JPH11156551A - Arc adjusting device - Google Patents

Arc adjusting device

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Publication number
JPH11156551A
JPH11156551A JP32361397A JP32361397A JPH11156551A JP H11156551 A JPH11156551 A JP H11156551A JP 32361397 A JP32361397 A JP 32361397A JP 32361397 A JP32361397 A JP 32361397A JP H11156551 A JPH11156551 A JP H11156551A
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JP
Japan
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arc
length
plasma torch
measuring
cutting
Prior art date
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Pending
Application number
JP32361397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Sano
義美 佐野
Harutoshi Maruyama
晴敏 丸山
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.)
Tanaka Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Tanaka Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11156551A publication Critical patent/JPH11156551A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively adjust an arc shape such as the length and diameter of the arc resulting in the improvement of the processing quality by installing a light receiving device, which observes the arc between a plasma torch and a material to be cut and outputs light receiving signals corresponding to an arc existing range. SOLUTION: A light receiving device 11 observes an arc 14 between a plasma torch 1 and a material 3 to be cut from the approximately vertical side, and outputs light receiving signals corresponding to the existing range of the arc 14. A control mechanism 12 is equipped with a function to judge whether the cutting phenomenon is good or not by comparing the arc 14 shape observed by the device 11 with the preset reference dimension. When the arc 14 shape is out of the range of the reference dimension, the control mechanism judges that a good cutting is not obtained and outputs the judged results to a warning device and the like. Further, the arc 14 can be adjusted by making a command to a moving mechanism 15, the power source of the arc 14 and the like from the control mechanism 12 in correspondence to the measured arc 14 shape.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマトーチの
アークを調整するアーク調整装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc adjusting device for adjusting an arc of a plasma torch.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマトーチを使用した被切断材の切
断加工では、切断作業中のアーク形状によって切断品質
が左右される。アーク形状とはアーク長、径寸法、曲が
り等であり、切断作業中はアーク形状を適切範囲内に維
持することで切断品質を確保することができる。一般
に、プラズマ切断に使用しているハイトセンサとして
は、エアセンサやアークセンサが多用されている。アー
クセンサは、センサとプラズマトーチのオフセットが無
いため精度良く被切断材との距離を測定できるが、切断
中に垂直切断から開先切断へ変更するとアーク電圧が変
化して正しく測定できなくなるため、一般には垂直切断
時だけ使用する。一方、エアセンサは垂直切断や開先切
断に関係なく(プラズマトーチが傾いてもセンサ位置は
変化しない)測定できるが、プラズマトーチとのオフセ
ットが存在するため測定精度にやや不満がある。すなわ
ち、センサと被切断材の距離は正しく測定できるが、プ
ラズマトーチと被切断材との距離はオフセットしている
ためにズレが生じる。
2. Description of the Related Art In the cutting of a material to be cut using a plasma torch, the cutting quality depends on the arc shape during the cutting operation. The arc shape is an arc length, a diameter, a bend, or the like, and the cutting quality can be ensured by maintaining the arc shape within an appropriate range during the cutting operation. Generally, air sensors and arc sensors are frequently used as height sensors used for plasma cutting. The arc sensor can accurately measure the distance between the workpiece and the workpiece because there is no offset between the sensor and the plasma torch.However, when changing from vertical cutting to groove cutting during cutting, the arc voltage changes and measurement cannot be performed correctly. Generally used only for vertical cutting. On the other hand, the air sensor can perform measurement regardless of vertical cutting or groove cutting (the sensor position does not change even if the plasma torch is tilted), but there is some dissatisfaction with the measurement accuracy due to the offset from the plasma torch. That is, the distance between the sensor and the material to be cut can be measured correctly, but a deviation occurs because the distance between the plasma torch and the material to be cut is offset.

【0003】図5はエアセンサの一例を示す。図5にお
いてこのエアセンサは、プラズマトーチ1に取り付けた
センサノズル2を水平配置した被切断材3(鋼板)から
上方へ離間させて対向配置し、センサノズル2と被切断
材3との間でエア背圧を検出する。センサノズル2はプ
ラズマトーチ1を昇降移動する図示しない移動機構と接
続されており、センサノズル2の排圧検出信号の変化に
対応して移動機構が駆動することにより、プラズマトー
チ1を被切断材3に対して移動する。しかしながら、被
切断材3は平坦であるとは限らず、図示したように被切
断材3が湾曲しているような場合では、オフセットによ
ってズレが生じてしまう。
FIG. 5 shows an example of an air sensor. In FIG. 5, the air sensor is arranged such that a sensor nozzle 2 attached to a plasma torch 1 is opposed to a horizontally positioned workpiece 3 (steel plate) so as to be separated from the workpiece 3 (steel plate) upward, and air is provided between the sensor nozzle 2 and the workpiece 3. Detect back pressure. The sensor nozzle 2 is connected to a moving mechanism (not shown) that moves the plasma torch 1 up and down, and the moving mechanism is driven in response to a change in the exhaust pressure detection signal of the sensor nozzle 2, thereby causing the plasma torch 1 to cut the workpiece. Move to 3 However, the material to be cut 3 is not always flat, and when the material to be cut 3 is curved as shown in the figure, a displacement occurs due to the offset.

