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    公开号:WO1991016169A1
    申请号:PCT/JP1991/000513
    申请日:1991-04-17
    公开日:1991-10-31
    发明作者:Yozo Nishi
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:B23K10-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 プラスマ切断における トーチ高さの制御方法
    [0002] 技 術 分 野
    [0003] 本発明は、 プラズマ切断における トーチ高さの制御方法に係り、 殊に切断速度 を監視するこ とにより、 たとえ切断速度が変化しても、 当初設定した最適 ト一→ 高さを維持して優良な切断品質を得る方法に関する。
    [0004] 背 景 技 術 . .
    [0005] 従来、 プラズマ切断機は XYテーブル等に搭載され、 優良な切断品 を確 マ るため、 そのプラズマ切断における ト一チ高さの制御方法は、 一定の トーチ移動 速度 （以下、 切断速度と呼 ） において、 「 トーチ高さ hがァ一々電圧 V a に -. 例する こ とを利用し、 アーク電圧 V aを監視するこ とによ り 、 当初設定した最 適 トーチ高さ h cを維持するように している （例えば D E 2 7 0 F: 2 3 Γ C ： %. HS ') 。
    [0006] 具体的には図 7に示すよう に-、 最適 ト ーチ高さ h r.に '、ける丁一カ電 5； - 冃 t アーク電圧 Vc,と し （S O ) 、 トーチ-を母材から前記最適切断高さ h cに設定 - ( S δ ) 、 プラズマアークにより母材を切浙すると共に、 アーク電圧か安定後 ' S 6 ) 、 アーク電圧 V aを読込み （S 9 3 ) 、 このアーク電圧 V a と前記目標 ーク電圧 V c ,とを比較し （ S 1 0 ) 、 V a > V c ,のとき は ト ーチを下け （' S 1 (' 1 ) 、 V a = V c ,のときは トーチ高さをそのまま と し （ S 1 0 2 ,) 、 V a く V r のときは トーチを上げる （S 1 0 3 ) こ とにより、 前記当初の最適 ト ーチ ？ f cを維持する。
    [0007] 上記最適 トーチ高さ h cは、 切断母材の板厚や材賀、 !- ーチ スル ί¾ . 切! 速度及び トーチ高さ等の諸要因を包活的に考慮する こ とによ り . 予 決定てき 値である そ してこの最適 トーチ髙さ h cによって得られた目標マーク電圧 ·ν . 9一 は、 固定値と して、 該プラズマ切断機の制御系へ設定されている.
    [0008] ところで実際の切断面を観察すると、 トーチ高さか一定ならは、 切断品 定である （別言すれば、 トーチ高さが変化すると、 切断品質は低下する ， 上 二 ろが上記従来方法によれば、 一定切断速度が前提条件であるとは言え、 コ ーナ - 切断時は切断速度が変化し、 これに従い トーチ高さ hも変化するため . itコ ーチ 一の切断品質は低下する。 詳しく は以下のとおりである c
    [0009] 図 8は、 異なる トーチ高さ h , 〜 h 5 f h , < h 5 ) における切斷速 （横軸
    [0010] ) とアーク電圧 （縦軸） との実測特性グラフである t 同図に示すと ft - . ¾ ;·一 チ高さ h； 〜 h . では-、 切断速度 F aが早 ると -Γ—ク電圧 Y aが - マ . (以下、 略反比例と呼ぶ） c これは、 一定 トーチ高さに いて 、 切断速度^皁 なると母材の主陽極点が トーチ側へ近づく ためである
    [0011] 例えば当初設定の最適 トーチ高さが h > であり、 当初設定の最適切断速度が F L である場合、 アーク電圧 V a は V である力く （説明の便宜上 ァ一ク ¾ ：' =目標アーク電圧 Vclと した） 、 切断速度が早く なると （F【 - F H > 、 7 ~ 電圧 V aが低下し （V c— V , ！ 、 目標了 — ゥ電圧 c,が固定被てあ , . 二 れらが比較されて Vt く Vclとなるため， トーチ；ま高.さ まて上昇- . -. ΗΠ - 、 切断速度が変化して トーチ高さが変化する いう問題点がある..
