JPH026071A - Air plasma cutting machine - Google Patents
Air plasma cutting machineInfo
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- JPH026071A JPH026071A JP14986688A JP14986688A JPH026071A JP H026071 A JPH026071 A JP H026071A JP 14986688 A JP14986688 A JP 14986688A JP 14986688 A JP14986688 A JP 14986688A JP H026071 A JPH026071 A JP H026071A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、凹凸のある被切断材も容易に切断できるエア
ープラズマ切断機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an air plasma cutting machine that can easily cut a material to be cut that has irregularities.
第7図に示すように薄鋼板10を折曲してフロアデツキ
としたものがある。このような床材となる薄鋼板は、柱
12の所では柱の外形だけ切欠く必要があり、また床が
斜辺を持つような場合は該斜辺に合せて薄鋼板の端部を
切断しなければならない。第4図(b)の点線14は、
薄鋼板10の切断線の一例を示す。As shown in FIG. 7, there is a floor deck made by bending a thin steel plate 10. The thin steel plate that will be used as the flooring material needs to be cut out at the column 12 to match the outer shape of the column, and if the floor has an oblique side, the end of the thin steel plate must be cut to match the oblique side. Must be. The dotted line 14 in FIG. 4(b) is
An example of a cutting line of the thin steel plate 10 is shown.
従来、鋼板の切断にはガス切断が主に用いられてきた。Conventionally, gas cutting has been mainly used to cut steel plates.
しかしガス切断は薄板切断には適しておらず、切断面が
きたなく、ガストーチの先端火口が鋼板に接触すると失
火することがあり熟練を要する、等の問題がある。また
、可燃性ガスを使用するので、安全上も問題があった。However, gas cutting is not suitable for cutting thin plates, and there are problems such as the cut surface is messy, and if the tip of the gas torch comes into contact with the steel plate, it may cause a misfire, requiring skill. Additionally, since flammable gas is used, there are safety issues.
他の切断方法としてはプラズマ切断がある。薄鋼板の切
断には小電流エアープラズマ切断または酸素プラズマ切
断があり、前者の例を第8図に示す。この図で20はコ
ンプレッサユニットであり、モータ21、コンプレッサ
22、空気タンク23を備える。24は圧力検出器、2
−5はエアー吸入口である。また26はエアーユニット
であり、ドレインタンク27及び圧力調整器28を備え
る。Another cutting method is plasma cutting. There are two methods for cutting thin steel sheets: small current air plasma cutting and oxygen plasma cutting, and an example of the former is shown in FIG. In this figure, 20 is a compressor unit, which includes a motor 21, a compressor 22, and an air tank 23. 24 is a pressure detector, 2
-5 is an air intake port. Further, 26 is an air unit, which includes a drain tank 27 and a pressure regulator 28 .
また30はプラズマ電源であり、整流器31、トランス
3211発振用のトランジスタ38、高周波発生器33
、該発生器が発生した高周波を給電回路へ導入するカッ
プリングコイル34、コンデンサ35を備え、またコン
プレッサから供給されるエアーに対する電磁弁36、圧
力スイッチ37を有する。また40はプラズマトーチで
あって、41はその電極、42はチップである。プラズ
マトーチ40には、ケーブル43を通して電力とエアー
が供給される。これによりプラズマフレーム44が発生
し、被切断材46、前記の例では薄鋼板10、を切断す
る。45は冷却用のエアーである。Further, 30 is a plasma power supply, which includes a rectifier 31, a transistor 38 for oscillating a transformer 3211, and a high frequency generator 33.
, a coupling coil 34 and a capacitor 35 for introducing the high frequency generated by the generator into the power supply circuit, and a solenoid valve 36 and a pressure switch 37 for the air supplied from the compressor. Further, 40 is a plasma torch, 41 is its electrode, and 42 is a tip. Electric power and air are supplied to the plasma torch 40 through a cable 43. This generates a plasma flame 44, which cuts the material to be cut 46, which is the thin steel plate 10 in the above example. 45 is air for cooling.
コンプレッサは空気タンク23の圧力が所定値になるま
で運転し、所定値で運転停止、そしてエアー使用で圧力
・が下ると再び運転し、第9図(a)に示すようにエア
ー圧力で運転、停止、を繰り返す。The compressor operates until the pressure in the air tank 23 reaches a predetermined value, stops operating at the predetermined value, and resumes operation when the pressure decreases due to the use of air. As shown in FIG. 9(a), the compressor operates with air pressure. Stop, repeat.
