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DE19548606A1 - Initiating operation of plasma cutting machine - Google Patents

Initiating operation of plasma cutting machine

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Publication number
DE19548606A1
DE19548606A1 DE19548606A DE19548606A DE19548606A1 DE 19548606 A1 DE19548606 A1 DE 19548606A1 DE 19548606 A DE19548606 A DE 19548606A DE 19548606 A DE19548606 A DE 19548606A DE 19548606 A1 DE19548606 A1 DE 19548606A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plasma
distance
workpiece
cutting head
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19548606A
Other languages
German (de)
Inventor
Anton Koukal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19548606A priority Critical patent/DE19548606A1/en
Publication of DE19548606A1 publication Critical patent/DE19548606A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006Control circuits therefor
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    • H05H1/32Plasma torches using an arc
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Process comprises: (a) igniting the pilot arc while the cutting head (14) in the introductory phase of the cutting process moves towards the workpiece (11) but is further away from it than the distance maintained during cutting; (b) while the cutting head moves towards the workpiece but the distance between is still greater than the distance maintained during cutting, switching the dc source feeding the plasma arc on; and (c) activating the distance regulating system by means of a signal from an electronic current and voltage sensor with this signal having been initiated by ignition of the plasma arc.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einleitung des Schneidbetriebes einer Plasma-Schneidmaschine, bei der im Schneidbetrieb der Abstand des Plasmaschneidkopfes der Maschine vom Werkstück auf einem definierten Ab­ stand gehalten wird, der durch Messung der Brennspan­ nung des zwischen einer zentralen Elektrode des Plasma­ schneidkopfes und dem Werkstück brennenden Plasma-Licht­ bogens, dessen elektrische Stromstärke auf einen kon­ stanten Wert geregelt wird, erfaßt und durch Vergleich eines von der Brennspannung abgeleiteten Spannungssi­ gnals mit einer einstellbar vorgegebenen Referenzspan­ nung, die ein Maß für den Sollwert des Abstands ist, seinerseits auf einen, abgesehen von geringfügigen Re­ gelungsabweichungen konstanten Sollwert ds eingeregelt wird, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.The invention relates to a method for initiating the cutting operation of a plasma cutting machine, in which the distance of the plasma cutting head of the machine from the workpiece is kept at a defined level in the cutting operation, the voltage by measuring the internal voltage between a central electrode of the plasma cutting head and the Workpiece-burning plasma arc, the electric current of which is regulated to a constant value, and by comparing a voltage signal derived from the burning voltage with an adjustable predetermined reference voltage, which is a measure of the desired value of the distance, in turn on a apart from minor control deviations constant setpoint d s is adjusted, and with the other generic features mentioned in the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (Betriebsan­ leitung Plasmaschneidanlage IM 203 G der Firma Hyper­ therm Inc. Hanover, NH 03755, USA) wird das von der Brennspannung abgeleitete Spannungssignal zur Erzeugung eines Fehlersignals ausgenutzt, mittels dessen ein Po­ sitionierungsantrieb zur Einstellung des Abstands-Soll­ wertes ansteuerbar ist, wobei die Zündung des Plasma- Lichtbogens unter Ausnutzung eines Pilotlichtbogens er­ folgt, der durch Anlegen einer hochfrequenten Wechsel­ spannung hohen effektiven Betrages zwischen der zentralen Elektrode und einer Hilfselektrode des Plasmaschneidkop­ fes ausgelöst wird. Durch diesen Pilotlichtbogen, durch den im Raum zwischen der zentralen Elektrode des Schneid­ kopfes und dem Werkstück ionisiertes Gas erzeugt wird, wird der Zündspannungsbedarf für den zur schneidenden Be­ arbeitung des Werkstückes ausgenutzten Plasma-Lichtbogen, der aus einer Gleichstrom-Versorgungsquelle gespeist wird, auf einen Wert unter 400 V, typischerweise einen Wert um 280 V herabgesetzt. Die Brennspannung, bei der der Plasma- Lichtbogen nach dem Zünden brennt, ist mit etwa 120 V er­ heblich niedriger als die Zündspannung und, da der Plasma- Lichtbogenstrom auf einen konstanten Wert geregelt wird, auch ein genaues Maß für den Abstand zwischen dem Plasma­ schneidkopf und dem Werkstück, der im Schneidbetrieb ein­ zuhalten ist, um eine gleichmäßig gute Schnittqualität zu erzielen, wobei ein typischer Wert dieses einzuhaltenden Abstandes ds etwa 5 mm ist und hinnehmbare Abweichungen von diesem Abstand im Bereich zwischen 1/10 und 3/10 mm betragen.In a known method of this type (operating instructions plasma cutting system IM 203 G from Hyper therm Inc. Hanover, NH 03755, USA), the voltage signal derived from the operating voltage is used to generate an error signal, by means of which a positioning drive is used to set the desired distance value can be controlled, the ignition of the plasma arc using a pilot arc, which is triggered by applying a high-frequency alternating voltage high effective amount between the central electrode and an auxiliary electrode of the plasma cutting head. Through this pilot arc, by the ionized gas generated in the space between the central electrode of the cutting head and the workpiece, the ignition voltage requirement for the plasma arc used for cutting machining of the workpiece, which is fed from a direct current supply source, is reduced to one Value below 400 V, typically a value reduced by 280 V. The operating voltage at which the plasma arc burns after ignition is approximately 120 V, it is considerably lower than the ignition voltage and, since the plasma arc current is regulated to a constant value, is also an exact measure of the distance between the plasma cutting head and the workpiece which is to be kept in the cutting operation in order to achieve a uniformly good cut quality, a typical value of this distance d s to be observed being approximately 5 mm and acceptable deviations from this distance being in the range between 1/10 and 3/10 mm .

Bei einer dem bekannten Verfahren entsprechenden Ein­ leitung des Schneidbetriebes einer Plasma-Schneidmaschi­ ne wird der Schneidkopf zunächst mit geringer Vorschub­ geschwindigkeit auf das Werkstück zu bewegt, bis er mit diesem zur Anlage gelangt, was durch ein hierbei ausge­ löstes elektrisches Signal erfaßt wird, das durch Betä­ tigung eines Endschalters ausgelöst werden kann oder einfach dadurch erkennbar ist, daß ein aus elektrisch leitendem Material bestehender Teil des Schneidkopfes das ebenfalls aus leitendem Material bestehende Werk­ stück berührt und dadurch ein Kontakt zustande kommt, über den eine Signalspannung zu einer Steuereinheit weitergeleitet werden kann. Durch diese Berührung des Schneidkopfes und des Werkstückes wird eine Referenzpo­ sition, d. h. die Position der dem Schneidkopf zugewand­ ten Begrenzungsfläche des Werkstückes erkannt, bezüg­ lich derer der Abstand des Schneidkopfes einzustellen und nachfolgend durch die Regelung in möglichst guter Näherung einzuhalten ist.In a corresponding to the known method management of the cutting operation of a plasma cutting machine ne the cutting head is initially with little feed speed towards the workpiece until it moves with this comes to the plant, which is caused by a triggered electrical signal is detected by Betä activation of a limit switch can be triggered or is easily recognizable by the fact that one of electrical conductive material existing part of the cutting head the plant, which is also made of conductive material touched piece and thereby a contact is made,  via which a signal voltage to a control unit can be forwarded. Through this touch of the Cutting head and the workpiece becomes a reference point sition, d. H. the position facing the cutting head th boundary surface of the workpiece recognized, refer Lich set the distance of the cutting head and subsequently by the regulation in the best possible way Approximation must be observed.

