JPS61219475A - プラズマアーク切断装置 - Google Patents
プラズマアーク切断装置Info
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- JPS61219475A JPS61219475A JP5911385A JP5911385A JPS61219475A JP S61219475 A JPS61219475 A JP S61219475A JP 5911385 A JP5911385 A JP 5911385A JP 5911385 A JP5911385 A JP 5911385A JP S61219475 A JPS61219475 A JP S61219475A
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- plasma
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、プラズマ切断に於けるプラズマアークの安定
化制御方法及びこれを実施するために使用されるプラズ
マアーク切断装置に関する。
化制御方法及びこれを実施するために使用されるプラズ
マアーク切断装置に関する。
従来の技術
プラズマ切断方法は、プラズマアークのエネルギーを被
切断材の切断局部に集中させて切断する方法としてすで
に公知であり、その方法原理として電極とノズル間にパ
イロットアークを飛ばせてから、電極と被切断材間にア
ークを移行させてプラズマアークを得る、所謂パイロッ
トアークを用いたものがある。
切断材の切断局部に集中させて切断する方法としてすで
に公知であり、その方法原理として電極とノズル間にパ
イロットアークを飛ばせてから、電極と被切断材間にア
ークを移行させてプラズマアークを得る、所謂パイロッ
トアークを用いたものがある。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、パイロットアークを用いてプラズマアークを
発生させる従来公知の移行式プラズマ切断方法を更に改
善するもので、特にプラズマアークの起動を容易にし、
発生したプラズマアークをより一層安定化させることを
解決すべき技術的課題として開発されたものである。
発生させる従来公知の移行式プラズマ切断方法を更に改
善するもので、特にプラズマアークの起動を容易にし、
発生したプラズマアークをより一層安定化させることを
解決すべき技術的課題として開発されたものである。
問題点を解決するための手段
本発明方法では、上述の技術的課題は、次のような手順
でアーク電流を制御することによって解決される。
でアーク電流を制御することによって解決される。
工）パイロットアーク発生後に、切断電流の有無を検出
し、該切断電流の流れたことが確認された時点で、アー
ク電流の制御設定値を、定電流制御時における基準値よ
りも大きいものに切り換える、２）プラズマアークが発
生した後は、切断電流がプラズマアークを安定させる値
に立ち上がるまで待ち、切断電流が所定の安定値に達し
た時点で、上記アーク電流の制御設定値を基準値に切り
換えて定電流制御すること、 また、このような本発明制御方法は、同時に提案される
プラズマアーク切断装置において実施され、その切断装
置は、次のような構成を組み合わせて構成されている。
し、該切断電流の流れたことが確認された時点で、アー
ク電流の制御設定値を、定電流制御時における基準値よ
りも大きいものに切り換える、２）プラズマアークが発
生した後は、切断電流がプラズマアークを安定させる値
に立ち上がるまで待ち、切断電流が所定の安定値に達し
た時点で、上記アーク電流の制御設定値を基準値に切り
換えて定電流制御すること、 また、このような本発明制御方法は、同時に提案される
プラズマアーク切断装置において実施され、その切断装
置は、次のような構成を組み合わせて構成されている。
１）パイロットアークの起動時に電極とノズル間に高周
波放電を発生させる高周波発生装置を設けていること、 ２）アーク電流検出手段を設けて、パイロット電流と切
断電流の合成値を検出できる構成にしていること、 ３）プラズマアークの発生時に流れる切断電流を検出す
る手段を設けていること、 ４）アーク電流を所定の制御設定値にフィードハック制
御する定電流制御回路を設けていること、５）アーク電
流検出手段からの電流検出信号と、切断電流検出手段か
らの検出信号を受けて上記定電流制御回路の制御設定値