【0004】そこで、プラズマトーチのハイトセンサと
しては、アークセンサとエアセンサとを併用し、垂直切
断時にはアークセンサを使用し、開先切断時にはエアセ
ンサを使用する使い分けによって対処することが多くな
っている。
Therefore, as a height sensor of a plasma torch, an arc sensor and an air sensor are used in combination, and an arc sensor is used at the time of vertical cutting, and an air sensor is used at the time of cutting a groove.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、アークセン
サとエアセンサとを併用した場合、装置の大型化やコス
トの上昇といった問題点がある。また、プラズマトーチ
の近傍に複数のセンサを設置することは、複雑形状の被
切断材を切断する際には邪魔になり、切断効率の低下の
原因になるといった問題もある。また、アーク長以外の
アークの曲がりや径寸法といった形状については、これ
まで作業者の目視による調整に頼っていたが、プラズマ
トーチから離れた位置からフィルター等を介しての観測
になるためアーク形状がよく分からない場合があり、十
分な精度が得られない不満があった。
When an arc sensor and an air sensor are used together, there are problems such as an increase in size of the apparatus and an increase in cost. Further, installing a plurality of sensors in the vicinity of the plasma torch is a hindrance when cutting a material having a complicated shape, and also causes a problem that the cutting efficiency is reduced. In addition, the shape of the arc other than the arc length, such as the bend and diameter, has traditionally relied on visual adjustment by the operator.However, the arc shape is observed from a position away from the plasma torch through a filter or the like. Was not well understood, and there was a complaint that sufficient accuracy could not be obtained.

【0006】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、以下のような効果が得られるアーク調整装置を提
供することを目的とするものである。 (1)アーク長やアーク径等のアーク形状を効率良く調
整することができ、高い加工品質が得られる。 (2)受光器からの受光信号に基づいて計測手段によっ
てアーク長を計測する構成により、オフセットが存在し
ないとともに、開先切断時であってもプラズマトーチの
被切断材からの距離を正確に計測することができる。 (3)計測手段で計測したアーク長と記憶手段に記憶さ
れたアーク長とを比較手段にて比較し、両アーク長の差
に基づいてプラズマトーチの移動制御を行うことで、プ
ラズマトーチを被切断材から目的の距離に位置させるこ
とができる。 (4)傾斜したアークのアーク長の計測を可能にするこ
とで、例えば開先切断等の切断の種類に関わらずプラズ
マトーチを被切断材から目的の距離に正確に位置させる
ことができる。 (5)アーク形状を基準寸法と比較した結果に基づいて
アークを調整することで、高い切断品質を容易に確保す
ることができる。 (6)(1)により、プラズマトーチの被切断材からの
距離を一台で正確に計測することができ、低コスト化や
小型化が可能である。
[0006] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide an arc adjusting apparatus which can obtain the following effects. (1) An arc shape such as an arc length and an arc diameter can be efficiently adjusted, and high processing quality can be obtained. (2) With the configuration in which the arc length is measured by the measuring means based on the light receiving signal from the light receiver, there is no offset, and even when the groove is cut, the distance of the plasma torch from the workpiece is accurately measured. can do. (3) The arc length measured by the measuring means is compared with the arc length stored in the storage means by the comparing means, and the movement of the plasma torch is controlled based on the difference between the two arc lengths, so that the plasma torch is covered. It can be located at a desired distance from the cutting material. (4) By making it possible to measure the arc length of the inclined arc, the plasma torch can be accurately positioned at a target distance from the material to be cut, regardless of the type of cutting, such as groove cutting. (5) By adjusting the arc based on the result of comparing the arc shape with the reference dimension, high cutting quality can be easily secured. (6) According to (1), the distance of the plasma torch from the material to be cut can be accurately measured by one unit, and cost reduction and size reduction can be achieved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、プラズマトーチと被切断材との間のアーク
を観測してアークの存在範囲に対応する受光信号を出力
する受光器を備えることを特徴とするアーク調整装置を
前記課題の解決手段とした。受光器としてはCCD(Ch
arge Coupled Device)カメラ等を採用する。受光器
は、アークの存在領域あるいは該存在範囲の輪郭に対応
する受光信号を出力する。受光信号はモニタに送ってア
ーク形状を表示したり、制御機構に送ってプラズマトー
チやアーク電圧を制御することに使用する。この受光器
のアークに対する設置位置は、アークに垂直の側方や、
アークと同軸上等である。受光器は1台のみならず例え
ば複数台を異なる場所に設置することも可能である。こ
れにより、アーク形状をより正確に把握することができ
る。前記アーク形状とは、アーク長、アークの曲がり、
アークの径寸法等である。アークの調整は、受光信号に
基づいた作業者の手動調整あるいは制御機構による自動
調整によって行う。
According to the present invention, there is provided a photodetector for observing an arc between a plasma torch and a material to be cut and outputting a light reception signal corresponding to a range in which the arc exists. An arc adjusting device provided with the present invention is a means for solving the above-mentioned problem. CCD (Ch
(Arge Coupled Device) A camera or the like is adopted. The light receiver outputs a light reception signal corresponding to the arc existence region or the outline of the existence region. The received light signal is sent to a monitor to display an arc shape, and sent to a control mechanism to control a plasma torch or an arc voltage. The installation position of this receiver with respect to the arc may be the side perpendicular to the arc,
It is coaxial with the arc. Not only one light receiver but also, for example, a plurality of light receivers can be installed at different locations. Thereby, the arc shape can be grasped more accurately. The arc shape, arc length, arc bending,
This is the diameter of the arc. The adjustment of the arc is performed by manual adjustment by an operator based on a light reception signal or automatic adjustment by a control mechanism.

