KR102029753B1 - Plasma cutting apparatus - Google Patents

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KR102029753B1 KR1020180072239A KR20180072239A KR102029753B1 KR 102029753 B1 KR102029753 B1 KR 102029753B1 KR 1020180072239 A KR1020180072239 A KR 1020180072239A KR 20180072239 A KR20180072239 A KR 20180072239A KR 102029753 B1 KR102029753 B1 KR 102029753B1
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Abstract

The present invention relates to a plasma cutting device. According to one embodiment of the present invention, the plasma cutting device comprises a plasma torch having an electrode and a nozzle positioned around the electrode; a gas supply unit connected to the plasma torch and a supply line to supply a process gas to the plasma torch; and a voltage connected to the plasma torch. The gas supply unit comprises a first gas tank; a second gas tank; a first branch line connecting the first gas tank and the supply line; a second branch line connecting the second gas tank and the supply line; a first valve positioned in the first branch line; and a second valve positioned in the second branch line. Therefore, an objective of the present invention is to provide the plasma cutting device capable of effectively cutting a cutting object.

Description

플라즈마 절단 장치{Plasma cutting apparatus}Plasma cutting apparatus

본 발명은 플라즈마 절단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 플라즈마 토치로 공급되는 가스가 효과적으로 조절되는 플라즈마 절단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma cutting device, and more particularly, to a plasma cutting device in which the gas supplied to the plasma torch is effectively controlled.

피절단재를 향해 플라즈마 아크를 분사하여 해당 피절단재를 절단하는 플라즈마 절단법이 보급되어 있다. 플라즈마 절단법을 실시할 때 사용하는 플라즈마 절단 장치는 플라즈마 절단 토치의 토치 본체에 설치한 도전성을 갖는 전극대에 탈착 가능하게 구성된 도전성을 갖는 전극, 전극을 둘러싸고 해당 전극에 절연된 상태로 배치되며 도전성을 갖는 노즐, 및 전극 주위에 플라즈마 아크를 형성하기 위한 플라즈마 가스를 공급하는 가스 공급원으로 구성되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION A plasma cutting method is used in which a plasma arc is sprayed toward a cut material to cut the cut material. Plasma cutting apparatus used when performing the plasma cutting method is a conductive electrode configured to be detachably attached to the conductive electrode installed on the torch body of the plasma cutting torch, surrounding the electrode and disposed insulated from the electrode and conductive And a gas supply source for supplying a plasma gas for forming a plasma arc around the electrode.

본 발명은 절단 대상물을 효과적으로 절단할 수 있는 플라즈마 절단 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a plasma cutting device that can effectively cut the cutting object.

또한, 본 발명의 플라즈마 토치로 공급되는 가스가 효과적으로 제어되는 플라즈마 절단 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma cutting device in which the gas supplied to the plasma torch of the present invention is effectively controlled.

또한, 본 발명의 플라즈마 토치가 손상되는 정도가 감소되는 플라즈마 절단 장치를 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide a plasma cutting device in which the degree of damage of the plasma torch of the present invention is reduced.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 및 상기 전극의 둘레에 위치되는 노즐을 갖는 플라즈마 토치; 상기 플라즈마 토치와 공급 라인으로 연결되어, 상기 플라즈마 토치로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 플라즈마 토치에 연결되는 전압을 포함하되, 상기 가스 공급 유닛은, 제1 가스 탱크; 제2 가스 탱크; 상기 제1 가스 탱크와 상기 공급 라인을 연결하는 제1 분지 라인; 상기 제2 가스 탱크와 상기 공급 라인을 연결하는 제2 분지 라인; 상기 제1 분지 라인에 위치되는 제1 밸브; 및 상기 제2 분지 라인에 위치되는 제2 밸브를 포함하는 플라즈마 절단 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, a plasma torch having an electrode and a nozzle located around the electrode; A gas supply unit connected to the plasma torch and a supply line to supply a process gas to the plasma torch; And a voltage connected to the plasma torch, wherein the gas supply unit comprises: a first gas tank; A second gas tank; A first branch line connecting the first gas tank and the supply line; A second branch line connecting the second gas tank and the supply line; A first valve positioned in said first branch line; And a second valve positioned in the second branch line.

또한, 상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 수치 제어의 방식에 따라 수치화 된 신호를 명령 신호로 하여 구동하도록 제공되는 제1 제어부; 및 상기 제1 제어부의 신호에 따라 상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.The apparatus may further include a controller configured to control the power supply and the gas supply unit, wherein the controller includes: a first controller provided to drive the digital signal as a command signal according to a numerical control method; And a second controller configured to control the power supply and the gas supply unit according to a signal from the first controller.

또한, 상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 공급 라인의 압력을 초기 점화 압력으로 상승시키고 상기 전극과 상기 노즐 사이에 플라즈마 아크를 형성하는 프리 플로우 구간, 상기 공급 라인의 압력을 공정 점화 압력으로 상승시키고 상기 플라즈마 토치와 절단 대상물 사이에 플라즈마 아크를 형성하는 점화 플로우 구간, 작업을 수행하는 공정 플로우 구간에 따라 상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.The apparatus may further include a controller configured to control the power supply and the gas supply unit, wherein the controller increases a pressure of the supply line to an initial ignition pressure and forms a plasma arc between the electrode and the nozzle, wherein The power supply and the gas supply unit may be controlled according to an ignition flow section for raising a pressure of a supply line to a process ignition pressure and forming a plasma arc between the plasma torch and a cutting target, and a process flow section for performing an operation.

