DD222806A1

DD222806A1 - Verfahren und vorrichtung zur kapazitiven abstandssteuerung von schneidbrennern

Info

Publication number: DD222806A1
Application number: DD26183984A
Authority: DD
Inventors: Hans Froehlich; Andreas Berger; Hans-Joachim Roloff; Hans-Joachim Telzer; Volker Schauder
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1985-05-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Abstandssteuerung von Schneidbrennern. Ziel ist, eine Abstandssteuerung zu schaffen, die sich durch einen geringen materiellen und energetischen Aufwand auszeichnet. Nach der Aufgabe ist ein Verfahren und Vorrichtung zur kapazitiven Abstandssteuerung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise Schneidbrenner, und einem Werkstueck zu entwickeln, mit denen Fehlereinfluesse, die aus thermischen und/oder stofflichen Veraenderungen an der Fuehlerelektrode und Werkstueck sowie im Dielektrikum zwischen Fuehlerelektrode und Werkstueck resultieren, automatisch weitgehend ausgeglichen werden koennen. Erfindungsgemaess ist vorgesehen, dass die Kapazitaet zwischen einer Messelektrode und einem Werkstueck und die Kapazitaet zwischen einer Hilfselektrode sowie der Messelektrode oder dem Werkstueck als Quotient zur Abstandssteuerung ausgewertet werden. Als Vorrichtung sind zwei als Kondensatorplatten fungierende gleichfoermige Elektroden parallel zueinander und zum Werkstueck angeordnet, die jedoch mit unveraenderlichem Abstand zueinander und isoliert voneinander um den Schneidbrenner vorgesehen und mit einer Regeleinrichtung verbunden sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kapazitiven Abstandssteuerung von Schneidbrennern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die iirfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur kapazitiven Abstandssteuerung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise Schneidbrenner, und einem Werk-•stückj insbesondere für den Zuschnitt von Stahlblechen mittels Brennscimeidmaschinen»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

lis ist bekannt,· daß mit kapazitiven Meß- und Regelmethoden der Düsenabstand zwischen Schneidbrennern und dem Werkstück automatisch geregelt werden kann. Dazu wird ζ. Β· nach DE-OS 264 1850 zwischen Fühler und Werkstück sowie an einem Sollwertkondensator taktweise eine LadeSpannung angelegt und ausgewertet,οder es werden nach DS-OS 27 44 362, ÜS-PS 3398 342 und DE-OS 30 29 743 Schwingkreisschaltungen verwendet. Es sind nach DE-OS 26 41 851 auch Meßbrückenschaltung zur kapazitiven Auswertung bekannte Weiterhin ist bekannt, daß zur Verminderung der Fehlereinflüsse am Werkstückrand die Differenz der Kapazitätswerte zweier ineinanderliegender Ringelektroden ausgewertet werden kann, . . Wach DE-OS 25 53 488 wird vorgeschlagen, die Fühlerelektrode gesondert'zu kühlen,und außerdem wird nach DIi-OS 24 52 174 offenbart, daß durch das Durchblasen von Druckluft durch die Fühlerelektroden und aus diesen heraus in den Zwischenraum zum Werkstück hin die aus der Wirkung.der Flammenhitze mit der Staubbildung resultierenden Fehlereinflüsse reduziert werden können·

Gerade die letztgenannten Vorschläge weisen auf den Nachteil der bekannten Lösungen hin, daß die im praktischen Betrieb durch Hitze, Staub und Flammengase hervorgerufenen Veränderungen an der Fühlerelektrode und im Dielektrikum zwischen Fühlerelektrode und Werkstück die kapazitive Abstandssteuerung von Schneidbrennern fehlerhaft verfälschen und daß ein erhöhter materieller und energetischer Aufwand getrieben werden muß, um die Arbeitstoleranzen einzuhalten.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung ist eine kapazitive Abständesteuerung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise Schneidbrenner, und einem Werkzeug zu schaffen, die durch einen geringen materiellen und energetischen Aufwand gekennzeichnet ist und die sich durch Einhaltung von Arbeitstoleranzen auszeichnet·

