DE2706232C3 - Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück und Vorrichtung zu dessen Durchführung - Google Patents
Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück und Vorrichtung zu dessen DurchführungInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von
einem zu bearbeitenden Werkstück mit unregelmäßiger Oberfläche, über welches das Werkzeug bewegt wird,
insbesondere zur Abstandsregelung des Plasmabrenners einer Brennschneidmaschine vom Werkstück,
wobei das elektrische Potential des Plasma-Schneidstrahles ermittelt, in einem Vergleicher mit einem
Sollwert verglichen und die ermittelte Regelabweichung einer Werkzeugverstelleinrichtung zur Abstandskorrektur
zugeführt wird.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE-PS 19 62 170, der DE-PS 12 94 717 sowie
der DE-OS 15 13 373 sind Vorschubsteuerungen für Brennschneidmaschinen bekannt geworden, bei denen
Schaltsignale in Abhängigkeit vom Potential einer Brenngasflamme bzw. eines Schneidsauerstoffstrahles
erzeugt werden.
Darüberhinaus sind aus der US-PS 23 64 645, der US-PS 29 49 391 sowie der GB-PS 14 14 437 Höhensteuerungen
für Autogenschneidbrenner von Brennschneidmaschinen bekannt geworden, bei denen das
elektrische Potential der Vorwärmflamme bzw. des Schneidsauerstoffstrahles als Istwert einem Regelkreis
zur Konstanthaltung des Abstandes des Brenners von dem zu bearbeitenden Werkstück zugeführt wird. Als
Sollwert-Einstellung ist bei diesen vorbekannten Einrichtungen ein Potentiometer bzw. einstellbarer Widerstand
vorgesehen, der je nach Größe des gewünschten Abstandes zu Beginn des Schneidvorganges einjustiert
werden muß.
Diese Sollwert-Festlegung ist insbesondere bei sich laufend ändernden Schneidbedingungen von Nachteil,
da in Abhängigkeit von der Schneidgeschwindigkeit, dem zu bearbeitenden Materialwerkstoff, der Schneidbrennerdüsenausbildung
sowie der Oberflächenform des zu bearbeitenden Werkstückes nahezu bei jedem
Neubeginn eines Schneidvorganges der Sollwert neu eingestellt werden muß. Dies ist jedoch kostenungünstig
und zeitraubend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß es diese Nachteile nicht mehr aufweist und insbesondere ein Verfahren zu schaffen, mit dem in
einfacher Art und Weise auch bei unterschiedlichsten Arbeitsbedingungen eine Sollwertfestlegung mölich ist.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach
ir' Anspruch 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird es somit möglich in einfachster Art und Weise sowie in kürzester Zeit einen
den jeweiligen Schneidbedingungen angepaßten optimalen Abstandssollwert zu erfassen und für die Dauer
1» des Schneidvorganges in einem Sollwertspeicher zu
speichern. Es ist lediglich erforderlich den Brenner in einem vorgegebenen Sollabstand von der zu bearbeitenden
Werkzeugoberfläche zu positionieren, was über entsprechende Höhenverstellorgane manuell oder auch
>r> automatisch (über entsprechende elektronische, pneumatische
oder hydraulische Verstelleinrichtungen) erfolgen kann. Nach Positionierung wird das elektrische
Potential des Schneidstrahles erfaßt, wobei dei Erfassungszeit vorzugsweise so lange ist, daß sichergestellt
ist, daß der Wert des Potentials im stationären Zustand gemessen wird. Dies ist insbesondere bei der Verwendung
von einem Plasma-Schneidstrahl als Schneidwerkzeug von wesentlicher Bedeutung, da der Wert der
Plasmabogenspannung, welcher in diesem Fall als Sollwert-Ausgangsgröße verwendet wird, erst eine
gewisse Zeit nach Zünden des Plasmalichtbogens einen stationären Zustand erreicht hat. Diese Zeit ist je nach
Art des Plasmastrahles unterschiedlich, kann aber durch einfache Versuche empirisch ermittelt werden.