Nachdem auf diese Weise die Position des Werkstückes als Referenzposition erkannt worden ist, wird der Plas­ maschneidkopf, überwacht durch ein Weg-Meßsystem auf den einzuhaltenden Soll-Abstand ds gebracht und hier­ nach der Pilotlichtbogen und der Plasma-Lichtbogen ge­ zündet und hierdurch der Schneidbetrieb und der Rege­ lungsbetrieb eingeleitet, der sich nunmehr nach gängi­ gen Kriterien der Regelungstechnik vollziehen kann.After the position of the workpiece has been recognized as a reference position in this way, the plasma cutting head, monitored by a path measuring system, is brought to the desired distance d s and here ignited after the pilot arc and the plasma arc and thereby the cutting operation and the control operation was initiated, which can now be carried out according to standard control technology criteria.

Der wesentliche Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß das Anfahren der Referenzposition sehr behutsam, d. h. mit entsprechend geringer Vorschub­ geschwindigkeit des Schneidkopfes gegenüber dem Werk­ stück erfolgen muß, damit durch den einleitenden Ver­ fahrensschritt der Positionserfassung der Plasmaschneid­ kopf und/oder das Werkstück nicht beschädigt werden. Dies bedingt, daß im Positionserfassungs-Betrieb mit einer relativ geringen Vorschubgeschwindigkeit des Plasmaschneidkopfes gearbeitet werden muß, was mit er­ heblichem Zeitbedarf verknüpft ist.The main disadvantage of the known method is in the fact that the approach to the reference position very carefully, d. H. with a correspondingly low feed rate speed of the cutting head compared to the factory piece must be done so that by the introductory Ver Step of the position detection of the plasma cutting head and / or the workpiece are not damaged. This means that in position detection mode with a relatively low feed rate of the Plasma cutting head must be worked, what with it considerable time is linked.

Dies ist insbesondere dann ungünstig, wenn in zahlrei­ chen, fortlaufend wiederholten Schneidvorgängen zahl­ reiche, relativ kleine Teile aus einem blechförmigen Werkstück ausgeschnitten werden müssen und hierbei, um Schnitte gleicher Qualität zu erzielen, der Positions- Erfassungs-Vorgang von Werkstück zu Werkstück wieder­ holt werden muß, um thermisch bedingten Formänderungen - Aufwölbungen des Blechmaterials - Rechnung tragen zu können.This is particularly unfavorable if there are numerous  number of repeated cutting operations rich, relatively small parts from a sheet metal Workpiece must be cut out and in doing so To achieve cuts of the same quality, the position Detection process from workpiece to workpiece again needs to be picked up to thermally induced changes in shape - bulges of the sheet material - take into account can.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei gleichwohl hinreichender Sicherheit gegen eine Ge­ fahr der Beschädigung des Plasmaschneidkopfes und/oder des Werkstückes die Einhaltung des Schneidbetriebes mit erheblich reduziertem Zeitbedarf durchführbar ist.The object of the invention is therefore a method of improve the type mentioned in that with sufficient security against a Ge risk of damage to the plasma cutting head and / or compliance with the cutting operation of the workpiece considerably less time is feasible.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, dem Grundgedanken nach, durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 vermittelt und bezüglich weiterer, vorteilhafter Aus­ gestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Merkmale der Unteransprüche näher spezifiziert.The basic idea of solving this task is by the characterizing features of the claim 1 mediates and regarding further, advantageous Aus designs of the method according to the invention by the Characteristics of the dependent claims specified.

Hiernach wird der Pilotlichtbogen schon gezündet, wäh­ rend der Schneidkopf auf das Werkstück zu verschoben wird, sich von diesem jedoch noch in einem Abstandsbe­ reich befindet, der deutlich größer ist als der durch die Regelung einzuhaltende Abstandswert ds, der, um ei­ ne definierte Schnittqualität zu erzielen, eingehalten werden soll. Gleichzeitig mit dem Zünden des Pilotlicht­ funkens oder hiergegen verzögert, in jedem Fall noch zu einem Zeitpunkt, zu dem der Abstand des Schneidkopfes vom Werkstück noch größer ist als der durch die Rege­ lung zu stabilisierende Abstand ds des Schneidkopfes vom Werkstück wird auch die im Schneidbetrieb den Plas­ ma-Lichtbogen speisende Gleichstromquelle eingeschal­ tet, so daß der Plasma-Lichtbogen, gleichsam selbsttä­ tig, gezündet wird, sobald der dafür erforderliche, mit abnehmendem Abstand des Schneidkopfes vom Werkstück ab­ nehmende Zündspannungsbedarf durch die Gleichstrom- und Spannungs-Versorgungsquelle gedeckt wird, wobei die Zündung dieses Plasma-Lichtbogens bei der erfindungsge­ mäßen Verfahrensweise schon zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem der Abstand des Schneidkopfes vom Werkstück, d. h. die Plasma-Lichtbogenstrecke noch deutlich größer ist als der Abstand ds, der letzendlich durch die Ab­ standsregelung aufrecht erhalten werden soll.After this, the pilot arc is ignited while the cutting head is being moved towards the workpiece, but is still at a distance from the workpiece that is significantly greater than the distance value d s to be maintained by the control system, which is to define a cutting quality to achieve, should be observed. Simultaneously with the ignition of the pilot light spark or delayed against it, in any case at a time when the distance of the cutting head from the workpiece is even greater than the distance d s of the cutting head to be stabilized by the control from the workpiece is also in the cutting operation the plasma arc-feeding direct current source is switched on, so that the plasma arc is ignited, as it were automatically, as soon as the required, with decreasing distance of the cutting head from the workpiece, starting ignition voltage requirement is covered by the direct current and voltage supply source, the ignition of this plasma arc in the procedure according to the invention takes place at a time at which the distance of the cutting head from the workpiece, ie the plasma arc path is still significantly greater than the distance d s , which is ultimately maintained by the position control shall be.

Der Abstands-Regelungsbetrieb schließlich wird eingelei­ tet, nachdem anhand eines Ausgangssignals eines auf den Plasma-Lichtbogenstrom ansprechenden elektronischen Sen­ sors erkannt worden ist, daß der Plasma-Lichtbogen brennt. Ein hierfür geeigneter Sensor ist beispielswei­ se ein Reed-Relais, das auf das einen Leiter umgebende Magnetfeld anspricht, der von dem über den Plasma- Lichtbogen fließenden Strom durchflossen ist, oder ein ebenfalls auf dieses Magnetfeld ansprechender Hall- Sensor.The distance control operation is finally entered tet, after an output signal one on the Plasma arc current responsive electronic sen sors has been recognized that the plasma arc burns. A suitable sensor is, for example se a reed relay that is on the one surrounding conductor Magnetic field that responds from the plasma Electric current flowing through it, or a Hall responsive to this magnetic field Sensor.