    [0012] 本発明は上記従来技術の問題点に着目 し、 切断速度の変^による切断品 »の低 下を解決できるプラズマ切断における トーチ高さの制御方法を提供する こ とを 的とする。 発 明 の 開 示
    [0013] プラズマ切断における トーチ高さの制御方法に係る第 1 の発明は、 一 +を 材から最適 トーチ高さ h cにし-. プラズマアークにより母材を切衝すると共に . アーク電圧が安定後、 アーク電圧 V iを複数面 （ i = 1〜 n ) 読込 - こ --| -:' '： 平均アーク電圧 V bを算出し、 定常切断時、 切断速度 F 3を読込み . こ 切断速 度 F aで前記平均ァーク電圧 V bを補正して目標ァーク電 £ V c と ： C'目 : アーク電圧 V cにより、. 前記最適 ト ーチ高さ h c を維持する構成であ 、 第 2 の発明は、 最適 トーチ高さ h c におけるアーク電圧を目標ァ一ク電圧 V c : と して設定し、 トーチを母材より前記最適 トーチ高さ h c にし、 プ ス マ 一 ：' により母材を切断すると共に、 アーク電圧が安定後にァーク電圧 V aを読込み、 このアーク電圧 V a と前記目標アーク電圧 V c lとを比較し、 前記最適 ト ーチ高さ h cを維持するようにしたブラズマ切断における トーチ高さの制御方法において
    [0014] 、 切断速度 F aを入力し、 この切断速度 F a に基づく変化電圧 Δ Vで前記目標 ーク電圧 V c lを補正する構成である。
    [0015] 第 3 の発明は、 ト ーチを母材から最適 ト ーチ ftさ h (： に し、 ブラ ス.マ―' 一 - に より母材を切断すると共に、 アーク電圧が安定後にアーク電圧 V ί を複数 © ； ；
    [0016] = 1 〜 η ) 読込み、 これらの平均ァ 一ク電圧 V bを算出し、 定常切断時に切断^ 度 F aを読込み、 この切断速度 F a に基づく変化電圧厶 vで前記平均マ一 ' 電圧
    [0017] V bを補正して目標アーク電圧 V c と し、 次にアーク電圧 V a を読込みこ のァー ク電圧 V a と前記目標アーク電圧 V c とを比較し、 V a > V c のとき は ト ーチを 下げ、 V a = V c のと き は トーチ高さはそのまま と し、 V a く V c O上 ≤ ； - 一 チを上げるこ とによ り、 前記最適 トーチ高さ h cを維持する構成である：
    [0018] 第 4の発明は、 トーチを母材から最適 ト—チ高さ し にし . プラ フ' --ー マ ― に より母材を切断すると共に、 アーク電圧が安定後にアーク電圧 V i を読込み . η つ、 遡って η— 1 面目迄の各ァ一ク電圧 V i ( ； = 2 〜 n ) を読出 て これ 平均アーク電圧 V bを算出し、 定常切断時に切断速度 Fを読込み、 こ の切断速度
    [0019] Fに基づく変化電圧 Δ Vで前記平均ァーク電圧 V を補正して目標アー ク電圧 Y c と し、 次にアーク電圧 V aを読込み.、 このアーク電圧 V a と前記目標アーク電 圧 V c とを比較し、 V a > V c のとき は トーチを下げ.、 V a = V c こ き ί-― チ高さはそのまま と し、 '— a く V cのときは トーチを上げるこ とにより、 前記 j 適 トーチ高さ h cを維持する構成である:
    [0020] 第 5 の発明は、 トーチを母材から最適 ト一チ高さ h c に し、 プラ ズマァー々に より母材を切断すると共に、 アーク電圧が安定後にアーク電圧 V 0 I とその切断透 度 F0,とを読込み、 該アーク電圧 V01を該切断速度 F01の関数 V u = :.F :' 上 して求め、 この闋数 V！ ,において別途定めた基準切断速度 F 0時の基準マ―々 ¾ 圧 V 10を算出し、 かつ、 n— 1 面目迄邈つて各面に記憶した各基準アーク電圧 V i0 ( i == 2〜n) を読出してこれらの平均基準アーク電圧 Vb0を算出し、 さ らに 該平均基準アーク電圧 Vb0を前記基準切断速度 F 0時の関数である該関数 V = g (F) と して求め、 定常切断時切断速度 F aを銃込み、 前記関数 Vにおける該切 断速度 F a時のアーク電圧を算出してこれを目標アーク電圧 V c と し、 次にァー ク電圧 V aを読込み、 このアーク電圧 V a と前記目標アーク電圧 V c とを比
    [0021] V s 〉 V c のときは トーチを下げ、 V a = V cのときは ト.ーチ高さ そ と し、 V 3 く V cのときは トーチを上げるこ とにより、 前記最適 'ト ーチ ¾さ h . を維持する構成である