【0008】本発明では、前記受光信号に基づいて指令
を出力する制御機構を備え、該制御機構は中央演算処理
装置と、該受光器からの受光信号に基づいてアーク長を
計測する計測手段と、アーク長の基準値を記憶する記憶
手段と、該記憶手段に記憶された基準値と前記計測手段
での計測値とを比較しかつ両者のアーク長の差を算出す
る比較手段と、前記プラズマトーチを移動する移動機構
へ前記比較手段で算出されたアーク長の差に基づいて指
令信号を出力する出力手段とを備える構成も採用可能で
ある。この構成によれば、プラズマトーチのハイトセン
サを構成し、計測手段によって計測したアーク長に基づ
いて、プラズマトーチの被切断材からの距離を自動的に
調整する。記憶手段は、例えば開先切断等の切断の種類
等に対応して複数種類の基準値を記憶することが好まし
い。これにより、切断の種類等に対応して選択した基準
値と計測手段での計測値とを比較手段で比較すること
で、切断の種類等に対応してプラズマトーチを適切位置
に位置させる制御を実現できる。また、記憶手段には、
随時、基準値を書き換える書込手段を併設することが一
層好ましい。これにより、切断作業が累積するに伴い基
準値が最適化され、切断製品の品質が向上する。
According to the present invention, there is provided a control mechanism for outputting a command based on the light receiving signal, the control mechanism comprising a central processing unit, and a measuring means for measuring an arc length based on the light receiving signal from the light receiver. Storage means for storing a reference value of the arc length, comparison means for comparing the reference value stored in the storage means with the value measured by the measurement means, and calculating the difference between the two arc lengths, It is also possible to adopt a configuration including output means for outputting a command signal to the moving mechanism for moving the torch based on the difference in the arc length calculated by the comparing means. According to this configuration, a height sensor of the plasma torch is configured, and the distance of the plasma torch from the workpiece is automatically adjusted based on the arc length measured by the measuring unit. Preferably, the storage means stores a plurality of types of reference values corresponding to, for example, types of cutting such as groove cutting. Thus, by comparing the reference value selected according to the type of cutting and the value measured by the measuring unit with the comparing unit, control for positioning the plasma torch at an appropriate position according to the type of cutting and the like is performed. realizable. In addition, in the storage means,
It is more preferable to provide a writing means for rewriting the reference value as needed. Thereby, the reference value is optimized as the cutting operation is accumulated, and the quality of the cut product is improved.

【0009】また、本発明では、被切断材に対して垂直
方向のアーク長を計測する垂直長計測手段と、被切断材
表面に沿った方向のアーク寸法を計測する平行寸法計測
手段と、前記垂直長計測手段の計測値と平行寸法計測側
手段の計測値をそれぞれ2乗した和の平行根を算出する
傾斜長算出手段とを前記計測手段に備えた構成を採用す
ることがより好ましい。アークが被切断材に対して垂直
の時には、垂直長計測手段のみの作動によってアーク長
を計測し、アークが被切断材に対して傾斜している場合
には垂直長計測手段、平行寸法計測手段、傾斜長算出手
段を作動してアークの軸線方向の長さを算出する。記憶
手段には、被切断材に対してアークが垂直の時と、傾斜
している時の両方のアーク長の基準値を記憶しておく。
これにより、より最適化されたアーク長が得られる。
Further, according to the present invention, a vertical length measuring means for measuring an arc length in a direction perpendicular to a material to be cut, a parallel dimension measuring means for measuring an arc size in a direction along a surface of the material to be cut, and It is more preferable to employ a configuration in which the measuring means includes a slope length calculating means for calculating a parallel root of a sum of squares of the measured value of the vertical length measuring means and the measured value of the parallel dimension measuring side means. When the arc is perpendicular to the material to be cut, the arc length is measured by operating only the vertical length measuring means, and when the arc is inclined with respect to the material to be cut, the vertical length measuring means, the parallel dimension measuring means Then, the inclination length calculating means is operated to calculate the length of the arc in the axial direction. The storage means stores the reference values of the arc length both when the arc is perpendicular to the workpiece and when the arc is inclined.
Thereby, a more optimized arc length is obtained.