同図(b) (C) (d)に示すように、トーチスイ
ッチ(図示しないがトーチ40に取付けられる)をオン
にすると直ちにエアーが供給され、時間む、だけプリフ
ローさせたのちプラズマアークが点火する。トーチスイ
ッチをオフにすると直ちにプラズマアークが消え、その
後、エアーは時間tzだけアフタフローしたのち供給停
止される。As shown in (b), (c), and (d) of the same figure, when the torch switch (not shown but attached to the torch 40) is turned on, air is immediately supplied, and after preflowing for a certain amount of time, the plasma arc is ignited. do. As soon as the torch switch is turned off, the plasma arc is extinguished, after which the air afterflows for a time tz, and then the supply is stopped.
薄鋼板の切断では、小電流プラズマ切断機のトーチ先端
を薄鋼板に接触させながら移動して切断する方式が一般
的であるが1、前記フロアデツキの切断作業では、フロ
アデツキが複雑な形状をしているのでトーチ先端が薄鋼
板から離れ易く、アーク切れが頻発して円滑な切断作業
ができない。即ちトーチは、切断面が台形波状のフロア
デツキ10に合わせて上下させて密着状態を保持し、更
に鋼板面に常に垂直になるようにトーチ角度も変えなが
ら線14に沿って移動させて切断するが、フロアデツキ
10に刻まれた凹部10a及び凸部10bではトーチ先
端が該凹部にまた該凸部の角に入らず、離れざるを得な
い箇所がでてくる。このような所ではアーク長が長くな
ってアークが不安定になり、アーク切れが生じ易い。When cutting thin steel plates, it is common to move the tip of the torch of a small current plasma cutting machine into contact with the thin steel plate. Because of this, the tip of the torch tends to separate from the thin steel plate, causing frequent arc breaks and making it impossible to cut smoothly. That is, the torch is moved up and down to maintain close contact with the floor deck 10, which has a trapezoidal wave-like cutting surface, and furthermore, the torch is moved along the line 14 while changing the torch angle so that the cutting surface is always perpendicular to the steel plate surface. In the concave portions 10a and convex portions 10b carved in the floor deck 10, the tip of the torch does not fit into the concave portions or the corners of the convex portions, but there are places where the torch tip cannot enter the concave portions or the corners of the convex portions, and has no choice but to separate. In such places, the arc length becomes long, the arc becomes unstable, and arc breakage is likely to occur.
本発明はこの点を改善し、密着状態を維持できなくても
アークが不安定にならず、凹凸のある薄鋼板を円滑に切
断できる小電流エアープラズマ切断機を提供することを
目的とするものである。It is an object of the present invention to improve this point and provide a small current air plasma cutting machine that can smoothly cut uneven thin steel plates without making the arc unstable even if a close contact state cannot be maintained. It is.
第1図に本発明のエアープラズマ切断機の基本構成を示
す。51は直流電源で、通常は商用電源を整流して得る
。55はインバータで、スイッチング素子56およびト
ランス57を有し、周波数f2の交流を発生する。出力
周波数f2は2f、となる。スイッチング素子56はト
ラーンジスタまたはサイリスクで、あり、オン期間の制
御で出力電圧の制御もでき、これにより定電流制御も行
なわれる。58は全波整流器で、インバータ55が発生
した交流を直流に変換する。L及びCは整流器58の出
力回路に挿入された平滑用のインダクタンスおよびキャ
パシタンスで、これらは給電ケーブルf、、f□等にあ
るインダクタンスおよびキャパシタンスを含む。給電ケ
ーブルf、、 II!、は第8図のケーブル43に相
当し、通常、エアー供給用のホースと一体化される。こ
の給電ケーブルl、。FIG. 1 shows the basic configuration of the air plasma cutting machine of the present invention. 51 is a DC power supply, which is usually obtained by rectifying a commercial power supply. An inverter 55 includes a switching element 56 and a transformer 57, and generates alternating current at a frequency f2. The output frequency f2 is 2f. The switching element 56 is a transistor or a thyristor, and can control the output voltage by controlling the on period, thereby also performing constant current control. A full-wave rectifier 58 converts the alternating current generated by the inverter 55 into direct current. L and C are smoothing inductances and capacitances inserted into the output circuit of the rectifier 58, and these include inductances and capacitances in the power supply cables f, f, etc. Power supply cable f,, II! , corresponds to the cable 43 in FIG. 8, and is usually integrated with an air supply hose. This power supply cable l.
