JPH064195B2 - プラズマ切断・溶接における電極破壊検知方法及び検知装置 - Google Patents
プラズマ切断・溶接における電極破壊検知方法及び検知装置Info
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- JPH064195B2 JPH064195B2 JP11028285A JP11028285A JPH064195B2 JP H064195 B2 JPH064195 B2 JP H064195B2 JP 11028285 A JP11028285 A JP 11028285A JP 11028285 A JP11028285 A JP 11028285A JP H064195 B2 JPH064195 B2 JP H064195B2
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- electrode
- plasma
- welding
- cutting
- plasma cutting
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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・溶接の電極及びノズルの破損を
自動検知する方法および装置に関するものである。
自動検知する方法および装置に関するものである。
（従来の技術） プラズマ切断あるいは溶接における電極及びノズルは恒
久的なものではなく、アーク熱により、消耗するもので
ある。この電極等の消耗速度を長くするため、あるいは
プラズマアーク集中性を良くするために、トーチの電極
等の冷却効率を向上させ作業能率向上を図っているが、
電極の破壊は何時発生するかわからない状況である。
久的なものではなく、アーク熱により、消耗するもので
ある。この電極等の消耗速度を長くするため、あるいは
プラズマアーク集中性を良くするために、トーチの電極
等の冷却効率を向上させ作業能率向上を図っているが、
電極の破壊は何時発生するかわからない状況である。
従って、現場に目視監視者を置き、作業能率の不良発生
等を判断して電極を交換するか、過去のデータに基づい
て一定時間経過した場合に事前に交換するか、電極破壊
が数回繰返された後、ノズルと材料間に発生するシリー
ズアークの発生により、電極を交換する方法が一般的で
あった。
等を判断して電極を交換するか、過去のデータに基づい
て一定時間経過した場合に事前に交換するか、電極破壊
が数回繰返された後、ノズルと材料間に発生するシリー
ズアークの発生により、電極を交換する方法が一般的で
あった。
しかし、これらの事態に気付かずに作業を続けると、電
極等の消耗部品の破損のみでなく、トーチ本体の破損ま
でに波及し大きな事故となるなど、電極破壊が一度発生
すると、即後作業能率が悪化するため、不良率が増加す
ることは勿論のこと、自動化を図ることが困難なため、
この検知方法の確立が望まれていた。
極等の消耗部品の破損のみでなく、トーチ本体の破損ま
でに波及し大きな事故となるなど、電極破壊が一度発生
すると、即後作業能率が悪化するため、不良率が増加す
ることは勿論のこと、自動化を図ることが困難なため、
この検知方法の確立が望まれていた。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこれらの要望を解決する検知手段を提供するも
のであって、電極破壊の初期信号を検知し、その信号を
異常発生信号として、アラームあるいは異常灯を発する
か、またはその信号により作業を非常停止させるなどを
行ない、プラズマトーチの保護及び、不良品の発生を防
止させることを可能とした電極破壊検知方法及び、その
検知装置を提供するものである。
のであって、電極破壊の初期信号を検知し、その信号を
異常発生信号として、アラームあるいは異常灯を発する
か、またはその信号により作業を非常停止させるなどを
行ない、プラズマトーチの保護及び、不良品の発生を防
止させることを可能とした電極破壊検知方法及び、その
検知装置を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、プラズマ切断あるいはプラズマ溶接におい
て、プラズマアーク電圧値あるいはプラズマアーク電流
値のいずれかを常時検出し、この検出値がある基準値よ
り変動が大きくなると電極破壊と判定する自動制御装置
により、アラーム，警告灯などにより監視者に知らせる
か、その信号により自動的に作業を停止させることを特
徴とした電極破壊検知方法及びその検知装置である。
て、プラズマアーク電圧値あるいはプラズマアーク電流
値のいずれかを常時検出し、この検出値がある基準値よ
り変動が大きくなると電極破壊と判定する自動制御装置
により、アラーム，警告灯などにより監視者に知らせる
か、その信号により自動的に作業を停止させることを特
徴とした電極破壊検知方法及びその検知装置である。
電極破壊がとくに発生し易いのは溶接よりも切断の方が
著しいのは衆知のとおりで、その電極寿命を長くするた
めに、酸素切断の場合は、電極中心部にジルコニウムあ
るいはハフニュームを埋込んで使用している。しかしな
がら、正常においても約１時間アークを発生すると電極
は破壊する。その破壊現象とは、切断アークの集中性が
悪くなり、切断能力が悪化し、切断面不良あるいは切断
不能となることで、その経過としては、埋込まれたハフ
ニュームが、消耗され、その後に電極本体の銅合金も消
耗開始されアークの拡がりが発生し、また、電極の消耗
と共に、ノズルの消耗あるいは電極部の散物がノズルに
付着しシリーズアークが発生し、ノズルのみに限らずい
ずれはトーチ本体を破損するものである。
著しいのは衆知のとおりで、その電極寿命を長くするた
めに、酸素切断の場合は、電極中心部にジルコニウムあ
るいはハフニュームを埋込んで使用している。しかしな
がら、正常においても約１時間アークを発生すると電極
は破壊する。その破壊現象とは、切断アークの集中性が