    [0022] 第 6 の発明は、 上記第 2·、 第 3、 第 4又は第 5の発明の切断速度 F aの銃込 工程時にアーク電圧 V a も読込む構成である。
    [0023] 上記各構成は、. '一定切断速度において、 トーチ高さがアーク電圧 V a に比例 する . こ とを利用してアーク電圧 V aを監視し、 かつ、 「アーク電圧 V ¾ (即 トーチ高さ ί が切断速度 F aに略反比例する. こ とを利用して切断速度 F ri を^ 視している e この結果、 切断速度 F aが変化しても、 最適 ト -— +高 η '： を維 するようになる。 具体的には、 目標アーク電圧 λ: cを切断速度 F aで ¾ '正^ る樣. 成であるため、 たとえ切断速度 F aが変化しても、 当初設定の最適 トーチ高さ r cは維持され、 優良な切断品 ¾を得ることができる。 図面の簡単な説明
    [0024] 図 1 は第 1 の ¾明に係る実施例のフローチヤー ト、 図 2 は第 2 の発明に^る 、 施例のフローチャー ト、 図 3 は第 3の発明に係る実施例のフ ローチ — ト 4 は第 4の発明に係る実施例のフローチャー ト、 図 5 は第 5の発明に係る実施例 フ ローチ ー ト、 図 6 は第 1 乃至第 5の発明に係る実施例を搭載した 二ズマ ¾ 断ロボッ トの概念図、 図 Ί は従来方法のフ ローチヤ一ト 、 図 8 は一定 ー千 0 一
    [0025] における切断速度とアーク電圧との関係を示す図表である
    [0026] 発明を実施するための最良の形態
    [0027] 本発明の実施例を図 1 〜図 6を参照して以下説明する。 実施例は、 図 6 のプ ズマ切断ロボッ ト に使用した。 口ボッ ト 5 は基台 5 1 上に旋面装置 5 2 と . ： ' 上のブーム 5 3 と、 このブーム先端でビン結合されかつ油圧ァクチユエータ 5 4 で昇降するアーム 5 5 と、 このアーム先端で自在結合されたハン ド 5 6 と コ ン ト ロ一 5 7 とから大略構成される。 トーチ 1 は前記ハン ド 5 6 に装着さ t また トーチ下方には排煙シ ュータ 6が配置してある , この排煙シ ュ一 '■や上 U内 ' 剣山 6 】 上には、 トーチ 1 と対向するように-、 母材 2を設置してある。
    [0028] ブラズマ切断は、 電源 4 1 による ト一チ電極 （ と母材 ·2 ( - ) との間のマ ーク電圧 V a により、 別途 ト一チ先端のノ ズルに送袷された作動力 スをブラズマ アーク 3 に変え、 該プラズマアーク 3 と、 該プラズマアーク 3を取囲むよ う に ノ ズルに別途送袷された動作ガスとを該母材 2の切断線に沿って噴出し、 該母 2を溶融し、 飛散させて行われる。
    [0029] 各実施例はマイ コ ンでなるコ ン ト c 一 4 2 に格納され、 アー ク電圧 V a 及：— 切断速度 F aを読込み、 記憶し、 -演算し、 演算結果を口 . + ；、 5 ーチ駆動^ に出力する。 尚、 各請求項記載及びその他記載の トーチ高さ h © 「高さ - は、 記プラズマ切断ロボッ トが 3次元駆動切断 （例え 、 斜め切断、 横向き切断、 向き切断） するこ とから分かるように、 トーチ 1 と母材 2 との 「離間距離-' の f 味である。 切断速度 F a は、 下記実施例ではロホ ッ ト コ ン ト ローラ 5 7 の切断 ¾ 度設定値を読込むが、 別途外部に速度セ ンサを備えて読出してもよい
    [0030] 図 1 は第 1 の発明に係る実施例のフローチャー トである。 同図では、 コ ソ '· - ーラは トーチ ] を母材 2から所定高さ h a まで下降させ （ S 1 ) . トー 】 O 傍に備えた リ ミ ッ トスイ ッチが◦ Νになると、 髙さ h aを読込み . 第 1 基 と "？ る （ S 2 ) 。 次に トーチ I をピア ッ ン ング髙さ h bまて下降させ、 高さ h hを該 込み、 第 2基準とする （ S 3 ) c そしてピア ッ シ ングを実施する '、 S 4 „ ピア ツ シ ングは、 切断開始点が母材面内である場合、 該開始点に予め貫通孔 4- 設ける作業である。 ピア ツ シ ングの実施により、 定常切断時、 ダフ ルアーク ' ズル及び トーチの破損の原因である溶融物を該貫通孔から母材下方外へ吹き飛 す。 従ってピア ツ シ ング高さ h bは定常切断時の トーチ高さ h cより も高く つ ている。 尚、 逆に切断開始点が母材端である場合や母材板厚が薄い場合等はビマ ッ シング工程 （S 4 ) は普通省略される。 尚、 上記工程 （S 1〜S 4 ) は第 i〜 第 5の発明に係る実施例においても同様であり、 これらの実施例では説明を省略 する。
