correction of the torch height is operated for the prescribed period in the cutting range where the plasma arc is stable, and the torch height is controlled so as to obtain the value according to the integrated value of the operated torch height correction. In the cutting range of the unstable plasma arc where the position of a torch 2 is rapidly changed and the torch height correction is unstably controlled, such as a corner part of a three dimensional work 3, the torch height correction is set to zero, and the torch height is controlled so that the torch height is kept according to the final integrated valve for the cutting range of the stable plasma arc.

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 risk that the torch interferes with a work.

【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 a device which holds a torch height (a distance between the torch and the work) of a plasma cutting device with respect to a work to be cut, that is, a constant standoff.

【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 device, attention is paid to the point that "the stand-off h is proportional to the arc voltage V under a constant machining speed F", and the optimum stand-off is obtained 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。
However, since it is premised that the machining speed is fixed, there is a disadvantage that it cannot be coped with when it is desired to change the machining speed F for a certain machining site for reasons such as accuracy and productivity. Therefore, in a two-dimensional processing machine such as an XY table where the change in the processing speed is small, there is little trouble, but the change in the processing speed is large.
Basically, a dimensional processing machine cannot handle it.

【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, standoffs h1, h2, ...
Relation with cutting speed F, that is, each standoff h1, h2 ...
For each h5 (h1 <h5), paying attention to the relationship where the arc voltage V and the cutting speed F are substantially inversely proportional, and by monitoring the arc voltage V and the machining speed F, a technique for maintaining an appropriate standoff h (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 arc voltage V and the cutting speed F are substantially inversely proportional to each other because the main anode point of the workpiece approaches the torch side as the machining speed F increases. This is because. Therefore, from the above characteristic diagram, the target arc voltage V0 corresponding to the detected cutting speed F
If the standoff is corrected by a correction amount corresponding to the deviation between the target arc voltage V0 and the current arc voltage V, the optimum standoff h will be obtained even if 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 standoff speed correction method, when the flat part of the workpiece is machined, the cutting speed is constant and the plasma arc is stable. 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 work 3 as shown in FIG. 6 (a), when attempting to cut at the same speed as the flat surface portion, the posture of the torch 2 changes greatly within a fixed time, so the robot Is difficult to control, and vibration or the like occurs, resulting in unstable operation. Conversely, if the attitude of the torch 2 is not changed significantly, the processing speed F must be reduced, but the speed change amount becomes large at this time. Then, as shown by the arrow in FIG. 6B, since the torch 2 has to be moved smoothly at the corner R, the torch direction 2a of the torch 2 cannot always be made perpendicular to the work 3. In such a case, the arc becomes unstable and the standoff speed correction cannot be performed well.

【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。
Further, in the corner portion R, in order to avoid the interference between the torch 2 and the work 3, the standoff h must be set higher than the optimum value. However, if the standoff h is forcibly made to be constant, the standoff speed cannot be satisfactorily corrected as described above.
The torch 2 may interfere with the work 3 when the actual position of the work 3 deviates from the taught position of the work.

【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 the above circumstances, and provides a control device capable of preventing the torch from interfering with a work even in a cutting section where the plasma arc is unstable. The purpose is.

【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、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、プラズマアークが不安定となる切断区間では、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。
Therefore, according to the present invention,
Calculate the torch height correction amount to set the current torch height to the target torch height based on the relationship between the plasma cutting device torch height for the work to be cut, the plasma arc voltage, and the cutting speed. Then, in the torch height control device in the plasma cutting device that controls the torch height based on the torch height correction amount, the torch height correction amount is calculated for each predetermined cycle in the cutting section where the plasma arc is stable. , The torch height is controlled so that the torch height corresponds to the integrated value of the calculated torch height correction amount, and the torch height correction amount is set to zero in the cutting section where the plasma arc becomes unstable, The torch height is controlled so that the torch height corresponding to the final integrated value in 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, the torch height correction amount is calculated in every predetermined period in the cutting section where the plasma arc is stable, and the torch height becomes the torch height corresponding to the integrated value of the calculated torch height correction amount. The torch height is controlled as follows. Then, the torch height correction amount is set to zero in the unstable plasma arc cutting section where the torch posture suddenly changes and the torch height correction control becomes unstable like the corner portion of the three-dimensional work. The torch height is controlled so that the torch height corresponding to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained. That is, in the plasma arc unstable cutting section, by stopping the torch height correction control,
It is possible to maintain stable cutting quality and avoid the risk that the torch interferes with the work.