또한, 상기 제어기는 상기 프리 플로우 구간에서 상기 제1 밸브는 개방되고, 제2 밸브는 닫힌 상태가 되게, 상기 가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.The controller may control the gas supply unit to open the first valve and close the second valve in the free flow section.

또한, 상기 제어기는 상기 점화플로우 구간에서 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브가 열린 상태가 되게, 상기 가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.The controller may control the gas supply unit to open the first valve and the second valve in the ignition flow section.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 절단 대상물을 효과적으로 절단할 수 있는 플라즈마 절단 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, according to an aspect of the present invention, a plasma cutting device that can effectively cut the cutting object may be provided.

또한, 플라즈마 토치로 공급되는 가스가 효과적으로 제어되는 플라즈마 절단 장치가 제공될 수 있다.In addition, a plasma cutting device may be provided in which the gas supplied to the plasma torch is effectively controlled.

또한, 플라즈마 토치가 손상되는 정도가 감소되는 플라즈마 절단 장치가 제공될 수 있다.In addition, a plasma cutting device may be provided in which the extent to which the plasma torch is damaged is reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 가스 공급 유닛을 나타내는 도면이다.
도 3은 플라즈마 절단 장치의 제어 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 공정 가스가 공급될 때, 공급 라인의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a view showing a plasma cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are views showing the gas supply unit of FIG. 1.
3 is a diagram illustrating a control relationship of the plasma cutting device.
4 is a graph showing a change in pressure of a supply line when a process gas is supplied.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 절단 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a plasma cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 플라즈마 절단 장치(1)는 플라즈마 토치(10), 전원(20)및 가스 공급 유닛(30)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the plasma cutting device 1 includes a plasma torch 10, a power supply 20, and a gas supply unit 30.

플라즈마 토치(10)는 절단 대상물(S)에 플라즈마 아크를 가하여, 절단 대상물(S)을 절단할 수 있다. 플라즈마 토치(10)는 본체(11), 전극(12), 노즐(13) 및 노즐 쉴드(14)를 포함한다.The plasma torch 10 may cut the cutting object S by applying a plasma arc to the cutting object S. FIG. The plasma torch 10 includes a body 11, an electrode 12, a nozzle 13, and a nozzle shield 14.

본체(11)는 플라즈마 토치(10)의 골격을 제공한다. 본체(11)는 구동부(미도시)에 연결되어, 절단 대상물(S)에 대해 상대적으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 본체(11)는 갠트리 형태로 제공되는 구동부에 위치되어, 지면에 나란한 평면 상에서의 위치가 조절될 거나, 상하 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다.Body 11 provides a skeleton of plasma torch 10. The main body 11 may be connected to a driving unit (not shown) and provided to be movable relative to the cutting object S. FIG. For example, the main body 11 may be positioned in a driving unit provided in the form of a gantry, and the position on a plane parallel to the ground may be adjusted or provided to be movable in the vertical direction.

전극(12)은 도전성 소재로 제공되어, 본체(11)의 일측에 고정될 수 있다. 전극(12)은 본체(11)의 하부에 위치되어, 절단 대상물(S)을 향하도록 제공될 수 있다. 전극(12)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 전극(12)은 본체(11)에 탈착 가능하게 제공되어, 사용에 따라 소모되면, 교체될 수 있다.The electrode 12 may be provided as a conductive material and fixed to one side of the main body 11. The electrode 12 may be provided below the main body 11 to face the cutting object S. The electrode 12 may be provided so that the longitudinal direction is directed in the vertical direction. The electrode 12 is provided detachably to the main body 11 and can be replaced when consumed with use.

노즐(13)은 전극(12)과 절연되어, 전극(12)의 둘레에 위치되게 본체(11)의 일측에 고정될 수 있다. 노즐(13)의 내측면은 전극(12)과 설정 거리 이격 되어, 노즐(13)의 내측면과 전극(12) 사이에는 하방을 향해 개방된 공간이 형성될 수 있다. 노즐(13)은 본체(11)에 착탈 가능하게 제공되어, 사용에 따라 소모되면, 교체될 수 있다.The nozzle 13 may be insulated from the electrode 12 and may be fixed to one side of the main body 11 to be positioned around the electrode 12. An inner side surface of the nozzle 13 may be spaced apart from the electrode 12 by a predetermined distance, and a space opened downwardly may be formed between the inner side surface of the nozzle 13 and the electrode 12. The nozzle 13 is provided detachably to the main body 11, and can be replaced if consumed with use.

노즐 쉴드(14)는 노즐(13)의 외측 둘레에 위치되게 본체(11)의 일측에 고정될 수 있다. 노즐 쉴드(14)의 내측면은 노즐(13)과 설정 거리 이격 되어, 노즐 쉴드(14)의 내측면과 노즐(13) 사이에는 하방을 향해 개방된 공간이 형성될 수 있다. 노즐 쉴드(14)는 본체(11)에 착탈 가능하게 제공되어, 사용에 따라 소모되면, 교체될 수 있다.The nozzle shield 14 may be fixed to one side of the main body 11 to be positioned around the outside of the nozzle 13. An inner surface of the nozzle shield 14 may be spaced apart from the nozzle 13 by a predetermined distance, and a space opened downward may be formed between the inner surface of the nozzle shield 14 and the nozzle 13. The nozzle shield 14 is provided detachably to the main body 11, and can be replaced if consumed with use.