悪くなり、切断能力が悪化し、切断面不良あるいは切断
不能となることで、その経過としては、埋込まれたハフ
ニュームが、消耗され、その後に電極本体の銅合金も消
耗開始されアークの拡がりが発生し、また、電極の消耗
と共に、ノズルの消耗あるいは電極部の散物がノズルに
付着しシリーズアークが発生し、ノズルのみに限らずい
ずれはトーチ本体を破損するものである。
この電極破壊は電気的にどのように変化するか調査した
ところ、第１図にプラズマ切断の原理を示すように、パ
イロットアークを電極とノズル間に発生させ、切断時は
電極と材料間に切断アークを発生させ、ガス流によりプ
ラズマを発生するものであるが、電極が破壊すると第２
図Ｉの如くアーク電圧（あるいはアーク電流についても
同じ）が急激に変化することが確認された。この変動に
より電極破壊信号と判定する検知器で、電極と材料間の
電圧変動を検知すればよいが、その他電極と材料間、あ
るいは電極とノズル間でもその変動の検知は可能であ
り、また電圧に限らずアーク電流においても検知は可能
である。
ところ、第１図にプラズマ切断の原理を示すように、パ
イロットアークを電極とノズル間に発生させ、切断時は
電極と材料間に切断アークを発生させ、ガス流によりプ
ラズマを発生するものであるが、電極が破壊すると第２
図Ｉの如くアーク電圧（あるいはアーク電流についても
同じ）が急激に変化することが確認された。この変動に
より電極破壊信号と判定する検知器で、電極と材料間の
電圧変動を検知すればよいが、その他電極と材料間、あ
るいは電極とノズル間でもその変動の検知は可能であ
り、また電圧に限らずアーク電流においても検知は可能
である。
第１図に示す装置について説明すると、１は被切断材
料、２はプラズマ切断ノズル、３は電極であり、材料１
と電極３間には切断電源２、電極３とノズル２間にはパ
イロット電源５が設けられる。本発明ではこのようなプ
ラズマ切断設備において、切断中のプラズマアーク電圧
を常時検出し得る如くし、これに基づいて電極破壊を検
知するように構成したものである。すなわち、プラズマ
切断設備に、所定の周波数成分だけを出力するフィルタ
回路６と、該フィルタ回路６からの出力を整流し積分す
る整流積分回路７と、該積分回路７からの出力値を予め
設定している基準値と比較して電極破壊か否かを判定す
るレベル判定回路８とから構成される電極破壊検知ブロ
ックを接続している。
料、２はプラズマ切断ノズル、３は電極であり、材料１
と電極３間には切断電源２、電極３とノズル２間にはパ
イロット電源５が設けられる。本発明ではこのようなプ
ラズマ切断設備において、切断中のプラズマアーク電圧
を常時検出し得る如くし、これに基づいて電極破壊を検
知するように構成したものである。すなわち、プラズマ
切断設備に、所定の周波数成分だけを出力するフィルタ
回路６と、該フィルタ回路６からの出力を整流し積分す
る整流積分回路７と、該積分回路７からの出力値を予め
設定している基準値と比較して電極破壊か否かを判定す
るレベル判定回路８とから構成される電極破壊検知ブロ
ックを接続している。
電極破壊判定操作を説明すると、第２図Ｉに発生した電
極破壊による急激な電圧変動は、フィルタ回路６により
ノイズ的な波形はカットされ、II図のような波形が出力
され、それを整流積分回路７により整流積分し、第２図
IIIに示すレベル判定回路８において、あるレベル値よ
り大きいものを出力信号として出力させ、これを電極破
壊信号としてリレーに出力させ、異常灯あるいはアラー
ムを発するか、切断作業を自動停止させるものである。
極破壊による急激な電圧変動は、フィルタ回路６により
ノイズ的な波形はカットされ、II図のような波形が出力
され、それを整流積分回路７により整流積分し、第２図
IIIに示すレベル判定回路８において、あるレベル値よ
り大きいものを出力信号として出力させ、これを電極破
壊信号としてリレーに出力させ、異常灯あるいはアラー
ムを発するか、切断作業を自動停止させるものである。
（実施例） 本発明の一実施例として、第１図に示した酸素プラズマ
切断に基づいて説明すると、切断中の定常状態における
アーク電圧は140Vで、陽極的挙動による電圧変動は約10
Vで、周波数は約300Hzで略一定している。ここで電極は
アーク時間経過と共に少しずつ消耗して行き、アーク時
間が約１時間程で一瞬にして大きく破損する時点があ
る。この時のアーク電圧は非常に変動し、約70〜150Vで
周波数は約30〜80Hz程であり、フィルタ回路６に、この
変動電圧を入力させることにより変動電圧の交流分信号
のみを出力させる（第２図II）。この信号を整流し積分
回路７により処理し、信号の継続時間にほぼ比例した電
圧を出力する。この電圧と予め入力してある設定電圧と
をレベル判定回路８で比較し、設定電圧を越えた時は、
電極破壊の異常と判定し、この信号を電極破壊信号とし
て出力させアラーム信号とすることにより、電極交換を
行ない不良品の発生を減少させることができた。
切断に基づいて説明すると、切断中の定常状態における
アーク電圧は140Vで、陽極的挙動による電圧変動は約10
Vで、周波数は約300Hzで略一定している。ここで電極は
アーク時間経過と共に少しずつ消耗して行き、アーク時
間が約１時間程で一瞬にして大きく破損する時点があ
る。この時のアーク電圧は非常に変動し、約70〜150Vで
周波数は約30〜80Hz程であり、フィルタ回路６に、この
変動電圧を入力させることにより変動電圧の交流分信号
のみを出力させる（第２図II）。この信号を整流し積分
回路７により処理し、信号の継続時間にほぼ比例した電
圧を出力する。この電圧と予め入力してある設定電圧と
をレベル判定回路８で比較し、設定電圧を越えた時は、
電極破壊の異常と判定し、この信号を電極破壊信号とし
て出力させアラーム信号とすることにより、電極交換を
行ない不良品の発生を減少させることができた。
（発明の効果） 本発明の検知方法の持用により、電極の極限までの有効
利用、トーチ本体破損防止、あるい不良品の発生防止に
著しく効果を発揮することができ、自動化することも容