【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 apparatus 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 of 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 plasma cutting processing by moving the torch 2 attached to the tip of the arm along a predetermined path on the work 3. The robot controller 4 is a controller that controls the robot 1, calculates the cutting speed F and the attitude angles α and β of the torch 2 at regular intervals, and outputs these values to the standoff controller 5.
Further, from the plasma power source 6, the standoff control device 5
The current arc voltage V is output to.

【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 as will be described later based on the input cutting speed F, torch attitude angles α and β, and arc voltage V, and this is used by the robot. Output to the controller 4. The robot controller 4 generates an operation command for the robot 1 as described later based on the input standoff correction amount δh, outputs the operation command to the robot 1, and controls each axis so that the standoff 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, when the cutting section where the plasma arc becomes unstable is known in advance, the control is performed by 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, control is performed by 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 the 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.
k is set to zero (step 201), and the torch 2 is brought closer to the work 3 to turn on the arc so that an appropriate standoff h can be obtained (steps 202, 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
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, the attitude of the tool 2 is represented by an Euler angle α made by the torch direction 2a with respect to the xz plane and an Euler angle β made with respect to the xy plane as shown in FIG. . When the change in the posture of the tool 2 is slight, the posture 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, when δθ <δθ0 (2) holds (No in step 206), the procedure is step 20 in order to turn on the standoff control.
Moved to 8.

【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, when the tool posture change amount δθ per unit time ΔT (robot calculation cycle), that is, the posture change speed is small (determination NO in step 206), the arc is in a stable cutting section. Judgment is made (for example, it is judged that the flat portion of the work 3 is cut), and in order to execute the standoff control, the characteristic f corresponding to the target standoff, for example, the standoff h1 (from 3) 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 above target arc voltage V0.
The stand-off correction amount δh is obtained as a value proportional to the difference between and by 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−V0) (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 = 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 standoff correction amount δh is calculated for each robot calculation cycle 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 standoff correction amount δh up to the previous time is integrated in the robot controller 4, and the correction amount δh sent from the standoff control device 5 is added to this integrated value.
Is added to obtain a new standoff integrated value Σδh. The standoff integrated value Σδh is converted into the robot proper coordinates XYZ by the robot controller 4, and the correction amount H
(Hx, Hy, Hz) is 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 thus obtained to the torch tip target position P, the 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 is given to the robot 1 so as to obtain this corrected target position P ′. Is added, the standoff is maintained at the target value h1 (step 214). After that, as long as the cutting process is continued, the standoff 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 attitude 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 view exemplifying the movement trajectory 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 figure, the solid line shows the outer shape of the taught work 3, and the alternate long and short dash line shows the outer shape of the actual work 3. The broken line is the teaching path of the target positions P1, P2, ... At the tip of the torch 2, and the two-dot chain lines P'1, P'2 are shown.
Shows 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 corrected target positions P'1 ... 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 the above equation (2) is not satisfied in step 206 (YES in step 206), the procedure goes to the next step 207 to turn off the standoff 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, when the tool posture change speed is large (YES in step 206), it is determined that the arc has entered an unstable cutting section, for example, a section for cutting the corner portion of the three-dimensional work 3, and first. , Mask time tmsk
Is set to a constant value Tm (step 207), the standoff correction amount δh is set to zero, and the standoff 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)。
In this way, when the standoff control is turned off, the correction amount δh sent from the standoff control device 5 to the robot controller 4 is zero, so that 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 set to H,
The 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). After that, as long as the cutting process is continued, the standoff control remains off (NO in step 215, steps 207, 20).
8). Before returning to the beginning of the loop, the previous tool posture angles α0 and β0 are updated by the current tool posture angles α and 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 by fixing the correction amount H to H4,
The torch 2 is moved so as to pass 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 proceeds to step 208. However, the arc (voltage or the like) is still unstable immediately after the state where the torch posture is largely changed to the state where the change is small. Therefore, until the mask time Tm elapses, for safety, the torch 2 can be corrected only in the direction of increasing the standoff h so that the torch 2 does not interfere with the work 3, and in the direction of decreasing the standoff h. 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 larger than zero and the standoff correction amount δh is positive (the direction in which the torch 2 approaches the work 3) (YES at step 210), the standoff correction amount δh is determined.
Is set to zero (step 211). Then, the mask time tmsk decreases by the robot calculation cycle ΔT (tmsk = T
m-ΔT) (Step 214, Step 21)
(NO in 5), the standoff correction amount δh is set to zero until the mask time tmsk becomes zero (steps 211 and 213). As a result, sections P6 to P6
At 1, the torch 2 is moved so as to pass the correction target positions P'6 and P'61 calculated with the correction amount H fixed to 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 standoff correction amount δh in the direction of increasing the standoff h is obtained before the mask time Tm elapses (determination N in step 210).
O), correction is performed using the standoff correction amount δh calculated in step 209 (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 at step 210), the standoff control is turned on, and the standoff correction amount δh calculated at step 209 is used for correction (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 corrected target positions P'61 and P'obtained by the equation (5) are obtained.
7, the torch 2 is moved so as to pass 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 process 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 completed.