전원(20)은 가스를 플라즈마로 여기하여, 절단 대상물(S)을 전달하는 전력을 제공한다. 전원(20)은 제1 배선(21), 제2 배선(22) 및 제3 배선(23)을 통해 연결될 수 있다. 제1 배선(21)은 전원(20)과 전극(12)을 연결한다. 제2 배선(22)은 전원(20)과 노즐(13)을 연결한다. 제3 배선(23)은 전원(20)과 절단 대상물(S)을 연결한다.The power supply 20 excites a gas into a plasma to provide power for delivering the cutting object S. FIG. The power source 20 may be connected through the first wiring 21, the second wiring 22, and the third wiring 23. The first wiring 21 connects the power supply 20 and the electrode 12. The second wiring 22 connects the power supply 20 and the nozzle 13. The third wiring 23 connects the power supply 20 and the cutting target S. FIG.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 가스 공급 유닛을 나타내는 도면이다.2A and 2B are views showing the gas supply unit of FIG. 1.

도시의 편의를 위해, 도 2a 및 도 2b는 하나의 도면에 대해 도면 부호를 나누어 표시하였다.For convenience of illustration, FIGS. 2A and 2B are divided with reference numerals for one drawing.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 가스 공급 유닛(30)은 가스 탱크(310), 분지 라인(320) 및 보조 분지 라인(340)을 포함할 수 있다. 가스 공급 유닛(30)은 공급 라인(31)을 통해 플라즈마 토치(10)와 연결될 수 있다. 공급 라인(31)의 일단은 전극(12)과 노즐(13) 사이에 형성된 공간과 연결되어, 가스 공급 유닛(30)은 전극(12)과 노즐(13) 사이에 형성된 공간으로 공정 가스를 공급할 수 있다.2A and 2B, the gas supply unit 30 may include a gas tank 310, a branch line 320, and an auxiliary branch line 340. The gas supply unit 30 may be connected to the plasma torch 10 through the supply line 31. One end of the supply line 31 is connected to a space formed between the electrode 12 and the nozzle 13, so that the gas supply unit 30 may supply process gas to the space formed between the electrode 12 and the nozzle 13. Can be.

가스 공급 유닛(30)은 보조 공급 라인(32)을 통해 플라즈마 토치(10)와 연결될 수 있다. 보조 공급 라인(32)의 일단은 노즐(13)과 노즐 쉴드(14) 사이에 형성된 공간과 연결되어, 가스 공급 유닛(30)은 노즐(13)과 노즐 쉴드(14) 사이에 형성된 공간으로 보호 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 30 may be connected to the plasma torch 10 through the auxiliary supply line 32. One end of the auxiliary supply line 32 is connected to a space formed between the nozzle 13 and the nozzle shield 14, so that the gas supply unit 30 is protected by a space formed between the nozzle 13 and the nozzle shield 14. Gas can be supplied.

가스 탱크(310)는 설정 조성의 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(30)은 적어도 2개 이상의 가스 탱크(310)를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 2에는 가스 공급 유닛(30)이 제1 가스 탱크(311), 제2 가스 탱크(312), 제3 가스 탱크(313) 및 제4 가스 탱크(314)를 포함하는 경우가 도시되었다. 각각의 가스 탱크(310)는 동일 또는 상이한 종류의 가스를 저장할 수 있다. 일 예로, 제1 가스 탱크(311)는 질소를 공급하고, 제2 가스 탱크(312)는 산소를 공급하고, 제3 가스 탱크(313)는 아르곤을 공급하고, 제4 가스 탱크(314)는 수소를 공급할 수 있다.The gas tank 310 supplies the gas of a predetermined composition. The gas supply unit 30 may include at least two gas tanks 310. For example, FIG. 2 illustrates a case in which the gas supply unit 30 includes a first gas tank 311, a second gas tank 312, a third gas tank 313, and a fourth gas tank 314. It became. Each gas tank 310 may store the same or different kinds of gases. For example, the first gas tank 311 supplies nitrogen, the second gas tank 312 supplies oxygen, the third gas tank 313 supplies argon, and the fourth gas tank 314 Hydrogen may be supplied.

가스 탱크(310)는 분지 라인(320)을 통해 공급 라인(31)에 연결될 수 있다. 제1 가스 탱크(311)는 제1 분지 라인(321)을 통해 공급 라인(31)에 연결될 수 있다. 제2 가스 탱크(312)는 제2 분지 라인(322)을 통해 공급 라인(31)에 연결될 수 있다. 제3 가스 탱크(313)는 제3 분지 라인(323)을 통해 공급 라인(31)에 연결될 수 있다. 제4 가스 탱크(314)는 제4 분지 라인(324)을 통해 공급 라인(31)에 연결될 수 있다.The gas tank 310 may be connected to the supply line 31 through the branch line 320. The first gas tank 311 may be connected to the supply line 31 through the first branch line 321. The second gas tank 312 may be connected to the supply line 31 through the second branch line 322. The third gas tank 313 may be connected to the supply line 31 through the third branch line 323. The fourth gas tank 314 may be connected to the supply line 31 through the fourth branch line 324.