Da mit dem Zünden des Plasma-Lichtbogens eine Position des Plasmaschneidkopfes verknüpft und zuverlässig er­ kennbar ist, in der dieser von dem Werkstück in einem Abstand angeordnet ist, der größer als der später ein­ zuregelnde Soll-Abstand ds ist, kann in der Anfangspha­ se der auf das Werkstück zu gerichteten Vorschubbewe­ gung des Plasmaschneidkopfes mit einer hohen Vorschub- Geschwindigkeit gearbeitet werden, ohne daß die Gefahr eines Aufpralls des Schneidkopfes auf das Werkstück ge­ geben ist. Mit dem Einsetzen des Plasma-Lichtbogens er­ kennt eine zur selbsttätigen Steuerung des Verfahrens vorgesehene elektronische Steuereinheit zuverlässig, in welchem Mindestabstand der Schneidkopf sich vom Werk­ stück befindet und steuert im folgenden nach einem vor­ programmierten Ablauf die Reduzierung der Vorschub-Ge­ schwindigkeit des Plasmaschneidkopfes - nach üblichen Kriterien der Regelungstechnik - auf einen Wert, der ein bedarfsgerecht sanftes Einlaufen der Schneidkopf- Position in den vorgegebenen Sollwert-Bereich erlaubt. Dies ist, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, dadurch möglich, daß schon während der ersten, auf das Werk­ stück zu gerichteten Bewegung des Plasmaschneidkopfes ab einem Mindestabstand desselben vom Werkstück eine genaue Abstandserfassung möglich ist, die eine Kenntnis der Dicke des Werkstückes nicht erfordert, d. h. ohne zeitraubendes Anfahren einer Referenzposition auskommt, ab deren Kenntnis erst ansonsten eine Abstands-Regelung möglich wäre, wie es bei dem bekannten Verfahren der Fall ist.Since with the ignition of the plasma arc, a position of the plasma cutting head is linked and reliably identifiable, in which it is arranged at a distance from the workpiece which is greater than the target distance d s to be controlled later, in the initial phase the feed movement of the plasma cutting head directed towards the workpiece can be worked at a high feed speed without the risk of an impact of the cutting head on the workpiece. With the onset of the plasma arc, an electronic control unit provided for automatic control of the method reliably knows the minimum distance between the cutting head and the workpiece and controls the reduction of the feed speed of the plasma cutting head after a pre-programmed sequence usual control technology criteria - to a value that allows the cutting head position to be gently run into the specified setpoint range as required. This is, according to the method according to the invention, possible in that even during the first, piece towards the work directed movement of the plasma cutting head from a minimum distance from the workpiece an accurate distance detection is possible, which does not require knowledge of the thickness of the workpiece, ie without time-consuming approach to a reference position, from whose knowledge a distance control would otherwise only be possible, as is the case with the known method.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermittelt wirksame Ver­ kürzungen der Schneid-Zykluszeiten insbesondere dann, wenn die Konturenlänge der aus einem blechförmigen Werkstück auszuschneidenden Teile relativ klein ist und die Dicke des Werkstückes ebenfalls relativ gering ist und daher die Nutzung hoher Schnittgeschwindigkeiten möglich ist.The method according to the invention provides effective ver cuts in cutting cycle times, especially if the contour length of a sheet metal Work piece to be cut is relatively small and the thickness of the workpiece is also relatively small  and therefore the use of high cutting speeds is possible.

Zur Erkennung des Einsetzens des Plasma-Lichtbogens und zum Auslösen des Abstandsregelungsbetriebes kann auch das mit dem Zünden des Plasma-Lichtbogens verbundene Absinken der Gleichspannung zwischen dem Plasmaschneid­ kopf und dem Werkstück von dem relativ hohen Wert der Zündspannung, die zuvor als konstante Spannung anstand, auf den wesentlich niedrigeren Wert der Brennspannung genutzt werden, wobei aus einer einfachen, z. B. zeit­ lich differenzierenden Verarbeitung der über der Licht­ bogenstrecke abfallenden Spannung das Einsetzen des Plasma-Lichtbogens präzise erfaßbar ist. Der hierdurch eingeleitete Regelungsbetrieb führt somit in seiner er­ sten, mit der Zündung des Plasma-Lichtbogens beginnen­ den Phase zur Erstfindung des einzuhaltenden Abstands­ wertes ds und im weiteren Verlauf der Regelung zur Ein­ haltung dieses Abstandswertes.To detect the onset of the plasma arc and to trigger the distance control operation, the drop in the DC voltage between the plasma cutting head and the workpiece associated with the ignition of the plasma arc can also be caused by the relatively high value of the ignition voltage, which was previously present as a constant voltage the much lower value of the operating voltage can be used, with a simple, for. B. time-differentiating processing of the voltage drop across the arc path, the onset of the plasma arc can be precisely detected. The control mode initiated in this way therefore leads in its first phase, with the ignition of the plasma arc the phase for first finding the distance value d s to be observed and in the further course of the control to maintain this distance value.

In bevorzugter Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Vorschubantrieb des Plasma-Schneid­ kopfes mit dem Ansprechen des Strom- oder Spannungssen­ sors erst einmal stillgesetzt und erst nach einer Ver­ zögerungszeit einstellbar vorgebbarer Dauer der Ab­ stands-Regelungsbetrieb eingeleitet. Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, daß der Plasma-Schneidkopf während des gleichsam ersten Durchtrennens des Werk­ stücks von diesem noch in einem relativ großen Abstand gehalten ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, daß vom Werkstück hochspritzendes flüssiges Mate­ rial sich an der Zentralelektrode des Plasma-Schneid­ kopfes niederschlagen und diese verschmutzen oder be­ schädigen kann. In entsprechendem Sinn ist es auch vor­ teilhaft, wenn, wie in bevorzugter Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, der im Schneid­ betrieb die den Schnittkonturen entsprechenden Relativ­ bewegungen zwischen Werkstück und Schneidkopf vermit­ telnde Koordinaten-Vorschub eingeschaltet wird, bevor der Plasma-Lichtbogen gezündet wird. Auch hierdurch wird die statistische Wahrscheinlichkeit dafür, das ge­ schmolzene Werkstückteile zur Plasma-Auslaßdüse des Schneidkopfes gelangen und sich dort niederschlagen können, erheblich reduziert und die Standzeit der Plas­ ma-Schneidmaschine zwischen von Zeit zu Zeit unvermeid­ baren Wartungsarbeiten erheblich erhöht, was ebenfalls einem wirtschaftlichen Betrieb einer nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren betriebenen Plasma-Schneidma­ schine zugute kommt.In a preferred embodiment of the invention The process is the feed drive of the plasma cutting head with the response of the current or voltage sors stopped first and only after a ver delay time adjustable predefinable duration of the Ab control operation initiated. This will turn on easily achieved that the plasma cutting head during the first cut of the work, as it were pieces of this still at a relatively large distance is held, which reduces the probability is that from the workpiece spraying liquid mate  rial on the central electrode of the plasma cutting knock your head down and dirty it or be can damage. In a corresponding sense, it is also before partial if, as in the preferred implementation of the provided method in the cutting operated the relative corresponding to the cutting contours movements between workpiece and cutting head telephonic coordinate feed is switched on before the plasma arc is ignited. This too the statistical probability that the ge melted workpiece parts to the plasma outlet nozzle of the Reach the cutting head and are reflected there can be significantly reduced and the service life of the plas ma cutting machine inevitable from time to time Maintenance work increased considerably, which also an economic operation one after the invent According to the method operated plasma cutting machine seems to benefit.