を変更する切り換え手段を設けていること、 発明の作用及び効果 本発明によれば、パイロットアークの発生後にアーク電
流の制御設定値を定電流制御時の基準設定値より大きい
ものに切り換えているので、切断電流に充分な立ち上が
りをもたすことができプラズマアークの被切断材への移
行をスムーズに行える。
波放電を発生させる高周波発生装置を設けていること、 ２）アーク電流検出手段を設けて、パイロット電流と切
断電流の合成値を検出できる構成にしていること、 ３）プラズマアークの発生時に流れる切断電流を検出す
る手段を設けていること、 ４）アーク電流を所定の制御設定値にフィードハック制
御する定電流制御回路を設けていること、５）アーク電
流検出手段からの電流検出信号と、切断電流検出手段か
らの検出信号を受けて上記定電流制御回路の制御設定値
を変更する切り換え手段を設けていること、 発明の作用及び効果 本発明によれば、パイロットアークの発生後にアーク電
流の制御設定値を定電流制御時の基準設定値より大きい
ものに切り換えているので、切断電流に充分な立ち上が
りをもたすことができプラズマアークの被切断材への移
行をスムーズに行える。
また、プラズマアークを発生させた後は、アーク電流は
定電流制御により一定値に保持されるので、電源電圧の
変動時にもプラズマアークを安定して維持でき、スムー
ズなプラズマ切断が行える。
定電流制御により一定値に保持されるので、電源電圧の
変動時にもプラズマアークを安定して維持でき、スムー
ズなプラズマ切断が行える。
発明の実施例
以下、添付図とともに、本発明の一実施例を説明する。
第１図に、本発明のプラズマアーク切断装置の構成例を
系統図をもって示す。図において、１はプラズマアーク
のエネルギー供給源となる直流電源装置、２はプラズマ
トーチ、３はその電極、４はノズル、５は作動ガスのシ
ールドカップ、６は被切断材、７はパイロットアークの
起動時に駆動されて電極３とノズル４との間に高周波放
電を先導させてパイロットアークの起動を容易にする高
周波発生装置、８は切断作業時に生じるプラズマアーク
、９はパイロットアーク発生用電路に設けた電流制限抵
抗、１０はパイロットアーク発生用電路を開閉可能にす
る接点手段、１１は定電流制御回路、１２はその制御設
定値の切り換え手段、１３はアーク電流検出手段、１４
は切断電流検出手段を示している。
系統図をもって示す。図において、１はプラズマアーク
のエネルギー供給源となる直流電源装置、２はプラズマ
トーチ、３はその電極、４はノズル、５は作動ガスのシ
ールドカップ、６は被切断材、７はパイロットアークの
起動時に駆動されて電極３とノズル４との間に高周波放
電を先導させてパイロットアークの起動を容易にする高
周波発生装置、８は切断作業時に生じるプラズマアーク
、９はパイロットアーク発生用電路に設けた電流制限抵
抗、１０はパイロットアーク発生用電路を開閉可能にす
る接点手段、１１は定電流制御回路、１２はその制御設
定値の切り換え手段、１３はアーク電流検出手段、１４
は切断電流検出手段を示している。
ここに、アーク電流検出手段１３は、パイロット電流ｒ
ｐとプラズマアークを流れる切断電流ＩＣの合成値をア
ーク電流Ｔａとして検出しており、切断電流検出手段１
４は、プラズマアークの発生時に生じる切断電流ＩＣを
検出している。
ｐとプラズマアークを流れる切断電流ＩＣの合成値をア
ーク電流Ｔａとして検出しており、切断電流検出手段１
４は、プラズマアークの発生時に生じる切断電流ＩＣを
検出している。
第２図は、定電流制御回路の系統図を示しており、アー
ク電流検出手段１３によって検出されたアーク電流■ａ
は、増幅器１５で増幅された後、誤差増幅器Ｉ６に入力
され、誤差増幅器１６では制御設定値切り価え手段１２
によって設定された基準値と比較されている。
ク電流検出手段１３によって検出されたアーク電流■ａ
は、増幅器１５で増幅された後、誤差増幅器Ｉ６に入力
され、誤差増幅器１６では制御設定値切り価え手段１２
によって設定された基準値と比較されている。
ここに、制御設定値切り換え手段１２は、コンパレータ
１２０，１２１を備えており、各々のコンパレータでは
、切断電流１ｃがｌｃｏ、Ｉｃｌに達したかどうかが判
定される。
１２０，１２１を備えており、各々のコンパレータでは
、切断電流１ｃがｌｃｏ、Ｉｃｌに達したかどうかが判
定される。
そして、切断電流Ｉｃがその検出レベルＩｃｏに達する
と、電磁接触器１９を駆動して接点１９を切り換え操作