분지 라인(320)에는 밸브(330)가 위치될 수 있다. 밸브(330)는 분지 라인(320)을 개폐할 수 있다. 또한, 밸브(330)는 개방 정도가 조절 가능하게 제공될 수 있다. 제1 분지 라인(321)에는 제1 밸브(331)가 위치될 수 있다. 제2 분지 라인(322)에는 제2 밸브(332)가 위치될 수 있다. 제3 분지 라인(323)에는 제3 밸브(333)가 위치될 수 있다. 제4 분지 라인(324)에는 제4 밸브(334)가 위치될 수 있다.Valve branch 330 may be located in branch line 320. Valve 330 may open and close branch line 320. In addition, the valve 330 may be provided to adjust the opening degree. The first valve 331 may be positioned in the first branch line 321. The second valve 332 may be positioned in the second branch line 322. The third valve 333 may be positioned in the third branch line 323. A fourth valve 334 may be positioned in the fourth branch line 324.

가스 탱크(310)는 보조 분지 라인(340)을 통해 보조 공급 라인(32)에 연결될 수 있다. 제1 가스 탱크(311)는 제1 보조 분지 라인(341)을 통해 보조 공급 라인(32)에 연결될 수 있다. 제2 가스 탱크(312)는 제2 보조 분지 라인(342)을 통해 보조 공급 라인(32)에 연결될 수 있다. 제3 가스 탱크(313)는 제3 보조 분지 라인(343)을 통해 보조 공급 라인(32)에 연결될 수 있다. 제4 가스 탱크(314)는 제4 보조 분지 라인(344)을 통해 보조 공급 라인(32)에 연결될 수 있다.The gas tank 310 may be connected to the auxiliary supply line 32 through the auxiliary branch line 340. The first gas tank 311 may be connected to the auxiliary supply line 32 through the first auxiliary branch line 341. The second gas tank 312 may be connected to the auxiliary supply line 32 via a second auxiliary branch line 342. The third gas tank 313 may be connected to the auxiliary supply line 32 through the third auxiliary branch line 343. The fourth gas tank 314 may be connected to the auxiliary supply line 32 through the fourth auxiliary branch line 344.

보조 분지 라인(340)에는 보조 밸브(350)가 위치될 수 있다. 보조 밸브(350)는 보조 분지 라인(340)을 개폐할 수 있다. 또한, 보조 밸브(350)는 개방 정도가 조절 가능하게 제공될 수 있다. 제1 보조 분지 라인(341)에는 제1 보조 밸브(351)가 위치될 수 있다. 제2 보조 분지 라인(342)에는 제2 보조 밸브(352)가 위치될 수 있다. 제3 보조 분지 라인(343)에는 제3 보조 밸브(353)가 위치될 수 있다. 제4 보조 분지 라인(344)에는 제4 보조 밸브(354)가 위치될 수 있다.An auxiliary valve 350 may be positioned in the auxiliary branch line 340. The auxiliary valve 350 may open and close the auxiliary branch line 340. In addition, the auxiliary valve 350 may be provided so that the opening degree is adjustable. A first auxiliary valve 351 may be located in the first auxiliary branch line 341. A second auxiliary valve 352 may be located in the second auxiliary branch line 342. A third auxiliary valve 353 may be positioned in the third auxiliary branch line 343. A fourth auxiliary valve 354 may be positioned in the fourth auxiliary branch line 344.

도 3은 플라즈마 절단 장치의 제어 관계를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a control relationship of the plasma cutting device.

도 3을 참조하면, 제어기(40)는 플라즈마 절단 장치(1)의 구성 요소를 제어한다. 제어기(40)는 분지 라인(320)에 위치된 밸브(330)를 제어하여, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 공정 가스를 제어할 수 있다. 제어기(40)는 보조 분지 라인(340)에 위치된 보조 밸브(350)를 제어하여, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 보호 가스를 제어할 수 있다. 제어기(40)는 절단 대상물의 종류, 절단 대상물의 두께 등과 같은 작업 조건에 따라, 전원(20)및 가스 공급 유닛(30)을 제어하는 값이 입력된 상태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 제어기(40)에 작업 대상물의 작업 조건을 입력하면, 제어기(40)는 작업 조건에 맞는 종류의 가스가 설정 압력으로 플라즈마 토치(10)에 공급되게 한다.Referring to FIG. 3, the controller 40 controls the components of the plasma cutting device 1. The controller 40 may control the valve 330 located in the branch line 320 to control the process gas supplied to the plasma torch 10. The controller 40 may control the auxiliary valve 350 positioned in the auxiliary branch line 340 to control the protective gas supplied to the plasma torch 10. The controller 40 may be provided with a value for controlling the power source 20 and the gas supply unit 30 according to the working conditions such as the type of the cutting object, the thickness of the cutting object, and the like. Accordingly, when the operator inputs the working condition of the work object to the controller 40, the controller 40 causes the gas of the type suitable for the working condition to be supplied to the plasma torch 10 at a set pressure.

제어기(40)는 제1 제어부(41) 및 제2 제어부(42)를 포함할 수 있다.The controller 40 may include a first control unit 41 and a second control unit 42.

제1 제어부(41)는 제2 제어부(42)의 상태를 제어할 수 있다. 일 예로, 제1 제어부(41)는 수치 제어(numerical control, NC)의 방식에 따라 수치화된 신호를 명령 신호로 하여 구동하도록 제공될 수 있다.The first control unit 41 may control the state of the second control unit 42. For example, the first control unit 41 may be provided to drive the digitalized signal as a command signal according to a numerical control (NC) method.