【0010】また、本発明では、請求項4に記載したよ
うに、受光器によって観測したアーク形状から切断現象
の良否を判定する判定手段を備えた構成も採用可能であ
る。制御機構にて行う良否の判定は、受光器が観測した
アークの曲がりや径寸法等を、基準寸法とを比較する。
基準寸法は、良好な切断現象が得られるアーク形状の寸
法範囲であって、受光器が観測したアーク形状が基準寸
法の寸法範囲内にあれば良好な切断現象が得られている
と判定し、基準寸法の寸法範囲を逸脱している時には良
好な切断現象が得られていないと判定する。判定結果は
電気信号等によって移動機構へ出力し、アークを調整す
る。また、判定結果は、アーク電源のアーク電圧の制御
等にも利用する。これにより、良好な切断品質が得られ
るアーク形状を効率良く得ることができる。
Further, in the present invention, it is possible to employ a configuration having a determination means for determining the quality of the cutting phenomenon based on the arc shape observed by the light receiving device. The determination of good or bad performed by the control mechanism is performed by comparing the bending or diameter of the arc observed by the light receiver with the reference dimension.
The reference size is a size range of the arc shape in which a good cutting phenomenon is obtained, and it is determined that a good cutting phenomenon is obtained if the arc shape observed by the light receiver is within the size range of the reference size, When it is out of the range of the reference size, it is determined that a good cutting phenomenon is not obtained. The judgment result is output to the moving mechanism by an electric signal or the like, and the arc is adjusted. The determination result is also used for controlling the arc voltage of the arc power supply. This makes it possible to efficiently obtain an arc shape that provides good cutting quality.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明のアーク調整装置の実
施の形態を、図1から図4を参照して説明する。なお、
図5と同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明
を簡略化する。図1中符号10は本実施の形態のアーク
調整装置(プラズマトーチ用ハイトセンサ)である。図
1に示すように、このアーク調整装置10は、受光器
(CCDカメラ)11と、制御機構12(コントロー
ラ)と、監視用モニタ13とを備え、これらを電気的に
接続して構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an arc adjusting device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition,
The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified. Reference numeral 10 in FIG. 1 denotes an arc adjusting device (a height sensor for a plasma torch) of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the arc adjusting device 10 includes a light receiving device (CCD camera) 11, a control mechanism 12 (controller), and a monitoring monitor 13, which are electrically connected to each other. .

【0012】受光器11は、プラズマトーチ1から離間
して配置され、プラズマトーチ1と被切断材3との間の
アーク14(プラズマアーク)を該アーク14に対して
ほぼ垂直の側方から観測して、アーク14の存在領域に
対応する受光信号を出力する。この受光器11には望遠
レンズを組み込んであるので、プラズマトーチ1からの
離間距離を充分に確保してもアーク14からの放射光の
受光には何等支障は無い。また、受光器11は図示しな
い支持手段によってプラズマトーチ1と常に一定距離を
維持して移動される。したがって、受光器11にて観測
されるアーク14の長さは、実際のアーク14長と常に
一定の定数を以て比例する。アーク14長は通常4mm
程度であるが、プラズマトーチ1と受光器11との間に
は充分な離間距離を確保して、0mm〜10mm程度の
アーク長が計測可能であるようにする。
The photodetector 11 is disposed apart from the plasma torch 1 and observes an arc 14 (plasma arc) between the plasma torch 1 and the workpiece 3 from a side substantially perpendicular to the arc 14. Then, a light receiving signal corresponding to the area where the arc 14 exists is output. Since the photodetector 11 incorporates a telephoto lens, there is no problem in receiving the light emitted from the arc 14 even if the distance from the plasma torch 1 is sufficiently ensured. Further, the light receiver 11 is moved while always maintaining a constant distance from the plasma torch 1 by supporting means (not shown). Therefore, the length of the arc 14 observed by the light receiver 11 is always proportional to the actual length of the arc 14 with a constant constant. Arc 14 length is usually 4mm
However, a sufficient separation distance is secured between the plasma torch 1 and the light receiver 11, so that an arc length of about 0 mm to 10 mm can be measured.

【0013】制御機構12は前記受光器11の他に、プ
ラズマトーチ1を被切断材3に対して移動(昇降)する
ための移動機構15とも電気的に接続され、受光器11
から受信した受光信号に対応した指令信号を移動機構1
5に出力する。また、制御機構12は、前記受光信号に
基づいて監視用モニタ13に信号を出力して、受光器1
1で観測したアーク14の画像を表示させる。この画像
は受光器11に装着した光フィルタあるいは電気信号の
伝送回路上に介在させた処理手段によって無駄な光を取
り除くことで、一定強度以上の光のみを表示する。した
がって、監視用モニタ13では、例えば図2や図3に示
すようにアーク14の切断に有効に作用する部分のみが
表示されることになる。
The control mechanism 12 is electrically connected to a movement mechanism 15 for moving (elevating) the plasma torch 1 with respect to the workpiece 3 in addition to the light receiver 11.
Command signal corresponding to the received light signal received from the moving mechanism 1
5 is output. The control mechanism 12 outputs a signal to the monitoring monitor 13 based on the light receiving signal, and
The image of the arc 14 observed in step 1 is displayed. This image displays only light having a certain intensity or more by removing useless light by an optical filter mounted on the light receiver 11 or a processing means interposed on an electric signal transmission circuit. Therefore, on the monitoring monitor 13, only a portion that effectively acts on the cutting of the arc 14 is displayed as shown in, for example, FIGS. 2 and 3.

【0014】以下、制御機構12の構成を図4を参照し
て説明する。制御機構12は、中央演算処理装置12a
(CPU)と、受光器11からの受光信号に基づいてア
ーク14長を計測する計測手段16と、アーク14長の
基準値を記憶する記憶手段17と、該記憶手段17に記
憶された基準値と前記計測手段16での計測値とを比較
しかつ両者のアーク14長の差を算出する比較手段18
と、該比較手段18で算出されたアーク14長の差に基
づいて移動機構15へ指令信号を出力する出力手段19
とを備え、これらを電気的に接続して構成される。
Hereinafter, the configuration of the control mechanism 12 will be described with reference to FIG. The control mechanism 12 includes a central processing unit 12a
(CPU), measuring means 16 for measuring the length of arc 14 based on a light receiving signal from light receiver 11, storage means 17 for storing a reference value of arc 14 length, and reference value stored in storage means 17 Comparing means 18 for comparing the measured value with the measuring means 16 and calculating the difference between the two arc lengths.
Output means 19 for outputting a command signal to the moving mechanism 15 based on the difference between the arc lengths calculated by the comparing means 18
And electrically connected to each other.