2、の先にプラズマトーチが接続される。Aは該トーチ
から生じるアークを示す。A plasma torch is connected to the tip of 2. A shows the arc originating from the torch.
電源装置(55,58等)50とプラズマトーチ40を
結ぶケーブル2..22の間に第1図(b)のように中
継ボックス60を設け、該ボックスに火花放電による高
周波発生器33などを収容すると、デツキフロアのよう
な広い作業現場従って長いケーブルf、、fzになる場
合に好適である。A cable connecting the power supply device (55, 58, etc.) 50 and the plasma torch 402. .. If a relay box 60 is installed between 22 as shown in FIG. 1(b) and a high-frequency generator 33 using spark discharge is housed in the box, the work site will be wide such as a deck floor, and therefore the cables f,, fz will be long. Suitable for cases where
本発明では第2図に示すように、インバータ55が発生
する周波数f2は、負荷側のり、 Cで決まる共振周波
数f0よりや\高くする。従来の共振周波数はf0!で
、インバータの出力周波数f2より温かに低く、共振特
性に!の山が実質的に終了しているL性領域に該周波数
f2がある。これに対して本発明では、共振周波数f0
は出力周波数f2に近く、該f2は共振特性に+のまだ
山内のL性領域にある。また該周波数をC性領域におい
た場合には電圧が0ボルトになった時、電流もOアンペ
アとなり、プラズマアークが維持されない。In the present invention, as shown in FIG. 2, the frequency f2 generated by the inverter 55 is set to be slightly higher than the resonant frequency f0 determined by the load side coefficient C. The conventional resonant frequency is f0! So, it is warmly lower than the inverter's output frequency f2, and has resonance characteristics! The frequency f2 is located in the L-type region where the peak of . On the other hand, in the present invention, the resonant frequency f0
is close to the output frequency f2, and the resonance characteristic is still in the +Yamauchi L-type region. Further, when the frequency is set in the C region, when the voltage becomes 0 volts, the current also becomes 0 ampere, and the plasma arc is not maintained.
L性領域では電圧が0ボルトとなっても、この時の電流
が流れ続けようとするため、プラズマアークは非常に安
定したものになる
〔作用〕
この第1図のエアープラズマ切断機では、切断動作は第
8図のそれと同様であるが、トーチ先端が被切断材から
若干熱れてもアーク切れを生じることがない。これを以
下説明する。In the L-type region, even if the voltage drops to 0 volts, the current tends to continue flowing, so the plasma arc becomes extremely stable. [Function] The air plasma cutting machine shown in Fig. The operation is similar to that shown in FIG. 8, but arc breakage does not occur even if the tip of the torch is slightly heated by the material to be cut. This will be explained below.
インバータ55の出力周波数f2は負荷側の共振周波数
f0に対して第2図に示すように設定されるので、プラ
ズマアーク切断時の最高電圧(以下動作電圧という。こ
れは整流器出力電圧などで表わす)は■2になる。これ
に対して従来方式の動作電圧は■1であり、VZ>Lで
ある。Since the output frequency f2 of the inverter 55 is set as shown in FIG. 2 with respect to the resonance frequency f0 on the load side, the highest voltage (hereinafter referred to as operating voltage) during plasma arc cutting (hereinafter referred to as operating voltage) is expressed by rectifier output voltage, etc. becomes ■2. On the other hand, the operating voltage of the conventional system is 1, and VZ>L.
このような電源装置の電圧−電流特性は第3図の如くな
る。K3は本発明特性、K4は従来方式の特性で、Vo
は無負荷電圧である。この電源装置は定電流制御が行な
われ、切断作業は定電流域の部分Pなどで行なわれる。The voltage-current characteristics of such a power supply device are as shown in FIG. K3 is the characteristic of the present invention, K4 is the characteristic of the conventional method, and Vo
is the no-load voltage. This power supply device performs constant current control, and the cutting operation is performed in a portion P of the constant current region.
第4図に示すように切断域Pは接触切断域P1と非接触
切断域P2に分れるが、従来方式b)では動作電圧■1
が低いので非接触切断域P2が狭く、これはアーク長を
大にすることができないことを意味し、凹凸のある被切
断材ではアーク切れを生じ易かった。これに対して本発
明方式(a)では動作電圧■2が高いので、非接触切断
域P2が広く、これはアーク長を大にすることができる
ことを意味し、凹凸のある被切断材でもアーク切れを生
じる恐れが少ない。しかも無負荷電圧は従来方式と同じ
voであり、電圧を特に高くする必要はない。As shown in Fig. 4, the cutting area P is divided into a contact cutting area P1 and a non-contact cutting area P2, but in the conventional method b), the operating voltage ■1
Since the arc length is low, the non-contact cutting area P2 is narrow, which means that the arc length cannot be increased, and arc breakage is likely to occur when the material to be cut has irregularities. On the other hand, in method (a) of the present invention, since the operating voltage (2) is high, the non-contact cutting area P2 is wide, which means that the arc length can be increased, and even when the material to be cut has irregularities, the arc There is little risk of cutting. Moreover, the no-load voltage is vo, which is the same as in the conventional system, so there is no need to make the voltage particularly high.