제2 제어부(42)는 제1 제어부(41)가 제공하는 신호에 따라, 전원(20) 및 가스 공급 유닛(30)을 제어할 수 있다. 일 예로, 제2 제어부(42)는 피엘씨(Programmable Logic Controller, PLC)의 방식에따라, 전원(20) 및 가스 공급 유닛(30)을 제어하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고, 디지털 조작형으로 제공될 수 있다.The second control unit 42 may control the power supply 20 and the gas supply unit 30 according to a signal provided by the first control unit 41. For example, the second controller 42 uses a programmable memory to control the power supply 20 and the gas supply unit 30 according to the method of a programmable logic controller (PLC), Can be provided.

도 4는 공정 가스가 공급될 때, 공급 라인의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a change in pressure of a supply line when a process gas is supplied.

도 4를 참조하면, 제어기(40)는 공급 라인(31)의 상태가 프리 플로우 구간(t1), 점화 플로우 구간(t2), 공정 플로우 구간(t3)으로 변하도록 가스 공급 유닛(30)을 제어한다. 제어기(40)는 적어도 2개 이상의 가스 탱크(310)에서 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스의 유량 또는 압력을 제어하여, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스의 유량 또는 압력을 제어한다. 이하, 제어기(40)는 제1 밸브(331) 및 제2 밸브(332)를 제어하여, 제1 가스 탱크(311) 및 제2 가스 탱크(312)에 수용된 가스가 플라즈마 토치(10)로 공급되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이는 예시적인 것이며, 절단 대상물(S)의 종류에 따라, 제1 가스 탱크(311) 내지 제4 가스 탱크(314) 중 임의의 가스 탱크가 선택될 수 있다.Referring to FIG. 4, the controller 40 controls the gas supply unit 30 so that the state of the supply line 31 is changed into a free flow section t1, an ignition flow section t2, and a process flow section t3. do. The controller 40 controls the flow rate or pressure of the gas supplied to the plasma torch 10 from at least two or more gas tanks 310, thereby controlling the flow rate or pressure of the gas supplied to the plasma torch 10. Hereinafter, the controller 40 controls the first valve 331 and the second valve 332 so that the gas contained in the first gas tank 311 and the second gas tank 312 is supplied to the plasma torch 10. The case will be described as an example. However, this is exemplary and any gas tank of the first gas tank 311 to the fourth gas tank 314 may be selected according to the kind of the cutting object S. FIG.

t1at1a t1bt1b t2at2a t2bt2b t3t3 제1밸브(331)First valve 331 개도율Opening rate 0→400 → 40 4040 40→10040 → 100 100100 100→0100 → 0 개도율의 상대 증가량Relative increase in opening rate 1010 00 1010 00 -5-5 제2밸브(332)Second valve 332 개도율Opening rate 00 00 0→200 → 20 2020 20→10020 → 100 개도율의 상대 증가량Relative increase in opening rate 00 00 55 00 1010

[표 1]에서 개도율을 밸브(330)가 개방된 정도를 나타내는 것으로, 개도율 0은 밸브(330)가 닫힌 상태, 개도율 100은 밸브(330)가 완전히 개방된 상태를 나타낸다. 또한, 개도율의 상대 증가량은 밸브(330)가 열린 정도가 단위 시간에 따라 변하는 속도를 나타내며, 밸브(330)의 상대 증가량은 10이 최대치일 수있다. 또한, 상대 증가량의 마이너스 부호는 밸브(330)가 열린 상태에서 닫힌 상태로 변하는 것을 의미한다.In Table 1, the opening degree indicates the degree of opening of the valve 330, and the opening degree 0 indicates a state in which the valve 330 is closed, and the opening degree 100 indicates a state in which the valve 330 is completely opened. In addition, the relative increase amount of the opening degree indicates the speed at which the opening degree of the valve 330 varies with unit time, the relative increase amount of the valve 330 may be a maximum of 10. In addition, the minus sign of the relative increase amount means that the valve 330 changes from an open state to a closed state.

프리 플로우 구간(t1)에서는 전극(12)과 노즐(13)사이에 플라즈마 아크가 형성될 수 있다. 프리 플로우 구간(t1)은 프리 플로우 개시 구간(t1a) 및 초기 점화 구간(t1b)을 포함할 수 있다. 절단 대상물(S)을 처리하기 위해 플라즈마 절단 장치(1)의 동작이 개시되면, 제어기(40)는 가스 공급 유닛(30)을 제어하여, 프리 플로우 개시 구간(t1a)이 시작되게 한다.In the free flow period t1, a plasma arc may be formed between the electrode 12 and the nozzle 13. The free flow section t1 may include a free flow start section t1a and an initial ignition section t1b. When the operation of the plasma cutting device 1 is started to process the cutting object S, the controller 40 controls the gas supply unit 30 to start the free flow start section t1a.