【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)。
The determination in step 210
Only “mask time tmsk> 0” is set, and the torch posture change speed becomes small (NO in step 206) until the mask time Tm elapses, regardless of the polarity of the standoff 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 flow chart of FIG. 2, the processing when the cutting section where the arc voltage becomes unstable, for example, the corner R is known in advance will be described.

【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 standoff 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 standoff control is turned on, the torch height correction amount δh is calculated every predetermined period, 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)。
Then, when the position of the torch suddenly changes and the standoff control becomes unstable like in the corner of the work, and the plasma arc unstable cutting section becomes unstable, a command to turn off the standoff control is issued. 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 corresponding 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 entered again like the straight line portion, the standoff control is turned on and a command to move the straight line portion is issued (steps 106, 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,
In the cutting section where the arc becomes unstable like the corner of the work, stop the control to correct the standoff,
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 risk of the torch interfering with the work can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 showing an example of control of 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 showing another example of the 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。
6 (a) and 6 (b) are diagrams for explaining 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 trajectory 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 1 Robot 2 Torch 3 Workpiece 4 Robot controller 5 Standoff controller 6 Plasma power supply

Claims (4)

【特許請求の範囲】[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、 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、 プラズマアークが不安定となる切断区間では、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 of a plasma cutting device for a work to be cut and a voltage of a plasma arc,
Plasma cutting for calculating a torch height correction amount for making the current torch height the target torch height based on the relationship with the cutting speed, and controlling the torch height based on the torch height correction amount. In the torch height control device in the device, the torch height correction amount is calculated for each predetermined period in the cutting section where the plasma arc is stable, and the torch height becomes the torch height according to the integrated value of the calculated torch height correction amount. In addition to controlling the torch height as described above, the torch height correction amount is set to zero in the cutting section where the plasma arc becomes unstable, and the torch height according to the final integrated value of the plasma arc stable cutting section is maintained. Torch height control device in a plasma cutting device adapted to control the torch height.
【請求項2】 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以上になった時点で
プラズマアーク不安定切断区間に入ったことを検出する
とともに、前記トーチ姿勢変化速度が前記所定値よりも
小さくなった時点でプラズマアーク安定切断区間に入っ
たことを検出するようにした請求項1記載のプラズマ切
断装置におけるトーチ高さ制御装置。
2. The torch posture change speed is detected, the torch posture change speed is detected when the torch posture change speed exceeds a predetermined value, and the plasma arc unstable cutting section is detected. 2. The torch height control device in the plasma cutting apparatus according to claim 1, wherein it is detected that the plasma arc stable cutting section has been entered at a time point when is smaller than the predetermined value.
【請求項3】 前記トーチ姿勢変化速度が前記所定
値よりも小さくなった時点から所定時間の間は、前記プ
ラズマアーク不安定切断区間におけるトーチ高さ制御を
継続し、前記所定時間経過後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制御に移行するようにした
請求項2記載のプラズマ切断装置におけるトーチ高さ制
御装置。
3. The torch height control in the plasma arc unstable cutting section is continued for a predetermined time from the time when the torch posture change speed becomes smaller than the predetermined value, and the plasma is maintained after the predetermined time has elapsed. The torch height control device in the plasma cutting apparatus according to claim 2, wherein the torch height control is performed in the arc stable cutting section.
【請求項4】 前記トーチ姿勢変化速度が前記所定
値よりも小さくなった時点から所定時間の間は、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
高さ補正量がトーチ高さを増加させる補正量である場合
のみ、該トーチ高さ増加補正量をトーチ高さ補正量の積
算値に加算して、該加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、前記所定時間経過
後に前記プラズマアーク安定切断区間におけるトーチ高
さ制御に移行するようにした請求項2記載のプラズマ切
断装置におけるトーチ高さ制御装置。
4. A torch height correction amount is calculated for each predetermined period from a time point when the torch posture change speed becomes smaller than the predetermined value, and the calculated torch height correction amount is calculated. Only when the correction amount is to increase the torch height, the torch height increase correction amount is added to the integrated value of the torch height correction amount, and the torch height is adjusted so that the torch height corresponds to the added value. The torch height control device in the plasma cutting apparatus according to claim 2, wherein the torch height control is controlled and the torch height control in the plasma arc stable cutting section is performed after the lapse of the predetermined time.
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