して、誤差増幅器１６に入力される基準値をＩｐ（ＲＥ
Ｆ）からＩａ （ＲＥＦＩ）に切り換え、また切断電流
ＩＣがＩｃｌに達した時には、電磁接触器２０を駆動し
て、誤差増幅器１６に入力される基準値をＩ ａ （
ＲＥＦ １）からＩａ（ＲＥＦ２）に切り換えている。
と、電磁接触器１９を駆動して接点１９を切り換え操作
して、誤差増幅器１６に入力される基準値をＩｐ（ＲＥ
Ｆ）からＩａ （ＲＥＦＩ）に切り換え、また切断電流
ＩＣがＩｃｌに達した時には、電磁接触器２０を駆動し
て、誤差増幅器１６に入力される基準値をＩ ａ （
ＲＥＦ １）からＩａ（ＲＥＦ２）に切り換えている。
ここに、Ｉｐ （ＲＥＦ）は、パイロット電流Ｉｐの定
電流制御時の基準値を示しており、またＩａ（ＲＥＦＩ
）は、切断電流Ｔｃに充分な立ち上がりを持たすアーク
電流１ａの制御設定値として選ばれ、またＩａ （ＲＥ
Ｆ２）は切断作業時に定電流制御されるアーク電流１ａ
の基準値として選ばれている。
電流制御時の基準値を示しており、またＩａ（ＲＥＦＩ
）は、切断電流Ｔｃに充分な立ち上がりを持たすアーク
電流１ａの制御設定値として選ばれ、またＩａ （ＲＥ
Ｆ２）は切断作業時に定電流制御されるアーク電流１ａ
の基準値として選ばれている。
また、誤差増幅器１６の制御設定値の選択は、実施例で
は基準電源Ｅｏに並列に３つの可変抵抗を設けて構成し
たパイロット電流調整器２１．アーク電流調整器２２．
２３を電磁接触器１９，２０のａ、ｂ接点を１組みとし
て構成した接点を開閉することによって行われる。
は基準電源Ｅｏに並列に３つの可変抵抗を設けて構成し
たパイロット電流調整器２１．アーク電流調整器２２．
２３を電磁接触器１９，２０のａ、ｂ接点を１組みとし
て構成した接点を開閉することによって行われる。
次に、本発明方法の制御動作を説明する。
パイロットアークを発生させるまでは電磁接触器１９．
２０の接点１９．２０は図に示したようになっているの
で、誤差増幅器１６の基準値はパイロット電流調整器２
１によって規定された電圧レベルになっている。
２０の接点１９．２０は図に示したようになっているの
で、誤差増幅器１６の基準値はパイロット電流調整器２
１によって規定された電圧レベルになっている。
そこで、高周波発生装置７を駆動して電極３とノズル４
間に高周波放電を先導させて、パイロットアークを発生
させる（第４図ｔｏ参照）と、この状態では、切断電流
ＩＣが流れていないため、アーク電流検出手段１３では
パイロット電流Ｉｐが検出され、パイロット電流１ｐ
（ＩＩ）＝Ｉａ）は制御設定値Ｉｐ （ＲＥＦ）で定電
流制御される。
間に高周波放電を先導させて、パイロットアークを発生
させる（第４図ｔｏ参照）と、この状態では、切断電流
ＩＣが流れていないため、アーク電流検出手段１３では
パイロット電流Ｉｐが検出され、パイロット電流１ｐ
（ＩＩ）＝Ｉａ）は制御設定値Ｉｐ （ＲＥＦ）で定電
流制御される。
次いで、この状態からプラズマトーチ２を被切断材６に
接近させてプラズマアーク８を発生させる（第４図ｔ２
参照）と、プラズマアーク８の発生にともなって切断電
流Ｉｃが流れ出し、切断電流検出手段１４では、このこ
とを検知する。
接近させてプラズマアーク８を発生させる（第４図ｔ２
参照）と、プラズマアーク８の発生にともなって切断電
流Ｉｃが流れ出し、切断電流検出手段１４では、このこ
とを検知する。
そして、検出された切断電流ＩｃがＩｃｏのレベルに達
すると、コンパレータ１２０の出力が反転し、電磁接触
器１９を駆動して接点１９を切り換え操作する。かくし
て、接点１９のａ接点は閉じ、ｂ接点は開かれて誤差増
幅器１６の基準値にアーク電流調整器２２が選ばれて、
アーク電流１ａ（Ｉａ＝Ｉｐ＋Ｉｃ）はＩａ （ＲＥＦ
ｌ）で制御されることになる。
すると、コンパレータ１２０の出力が反転し、電磁接触
器１９を駆動して接点１９を切り換え操作する。かくし
て、接点１９のａ接点は閉じ、ｂ接点は開かれて誤差増
幅器１６の基準値にアーク電流調整器２２が選ばれて、
アーク電流１ａ（Ｉａ＝Ｉｐ＋Ｉｃ）はＩａ （ＲＥＦ
ｌ）で制御されることになる。
ここに、Ｉａ （ＲＥＦＩ）はＪ切断電流Ｔｃに充分な
立ち上がりをもたせてプラズマアークの移行を容易にす
るために、アーク電流■ａの定電流制御時における基準
値１ａ （ＲＥＦ２）よりも充分に高いレベルに選択さ
れているので、切断電流ＩＣはアーク電流１ａに連れら
れて急峻な立ち上がりで上昇することになる（第４図ｔ