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtung zur kapazitiven Abstandssteuerung zwischen einem vorzugsweisen Schneidbrenner und einem Y/erkstüok zu entwickeln, mit denen mit minimalem materiellen oder energetischen Aufwand Fehlereinflüsse, die aus thermischen und/oder stofflichen Veränderungen an der Fühlerelektrode und Werkstück sowie im Dielektrikum zwischen Fühlerelektrode und Werkstück resultieren, automatisch weitgehend ausgeglichen werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung an sich bekannter Brennschneideinrichtungen oder ähnlicher Werkzeuge sowie Eegelschaltungen die Kapazität zwischen einer Meßelektrode und dem Werkstück und die Kapazität zwischen einer Hilfselektrode und der Meßelektrode oder dem Werkstück als Quotient zur Abstand ssteuerung ausgewertet werden. Vorri@htungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind unter Verwendung an sich bekannter elektronischer Meß-, Verarbeitungs- und Regeleinrichtungen

weiterhin erfindungsgemäß so gestaltet, daß zwei als Kondensatorplatten fungierende vorzugsweise gleichförmige Elektroden vorzugsweise parallel zueinander und zum Werkstück, jedoch mit unveränderlichem Abstand zueinander und isoliert voneinander um den Schneidbrenner angeordnet und mit einer Regeleinrichtung verbunden sind·

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die als Quotient ausgewertete kapazitive Meßgröße der Einfluß des Dielektrikums und der die Kapazität beeinflussenden Veränderungen an den Elektroden und am Werkstück, insbesondere der Kanteneinfluß, wesentlich vermindert werden können·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung' soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden, die eine schematische Darstellung einer er'findungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt.

Am Schneidbrenner 1 sind an der Isolierhalterung 2 die beiden gleichgroßen ringförmigen Elektroden, der Meß— elektrode 3 und der Hilfselektrode 4 mit ihren Anschlußstücken 5 und 6 parallel zum Werkstück 7 konzentrisch übereinander mit einem Abstand von 10 mm zueinander befestigt. ^Beide Elektroden 3 und 4 sind gesondert mit einer an sich üblichen elektronischen Regeleinrichtung verbunden, die ihrerseits, wie auch das Werkstück 7 geerdet ist und den Vertikalantrieb 9 einer nichtdargestellten Brennschneidmaschine ansteuert.

.Mit der Regeleinrichtung 8_S die mit an sich "bekannten Schaltkreisen ausgerüstet ist_s werden die Einzelkapazitäten und Cj₀-,£ zwischen Meßelektrode 3 und Werkstück 7 sowie zwischen Hilfselektrode 4 und Werkstück 7 ausgewertet.

£' F ' C F '

ο —- und C_u. T^=L'. — e*-*

geben, Λ" ¹ 1 -MO mm

wobei 1 der Abstand zwischen der Meßelektrode Λ und dem Werkstück 7 ist und wobei $ als Dielektrizitätskonstante die momentanen Eigenschaften des Dielektrikums beschreibt, wobei das Dielektrikum you den Flammengasen 10, den heißen Abgasen 11, der Luft und Staubablagerungen auf den Oberflächen der Elektroden 3 und 4 gebildet wird, und wobei weiterhin F die kapazitiv.wirksame Fläche der Elektroden und 4 ist. Das Dielektrikum zwischen den Elektroden 3 und 4 und dem Werkstück 7 ist durch vielfältige Einflüsse, wie 'z. B. Zugluft, Stäube, Fremdschichten auf der Blechoberfläche, Luftfeuchtigkeit, die Schnittrichtung momentan und unkontrolliert veränderlich^ auf jeden Fall jedoch bezüglich der Meßelektroae 3 und der Hilfselektrode 4 weitgehend gleich groß« In dem durch die Rege!einrichtung 8 erzeugten Quotient C™_eß .q ist der Einfluß des

Dielektrikums ausgeschaltet

Claims

.Erfindung san sp ruc h

1. Verfahren zur kapazitiven Ab stands steuerung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise Schneidbrenner _s und einem Werkstück unter Verwendung herkömmlicher Bearbeitungseinrichtungen sowie üblicher Regelschaltungen_? insbesondere für den Zuschnitt von Stahlblechen, j gekennzeichnet dadurch j daß die Kapazität zwischen einer Meßelektrode, (3) und einem V/erkstück (7) und die Kapazität zwischen einer Hilfselektrode (4) sowie der Meßelektrode (3) oder dem Werkstück (7) als Quotient zur Abstandssteuerung ausgewertet werden.

Vorrichtung zur kapazitiven Abstandssteuerung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug und einem Werkstück nach Punkt 1, g e k e η η ζ e i c h η e t d a durch j daß zwei als Kondensatorplatten fungierende gleichförmige Elektroden (3; 4) parallel zueinander und zum Werkstück (7) angeordnet sind, jedoch

^ - mit unveränderlichem Abstand zueinander und isoliert voneinander um den Schneidbrenner (1) vorgesehen und mit einer Regeleinrichtung (8) verbunden sind·

- Hierzu ein Blatt Zeichnungen -