    [0031] 第 1 の発明に係る実施例は、 上記工程 （ S 1〜 S 4 ) に続き 、 トー 〗 を：—： ：. に下げて最適 トーチ高さ h c とし （ S 5 ) 、 プラズマアーク 3に'より母材 2'を^ 断すると共に、 アーク電圧が安定後 （ S 6 ) 、 マーク電圧 V i を例え I 0回 ¾ 込み （S 7 ) 、 これらの平均アーク電圧 V bを算出し （S 8 ) 、 定常切断時 . 切 断速度 F aを読込み、 この切断速度 F aで前記平均アーク電圧 V bを補正して S 標アーク電圧 V c と し （ S 9 ) 、 前記目標アーク電圧 Y cにより、 当初の最適 ト ーチ高さ h cを維持する （ S 1 0 ) 。 工程 （ S 9、 £ 1 0 ； ί―' - スマ切 力、 了するまでループし （ S 1 3 ) 、 切断終了 （ S i 1 ) 後 ーラズママ一ク 3 - め （S i 2 ) 、 トーチ 1を上げて （ S 1 4 i 全工程を終了する。 . こ？； っェ (S 1 1〜S 1 4 ) は第 2〜第 5の発明に係る実施例において も同様であ ' . 二 れらの実施例では説明を省略する。
    [0032] 第 1 の発明 （第 3の発明も同様） は、 例えば 1つの母材に 1つの大きな形状切 断を行なうに好適である。
    [0033] 図 2は第 2の発明に係る実施例のフローチヤ一トであり、 先ず最適 ト ーチ高さ h cにおけるアーク電圧を目標アーク電圧 Vclとして設定し （S O ) 、 トーチ ： を母材 2から前記最適切断高さ h cに し （ S 5 ) 、 プ ズマアー々 3によ 母お 2を切断すると共に、 アーク電圧が安定後 （ S 6 ) 、 切断速度 F aを入力 (：-·. 9 1 ) 、 こ の切断速度 F aに基づく変化電圧 Δ Vで前記目標アーク電圧' r！を 正して目標ァーク電圧〜 c と し （S 9 2 ) 、 マーク電圧 aを銃込み （ S H 3 · - -
    [0034] 、 このアーク電圧 V a と前記目標アーク電圧 V c とを比較し （ S 1 0 a . V cのときは トーチ 1を下げ （ S 1 0 1 ) 、 V a = V cのときは トーチ高さ そ のまま と し （S 1 0 2 ) 、 V a < V cのときは トーチ 1 を上げる （S 1 0 S ) 二 とにより、 当初の最適 トーチ高さ h cを維持する （ S 1 0 ) 。
    [0035] 尚、 変化電圧厶 Vは本実施例では次の手頓で出力される。 コ ン ト ローラ 4 i 、 予め、 最適 トーチ高さ h eにおける各切断速度 Famに基づく変化電圧厶 V-を 体的数値と して記憶している。 そこで読込まれた切断速度 F aに合致する記憶 断速度 Famの変化電圧厶 Vを出力する。 より詳し く は、 切断速度 F a は読込み後 丸められ、 切断速度 Famに引き当てられる e この変化電圧厶 V-出力手) は第 3 と 第 4の発明に係る実施例においても同様であり これらの実施例では説明を省略 る c . ..
    [0036] また目標アーク電圧 Vclはその符号が示すように、 従来技術の目標 - 電 : Vclであるが、 これを切断速度 V aで補正するため、 第 2の発明の適用は、 第 1 、 第 3〜第 5の発明の適用では過剰切断品質と見做され、 従来技術の適用て 不 良切断品質と見做される場合に好適かつ簡便である。 尚、 最適 トーチ高さ h (： より精査すれば、 第 1、 第 3〜第 5の発明と同等の切断品質が得ら こ と 嘗 うまでもなく 、 第 2の発明が一連の発明の基礎となっている c
    [0037] 図 3は第 3の発明に係る実施例のフ ロ ーチ ャー トであり 、 ト ーチ 1 を母村 2 r. ら所定の最適 トーチ高さ h cにし （S' 5 ) 、 ブラズマアーク 3によ り母材 2を切 断すると共に、 アーク電圧が安定後 （S 6 ) 、 アーク電圧 V iを例えは' 1 ひ面読 込み （S 8 1 ) 、 これらの平均アーク電圧 V bを算出し （S 8 2 ) 、 定常切断時 、 切断速度 F aを読込み （S 9 1 ) 、 この切断速度 F aに基づく変化電圧 Δ vて 前記平均アーク電圧 V bを補正して目標ァ一ク電圧 V c と し （ S 9 2 ) 、 次にマ ーク電圧 V aを読込み （S 9 3 ) 、 このアーク電圧 V a と前記目標丁ーク電圧 c とを比較し ( S 1 0 ) 、 V a > V cのときは トーチ 1 を下げ （S i 0 】 ） -、 a = V cのときは トーチ高さはそのままと し （ S 1 0 2 ) 、 V a < V cのとき トーチ 1を上げる （S 1 0 3 ) ことにより、 当初の最適 トーチ高さ h cを雉持 る （ S 1 0 ) 。