【0015】計測手段17は被切断材3に対して垂直方
向のアーク14長を計測する垂直長計測手段20と、被
切断材3表面に沿った方向のアーク14寸法を計測する
平行寸法計測手段21と、前記垂直長計測手段20の計
測値と平行寸法計測側手段21の計測値をそれぞれ2乗
した和の平行根を算出する傾斜長算出手段22とを備え
ている。
The measuring means 17 includes a vertical length measuring means 20 for measuring the length of the arc 14 in the direction perpendicular to the material 3 to be cut, and a parallel dimension measuring means for measuring the size of the arc 14 along the surface of the material 3 to be cut. 21 and a slope length calculating means 22 for calculating a parallel root of the sum of the square of the measured value of the vertical length measuring means 20 and the measured value of the parallel dimension measuring side means 21.

【0016】この計測手段17では、垂直長計測手段2
0の計測値に対する平行寸法計測手段21の計測値の比
が予め設定された臨界値を超えない時には、アーク14
長が被切断材3に対して垂直であると判断して、平行寸
法計測手段21の不使用が自動的に選択される。すなわ
ち、図2に示すように、被切断材3に対して垂直のアー
ク14長を計測する場合には、垂直長計測手段20がア
ーク14長△Lを計測し、その計測値が計測手段17の
計測値として比較手段18に出力される。ここで、平行
寸法計測手段21は不使用になっているので、傾斜長算
出手段22からは計測値が算出されない。
In this measuring means 17, the vertical length measuring means 2
When the ratio of the measured value of the parallel dimension measuring means 21 to the measured value of 0 does not exceed a preset critical value, the arc 14
Since it is determined that the length is perpendicular to the workpiece 3, the non-use of the parallel dimension measuring means 21 is automatically selected. That is, as shown in FIG. 2, when measuring the length of the arc 14 perpendicular to the material 3 to be cut, the vertical length measuring means 20 measures the length of the arc 14 、 L, and the measured value is measured by the measuring means 17. Is output to the comparing means 18 as the measured value of Here, since the parallel dimension measuring means 21 is not used, no measurement value is calculated from the inclination length calculating means 22.

【0017】逆に、垂直長計測手段20の計測値に対す
る平行寸法計測手段21の計測値の比が予め設定された
臨界値を超える時には、アーク14長が被切断材3に対
して傾斜していると判断して、平行寸法計測手段21の
使用が自動的に選択される。この時、図3に示すよう
に、垂直長計測手段20がアーク14の垂直方向の長さ
を計測し、平行寸法計測手段21がアーク14の被切断
材3と平行の方向(水平方向)の寸法を計測し、さらに
傾斜長算出手段22にてこれら垂直長計測手段20、平
行寸法計測側手段21の計測値をそれぞれ2乗した和の
平行根を算出することでアーク14長が算出され、その
値が計測手段16での計測値として比較手段18に出力
される。
Conversely, when the ratio of the measured value of the parallel dimension measuring means 21 to the measured value of the vertical length measuring means 20 exceeds a predetermined critical value, the length of the arc 14 is inclined with respect to the workpiece 3. Is determined, the use of the parallel dimension measuring means 21 is automatically selected. At this time, as shown in FIG. 3, the vertical length measuring means 20 measures the length of the arc 14 in the vertical direction, and the parallel dimension measuring means 21 measures the arc 14 in the direction parallel to the workpiece 3 (horizontal direction). The length of the arc 14 is calculated by measuring the dimensions and further calculating the parallel root of the sum of the squares of the measured values of the vertical length measuring means 20 and the parallel dimension measuring side means 21 by the inclination length calculating means 22, The value is output to the comparing means 18 as a value measured by the measuring means 16.

【0018】記憶手段17には、アーク14の垂直時、
傾斜時のそれぞれについて、適正なアーク14長の基準
値が予め記憶されている。また、記憶手段17には、こ
の他、開先切断時等の各種切断作業における適正なアー
ク14長の基準値が、アーク14の垂直時、傾斜時のそ
れぞれについて記憶されている。
In the storage means 17, when the arc 14 is vertical,
An appropriate reference value of the arc 14 length is stored in advance for each of the inclinations. In addition, the storage unit 17 also stores appropriate reference values for the length of the arc 14 in various cutting operations such as when cutting a groove, for each of the vertical and inclined arcs 14.