프리 플로우 개시 구간(t1a)이 시작되면, 공급 라인(31)의 압력은 초기 점화 압력(P1)까지 상승된다. 이를 위해, 제어기(40)는 제1 밸브(331)를 설정 개도율로 개방한다. 예를 들어, 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율이 50이하게 되게, 제1 밸브(331)를 개방한다. 일 예로, 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율이 40이 되도록, 제1 밸브(331)를 개방할 수 있다. 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율이 설정 개도율에 도달할 때까지 제1 밸브(331)의 개도율의 상대 증가량이 10이 되게 할 수 있다.When the free flow start section t1a starts, the pressure in the supply line 31 rises up to the initial ignition pressure P1. To this end, the controller 40 opens the first valve 331 at a set opening rate. For example, the controller 40 opens the first valve 331 such that the opening degree of the first valve 331 is 50 or less. For example, the controller 40 may open the first valve 331 such that the opening degree of the first valve 331 is 40. The controller 40 may allow the relative increase in the opening rate of the first valve 331 to be 10 until the opening rate of the first valve 331 reaches the set opening rate.

공급 라인(31)의 압력이 초기 점화 압력(P1)에 도달되면, 초기 점화 구간(t1b)이 시작된다. 초기 점화 구간(t1b)에서, 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율을 설정 개도율로 유지하여, 공급 라인(31)의 압력이 초기 점화 압력(P1)으로 유지되게 할 수 있다. 그리고, 제어기(40)는 전극(12)과 노즐(13)에 전압이 인가되게 전원(20)을 제어한다. 이에 따라, 전극(12)과 노즐(13) 사이로 공급된 제1 가스는 전극(12)과 노즐(13) 사이에 발생되는 아크에 의해 플라즈마 상태가 될 수 있다.When the pressure of the supply line 31 reaches the initial ignition pressure P1, the initial ignition section t1b starts. In the initial ignition section t1b, the controller 40 may maintain the open rate of the first valve 331 at the set open rate, such that the pressure in the supply line 31 is maintained at the initial ignition pressure P1. . In addition, the controller 40 controls the power source 20 to apply a voltage to the electrode 12 and the nozzle 13. Accordingly, the first gas supplied between the electrode 12 and the nozzle 13 may be in a plasma state by an arc generated between the electrode 12 and the nozzle 13.

초기 점화가 이루어지면, 점화 플로우 구간(t2)이 개시된다. 점화 플로우 구간(t2)에서는 절단 대상물(S)과 플라즈마 토치(10)사이에 플라즈마 아크가 형성될 수 있다.When the initial ignition is made, the ignition flow section t2 is started. In the ignition flow section t2, a plasma arc may be formed between the cutting target S and the plasma torch 10.

점화 플로우 구간(t2)은 점화 플로우 개시 구간(t2a)및 공정 점화 구간(t2b)을 포함할 수 있다.The ignition flow section t2 may include an ignition flow start section t2a and a process ignition section t2b.

초기 점화가 이루어 지면, 제어기(40)는 점화 플로우 개시 구간(t2a)이 시작되게 한다. 점화 플로우 개시 구간(t2a)에서, 제어기(40)는 공급 라인(31)의 압력이 공정 점화 압력(P2)으로 상승되게 한다. 이를 위해, 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율이 100이 되게 할 수 있다. 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 개도율이 설정 개도율에 도달할 때까지 제1 밸브(331)의 개도율의 상대 증가량이 10이 되게 할 수 있다. 또한, 제어기(40)는 제2 밸브(332)의 개도율이 50이하가 되게, 제2 밸브(332)를 개방한다. 일 예로, 제어기(40)는 제2 밸브(332)의 개도율이 20이 되도록, 제2 밸브(332)를 개방할 수 있다. 제어기(40)는 개도율이 설정 개도율에 도달할 때까지 제2 밸브(332)의 개도율의 상대 증가량이 5이하가 되게 할 수 있다. 공급 라인(31)으로 설정 압력을 갖는 가스가 공급됨에 따라, 전극(12)과 노즐(13) 사이에서 점화된 플라즈마는 절단 대상물(S)을 향해 분사될 수 있다.When the initial ignition is made, the controller 40 causes the ignition flow start section t2a to begin. In the ignition flow start section t2a, the controller 40 causes the pressure in the supply line 31 to rise to the process ignition pressure P2. To this end, the controller 40 may allow the opening degree of the first valve 331 to be 100. The controller 40 may allow the relative increase in the opening rate of the first valve 331 to be 10 until the opening rate of the first valve 331 reaches the set opening rate. In addition, the controller 40 opens the second valve 332 such that the opening degree of the second valve 332 is 50 or less. For example, the controller 40 may open the second valve 332 such that the opening degree of the second valve 332 is 20. The controller 40 may cause the relative increase in the opening rate of the second valve 332 to be 5 or less until the opening rate reaches the set opening rate. As the gas having the set pressure is supplied to the supply line 31, the plasma ignited between the electrode 12 and the nozzle 13 may be injected toward the cutting object S.

공급 라인(31)의 압력이 공정 점화 압력(P2)에 도달되면, 공정 점화 구간(t2b)이 시작된다. 공정 점화 구간(t2b)에서, 제어기(40)는 제1 밸브(331) 및 제2 밸브(332)의 개도율을 설정 개도율로 유지하여, 공급 라인(31)의 압력이 공정 점화 압력(P2)으로 유지되게 할 수 있다. 그리고, 제어기(40)는 전극(12)과 절단 대상물(S) 사이에 전압이 인가되게 전원(20)을 제어한다. 이에 따라, 절단 대상물(S)을 절단하기 위한 플라즈마 여기를 위한 아크가 전극(12)과 절단 대상물(S) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 제어기(40)는 전극(12)과 절단 대상물(S) 사이에 전압이 인가되어 공정 점화가 이루어 질 때, 보조 밸브(350)중 적어도 하나 이상을 개방하여, 노즐(13)과 노즐 쉴드(14) 사이에 보호 가스가 공급되게 할 수 있다.When the pressure of the supply line 31 reaches the process ignition pressure P2, the process ignition section t2b starts. In the process ignition section t2b, the controller 40 maintains the opening rates of the first valve 331 and the second valve 332 at the set opening rates, such that the pressure in the supply line 31 is the process ignition pressure P2. ) Can be maintained. Then, the controller 40 controls the power supply 20 so that a voltage is applied between the electrode 12 and the cutting object S. Accordingly, an arc for plasma excitation for cutting the cutting object S may be formed between the electrode 12 and the cutting object S. FIG. In addition, the controller 40 opens at least one or more of the auxiliary valves 350 when a voltage is applied between the electrode 12 and the cutting object S to ignite the process, such that the nozzle 13 and the nozzle shield are opened. Protective gas can be supplied between (14).