    [0038] 図 4 は第 4の発明に係る実施例のフ ローチャー トであり、 トーチ 1 を母材 2よ り所定の最適切断高さ hにし （S 5 ) 、 プラズマアーク 3により母材 2を切断す ると共に、 アーク電圧が安定後 （S 6 ) 、 アーク電圧 V 1 を読込み （ S 8 1 > 、 かつ、 適って例えば 9面目迄の各アーク電圧 V 2〜V 9を読出してこれらの平均 アーク電圧 V bを算出し （S 8 2 ) 、 定常切断時、 切断速度 Fを読込み （ S 9 1 ) 、 この切断速度 Fに基づく変化電圧厶 で前記平均アーク電圧 V bを補正し 目標アーク電圧 V c と し （ S 9 2 :> 、 次にアーク電圧 aを読込み '， 5 Ί ) . こ アーク電圧 V a と前記目標了一ク電圧 V c とを比 し （ S 1 0 . ？. . cのときは トーチ i を下げ （ S 1 0 1 ) 、 V 3 = V cのとき トー≠高さ そ ままと し （S 1 0 2 ) 、 V a く V c のときは トーチ 】 を上ける （ S 】 !： 3、 ： t により、 当初の最適 トーチ高さ h cを維持する （ S 1 0；'
    [0039] 尚.、 第 4の発明は、 第 1及び第 3 の発明と異なり、 1 つの母材に複数の切断図 形がある場合、 顎に、 ビアツ シ ング、 トーチ下降、 切断、 トーチ上昇、 トーチ柊 動、. ト ーチ下降、 切断、 ト ーチ上昇 . ' .··と連続切断するに好適である， つま :' 、 平均マーク電圧 V b は、 先の切断情報 V i を所定面数 ( n - 1 Μ > E - ·：今 B の切断情報に取入れているためである （これは下記第 5の発明に ': 'て i.同 、て ある）
    [0040] また、 平均ァーク電圧 V bの算出は、 アーク電圧 V i の読込みが所定の n回未 満の場合 （即ち、 切断開始面数が所定面数に至らない場合） 、 本実施例ては、 ス 足面数分の総てに第 111目の読込みアーク電圧 V 〗 を記憶する 例えは未だ 3 E 目である場合、 今面分には今回のアーク電圧 V 1 を、 前回分には前回の V 2を . 前前回分から 9面前目分までには前前 1 の V 3を 8個記憶し、 これらか 平均—'' ーク電圧 V bを算出する。 他の方法も多いが、 請求項 5の実施例で 、 同様方;: t と した （但し、 第 5の発明での切断情報は上記 V ί でな く V ,。である） ...
    [0041] δ ( a ) は第 5 の癸明に係る実施例のフローチャー トであり、 同 !1 ( し ； へ 同図 (； d は、 同図 （ a ) の各工程の詳細説明のための図表てあり . 一定最適 r ーチ高さにおける切断速度 F (横軸） とアーク電圧 V (縦軸） との関係を:; : て マアーク 3により母材 2を切断すると共に、 アーク電圧が安定後 （ S 6 ) , -- ク電圧 V 0 Iとその切断速度 F o,とを読込み ( S 8 1 1 ) 、 該アーク電圧 V C 1を 切断速度 F ,の関数 V , , = g ( F ) と して求め （ S 8 1 2 ) 、 この関数 V に . いて別途定めた基準切断速度 F 時の基準アーク電圧 V ,。を算出し （ S S 1 3 ' 、 かつ、 例えば 9面目迄邀つて各面に記憶した各基準マーク電圧 V i 0 ( i = 2へ n ) を読出してこれらの平均基準アーク電圧 Vb0を算出し （ S 8 2 ) 、 さ に 平均基準アーク電圧 Vb0を前記基準切断速度 F 時の関数である該関数 - ί . Ρ' ) と して求め （ S 8 ； 1 ' 、 定常切断時、 切断速度 F a を読込み ：？ ：.' 1 前記関数 Vにおける該切断速度 F a 時のアーク電圧を算出してこれを目標マ ー ト 電圧 V c と し ( S 9 2 ； 、 次にアーク電圧 V a を読込み （ S 9 3 , 二 '：.— ' - '- 電圧 V a と前記目標アーク電圧 V c とを比較し （ S 1 0 ) 、 V a > V c のとき トーチ 1 を下げ （ S 1 () 】 ） 、 V a = V c のときは トーチ髙さはそのまま こ し- - S 1 0 2 ) V a く V c のときは ト一チ 1 を上げる （ S 1 0 3 ') 二 とによ 'ソ -， 初の最適 ト ーチ高さ h c を維持する （ S i 0 .) ,
    [0042] 尚.、 第 2〜第 4の発明では変化電圧 Δ を用いたか、 第 5 の発明て 関 '— ： .