２〜ｔ３参照）。
立ち上がりをもたせてプラズマアークの移行を容易にす
るために、アーク電流■ａの定電流制御時における基準
値１ａ （ＲＥＦ２）よりも充分に高いレベルに選択さ
れているので、切断電流ＩＣはアーク電流１ａに連れら
れて急峻な立ち上がりで上昇することになる（第４図ｔ
２〜ｔ３参照）。
そして、切断電流ＩＣが、プラズマアークを安定に維持
できるレベル、つまりｒｃｌに達する（第４図ｔ３参照
）と、続いてコンパレータ１２１の出力が反転して、電
磁接触器２０を駆動する。
できるレベル、つまりｒｃｌに達する（第４図ｔ３参照
）と、続いてコンパレータ１２１の出力が反転して、電
磁接触器２０を駆動する。
すると、接点２０のａ接点が閉じ、ｂ接点が開いて、誤
差増幅器１６の基準値にアーク電流調整器２３が選ばれ
て、アーク電流■ａはＩａ（ＲＥＦ２）を基準値として
定電流制御される。
差増幅器１６の基準値にアーク電流調整器２３が選ばれ
て、アーク電流■ａはＩａ（ＲＥＦ２）を基準値として
定電流制御される。
以上の制御動作に対する理解を容易にするため第３図に
本発明方法における制御フローを示し、第４図に制御時
の各電流波形図を示す。
本発明方法における制御フローを示し、第４図に制御時
の各電流波形図を示す。
以上の結果、本発明方法では、直流電源装置１の電源を
投入し、高周波発生装置７を駆動してパイロットアーク
を発生させ、切断電流１ｃが流れたことが検出されると
、アーク電流の制御設定値は、定電流制御時の基準設定
値より大きい値１ａ（ＲＥＦＩ）に切り換わって、アー
クプラズマへの移行をスムーズにし、さらに切断電流■
ｃが発生したプラズマアークを安定化させるレベル（Ｉ
Ｃ１）に達した後は、アーク電流＋ａの制御設定値がＩ
ａ （ＲＥＦ２）に切り換えられて、アーク電流１ａ
を一定にできる。
投入し、高周波発生装置７を駆動してパイロットアーク
を発生させ、切断電流１ｃが流れたことが検出されると
、アーク電流の制御設定値は、定電流制御時の基準設定
値より大きい値１ａ（ＲＥＦＩ）に切り換わって、アー
クプラズマへの移行をスムーズにし、さらに切断電流■
ｃが発生したプラズマアークを安定化させるレベル（Ｉ
Ｃ１）に達した後は、アーク電流＋ａの制御設定値がＩ
ａ （ＲＥＦ２）に切り換えられて、アーク電流１ａ
を一定にできる。
その結果、発生されたプラズマアークは安定に維持され
て、被切断材をスムーズに切断できる。
て、被切断材をスムーズに切断できる。
なお、以上の実施例では、本発明方法を正極性の場合の
例を示したにすぎないが、逆極性の場合にも実施可能な
ことはいうまでもない。
例を示したにすぎないが、逆極性の場合にも実施可能な
ことはいうまでもない。
第１図は、本発明のプラズマアーク切断装置の概略構成
図、第２図は定電流制御回路の構成を示す系統図、第３
図は、本発明方法の制御フローを示す図、第４図は制御
動作時の各電流の波形を示す図である。 （符号の説明） 図において、１は直流電源装置、２はプラズマトーチ、
３は電極、４はノズル、５はシールドカップ、６は被切
断材、７は高周波発生装置、８は切断作業時に発生する
プラズマアーク、９は電流制限抵抗、１０はその接点手
段、１１は定電流制御 御回路、１２は制御設定値切り換え手段、１３はアーク
電流検出手段、１４は切断電流検出手段、Ｔａはアーク
電流、Ｉｃは切断電流、Ｉｐはパイロット電流を示す。 特許出願人 大阪電気株式会社 代理人 弁理士 牛丼 力行 第３図 第４図
図、第２図は定電流制御回路の構成を示す系統図、第３
図は、本発明方法の制御フローを示す図、第４図は制御
動作時の各電流の波形を示す図である。 （符号の説明） 図において、１は直流電源装置、２はプラズマトーチ、
３は電極、４はノズル、５はシールドカップ、６は被切
断材、７は高周波発生装置、８は切断作業時に発生する
プラズマアーク、９は電流制限抵抗、１０はその接点手
段、１１は定電流制御 御回路、１２は制御設定値切り換え手段、１３はアーク
電流検出手段、１４は切断電流検出手段、Ｔａはアーク
電流、Ｉｃは切断電流、Ｉｐはパイロット電流を示す。 特許出願人 大阪電気株式会社 代理人 弁理士 牛丼 力行 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電極とノズル間にパイロットアークを飛ばせた後、
電極と被切断材間にプラズマアークを発生させて、被切
断材を切断するようにしたプラズマアーク切断に於ける