공정 점화가 이루어지면, 공정 플로우 구간(t3)이 개시된다. 공정 플로우 구간(t3)이 개시되면, 절단 대상물(S)의 절단에 사용되는 가스가 공급 라인(31)을 통해 플라즈마 토치(10)에 공급된다. 제어기(40)는 제1 밸브(331)를 닫고, 제2 밸브(332)의 개도율을 100으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 공급 라인(31)의 압력은 공정 압력(P3)이 된다. 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 상대 증가량이 -10 미만으로 할 수 있다. 일 예로, 제어기(40)는 제1 밸브(331)의 상대 증가량이 -5로 하여, 제1 밸브(331)를 닫을 수 있다. 제어기(40)는 제2 밸브(332)의 상대 증가량을 10으로 하여, 제2 밸브(332)를 완전히 개방할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 토치(10)에는 절단 공정에 사용되는 제2 가스만이 공급될 수 있다.When process ignition occurs, the process flow section t3 is started. When the process flow section t3 is started, the gas used for cutting the cutting object S is supplied to the plasma torch 10 through the supply line 31. The controller 40 may close the first valve 331 and increase the opening degree of the second valve 332 to 100. As a result, the pressure of the supply line 31 becomes the process pressure P3. The controller 40 may make the relative increase amount of the first valve 331 less than -10. For example, the controller 40 may close the first valve 331 by setting the relative increase amount of the first valve 331 to −5. The controller 40 may open the second valve 332 completely by setting the relative increase amount of the second valve 332 to 10. Accordingly, only the second gas used in the cutting process may be supplied to the plasma torch 10.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 점화 플로우 개시 구간(t2a)에서, 2개 이상의 가스 탱크(310)에서 공급되는 가스를 통해 공급 라인(31)은 공정 점화 압력(P2)으로 증가된다. 이에 따라, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스의 압력이 공정 점화 압력(P2)으로 도달되는 시간이 단축될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, in the ignition flow start section t2a, the supply line 31 is increased to the process ignition pressure P2 through the gas supplied from the two or more gas tanks 310. Accordingly, the time for the pressure of the gas supplied to the plasma torch 10 to reach the process ignition pressure P2 can be shortened.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 절단 대상물(S)의 절단에 사용되는 가스와는 상이한 가스를 통해 초기 점화가 이루어져, 전극(12)의 손상이 감소될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the initial ignition is made through a gas different from the gas used for cutting the cutting object (S), damage of the electrode 12 can be reduced.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스의 압력이 설정 과정에 따라 변하면서, 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스가 초기 점화에 사용된 가스에서 절단 공정에 사용되는 가스로 변환될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, while the pressure of the gas supplied to the plasma torch 10 is changed according to the setting process, the gas supplied to the plasma torch 10 is cut in the gas used for the initial ignition Can be converted to the gas used.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 밸브(330)의 개방 상태의 조절이 제어기(40)에 의해 이루어 진다. 이에 따라, 공급 라인(31)으로 공급되는 가스의 양 및 플라즈마 토치(10)로 공급되는 가스의 압력은 설정 과정에서 따라 변하고, 가스의 양 및 가스의 압력이 제어되지 않은 상태로 급격히 증가 또는 감소되는 것이 방지되고, 이에 따라 플라즈마 토치(10)가 손상되는 정도가 감소될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the adjustment of the open state of the plurality of valves 330 is made by the controller 40. Accordingly, the amount of gas supplied to the supply line 31 and the pressure of the gas supplied to the plasma torch 10 change according to the setting process, and the amount of gas and the pressure of the gas increase or decrease rapidly without being controlled. Can be prevented, and the degree to which the plasma torch 10 is damaged can be reduced.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the above-mentioned content shows and describes preferred embodiment of this invention, and this invention can be used in various other combinations, changes, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The embodiment described is to describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, various modifications required in the specific application field and use of the present invention is possible. Thus, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed as including other embodiments.