    [0043] = ( F ) 、 を用いる 詳し く は、 前出図 8 の図表から判ると 、 図 · . . ：.' フ ィ 一ルは各切片のみが異な （即ち、 縦軸方向に平行移動できる） 同一 ' ' マ ィ ールと見做すこ とができる。 即ち、 アーク電圧 V a は切断速度 F a の関 ¾ t - る。 尚この関数は多次元関数のような複雑な関数である必要はな く 、 例えば傾 ΐ の異なる 2〜 3種の 1次関数の複合関数と し、 前記 2〜 3種の 1 次関欸 Θ適埒 断速度範囲を措定するだけで構成でき る c
    [0044] そこで同図 （' b ) に示すとおり、 工程 （ S 8 1 1 、 S 8 1 2 ) は、 読込んだ ーク電圧 V ,と切断速度 F ,とにより、 これらが含まれる関数 ' , = ！ F , Yd = g ( F ；) を求める。 また工程 （ S 8 1 3 > は、 該関数 V を基，— Ψ. 途定めた基準切断速度 F 時の基準アーク電圧 Y 1 P= g ( F o ) を算出する ： のアーク電圧 V ,0を 9面目先の切断時まで記憶する この基準切断速度 , o 定理由は、 プログラムの実行上、 該コ ン ト ローラ 4 1 に基本関数、 基本デ一 一 , その他の演算の基本事項だけを格納させて演算及び記憶効率を高めるためてあ 工程 （ S 8 2 ) は、 基準アーク電圧 V 10と、 例えば 9面目迄遡って各回に記憶 した各基準ァーク電圧 V20 V90との平均基準アーク電圧 Vb0を算出する： 二れ は、 今面の切断を先の 9回分の切断時のバラツキで均一にするためである。 尚.、 基準ァーク電圧 V 10の記億及び各基準ァーク電圧 V20 V9。の銃出し要領は上記 第 4の発明で説明済みである。
    [0045] 工程 （ S S 2 1 ) は、 同図 （ c ) に示すとおり . 工程 （ S.S I ： へ I ： と同一要領で、 平均基準アーク電圧 Vb0と基準切断速度 F 0 とによ . ： 舍まれる複合関数 V = g ( F ) ( V bC= g (F o ) ) を求める。
    [0046] 工程 （ S 9 2 ) は、 工程 （ S 9 1 ) で読込んだ切断速度 F aを前記複合関欸 V = g ( F に当てはめて目標アーク電圧 V c =: g (F a ) となす工程である t . 降は工程 （ S 9 3 ) で読込んだアーク電圧 V a と目標アーク電圧 V c. とを比較し ( S 1 0 ) 、 その結果に基づき トーチ高さを钹動させる
    [0047] 即ち、 最適 トーチ高さ h cにおける目標アーク電圧関数 Vにおいて 切断速度 F aが読込まれると、 直ちに目標アーク電圧 V cが演箄される。 次に ク ¾ E
    [0048] V aが読込まれると、 このアーク電圧 V a と比較される。 同図 （ d ) では V a >
    [0049] V cであるのて、 実際 トーチ高さは最適 トーチ高さ h e より も高いので、 トーチ 1を下げることにより、 最適 トーチ高さ h cが維持される。 従って切断速度 F a に影響されない優良な切断品質が保証される。
    [0050] 尚、 上記第 2〜の第 5 の発明に係る実施例において、 切断速度 F a を読込むと き （ S 9 1 ) 、 同時にアーク電圧 V aを銃込ん （S 9 3 ' んでも、 同様の結果を 得るこ とができるのは当然である。
    [0051] 切断速度を監視する構成を加味したブラズマ切断における トーチ高さの制御 ； 法によれば、 切断速度が変化しても、 最適 トーチ高さが維持されるのて . 優良 切断品質を維持するこが可能となる。 次に、 本発明に係る他の実施例について以下に説明する
    [0052] 先ず、 プラズマ トーチ 1 における実際のアーク電圧 Vと、 基準電圧設定^:'ハ 出力される基準切断速度 F 0時の基準アーク電圧 V 0 とが比較される （ 一 V (, 10=Δ ν) 。 この偏差電圧 Δ νは、 補正値変換器において予め記憶されている所 定の トーチ高さ補正基準テーブルに基づき変換され、 補正指令値: i Δ h i L てじ' ボッ ト 5に出力され、 プラズマ トーチ 1を微動させる。 なお、 口ホ'ッ ト 5は基準 切断速度 F 0の変化 ±厶 f を基準電圧設定器へフ ィ一ドバック している：
    [0053] 次いで、 実際の トーチ高さ h (横軸） とそのアーク電圧 V (縦軸〗 との座標系 において、 所定の条件下における一次関数 V , を設定する s 本実施 ¾ る 定条件下とは 1.0 mZm i nの基準切断速度 F o と .、 0.6 m mのノ ：'， ル ' c と、 S S材のワーク材質 p c と、 3.2 mmのワーク板厚 とであ 、. (- 条件下における一次関数 V , は次式で示される ：
    [0054] V , = 4.7 h - 1 1 1
    [0055] 仮に他の諸条件下であつても、 その一次関数はこの座標系において多 'の位置 や傾きの違いはあるものの、 同様の特性を示す