Zum Schutz des Plasmaschneidkopfes gegen fehlfunktions­ bedingten Verschleiß ist es auch zweckmäßig, wenn der Pilot-Lichtbogen ausgeschaltet wird und der Plasma­ schneidkopf im Eilgang-Rückzugsbetrieb seines Linearan­ triebes in seine vom Werkstück entfernte Ausgangsposi­ tion zurückgebracht wird, wenn nach dem Zünden des Pi­ lotlichtbogens und der damit verknüpften Einschaltung der Stromversorgung für den Plasma-Lichtbogen eine Zeitspanne definiert vorgebbarer Dauer verstrichen ist und innerhalb dieser Sicherheitszeitspanne der Plasma- Lichtbogen nicht entfacht worden ist. To protect the plasma cutting head against malfunction conditional wear it is also appropriate if the Pilot arc is turned off and the plasma cutting head in rapid traverse retraction mode of his Linearan drives into its original position away from the workpiece tion is returned if after the Pi electric arc and the associated activation the power supply for the plasma arc one Time period defined predeterminable duration has elapsed and within this safety period the plasma Arc has not been ignited.  

Wenn die Plasma-Schneidmaschine zusätzlich mit einer, z. B. nach einem kapazitiven Abstandsmeßverfahren arbei­ tenden Abstands-Regelungseinrichtung ausgerüstet ist, so ist es möglich, den Pilotdichtbogen erst bei Unter­ schreiten eines mittels der kapazitiven Meßeinrichtung erfaßbaren Wertes des Abstandes des Plasmaschneidkopfes vom Werkstück zu zünden und gleichzeitig hiermit oder geringfügig hiergegen verzögert die für das Zünden des Plasma-Lichtbogens erforderliche Versorgungsgleichspan­ nung an die zentrale Elektrode des Plasmaschneidkopfes anzulegen und diese Vorgänge zeitlich so aufeinander abzustimmen, daß eine besonders effektive Verkürzung der Einleitung des Schneidbetriebes der Maschine er­ zielt wird.If the plasma cutting machine is also equipped with a e.g. B. after a capacitive distance measuring process distance control device is equipped, so it is possible to only use the pilot sealing sheet at Unter step one by means of the capacitive measuring device detectable value of the distance of the plasma cutting head to ignite from the workpiece and simultaneously with it or slightly delayed the ignition of the Plasma arc required DC supply voltage to the central electrode of the plasma cutting head to create and these processes in time vote that a particularly effective shortening the initiation of the cutting operation of the machine is aimed.

In Kombination hiermit ist es, unter dem Gesichtspunkt, möglichst lange eine hohe Vorschubgeschwindigkeit des Schneidkopfes ausnutzen zu können, günstig, wenn erst beim Unterschreiten eines mittels der kapazitiven Meß­ einrichtung er faßbaren Abstandswertes die Vorschubge­ schwindigkeit auf einen Bruchteil von 1/2 bis 1/10 der zuvor ausgenutzten Vorschubgeschwindigkeit erniedrigt wird.In combination with this, from the point of view, high feed speed of the To be able to use the cutting head, cheaply, if only when falling below a by means of the capacitive measurement he erectable distance value the feed speed to a fraction of 1/2 to 1/10 of previously used feed rate reduced becomes.

Für ein zeitgerechtes Einschalten des Koordinaten-Vor­ schubantriebes, bevor der Plasma-Lichtbogen gezündet wird, ist es vorteilhaft, wenn dies bei einem mittels der kapazitiven Meßeinrichtung erfaßbaren Abstandswert erfolgt.For a timely activation of the coordinate pre thrust drive before the plasma arc ignited it is advantageous if this is done with a medium the capacitive measuring device detectable distance value he follows.

Unabhängig davon, ob eine von einer Messung der Brenn­ spannung des Plasma-Lichtbogens unabhängige Abstandsmeß­ einrichtung vorgesehen ist oder nicht, ist eine recht­ zeitige Einschaltung des Koordinaten-Vorschubes dadurch möglich, daß dieser unmittelbar mit oder nach dem Zün­ den des Pilotlichtbogens eingeschaltet wird und erst danach die Versorgungs-Gleichspannung eingeschaltet wird, die das Zünden des Plasma-Lichtbogens ermöglicht.Regardless of whether one of a measurement of the focal  Voltage of the plasma arc independent distance measurement facility is provided or not, is a right timely activation of the coordinate feed possible that this immediately with or after the ignition the pilot arc is switched on and only then the DC supply voltage is switched on which enables the ignition of the plasma arc.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden baulichen und funk­ tionellen Beschreibung einer zu seiner Anwendung ge­ eigneten Plasma-Schneidmaschine anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further details of the method according to the invention result from the following structural and radio tional description of a ge for its application suitable plasma cutting machine based on the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 einen zur geregelten Einhaltung des Brenner- Abstandes vom Werkstück einer Plasma-Schneid­ maschine vorgesehenen Lage-Regelkreis zur selbsttätigen Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens und Fig. 1 a position control loop provided for the controlled compliance of the torch distance from the workpiece of a plasma cutting machine for the automatic implementation of the inventive method and

Fig. 2 ein schematisch vereinfachtes Blockschaltbild des Lage-Regelkreises, zur Erläuterung seiner Funktion. Fig. 2 is a schematically simplified block diagram of the position control loop to explain its function.

In der Fig. 1 ist insgesamt mit 10 eine Plasma-Schneid­ maschine bezeichnet, mittels derer - aus einem aus ei­ nem leitenden Material bestehenden plattenförmigen Werk­ stück 11 koordinatengesteuert Teilstücke mit einem vor­ gegebenen Konturenverlauf in einem automatischen Be­ trieb der Plasma-Schneidmaschine ausschneidbar sind. In Fig. 1, a total of 10 a plasma cutting machine is referred to, by means of which - from a plate-shaped workpiece consisting of egg nem conductive material 11 coordinate-controlled sections with a given contour profile in an automatic operation of the plasma cutting machine can be cut out.

Die Plasma-Schneidmaschine 10 ist, der Einfachhalt der Darstellung halber, lediglich durch einen über dem Werkstück in zwei zueinander rechtwinkligen Koordina­ tenrichtungen parallel zur oberen Begrenzungsfläche 12 des Werkstücks 11 sowie in Richtung einer zentralen Längsachse 13 senkrecht zu dem Werkstück 11 verfahrba­ ren, insgesamt mit 14 bezeichneten Plasma-Schneidkopf, eine insgesamt mit 16 bezeichnete Höhen-Verstellein­ richtung und eine für diese vorgesehene, insgesamt mit 17 bezeichnete elektronische Steuereinheit repräsen­ tiert, mittels derer in einer selbsttätig ablaufenden Positions-Regelung der Schneidkopf 14 in einem defi­ nierten (Höhen-)Abstand ds von der Oberseite 12 des Werkstückes 11, innerhalb hinreichend geringer Regelab­ weichungen, gehalten werden kann.The plasma cutting machine 10 is, for the sake of simplicity of illustration, only movable by a direction above the workpiece in two mutually perpendicular coordinate directions parallel to the upper boundary surface 12 of the workpiece 11 and in the direction of a central longitudinal axis 13 perpendicular to the workpiece 11 14 designated plasma cutting head, a total designated 16 height adjustment device and a designated for this, designated overall 17 designated electronic control unit, by means of which, in an automatically running position control, the cutting head 14 in a defined (height) Distance d s from the top 12 of the workpiece 11 , deviations can be kept within sufficiently small rule deviations.