第5図および第6図に、本発明の電源装置の電圧−電流
特性の例を示す。第5図の曲線に3に示すように、本発
明では動作電圧(図の水平都電圧)が180V近くある
が、曲線に4の従来方式ではこれが140V程度である
。無負荷電圧は共に240V弱である。本発明では定電
流は160V程度まで維持でき、アーク長にして20m
m程度が可能である。これに対して従、来方式では定電
流は115V程度までしか維持できず、アーク長は3〜
4閣が限度である。5 and 6 show examples of voltage-current characteristics of the power supply device of the present invention. As shown in curve 3 in FIG. 5, the operating voltage (horizontal voltage in the figure) of the present invention is nearly 180V, whereas in the conventional system shown in curve 4, this is about 140V. The no-load voltage is a little less than 240V in both cases. In the present invention, the constant current can be maintained up to about 160V, and the arc length is 20m.
About m is possible. On the other hand, in the conventional and conventional methods, the constant current can only be maintained up to about 115V, and the arc length is 3 to 3.
The limit is four cabinets.
第6図は交流電圧(インバータ出力電圧)Vacを24
0V、220V、200V、190Vと変え、また定電
流特性をIOA、2OA、30A各定電流とした場合の
電圧−電流特性を示す。電圧を上げれば定電流域も広く
なるが、無負荷電圧も上る。Figure 6 shows the AC voltage (inverter output voltage) Vac at 24
The voltage-current characteristics are shown when the voltage is changed to 0V, 220V, 200V, and 190V, and the constant current characteristics are set to IOA, 2OA, and 30A. Increasing the voltage will widen the constant current range, but the no-load voltage will also increase.
以上説明したように、本発明では同じ電源容量でアーク
長を大にし得るので凹凸のある薄鋼板も小電流エアープ
ラズマ切断機で円滑に切断することができ、またガス切
断のように可燃性ガスを用いないので安全性も高い。As explained above, in the present invention, the arc length can be increased with the same power supply capacity, so even uneven thin steel plates can be cut smoothly with a small current air plasma cutting machine. It is also highly safe because it does not use
第1図は本発明の原理説明図、
第2図〜第4図は作用効果の説明図、
第5図および第6図は本発明の実施例装置の特性を示す
グラフ、
第7図はフロアデツキの説明図、
第8図は従来のエアープラズマ切断機の構成の説明図、
第9図は第8図の動作説明図である。
zI図
ta1本発明
(bl従
来
°へも
蚕ぺ
(bl
/Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Figs. 2 to 4 are explanatory diagrams of the operation and effect, Figs. 5 and 6 are graphs showing the characteristics of the embodiment of the present invention, and Fig. 7 is a floor deck. FIG. 8 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional air plasma cutting machine, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 8. zI figure ta1 present invention (bl conventional ° also silkworm pe(bl /
Claims (1)
いるエアープラズマ切断機において、該インバータの出
力周波数がインバータの負荷回路の共振特性の山内の周
波数帯の誘導性領域にあって、それが山の外の誘導性領
域にあるものより動作電圧が高いようにしてなることを
特徴とするエアープラズマ切断機。1. In an air plasma cutting machine equipped with an inverter and using a power supply device with constant current characteristics, the output frequency of the inverter is in the inductive region of the frequency band within the peak of the resonance characteristics of the load circuit of the inverter; An air plasma cutting machine characterized in that the operating voltage is higher than that in the inductive region outside the machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14986688A JPH0671672B2 (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Air plasma cutting machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14986688A JPH0671672B2 (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Air plasma cutting machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026071A true JPH026071A (en) | 1990-01-10 |
| JPH0671672B2 JPH0671672B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=15484365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14986688A Expired - Lifetime JPH0671672B2 (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Air plasma cutting machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671672B2 (en) |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP14986688A patent/JPH0671672B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0671672B2 (en) | 1994-09-14 |
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