易である。また、本発明の装置は上記方法を効果的に実
施することが可能となる。
利用、トーチ本体破損防止、あるい不良品の発生防止に
著しく効果を発揮することができ、自動化することも容
易である。また、本発明の装置は上記方法を効果的に実
施することが可能となる。
第１図は本発明に係る検知装置の一例を説明するための
概略図、第２図Ｉ〜IVは第１図に対応する各出力値のグ
ラフである。 １…被切断材料、２…プラズマ切断ノズル、３…電極、
４，５…電源，６…フィルタ回路、７…整流積文回路、
８…レベル判定回路。
概略図、第２図Ｉ〜IVは第１図に対応する各出力値のグ
ラフである。 １…被切断材料、２…プラズマ切断ノズル、３…電極、
４，５…電源，６…フィルタ回路、７…整流積文回路、
８…レベル判定回路。
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマ切断あるいは溶接において、プラ
ズマアーク電圧値あるいはプラズマアーク電流値のいず
れかを常時検出し、ある基準値より変動が大きくなると
電極破壊と判定させることを特徴とする電極破壊検知方
法。 - 【請求項２】プラズマ切断あるいは溶接設備において、
プラズマアーク電圧値あるいはプラズマアーク電流値の
いずれかを入力するフィルタ回路と、該フィルタ回路を
通った信号を整流し積分する整流積分回路と、この積分
した検出値を予め設定している基準値と比較し基準値よ
り変動が大きくなると異常発生信号を出すレベル判定回
路と、を順次設けたことを特徴とする電極破壊検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028285A JPH064195B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | プラズマ切断・溶接における電極破壊検知方法及び検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028285A JPH064195B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | プラズマ切断・溶接における電極破壊検知方法及び検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269975A JPS61269975A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH064195B2 true JPH064195B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=14531736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11028285A Expired - Lifetime JPH064195B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | プラズマ切断・溶接における電極破壊検知方法及び検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064195B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180060112A (ko) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 주식회사 플러스 | 수산기 발생장치의 플라즈마 방전 전극 상태 모니터링 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224864A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-02 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | プラズマ切断装置電極の使用限界を検知する方法および装置 |
| JPH0641033B2 (ja) * | 1985-11-29 | 1994-06-01 | 株式会社田中製作所 | プラズマトーチの電極等の異常検出装置 |
| JPH06246457A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Komatsu Ltd | プラズマ切断方法およびｎｃプラズマ切断装置 |
| JP4509252B2 (ja) * | 1999-07-05 | 2010-07-21 | パナソニック株式会社 | プラズマ溶接装置 |
| EP2594119B1 (en) | 2010-07-16 | 2016-03-23 | Hypertherm, Inc | Failure event detection in a plasma arc torch |
| CN116921817B (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-15 | 中建安装集团有限公司 | 自动tig焊电弧聚集度在线监测及智能预警方法 |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP11028285A patent/JPH064195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180060112A (ko) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 주식회사 플러스 | 수산기 발생장치의 플라즈마 방전 전극 상태 모니터링 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61269975A (ja) | 1986-11-29 |
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