プラズマアークの安定化制御方法であって、 パイロットアーク発生後に、切断電流の有無を検出し、
該切断電流の流れたことが確認されるとアーク電流の制
御設定値を、定電流制御時における基準値よりも大きい
ものに切り換えて切断電流をプラズマアークの安定する
値に立ち上がらせ、更に切断電流がこの安定値に達した
時点で、上記アーク電流の制御設定値を基準値に切り換
えて定電流制御することを特徴とするプラズマアークの
安定化制御方法。 ２）パイロットアークの起動時に電極とノズル間に高周
波放電を発生させる高周波発生装置、アーク電流検出手
段、切断電流検出手段、アーク電流をフィードバック制
御する定電流制御回路及定電流制御回路の制御設定値を
変更する切り換え手段とを備えて成るプラズマアーク切
断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60059113A JPH0641036B2 (ja) | 1985-03-23 | 1985-03-23 | プラズマアーク切断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60059113A JPH0641036B2 (ja) | 1985-03-23 | 1985-03-23 | プラズマアーク切断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219475A true JPS61219475A (ja) | 1986-09-29 |
| JPH0641036B2 JPH0641036B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=13103933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60059113A Expired - Lifetime JPH0641036B2 (ja) | 1985-03-23 | 1985-03-23 | プラズマアーク切断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641036B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929811A (en) * | 1988-12-05 | 1990-05-29 | The Lincoln Electric Company | Plasma arc torch interlock with disabling control arrangement system |
| US5844197A (en) * | 1997-07-28 | 1998-12-01 | The Lincoln Electric Company | Arc retract circuit and method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4837343A (ja) * | 1971-09-10 | 1973-06-01 |
-
1985
- 1985-03-23 JP JP60059113A patent/JPH0641036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4837343A (ja) * | 1971-09-10 | 1973-06-01 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929811A (en) * | 1988-12-05 | 1990-05-29 | The Lincoln Electric Company | Plasma arc torch interlock with disabling control arrangement system |
| US5844197A (en) * | 1997-07-28 | 1998-12-01 | The Lincoln Electric Company | Arc retract circuit and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0641036B2 (ja) | 1994-06-01 |
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