    [0056] 次いで、 実際の切断速度 F a (横軸） と実際のアーク電圧 — (縦軸 .' との座樣 系において、 所定のワーク材質 における一次闉教 V： を設定する 他の諸^ 件がどのように変化しても、 一次関数 V2 の傾き o は同一であり、 本実施 !で =— 1 0である。 但し、 切断速度 F aがある値を越えるとアーク電圧 Υ 一定 になり、 本実施例ではその値が 2.Om/m i nである。
    [0057] 次いで、 最適 トーチ高さ h c (本実施例では 2.0 mm) における一次関数 · , のアーク電圧 Vの座標 （本実施例では 1 2 0 V；) を該プラズマ切断 Ο基準電. Ε V c とする。
    [0058] 最後に、 一次関数 V2 の座標系において、 基準電圧 V c ( 1 2 0 V ·' と基準七 Π 断速度 F o ( 1.0 m/m i n ) とを座標とする点 P c cを通り、 前記一次関 V の傾き （一 1 0 ) とする一次関数 Vccを設定する。 即ち、
    [0059] 0≤ F a≤ 2.0 の範囲では ： V'cc=— 1 0 F a - 1 3 0 F a > 2 . 0 では ： V c c = 1 1 0
    [0060] と し、 基準切断速度 F 0からの変動：！：厶 f に対応するアーク電圧の変動:： Δ νを 加味した基準電圧 V cを出力している。
    [0061] 本実施例によれば、 同一ヮークのブラズマ切断においては切断速度のみが変化 するものと考えてよ く、 切断速度の変動に応じて自己補正された基準電圧を自動 的に出力することができる。 産業上の利用可能性
    [0062] 本発明は、 切断速度の変化による切断品質の低下を解決で'き るプラ スマ おける トーチ高さの制御方法と して有用てあり、 ブラズマ接接:':も適 てきる
    权利要求:
    ClaimsIf 求 の io 囲
    1. トーチ （ 1 .) を母材 （ 2 ) から最適切断高さ （ h e ) に し、 7 マ 一 ( 3 ) によ り母材 （ 2 を切断すると共に、 マーク電圧が安定後 '· - ク電 if. V i ) を複数回 （ i = 1〜 n ) 読込み、 これらの平均マ一ク電圧 （ V b ·· を算 ： し、 定常切断時に切断速度 （F a ) を読込み、 こ の切断速度 （ F a '' で前記 ： アーク電圧 （V b) を補正して目標アーク電圧 iV c ) と し.. この目標アーク ¾ 圧 (― V c ) により .. 前記最適 トーチ高さ （ h cノ） を維持する ： とを特 feとォる一 ラ ズマ切断における トーチ高さの制御方法。
    2. 最適切断高さ （ h e ) におけるァ一ク電圧を目標マ一ク電圧 .い 丄一 設定し、 トーチ （ 1 ) を母材 ( 2 I から前記最適切断高さ （ h '' に し . 一- - マアーク （ 3 ) によ り母材 （ 2 ) を切断する と共に . アー ク電圧が安定後に マ ー ク電圧 （Y a ) を読込み、 こ のアーク電圧 （V a ) と前記目標マー ク電圧
    ) とを比較し、 前記最適 トーチ高さ （ h c ) を維持する ラ ズマ切断における ーチ高さの制御方法において、 切断速度 （F a ) を読込み · こ の切断速. - -
    ) に基づ く変化電圧 (Δ V ) で前記目標マ一ク鼋.5 ( c . を袖 Ϊ Lた こ とゃ 徵とするブ スマ切断に？ ける トーチ高さの制御方
    3. トーチ （ 1 ) を母材 （ 2 ) から最適切断高さ （ h e ) にし . ザ ソ -- ( 3 ) により母材 （ 2 ) を切断すると共に、 アーク電圧が安定後にァ—々電 ；
    ; i を複数回 （ i = I 〜： n ) 読込み、 これらの平均アーク電圧 （ Y ϋ ' を- t:- し、 定常切断時に切断速度 （F a ) を読込み、 こ の切断速度 （ F'' 3 ) に基づ く - 化電圧 （Δ ν ; で前記平均アーク電圧 ） を補正して目標アーク電 ϋ ( · ！ と し.、 次にマーク電圧 Π" a ) を読込み、 このマーク電! Ξ ( s と前記 マーク電圧 （ V c とを比較して
    (V V a > Y cのときは トーキ 1を下げ、
    (21 V a = V cの iき は トーチ高さをそのまま と ： -. (3) V a く V c のときは トーチ 1 を上げ、
    以上により、 前記最適 トーチ高さ ( h e ) を維持するこ とを特徴と - 切断における 一チ高さの制御方法。
    4 . ト ー （. 1 ) を母材 （ 2 ) から最適切断高さ ( c > に し、 - フ: -.' マ ―
    ( 3 ) により母材 （ 2 ) を切断すると共に . アーク電圧が安定後に—' 一ク電 5· .' '
    V 1 ) を読込み . かつ、 遡って r;一 1面目迄の各アーク電圧 ( V i . I ：- :· 〜
    ) を読出してこれらの平均アーク電圧 （ V L を算出し . 定常切断時に切 Κ ί¾ ( F > を読込み、 こ の切断速度 （ F ! に基づく変化電圧 V ) で前記 Ε . - . - ク電圧 （V b ) を補正して目標丁一ク電圧 （ V c :) と し、 次にアーク電圧 ■
    ) を読込み、 二のアーク電圧 ( V a } と前記目標マー カ電圧 V < ', t ·.