Der zur Einhaltung dieses Abstandes ds vorgesehene Posi­ tions-Regelkreis 18 (Fig. 2) umfaßt einen z. B. als Spindeltrieb 19 ausgebildeten Linearantrieb, mittels dessen der Schneidkopf 14, gesteuert durch Ausgangssig­ nale der elektronischen Steuereinheit 17, auf das Werk­ stück 11 zu und von diesem wieder weg-bewegbar ist.To maintain this distance d s provided position control circuit 18 ( Fig. 2) comprises a z. B. designed as a spindle drive 19 linear drive, by means of which the cutting head 14 , controlled by the output signals of the electronic control unit 17 , on the work piece 11 to and from it can be moved away again.

Zur Erfassung des Ist-Wertes des vertikalen Abstandes d des Schneidkopfes 14 von dem Werkstück 11 ist als Ab­ standssensor zum einen ein Meßkondensator 21 vorgese­ hen, der im Rahmen einer Kapazitäts-Meßstufe 22 gleich­ sam als Meßobjekt eingesetzt ist, wobei die Meßstufe 22 ein mit der Kapazität des Meßkondensators 21 monoton korreliertes Spannungs-Ausgangssignal erzeugt, dessen Verlauf über der Kapazität durch eine - willkürliche - Gerade 23 in einem Spannungs-Kapazitäts-Diagramm reprä­ sentiert ist.To detect the actual value of the vertical distance d of the cutting head 14 from the workpiece 11 , a measuring capacitor 21 is provided as a position sensor from a hen, which is used as part of a capacitance measuring stage 22 as the same measurement object, the measuring stage 22 having a the capacitance of the measuring capacitor 21 generates a monotonically correlated voltage output signal, the course of which is represented by a - arbitrary - straight line 23 in a voltage-capacitance diagram across the capacitance.

Der Meßkondensator 21 hat eine ortsfest bleibende Elek­ trode, die durch das auf dem Potential der Schaltungs­ masse 24 liegende Werkstück 11 gebildet ist und eine zweite, mit dem Schneidkopf 14 auf- und abbewegbare torus-förmige Ring-Elektrode 26, die in koaxialer An­ ordnung bezüglich der zentralen Längsachse 13 des Schneidkopfes 14 in einer Verlaufsebene 27 angeordnet ist, die geringfügig oberhalb der Ebene 28 liegt, in der die Mündungsöffnung 29 der Ionisierungsgas-Aus­ trittsdüse 31 des Plasma-Schneidkopfes 14 liegt, über die das Ionisierungsgas zum Werkstück 11 hin aus dem Schneidkopf 14 austritt.The measuring capacitor 21 has a stationary elec trode, which is formed by the potential of the circuit mass 24 lying workpiece 11 and a second, with the cutting head 14 up and down movable torus-shaped ring electrode 26 , which is in coaxial arrangement with respect to the central longitudinal axis 13 of the cutting head 14 is arranged in a plane 27 which is slightly above the plane 28 in which the orifice 29 of the ionizing gas outlet nozzle 31 of the plasma cutting head 14 is located, via which the ionizing gas to the workpiece 11 the cutting head 14 emerges.

Der freie Rand 32 der Mündungsöffnung 29 ist als Hilfs­ elektrode ausgebildet, durch deren Beaufschlagung mit einer hohen Hochfrequenz-Wechselspannung, die von einem lediglich schematisch angedeuteten Netzgerät 33 abge­ geben wird, ein zwischen dieser Hilfselektrode 32 und einer zentralen Elektrode 34 des Plasma-Schneidkopfes 14 entfachbarer elektrischer Lichtbogen, der sogenannte Pilotlichtbogen, erzeugbar ist, der in einer einleiten­ den Phase des Schneid-Betriebes die Ausbildung des Schneid-Lichtbogens begünstigt, der seinerseits im sta­ tionären Betriebszustand zwischen der zentralen Elek­ trode 34 des Schneidkopfes 31 und dem Werkstück 11 brennt.The free edge 32 of the mouth opening 29 is designed as an auxiliary electrode, by acting on it with a high high-frequency alternating voltage, which is given by a power supply unit 33 , which is only indicated schematically, a between this auxiliary electrode 32 and a central electrode 34 of the plasma cutting head 14 ignitable electric arc, the so-called pilot arc, can be generated, which in an initiate the phase of the cutting operation favors the formation of the cutting arc, which in turn burns in the stationary operating state between the central electrode 34 of the cutting head 31 and the workpiece 11 .

Die elektronische Steuereinheit 17 des Positions-Regel­ kreises 18 umfaßt weiter eine Komparator-Stufe 36, mit der aus einer vergleichenden Verarbeitung der Positions- Istwert-charakteristischen Ausgangssignale der Kapazi­ täts-Meßstufe 22 mit einem einstellbar vorgegebenen Positions-Sollwert-Signal Stellsignale erzeugbar sind, die für eine Ansteuerung des Positionier-Antriebes 19 im Sinne einer Angleichung des Positions-Istwertes an den eingestellten Positions-Sollwert ds erforderlich sind.The electronic control unit 17 of the position control circuit 18 further comprises a comparator stage 36 with which control signals can be generated from a comparative processing of the position-actual value-characteristic output signals of the capacitance measuring stage 22 with an adjustable predetermined position setpoint signal. which are required for actuating the positioning drive 19 in the sense of an adjustment of the actual position value to the set position target value d s .

Die Ringelektrode 26 ist mittels eines in radialem Ab­ stand von dem außen zylindrisch ausgebildeten Schneid­ kopf 14 zu dessen zentraler Längsachse 13 parallel verlaufenden, leitenden Stabes 37, der einen kreisrun­ den Querschnitt hat und mittels eines schräg verlaufen­ den, unteren Abschnitts 38 mechanisch fest und elek­ trisch leitend mit der Ringelektrode 26 verbunden ist, in eine zentrale Bohrung 39 eines aus isolierendem Kunststoff-Material bestehenden, blockförmigen Gehäuses Plasma-Schneid-Lichtbogen. Es ist auch mit einer - nicht dargestellten - Spannungs-Meßeinrichtung ausge­ rüstet, die ein für die Brennspannung des Schneid- Lichtbogens charakteristische Ausgangsspannung abgibt, die der Komparatorstufe 36 der elektronischen Steuer­ einheit als weiteres Informations-Eingangssignal zuge­ leitet ist.The ring electrode 26 is by means of a radial Ab stood from the outside cylindrical cutting head 14 to its central longitudinal axis 13 parallel, conductive rod 37 , which has a circular cross-section and by means of an oblique, the lower section 38 mechanically firm and elec is electrically connected to the ring electrode 26 , in a central bore 39 of a block-shaped housing consisting of insulating plastic material, plasma-cutting arc. It is also equipped with a - not shown - voltage measuring device which outputs a characteristic output voltage for the burning voltage of the cutting arc, which is the comparator stage 36 of the electronic control unit as a further information input signal.