10: 플라즈마 토치 11: 본체
12: 전극 13: 노즐
14: 노즐 쉴드 20: 전원
30: 가스 공급 유닛 31: 공급 라인
32: 보조 공급 라인10: plasma torch 11: body
12: electrode 13: nozzle
14: nozzle shield 20: power
30: gas supply unit 31: supply line
32: auxiliary supply line

Claims (5)

전극, 상기 전극의 둘레에 위치되는 노즐 및 상기 노즐의 외측 둘레에 위치되는 노즐 쉴드를 갖는 플라즈마 토치;
상기 플라즈마 토치와 공급 라인으로 연결되어, 상기 전극과 상기 노즐 사이에 형성된 공간으로 공정 가스를 공급하고, 상기 플라즈마 토치와 보조 공급 라인으로 연결되어, 상기 노즐과 상기 노즐 쉴드 사이에 형성된 공간으로 보조 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 플라즈마 토치에 연결되는 전원; 및
상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
상기 가스 공급 유닛은,
제1 가스 탱크;
제2 가스 탱크;
상기 제1 가스 탱크와 상기 공급 라인을 연결하는 제1 분지 라인;
상기 제2 가스 탱크와 상기 공급 라인을 연결하는 제2 분지 라인;
상기 제1 분지 라인에 위치되는 제1 밸브;
상기 제2 분지 라인에 위치되는 제2 밸브;
상기 제1가스 탱크와 상기 보조 공급 라인을 연결하는 제1 보조 분지 라인;
상기 제2 가스 탱크와 상기 보조 공급 라인을 연결하는 제2 보조 분지 라인;
상기 제1보조 분지 라인에 위치되는 제1 보조 밸브; 및
상기 제2보조 분지 라인에 위치되는 제2 보조 밸브를 포함하고,
상기 제어기는
수치 제어의 방식에 따라 수치화 된 신호를 명령 신호로 하여 구동하도록 제공되는 제1 제어부; 및
상기 제1 제어부의 신호에 따라 상기 전원을 제어하고, 또한 상기 가스 공급 유닛에 포함되는 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제1 보조 밸브, 상기 제2 보조 밸브를 제어하여, 상기 가스 공급 유닛에서 공급되는 상기 공정 가스 및 상기 보조 가스를 제어하는 제2 제어부를 포함하고,
상기 제어기는 상기 공급 라인의 압력을 초기 점화 압력으로 상승시키고 상기 전극과 상기 노즐 사이에 플라즈마 아크를 형성하는 프리 플로우 구간, 상기 공급 라인의 압력을 상기 초기 점화 압력보다 큰 공정 점화 압력으로 상승시키고 상기 플라즈마 토치와 절단 대상물 사이에 플라즈마 아크를 형성하는 점화 플로우 구간, 상기 공급 라인의 압력을 상기 공정 점화 압력 보다 작은 공정 압력을 낮추고 작업을 수행하는 공정 플로우 구간에 따라 상기 전원 및 상기 가스 공급 유닛을 제어하되,
상기 프리 플로우 구간일 때, 상기 제2 밸브는 닫힌 상태에서 상기 제1 밸브는 상기 공급 라인의 압력이 상기 초기 점화 압력에 도달될 때까지 개방된 후 설정 시간 지속되고,
상기 점화 플로우 구간일 때, 상기 공급 라인의 압력이 상기 공정 점화 압력에 도달될 때까지 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 개방한 후 설정 시간 지속되고,
상기 공정 플로우 구간일 때, 상기 제1 밸브는 닫고 상기 제2 밸브는 완전 개방되는 플라즈마 절단 장치.A plasma torch having an electrode, a nozzle positioned around the electrode, and a nozzle shield positioned around the outside of the nozzle;
A process gas is connected to the plasma torch and a supply line, and supplies a process gas to a space formed between the electrode and the nozzle, and is connected to the plasma torch and an auxiliary supply line, and is an auxiliary gas into a space formed between the nozzle and the nozzle shield. Gas supply unit for supplying; And
A power source connected to the plasma torch; And
A controller for controlling the power supply and the gas supply unit,
The gas supply unit,
A first gas tank;
A second gas tank;
A first branch line connecting the first gas tank and the supply line;
A second branch line connecting the second gas tank and the supply line;
A first valve positioned in said first branch line;
A second valve positioned in said second branch line;
A first auxiliary branch line connecting the first gas tank and the auxiliary supply line;
A second auxiliary branch line connecting the second gas tank and the auxiliary supply line;
A first auxiliary valve positioned in the first auxiliary branch line; And
A second auxiliary valve located in the second auxiliary branch line,
The controller
A first control unit provided to drive the digitized signal as a command signal according to the numerical control method; And
The gas supply is controlled by controlling the power supply according to a signal of the first control unit, and by controlling the first valve, the second valve, the first auxiliary valve, and the second auxiliary valve included in the gas supply unit. A second controller for controlling the process gas and the auxiliary gas supplied from the unit,
The controller increases the pressure of the supply line to an initial ignition pressure and a free flow section for forming a plasma arc between the electrode and the nozzle, the pressure of the supply line to a process ignition pressure that is greater than the initial ignition pressure and the The power supply and the gas supply unit are controlled according to an ignition flow section for forming a plasma arc between the plasma torch and the cutting object, and a process flow section for lowering a process pressure smaller than the process ignition pressure to perform the operation. But
In the free flow section, the second valve is closed and the first valve is opened until the pressure of the supply line reaches the initial ignition pressure, and the set time lasts.
In the ignition flow section, the set time lasts after opening the first valve and the second valve until the pressure of the supply line reaches the process ignition pressure,
When the process flow section, the first valve is closed and the second valve is fully open. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH079153A (en) * 1993-06-23 1995-01-13 Komatsu Ltd Method for controlling plasma cutting device
KR20040104354A (en) * 2003-05-28 2004-12-10 고마츠 산키 가부시키가이샤 Plasma cutting apparatus and control unit thereof

Patent Citations (2)

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