ίο Während der Positionierung des Brenners über der
Werkstückoberfläche ist dieser bevorzugt noch nicht eingeschaltet. Erst nach Positionierung, also unmittelbar
vor der Sollwerterfassung und Speicherung wird der Schneidbrenner, insbesondere der Plasmabrenner gezündet.
Im Hinblick auf die Ausbildung einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders vorteilhaft, wenn das Sollpotential bzw. die
Plasmabogenspannung mittels eines Analog-Digital-Umformers digitalisiert und in einem Digitalspeicher
gespeichert wird. Bevorzugt wird dann der gespeicherte Wert einem als Mikroprozessor ausgebildeten Vergleicher
zugeführt. Dies ist ebenfalls im Hinblick auf die Reaktion, also die Schnelligkeit der Verstellvorrichtung,
h" sowie der Genauigkeit der Abstandskonstanthaltung
von besonderem Vorteil.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sowie unter Hinweis auf
weitere vorteilhafte Merkmale an Hand von Ausführungsbeispielen entsprechend den F i g. 1,2 und 3 näher
erläutert
In F i g. 1 ist eine Einrichtung zur Konstt nthaltung des
Abstandes eines schematisch dargestellten Werkzeuges 10 von einem zu bearbeitenden Werkstück 11 in ihrer
Gesamtheit mit 12 bezeichnet Der Brenner 10 ist dabei bevorzugt als wasserstabilisierter Plasmabrenner (siehe
aus US-PS 36 41 308) ausgebildet, mit welchem da« auf
einem Flüssigkeitstisch (siehe auch US-PS 37 87 247) κι angeordnete Werkstück 11 geschnitten wird.
Mit dem Schneidbrenner 10 und dem Werkstück 11 ist zum Abgriff der Plasmalichtbogenspannung ein
Analog-Digital-Umformer 14 verbunden, dessen Ausgang 15 mit einem Sollwertspeicher 16 und über einen H
Ausgang 17 mit einem Vergleicher 18 verbunden ist. Der Vergleicher 18 ist dabei als Mikroprozessor ausgebildet
und steht ausgangsseitig über die Leitung 19 mit einem Digital-Analog-Umformer 20 in Verbindung, der über
einer an sich bekannte analoge Motor-Regelung 21 mit n>
einem Brennerverstellmotor 22 in Verbindung steht.
Gemäß der Erfindung wird zu Beginn eines Schneidvorganges der Abstand A zwischen dem
Brenner 10 und dem Werkstück 11 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt und nach Zündung des
Lichtbogens die Bogenspannung für eine definierte, einen stationären Zustand der Bogenspannung gewährleistende
Zeit über den Analog-Digital-Umformer und den Ausgang 15 dem Speicher 16 zugeführt und dort der
stationäre Wert gespeichert. Dabei kann der Brenner- jo
abstand von Hand oder mit Endschalter oder sonstigen Fühlern auf den gewünschten Sollabstand gebracht
werden.
Beim Schneiden selbst wird dann über den Analog-Digital-Umformer und die Leitung 17 dem Vergleicher r>
(Mikroprozessor 18) ein Bogenspannungsistwert zugeführt, welcher im Mikroprozessor mit dem aus dem
Speicher 16 über die Leitung 23 dem Mikroprozessor zugeführten Sollwert verglichen wird. Die Regeldifferenz
bewirkt über Leitung 19 und den Digital-Analog-Umformer 20 eine analoge Verstellung des Motors 22,
wodurch der Abstand entsprechend korrigiert wird. Dabei findet selbstverständlich eine Korrektur nur statt,
wenn der Abstand des Brenners von der Werkstückoberfläche einen Wert aufweist, der ungleich dem
eingestellten Wert A ist
Anstelle der in Fig. 1 mit 21 bezeichneten analogen
Motorregelung ist es selbstverständlich auch möglich eine digitale Motorregelung einzusetzen, die in Fig.2
mit 24 bezeichnet ist. In diesem Fall ist dann der Motor 22 vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet. Diese
Ausführungsform ist im Hinblick auf den besonders einfachen konstruktiven Aufbau besonders günstig. Der
übrige Aufbau der F i g. 2 entspricht dem der F i g. 1, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 wird nur der Sollwert in Form eines Digitalwertes erfaßt und
digitalgespeichert. Der Vergleich von Sollwert und Istwert findet in einem Analog-Vergleicher25 statt. Das
schematisch dargestellte und mil 26 bezeichnete, dem Speicher 16 zugeordnete Steuerwerk, dient zur
Erzeugung eines Speicher-Setz-Befehles. Der Digital-Analog-Umformer
ist mit 20 bezeichnet.