Das Netzgerät 33 der elektronischen Steuereinheit 17 ist mit einer Regelungseinrichtung ausgerüstet, die den Betrag des Stromes, mit dem der Schneid-Lichtbogen brennt, auf einem einstellbar vorgegebenen Wert kon­ stant hält, sobald der Plasma-Schneid-Lichtbogen gezün­ det hat. Aufgrund dieser Konstant-Regelung des Lichtbo­ genstromes ist dessen Brennspannung UB, die der Ver­ gleichsstufe 36 als Informationseingangssignal zugelei­ tet ist, mit dem vertikalen Abstand der zentralen Elek­ trode 34 des Plasma-Schneidkopfes 14 von dem Werkstück 11, d. h. der Länge der hierdurch gebildeten Funken­ strecke, monoton korreliert, derart, daß mit abnehmen­ dem Wert dieses Abstandes auch die Brennspannung UB ab­ nimmt.The power supply 33 of the electronic control unit 17 is equipped with a control device which keeps the amount of current with which the cutting arc burns constant at an adjustable predetermined value as soon as the plasma cutting arc has ignited. Due to this constant control of the Lichtbo genstromes its operating voltage U B , which is the Ver comparison stage 36 as the information input signal tet, with the vertical distance of the central electrode 34 of the plasma cutting head 14 from the workpiece 11 , ie the length of the thereby formed Sparks stretch, monotonically correlated, such that with decreasing the value of this distance the operating voltage U B also decreases.

Die Brennspannung UB des Plasma-Lichtbogens ist daher ihrerseits ein Maß für den Abstand des Plasma-Schneid­ kopfes 14 vom Werkstück 11.The internal voltage U B of the plasma arc is therefore in turn a measure of the distance of the plasma cutting head 14 from the workpiece 11 .

Die Komparatorstufe 36 ist mit einer nicht eigens dar­ gestellten Spannungsteilerstufe versehen, mittels derer eine von der erfaßten Brennspannung des Plasma-Lichtbo­ gens abgeleitete, reduzierte Spannung abgeleitet wird, die ihrerseits für den Vergleich mit der für einen ein­ zuhaltenden Abstand ds vorgebbaren Vergleichsspannung U(ds) vergleichbar und zur Ansteuerung des Spindeltrie­ bes 19 der Höhen-Verstelleinrichtung 16 im Sinne des Konstanthaltens des Abstandes d ausnutzbar ist.The comparator stage 36 is provided with a voltage divider stage, not specifically shown, by means of which a reduced voltage derived from the detected operating voltage of the plasma arc is derived, which in turn is used for comparison with the comparison voltage U (which can be predetermined for a distance d s to be maintained). d s ) is comparable and can be used to control the spindle drive bes 19 of the height adjustment device 16 in the sense of keeping the distance d constant.

Die elektronische Steuereinheit 17 ist weiter dahinge­ hend ausgelegt, daß sie eine selbsttätige Durchführung von nachfolgend beispielhaft erläuterten Betriebsweisen der Plasma-Schneidmaschine 10 vermittelt. In einem er­ sten möglichen Betriebsmodus wird die Plasma-Schneidma­ schine 10 wie folgt gesteuert.The electronic control unit 17 is further designed in such a way that it conveys an automatic implementation of modes of operation of the plasma cutting machine 10 , which are explained below by way of example. In one of the first possible operating modes, the plasma cutting machine 10 is controlled as follows.

Es wird davon ausgegangen, daß sich der Plasma-Schneid­ kopf vor Beginn des Schneidbetriebes in einem vertika­ len Abstand von dem Werkstück 11 befindet, der wesent­ lich größer ist als der Soll-Abstand ds, der zur Erzie­ lung einer optimalen Schneidqualität eingehalten werden sollte.It is assumed that the plasma cutting head is before the start of the cutting operation at a vertical distance from the workpiece 11 , which is significantly larger than the target distance d s , which should be observed for the development of optimum cutting quality .

Zunächst wird die elektronische Steuereinheit 17 durch Einstellung einer Vergleichsspannung U(ds) auf den Ab­ stands-Sollwert ds gleichsam eingestellt. Hiernach wird, noch während der Plasma-Schneidkopf 14 sich in seiner oberen Ausgangsstellung befindet, der Pilot- Lichtbogen gezündet, der zwischen der zentralen Elek­ trode 34 des Plasma-Schneidkopfes 14 und dessen Hilfs­ elektrode 32 brennt und durch eine hochfrequente, auch dem Betrage nach hohe Wechselspannung entfacht wird. Hierauf wird der Linearantrieb der Höhen-Verstellein­ richtung 16 eingeschaltet und der Plasma-Schneidkopf 14 auf das Werkstück 24 abwärts bewegt. Sobald diese Ab­ wärtsbewegung eingesetzt hat, wird an die zentrale Elektrode 34 des Plasma-Schneidkopfes 14 auch die Hauptversorgungsspannung von ca. 280 bis 300 V Gleich­ spannung angelegt, die, sobald der Abstand des Plasma- Schneidkopfes 14 von dem Werkstück 11, einen Wert un­ terschreitet, der zwar noch größer ist als der Sollwert ds, bei noch brennendem Pilot-Lichtbogen jedoch schon die Zündung des Haupt-Lichtbogens und dessen Aufrecht­ erhaltung bei reduzierter Brennspannung ermöglicht, die nunmehr als Maß für den Abstand des Plasma-Schneidkop­ fes 14 vom Werkstück nutzbar ist. Nach Maßgabe des Ver­ gleiches der momentanen Brennspannung UB mit dem vor­ eingestellten Vergleichs-Sollwert U(ds) wird der Spin­ deltrieb 19 nur noch so lange in Abwärtsrichtung ange­ steuert, bis Gleichheit zwischen der Sollwert-Vorgabe- Spannung U(ds) und dem von der Brennspannung UB abge­ leiteten Vergleichswert erreicht ist, wonach die Rege­ lung aus dem ständigen Vergleich dieser Spannungen den Abstand des Plasma-Schneidkopfes 14 vom Werkstück 11 mit geringfügigen Regelungsabweichungen auf dem Soll­ wert ds hält.First of all, the electronic control unit 17 is set by setting a comparison voltage U (d s ) to the set point value d s as it were. Thereafter, while the plasma cutting head 14 is in its upper starting position, the pilot arc is ignited, which burns between the central electrode 34 of the plasma cutting head 14 and its auxiliary electrode 32 and by a high frequency, also according to the amount high alternating voltage is ignited. Then the linear drive of the height adjustment device 16 is switched on and the plasma cutting head 14 moves downward on the workpiece 24 . As soon as this downward movement has started, the main supply voltage of approximately 280 to 300 V DC voltage is also applied to the central electrode 34 of the plasma cutting head 14 , which, as soon as the distance of the plasma cutting head 14 from the workpiece 11 , has a value un ters, which is still greater than the setpoint d s , but with the pilot arc still burning, the ignition of the main arc and its maintenance with reduced burning voltage enables the now as a measure of the distance of the plasma cutting head 14 from Workpiece is usable. In accordance with the comparison of the instantaneous operating voltage U B with the previously set comparison target value U (d s ), the spindle drive 19 is only driven in the downward direction until equality between the target value specification voltage U (d s ) and the comparison value derived from the operating voltage U B has been reached, after which the control keeps the distance of the plasma cutting head 14 from the workpiece 11 with slight control deviations from the target value d s from the constant comparison of these voltages.