【0019】比較手段18は、切断作業の種類、アーク
14の垂直、傾斜に対応する基準値を記憶手段17から
読み出し、計測手段16から出力された計測値と比較す
る。ここで、計測値と基準値との間に予め設定しておい
た許容範囲を超える差がある場合には、出力手段19か
ら移動機構15へ指令信号を出力してプラズマトーチ1
を移動することで前記差を解消する。出力手段19は出
力等価回路を内蔵しており、プラズマトーチ1の移動は
計測値と基準値との差が解消されるまで、繰り返し実施
される。これにより、プラズマトーチ1を被切断材3か
ら基準値に定めた適切距離に位置させることができる。
The comparison means 18 reads from the storage means 17 reference values corresponding to the type of cutting operation and the vertical and inclination of the arc 14 and compares them with the measurement values output from the measurement means 16. Here, when there is a difference between the measured value and the reference value that exceeds a preset allowable range, a command signal is output from the output unit 19 to the moving mechanism 15 to output the plasma torch 1.
Is moved to eliminate the difference. The output means 19 has a built-in output equivalent circuit, and the movement of the plasma torch 1 is repeatedly performed until the difference between the measured value and the reference value is eliminated. Thus, the plasma torch 1 can be positioned at an appropriate distance from the workpiece 3 set to the reference value.

【0020】また、制御機構12は、受光器11によっ
て観測したアーク14形状を予め設定した基準寸法と比
較することで切断現象の良否を判定する機能を備え、請
求項4記載の判定手段を兼ねている。ここで、アーク1
4形状とは、アーク14長以外、アーク14の曲がり
や、径寸法(幅寸法)等を含む。アーク14による切断
品質は、アーク14長のみならず、前記アーク14形状
にも影響を受ける。制御機構12は、アーク14の分布
範囲や幅寸法等から、アーク14の曲がりや径寸法を計
測する。そして、記憶手段17に設定したアークの基準
寸法(良好な切断現象が得られるアーク形状の寸法範囲
等)と受光器11が観測したアーク14形状とを比較手
段18にて比較する。受光器11が観測したアーク14
形状が基準寸法の範囲内にあれば良好な切断現象が得ら
れていると判定し、基準寸法の範囲を逸脱している時に
は良好な切断現象が得られていないと判定する。判定結
果は電気信号等によって警報機等へ出力する。また、計
測したアーク14形状に対応して制御機構12から移動
機構15やアーク14の電源等へ指令を出力して、アー
ク14を調整することも可能である。これにより、目的
形状のアーク14が得られ、高い切断品質を確保するこ
とができる。
Further, the control mechanism 12 has a function of comparing the shape of the arc 14 observed by the light receiver 11 with a preset reference dimension to determine the quality of the cutting phenomenon. ing. Here, arc 1
The four shapes include, besides the length of the arc 14, the bending of the arc 14, the diameter (width), and the like. The cutting quality of the arc 14 is affected not only by the length of the arc 14 but also by the shape of the arc 14. The control mechanism 12 measures the bending and the diameter of the arc 14 from the distribution range and the width of the arc 14. Then, the comparison unit 18 compares the reference dimension of the arc set in the storage unit 17 (eg, the size range of the arc shape with which a good cutting phenomenon can be obtained) with the shape of the arc 14 observed by the light receiver 11. Arc 14 observed by light receiver 11
If the shape is within the range of the reference size, it is determined that a good cutting phenomenon has been obtained, and if it is out of the range of the reference size, it is determined that a good cutting phenomenon has not been obtained. The judgment result is output to an alarm or the like by an electric signal or the like. It is also possible to adjust the arc 14 by outputting a command from the control mechanism 12 to the moving mechanism 15 or the power supply of the arc 14 in accordance with the measured shape of the arc 14. Thereby, the arc 14 of the target shape is obtained, and high cutting quality can be secured.

【0021】このアーク調整装置10によれば、受光器
11からの受光信号に基づいて計測手段16によってア
ーク14長を計測することでプラズマトーチ1の被切断
材3からの距離を測定する構成により、オフセットが存
在しないとともに、アークセンサとは異なり開先切断で
あってもアーク14長の計測に影響が無いので、プラズ
マトーチ1の位置決め性能を高めることができ、切断品
質が向上する。
According to the arc adjusting apparatus 10, the distance of the plasma torch 1 from the workpiece 3 is measured by measuring the length of the arc 14 by the measuring means 16 based on the received light signal from the light receiver 11. In addition, since there is no offset, and unlike the arc sensor, even if the groove cutting is performed, the measurement of the length of the arc 14 is not affected, so that the positioning performance of the plasma torch 1 can be improved and the cutting quality can be improved.

【0022】また、アーク14光を受光器11で観測す
ることによりプラズマトーチ1の位置を調整する構成で
あり、受光器11と被切断材3との位置関係は無関係で
あるので設置位置の自由度が高く、エアセンサやアーク
センサが被切断材3上に位置させることが必須であるた
めプラズマトーチ1の移動範囲に制限を与える場合があ
るのに対して、プラズマトーチ1の移動範囲に制限を与
えない。しかも、垂直長計測手段20、平行寸法計測手
段21、傾斜長算出手段22によって、被切断材3に対
して傾斜したアーク14長をも正確かつ容易に計測する
ことができるので、開先切断等のプラズマトーチ1を傾
斜させて行う切断であっても、高い切断品質を確実に得
ることができる。
The position of the plasma torch 1 is adjusted by observing the arc 14 light with the light receiver 11. Since the positional relationship between the light receiver 11 and the workpiece 3 is irrelevant, the installation position can be freely determined. Although it is necessary to restrict the moving range of the plasma torch 1 because the air sensor and the arc sensor are required to be positioned on the material 3 to be cut, it is necessary to restrict the moving range of the plasma torch 1. Do not give. Moreover, the length of the arc 14 inclined with respect to the workpiece 3 can be accurately and easily measured by the vertical length measuring means 20, the parallel dimension measuring means 21, and the inclination length calculating means 22. High cutting quality can be reliably obtained even when cutting is performed with the plasma torch 1 inclined.