Bei der Verwendung eines Mikroprozessors 18 als Vergleicher ist es ferner vorteilhaft möglich, ein
Abschaltsignal zu erzeugen, welches beispielsweise dann entsteht, wenn der Brenner über das Werkstück
hinaus bewegt wird. Dieses Signal, welches durch eine plötzliche größe Änderung der Plasmabogenspannung
ausgelöst wird, bewirkt dann, daß der Brenner in eine vorbestimmte Endstellung hochgefahren wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden
Werkstück mit unregelmäßiger Oberfläche, über welche das Werkzeug bewegt wird, insbesondere
. zur Abstandsregelung des Plasmabrenners einer Brennschneidmaschine vom Werkstück unter Ausnutzung
des elektrischen Potentials zwischen Brenner und Werkstück als Regelgröße, dadurch
gekennzeichnet, daß zu Beginn des Schneidvorganges das Werkzeug in einen vorgegebenen
Sollabstand von der Oberfläche gebracht, anschließend das elektrische Potential des Schneidstrahles
erfaßt und als Abstandssollwert in einem Sollwertspeicher gespeichert wird, und daß während des
Schneidvorganges dann das elektrische Potential des Plasma-Schneidstrahles als Istwert ermittelt, in
einem Vergleicher mit dem aus dem Sollwertspeicher entnommenen Sollwert verglichen und die
ermittelte Regelabweichung einer Werkzeugverstelleinrichtung zur Abstandskorrektur zugeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Abstandssollwert
mittels eines Analog-Digital-Umformers digitalisiert und in einem Digitalspeicher gespeichert und zur
Abstandsregelung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gespeicherte Sollwert zur
Abstandsregelung einem als Mikroprozessor ausgebildeten Vergleicher zugeführt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch einen mit dem Schneidbrenner (10) und dem Werkstück (11) verbundenen Analog-Digital-Umformer
(14), dessen Ausgang (17) mit einem Sollwertspeicher (16) und einem Vergleicher (18)
verbunden ist, welcher mit einem Brennerverstellmotor (21,22) in elektrischer Verbindung steht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772706232 DE2706232C3 (de) | 1977-02-15 | 1977-02-15 | Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück und Vorrichtung zu dessen Durchführung |
Publications (3)
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DE2706232A1 DE2706232A1 (de) | 1978-08-17 |
DE2706232B2 DE2706232B2 (de) | 1980-02-28 |
DE2706232C3 true DE2706232C3 (de) | 1980-10-23 |
Family
ID=6001171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772706232 Expired DE2706232C3 (de) | 1977-02-15 | 1977-02-15 | Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück und Vorrichtung zu dessen Durchführung |
Country Status (1)
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Families Citing this family (6)
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JPS62120955A (ja) * | 1985-11-21 | 1987-06-02 | Amada Co Ltd | 熱切断機の倣い装置 |
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EP0571624A1 (de) * | 1990-04-17 | 1993-12-01 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Steuerverfahren der brennhöhe während einer plasmaschneidbearbeitung |
JPH0578373U (ja) * | 1992-04-06 | 1993-10-26 | 株式会社小松製作所 | プラズマ加工機のスタンドオフ制御装置 |
-
1977
- 1977-02-15 DE DE19772706232 patent/DE2706232C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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