Unter Mitausnutzung der kapazitiven Abstands-Meßein­ richtung 21, 22 ist die Einleitung des Plasma-Schneidbe­ triebes auch wie folgt möglich:
Wiederum von der oberen Endstellung des Plasma-Schneid­ kopfes 14 ausgehend wird dieser durch Ansteuerung sei­ nes Linear-Antriebes 19 zunächst auf das Werkstück 11 zu bewegt. Nach Maßgabe des abstands-charakteristischen Ausgangssignals der Kapazität-Meßstufe 22 wird der Pi­ lotlichtbogen eingeschaltet und unmittelbar hierauf auch die Versorgungs-Gleichspannung für den Plasma- Lichtbogen an die Plasma-Funkenstrecke angelegt, jedoch erst, nachdem, erfaßt durch das abstands-charakteristi­ sche Ausgangssignal der Kapazitäts-Meßstufe 22, der Ab­ stand des Plasma-Schneidkopfes 14 von dem Werkstück 11 einen Wert unterschritten hat, ab welchem die zur Ver­ fügung stehende Versorgungsspannung mit Sicherheit aus­ reicht, den Plasma-Lichtbogen zu zünden. Nachdem dessen Zündung erfolgt ist, wird wieder auf die Abstands-Rege­ lung unter Ausnutzung der von der Brennspannung UB des Plasma-Lichtbogens abgeleiteten Vergleichsspannung umge­ schaltet. Aus einem Vergleich der von der Kapazitäts- Meßstufe 22 erzeugten abstands-charakteristischen Sig­ nale mit den von der Brennspannung des Plasma-Lichtbo­ gens abgeleiteten, ebenfalls abstands-charakteristi­ schen Signalen, sind nach Plausibilitäts-Kriterien Not­ betriebssteuersignale ableitbar, durch die eine Ab­ schaltung des Schneidbetriebes und/oder eine Rückfüh­ rung des Plasma-Schneidkopfes 14 in seine obere End­ stellung steuerbar sind.
Taking advantage of the capacitive distance measuring device 21 , 22 , the initiation of the plasma cutting operation is also possible as follows:
Again, starting from the upper end position of the plasma cutting head 14 , this is first moved to the workpiece 11 by controlling its linear drive 19 . In accordance with the distance-characteristic output signal of the capacitance measuring stage 22 , the pilot arc is switched on and immediately thereafter the DC supply voltage for the plasma arc is applied to the plasma spark gap, but only after, detected by the distance-characteristic output signal the capacity measuring stage 22 , the level of the plasma cutting head 14 from the workpiece 11 has fallen below a value from which the available supply voltage is sufficient to ignite the plasma arc with certainty. After its ignition has taken place, the distance control is switched back using the reference voltage derived from the arc voltage U B of the plasma arc. From a comparison of the distance-characteristic signals generated by the capacitance measuring stage 22 with the signals derived from the burning voltage of the plasma arc, also distance-characteristic signals, emergency operating control signals can be derived according to plausibility criteria, by means of which a shutdown of the Cutting operation and / or a return of the plasma cutting head 14 in its upper end position are controllable.

Die für die erläuterten Betriebsarten erforderliche elektronisch-schaltungstechnische Ausführung der elek­ tronischen Steuereinheit, der Kapazitätsmeßstufe 22, der Komparaturstufe 36 und des Netzgeräts 33 wird nicht als in Einzelheiten erläuterungsbedürftig ange­ sehen, da sie von einem einschlägig vorgebildeten Elek­ tronik-Fachmann bei Kenntnis ihres Zweckes mit gängigen Mitteln der elektronischen Schaltungstechnik realisier­ bar sind.The required electronic circuitry design of the elec tronic control unit, the capacitance measurement stage 22 , the comparator stage 36 and the power supply 33 is not considered to be in need of explanation, since they are provided by a relevant pre-trained electronics specialist with knowledge of their purpose Common means of electronic circuit technology are realizable.

Zur Erkennung, daß der Plasma-Lichtbogen gezündet hat, ist ein Stromsensor 42 vorgesehen, für den zum Zweck der Erläuterung eine Ausbildung als Magnetfeld-Sensor angenommen sei, der ein elektrisches Ausgangssignal er­ zeugt, sobald der Lichtbogen-Strom fließt. Der Strom­ sensor 42 kann als Reed-Kontakt oder als Hall-Sensor ausgebildet sein.To detect that the plasma arc has ignited, a current sensor 42 is provided, for which, for the purpose of explanation, training as a magnetic field sensor is assumed, which generates an electrical output signal as soon as the arc current flows. The current sensor 42 can be designed as a reed contact or as a Hall sensor.

Der Stromsensor 42 wird von der Plasmaschneidmaschine 10 zur Erzielung der folgenden Sicherheitsfunktion aus­ genutzt:
Tritt nach einer Zündung des Pilotlichtbogens, mit der gleichzeitig auch die hohe Gleichspannung an die zen­ trale Elektrode 34 des Plasma-Schneidkopfes 14 angelegt wird, durch die der Plasma-Lichtbogen gezündet werden soll, innerhalb einer definierten Zeitspanne, das für das Brennen des Plasma-Lichtbogens charakteristische Ausgangssignal des Stromsensors 42 nicht auf, so wird mit Ablauf dieser Zeitspanne der Schneidkopf-Antrieb 19 stillgesetzt und gleichzeitig hiermit oder unmittelbar danach der Plasma-Schneidkopf 14 im Eilgangbetrieb sei­ nes Vertikalantriebes 19 in seine vom Werkstück ent­ fernte Ausgangsstellung zurückgefahren. Mit dem Still­ setzen des Schneidkopf-Antriebes 19 wird auch der Pi­ lot-Lichtbogen abgeschaltet, um einen Verschleiß der Brennerelektroden so gering wie möglich zu halten.
The current sensor 42 is used by the plasma cutting machine 10 to achieve the following safety function:
After ignition of the pilot arc, with which the high direct voltage is simultaneously applied to the central electrode 34 of the plasma cutting head 14 , through which the plasma arc is to be ignited, occurs within a defined period of time which is necessary for the burning of the plasma arc characteristic output signal of the current sensor 42 is not on, then the cutting head drive is stopped at the end of this time, 19 and simultaneously therewith, or immediately thereafter, the plasma cutting head 14 in rapid traverse nes vertical drive is returned to its ent from the workpiece fernte starting position nineteenth When the cutting head drive 19 is stopped, the pilot arc is also switched off in order to keep wear on the burner electrodes as low as possible.

Erst nachdem der Plasma-Schneidkopf 14 in seine Aus­ gangsstellung zurückgebracht worden ist, kann sodann ein erneuter Versuch zur Einleitung des Plasma-Schneid­ betriebes gestartet werden.Only after the plasma cutting head 14 has been returned to its starting position can a new attempt to initiate the plasma cutting operation be started.