    (I V 3 > V c のときは トーチ 1 を下げ、
    (2) V a = V c のときは トーチ高さをそのままと し、
    (3) a く V c Oとき は トーチ 1 を上げ .
    以上により 、 前記最適 トーキ高さ （ h e ) を維持する こ とを特 ¾ t -r？ ―' - - 一 マ 切断に ける t-ーチ高さの制御方法、-; δ . トー ( 1 ) を母材 （ 2 ) から最適切断高さ （ h ） に し、 —'ラ スママ一 ·': ( 3 ) により母材 （ 2 ) を切新すると共に、 アーク電圧が安定後にマー々 ¾ϊ ·
    V 01 Ϊ とその切断速度 （ F 01 ) とを読込み、 該アーク電圧 （ V01) を該切 速 ¾ί I F ο , ) の闢数 V - g ( F ) と して求め、 この関数 ( V , , ) において別途定 た基準切断速度 （ F o ) 時の基準アーク電圧 ヽ ' を算出し、 かつ . r】 一 1 ' 目迄 、て各回に記憶した各基準ァ ーク電圧 （ V l C ； 2 〜 n を読 fc— — これらの平均基準アーク電圧 （'V b。》 を算出し-. さ らに該平均基準 一 々 mil
    V b0) を前記基準切断速度 ( F 0 ) 時の闉数である該闋数 - g Γ をお.
    定常切断時に切断速度 （ a '> を読込み、 こ の関數 ；' V ) における該切断速^ F a ) 時のアーク電圧を算出してこ を目標マーク電圧 （ V c i ： . ^ -- — ク電圧 （ V a ) を読込み、 このアーク電圧 （ · a と前記目標ァ一力電 ( V c ) とを比較して
    (1) V a > V c のときは トーチ 1 を下け、
    (2) .' a = V c のときは トーチ高さをそのまま と し..
    (3) V a く V c のとき は トーチ 1 を上げ、
    以上によ り、 前記最適 トーチ高さ （ h c :> を維持するこ とを特 とする マ切^ における トーチ高さの制御方法。
    - - 1
    (.； . 切断速度 （ F a ) の読込み工程に いて、 同時にマ一ク電 E ' V ：' t み工程を行なう こ とを特徵とする請求の範囲 2 . ; . 4 又は 5記 ¾
    断における トーチ高さの制御方法。
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    引用文献:
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    DE2706232A1|1977-02-15|1978-08-17|Messer Griesheim Gmbh|Verfahren zur konstanthaltung des abstandes eines werkzeuges von einem zu bearbeitenden werkstueck|DE4391399T1|1992-04-06|1995-04-27|Komatsu Mfg Co Ltd|Gerät zur Steuerung des Brennerabstandes für Plasmaschneidmaschinen|DE249598C|1911-03-25||||
    US4156125A|1977-02-28|1979-05-22|Caterpillar Tractor Co.|Method of and means for spacing control of plasma arc cutting torch including vector velocity compensation|
    JPS59163081A|1983-03-07|1984-09-14|Mitsubishi Heavy Ind Ltd|Automatic controlling method of penetration welding|
    JPH0815662B2|1987-08-17|1996-02-21|日本鋼管株式会社|アーク溶接におけるトーチ高さ制御方法|
    JPH07115191B2|1988-02-18|1995-12-13|松下電器産業株式会社|プラズマ切断機|JPH0578373U|1992-04-06|1993-10-26|株式会社小松製作所|プラズマ加工機のスタンドオフ制御装置|
    US6028287A|1997-07-25|2000-02-22|Hyperthem, Inc.|Plasma arc torch position control|
    US6153850A|1999-04-29|2000-11-28|The Esab Group, Inc.|Method of cutting a workpiece along an arcuate path with a plasma arc torch|
    US6772040B1|2000-04-10|2004-08-03|Hypertherm, Inc.|Centralized control architecture for a plasma arc system|
    US6622058B1|2000-04-10|2003-09-16|Tate S. Picard|Centralized control architecture for a plasma arc system|
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    US20110210100A1|2010-03-01|2011-09-01|The Esab Group, Inc.|Controllable cut by a plasma arc torch|
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    法律状态:
    1991-10-31| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1991-10-31| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
    1992-10-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991907713 Country of ref document: EP |
    1993-12-01| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991907713 Country of ref document: EP |
    1998-11-03| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1991907713 Country of ref document: EP |
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