【0023】なお、本発明はこの実施の形態に限定され
ず、例えば、制御機構12に指令を入力するための操作
盤を接続したり、作業履歴に応じて基準値を更新して最
適化していく書込手段を制御機構12に接続した構成等
も採用可能である。
The present invention is not limited to this embodiment. For example, an operation panel for inputting a command to the control mechanism 12 is connected, or a reference value is updated and optimized according to a work history. A configuration in which various writing means are connected to the control mechanism 12 can be adopted.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアーク調
整装置によれば、プラズマトーチと被切断材との間のア
ークを観測してアークの存在範囲に対応する受光信号を
出力する受光器を備え、アーク長やアーク径等のアーク
形状を把握しやすくなっているので、効率良くアーク形
状を調整することができ、高い切断品質を安定に得るこ
とができるといった優れた効果を奏する。
As described above, according to the arc adjusting apparatus of the present invention, a photodetector for observing an arc between a plasma torch and a material to be cut and outputting a light reception signal corresponding to an existing range of the arc. And it is easy to grasp the arc shape such as the arc length and the arc diameter, so that the arc shape can be adjusted efficiently, and an excellent effect of stably obtaining high cutting quality can be obtained.

【0025】請求項2記載の構成によれば、受光器から
の受光信号に基づいて計測手段が計測したアーク長の計
測値と記憶手段に予め記憶させておいた基準値とを比較
手段にて比較し、両アーク長間に許容範囲を超える差が
存在する時には、プラズマトーチを移動させる移動機構
に出力手段から指令信号を出力してプラズマトーチを移
動させて被切断材との距離を調整することで、前記比較
手段におけるアーク長の差を解消するようにしたことに
より以下の様な優れた効果を奏する。 (イ)アーク長計測値に基づいてプラズマトーチ位置を
制御するので、プラズマトーチの位置決め性能を高める
ことができ、切断品質が向上する。 (ロ)アークセンサと同様にオフセットが存在しないの
で、プラズマトーチの被切断材からの距離を正確に制御
することができる。 (ハ)アーク光を受光器で観測することによりプラズマ
トーチの被切断材からの距離を測定する構成する構成で
あり、開先切断等の切断の種類によらずプラズマトーチ
の被切断材からの距離を正確に制御することができる。 (ニ)プラズマトーチの被切断材からの距離を一台で正
確に計測することができ、アークセンサとエアセンサと
を併用する場合に比べて、低コスト化、小型化が可能で
ある。
According to the second aspect of the present invention, the measured value of the arc length measured by the measuring means based on the light receiving signal from the light receiving device and the reference value previously stored in the storing means are compared by the comparing means. In comparison, when there is a difference between the two arc lengths exceeding an allowable range, a command signal is output from the output means to the moving mechanism for moving the plasma torch to move the plasma torch to adjust the distance to the workpiece. Thus, the following excellent effects can be obtained by eliminating the difference in the arc length in the comparison means. (A) Since the position of the plasma torch is controlled based on the measured value of the arc length, the positioning performance of the plasma torch can be improved, and the cutting quality can be improved. (B) Since there is no offset similarly to the arc sensor, the distance of the plasma torch from the workpiece can be accurately controlled. (C) A configuration in which the distance of the plasma torch from the material to be cut is measured by observing the arc light with a light receiver, and the distance from the material to be cut by the plasma torch regardless of the type of cutting such as groove cutting. The distance can be controlled accurately. (D) The distance of the plasma torch from the material to be cut can be accurately measured by one unit, and the cost and size can be reduced as compared with a case where an arc sensor and an air sensor are used in combination.

【0026】また、被切断材に対して垂直方向のアーク
長を計測する垂直長計測手段と、被切断材表面に沿った
方向のアーク寸法を計測する平行寸法計測手段と、前記
垂直長計測手段の計測値と平行寸法計測側手段の計測値
をそれぞれ2乗した和の平行根を算出する傾斜長算出手
段とを計測手段に備えた構成を採用すると、被切断材に
対して傾斜したアーク長をも正確かつ容易に計測するこ
とができるので、開先切断等のプラズマトーチを傾斜さ
せて行う切断であっても、高い切断品質を確実に得るこ
とができるといった優れた効果を奏する。
A vertical length measuring means for measuring an arc length in a direction perpendicular to the material to be cut; a parallel dimension measuring means for measuring an arc size in a direction along the surface of the material to be cut; And a slope length calculating means for calculating a parallel root of a sum of squares of the measured value of the parallel dimension and the measured value of the parallel dimension measuring side means. Can be measured accurately and easily, so that even when cutting is performed by inclining the plasma torch such as a groove cutting, an excellent effect that a high cutting quality can be reliably obtained is achieved.

【0027】請求項4に記載したように、受光器によっ
て観測したアーク形状から切断現象の良否を判定する判
定手段を備えた構成を採用すると、アーク長以外のアー
クの曲がりや径寸法等のアーク形状からもアークを調整
することが可能になり、より高い切断品質が安定して得
られるといった優れた効果を奏する。
According to a fourth aspect of the present invention, when a structure including a judging means for judging the quality of a cutting phenomenon based on an arc shape observed by a light receiver is adopted, the arc other than the arc length, such as the bending of the arc or the diameter, is used. The arc can be adjusted also from the shape, and an excellent effect that a higher cutting quality can be obtained stably is achieved.