Claims (9)

1. Verfahren zur Einleitung des Schneidbetriebes einer Plasma-Schneidmaschine, bei der im Schneidbetrieb der Abstand des Plasma-Schneidkopfes vom Werkstück auf einem definierten Wert gehalten wird, der durch Messung der Brennspannung der zwischen einer zen­ tralen Elektrode des Plasmaschneidkopfes und dem Werkstück brennenden Plasma-Lichtbogens, dessen elektrische Stromstärke auf einen konstanten Wert geregelt wird, erfaßt und durch Vergleich eines von der Brennspannung abgeleiteten Spannungssignals mit einer einstellbar vorgegebenen Referenzspannung, die ein Maß für den Sollwert des Abstandes ist, zur Erzeugung eines Fehlersignals ausgenutzt wird, mit­ tels dessen ein Positionierungsantrieb zur Einstel­ lung des Abstands-Sollwertes ansteuerbar ist, wobei die Zündung des Plasma-Lichtbogens unter Ausnutzung eines Pilotlichtbogens erfolgt, der durch Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung hohen Betrages zwischen der zentralen Elektrode und einer Hilfs­ elektrode des Plasmaschneidkopfes auslösbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • a) der Pilotlichtbogen wird gezündet, während der Schneidkopf (14) in der einleitenden Phase eines Plasmaschneidvorganges auf das Werkstück (11) zu bewegt wird, sich von diesem jedoch noch in ei­ nem Abstand befindet, der größer als der während des Schnittvorganges einzuhaltende Abstand ds ist;
  • b) während der auf das Werkstück (11) zu gerichte­ ten Bewegung des Plasmaschneidkopfes (14) wird ebenfalls zu einem Zeitpunkt, zu dem der Abstand des Schneidkopfes (14) vom Werkstück (11) noch größer ist als der im Schneidbetrieb einzuhal­ tende Abstand ds, auch die im Schneidbetrieb den Plasma-Lichtbogen speisende Gleichstromquelle (33) eingeschaltet;
  • c) mittels eines mit dem Zünden des Plasma-Lichtbo­ gens einsetzenden Ausgangssignal eines elektro­ nischen Strom- oder Spannungs-Sensors (42) wird der Abstands-Regelungsbetrieb ausgelöst.
1. Method for initiating the cutting operation of a plasma cutting machine, in which the distance of the plasma cutting head from the workpiece is kept at a defined value in the cutting operation, which is determined by measuring the burning voltage of the plasma burning between a central electrode of the plasma cutting head and the workpiece. Arc, whose electrical current is regulated to a constant value, is detected and used to generate an error signal by means of a positioning drive by comparing a voltage signal derived from the operating voltage with an adjustable predetermined reference voltage, which is a measure of the setpoint value of the distance to set the distance setpoint can be controlled, the ignition of the plasma arc taking place using a pilot arc, which by applying a high-frequency alternating voltage high amount between the central electrode and an auxiliary electrode of the plasma cutting triggerable, characterized by the following features:
  • a) the pilot arc is ignited while the cutting head ( 14 ) is being moved towards the workpiece ( 11 ) in the introductory phase of a plasma cutting process, but is still at a distance from this which is greater than the distance to be maintained during the cutting process d s is;
  • b) during the work on the workpiece ( 11 ) to move th the plasma cutting head ( 14 ) is also at a time when the distance of the cutting head ( 14 ) from the workpiece ( 11 ) is even greater than the distance to be kept in the cutting operation d s , the direct current source ( 33 ) which feeds the plasma arc in the cutting mode is also switched on;
  • c) the distance control operation is triggered by means of an output signal of an electronic current or voltage sensor ( 42 ) which starts with the ignition of the plasma arc.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Abstands-Regelungsbetrieb auslösende Steuersignal aus der beim Zünden des Plasma-Licht­ bogens eintretenden sprunghaften Änderungen der zwischen der zentralen Elektrode (34) und dem Werk­ stück (11) abgreifbaren Spannung vom hohen Wert der Zündspannung auf den niedrigeren Wert der Brenn­ spannung abgeleitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the distance control operation triggering control signal from the sudden changes occurring in the ignition of the plasma arc changes in the between the central electrode ( 34 ) and the workpiece ( 11 ) tapped voltage of high value the ignition voltage is derived to the lower value of the internal voltage. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Ansprechen des Strom- oder Spannungssensors (42) der Vorschubbetrieb des Plasma­ schneidkopfes stillgesetzt wird und der Abstands- Regelungsbetrieb erst nach einer Verzögerungszeit einstellbar vorgebbarer Dauer eingeleitet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with the response of the current or voltage sensor ( 42 ), the feed operation of the plasma cutting head is stopped and the distance control operation is initiated only after a delay time adjustable duration. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schneidbetrieb die den Schnittkonturen entsprechenden Relativbewegungen zwischen dem Werk­ stück (11) und dem Plasmaschneidkopf (14) vermit­ telnde Koordinaten-Vorschub eingeschaltet wird, bevor der Plasma-Lichtbogen gezündet wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the cutting contours corresponding relative movements between the work piece ( 11 ) and the plasma cutting head ( 14 ) mediating coordinate feed is switched on before the plasma arc is ignited. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmaschneidkopf im Eilgang-Rückzugsbetrieb seines Linearantriebes in seine vom Werkstück entfernte Ausgangsstellung zurückgebracht und der Pilotlichbogen ausgeschaltet werden, wenn nach dem Zünden des Pilotlichtbogens eine Sicherheitszeitspanne definiert vorgebbarer Dauer verstrichen ist und innerhalb dieser Sicherheitszeitspanne der Plasma-Lichtbogen nicht entfacht worden ist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the plasma cutting head in Rapid traverse retracting operation of its linear drive in its starting position away from the workpiece brought back and the pilot arc switched off if, after igniting the pilot arc a security period defined predefinable Duration has passed and within this Safety period of the plasma arc is not has been kindled. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Ein­ leitung des Schneidbetriebes einer Plasma-Schneid­ maschine, die zusätzlich mit einer nach einem kapa­ zitiven Abstandsmeßverfahren arbeitenden Abstands- Regelungseinrichtung ausgerüstet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pilot-Lichtbogen erst bei Un­ terschreiten eines mittels der kapazitiven Meßein­ richtung (21, 22) erfaßbaren Wertes des Abstandes des Plasmaschneidkopfes (14) vom Werkstück (11) ge­ zündet wird und gleichzeitig hiermit oder geringfü­ gig hiergegen verzögert die für das Zünden des Plasma-Lichtbogens erforderliche Versorgungs-Gleich­ spannung an die zentrale Elektrode (34) des Plasma­ schneidkopfes (14) angelegt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5 for a line of the cutting operation of a plasma cutting machine, which is additionally equipped with a distance-measuring device working according to a capacitive distance measuring method, characterized in that the pilot arc only falls below at Un a by means of the capacitive Meßein device ( 21 , 22 ) detectable value of the distance of the plasma cutting head ( 14 ) from the workpiece ( 11 ) is ignited and at the same time or slightly delayed the delay necessary for the ignition of the plasma arc supply DC voltage the central electrode ( 34 ) of the plasma cutting head ( 14 ) is applied. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit, mit der der Plas­ ma-Schneidkopf (14) auf das Werkstück (11) zu be­ wegt wird, beim Unterschreiten eines mittels der kapazitiven Meßeinrichtung (21, 22) erfaßbaren Ab­ standswertes auf einen Bruchteil von 1/2 bis 1/10 der zuvor ausgenutzten Vorschubgeschwindigkeit er­ niedrigt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the feed rate at which the plasma cutting head ( 14 ) on the workpiece ( 11 ) is moved to be below a value detectable by means of the capacitive measuring device ( 21 , 22 ) from it is reduced to a fraction of 1/2 to 1/10 of the feed rate previously used. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Koordinaten-Vorschub einge­ schaltet wird, wenn ein mittels der kapazitiven Meßeinrichtung (21, 22) erfaßbarer Abstandswert un­ terschritten wird.8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the coordinate feed is switched on when a distance value detected by means of the capacitive measuring device ( 21 , 22 ) is undershot. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Koordinaten-Vorschub mit oder unmittelbar nach dem Zünden des Pilotlichtbo­ gens eingeschaltet wird.9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized characterized that the coordinate feed with or immediately after the pilot lightbo is ignited gens is turned on.
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