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

【図1】 本発明のアーク調整装置の実施の形態を示す
全体図である。
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of an arc adjusting device of the present invention.

【図2】 図1のアーク調整装置の監視用モニタに表示
されるアークを示す図であって、被切断材に対して垂直
のアークを示す図である。
FIG. 2 is a view showing an arc displayed on a monitoring monitor of the arc adjusting device of FIG. 1, and showing an arc perpendicular to a workpiece.

【図3】 図1のアーク調整装置の監視用モニタに表示
されるアークを示す図であって、被切断材に対して傾斜
したアークを示す図である。
FIG. 3 is a view showing an arc displayed on a monitoring monitor of the arc adjusting device of FIG. 1, and showing an arc inclined with respect to a material to be cut;

【図4】 図1のアーク調整装置の制御機構の構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control mechanism of the arc adjusting device of FIG. 1;

【図5】 従来例のアーク調整装置を示す図であって、
エアセンサを示す正面図である。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional arc adjusting device,
It is a front view which shows an air sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマトーチ、3…被切断材(鋼板)、10…ア
ーク調整装置(プラズマトーチ用ハイトセンサ)、11
…受光器(CCD)、12…制御機構、判定手段(コン
トローラ)、12a…中央演算処理装置(CPU)、1
4…アーク(プラズマアーク)、15…移動機構、16
…計測手段、17…記憶手段、18…比較手段、19…
出力手段、20…垂直長計測手段、21…平行寸法計測
手段、22…傾斜長算出手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma torch, 3 ... Material to be cut (steel plate), 10 ... Arc adjusting device (Height sensor for plasma torch), 11
... Photodetector (CCD), 12... Control mechanism, determination means (controller), 12 a.
4 ... arc (plasma arc), 15 ... moving mechanism, 16
... Measurement means, 17 ... Storage means, 18 ... Comparison means, 19 ...
Output means, 20: vertical length measuring means, 21: parallel dimension measuring means, 22: inclination length calculating means.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマトーチ(1)と被切断材(3)
との間のアーク(14)を観測してアークの存在範囲に
対応する受光信号を出力する受光器(11)を備えるこ
とを特徴とするアーク調整装置(10)。
1. A plasma torch (1) and a workpiece (3)
An arc adjusting device (10), comprising: a light receiver (11) for observing an arc (14) between the two and outputting a light reception signal corresponding to a range in which the arc exists.
【請求項2】 前記受光信号に基づいて指令を出力する
制御機構(12)を備え、該制御機構は中央演算処理装
置(12a)と、該受光器からの受光信号に基づいてア
ーク長を計測する計測手段(16)と、アーク長の基準
値を記憶する記憶手段(17)と、該記憶手段に記憶さ
れた基準値と前記計測手段での計測値とを比較しかつ両
者のアーク長の差を算出する比較手段(18)と、前記
プラズマトーチを移動する移動機構(15)へ前記比較
手段で算出されたアーク長の差に基づいて指令信号を出
力する出力手段(19)とを備えることを特徴とする請
求項1記載のアーク調整装置。
2. A control mechanism (12) for outputting a command based on the light receiving signal, wherein the control mechanism measures a central processing unit (12a) and an arc length based on a light receiving signal from the light receiving device. Measuring means (16), storage means (17) for storing a reference value of the arc length, comparing the reference value stored in the storage means with the value measured by the measuring means, and determining the arc length of both. Comparing means (18) for calculating a difference, and output means (19) for outputting a command signal to a moving mechanism (15) for moving the plasma torch based on the difference in arc length calculated by the comparing means. The arc adjusting device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記計測手段は被切断材に対して垂直方
向のアーク長を計測する垂直長計測手段(20)と、被
切断材表面に沿った方向のアーク寸法を計測する平行寸
法計測手段(21)と、前記垂直長計測手段の計測値と
平行寸法計測側手段の計測値をそれぞれ2乗した和の平
行根を算出する傾斜長算出手段(22)とを備えること
を特徴とする請求項2記載のアーク調整装置。
3. A vertical length measuring means for measuring an arc length in a direction perpendicular to a material to be cut, and a parallel dimension measuring means for measuring an arc size in a direction along a surface of the material to be cut. (21) and a slope length calculating means (22) for calculating a parallel root of a sum of squares of the measured value of the vertical length measuring means and the measured value of the parallel dimension measuring side means. Item 3. An arc adjusting device according to Item 2.
【請求項4】 前記受光器によって観測したアーク形状
から切断現象の良否を判定する判定手段を備えたことを
特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアーク調
整装置。
4. The arc adjusting apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit configured to determine whether the cutting phenomenon is good or not based on an arc shape observed by the light receiver.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100876517B1 (en) * 2004-10-15 2008-12-31 현대중공업 주식회사 Arc length automatic control device and automatic control method of corrugated sheet welding machine
JP2013078783A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Koike Sanso Kogyo Co Ltd Plasma cutting monitoring device
CN111014710A (en) * 2019-12-30 2020-04-17 西安赛隆金属材料有限责任公司 Device for detecting flame diameter of plasma arc and control method

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