FR2488539A1 - Flame cutting torch - with capacitive sensor which keeps torch at constant distance from workpiece, and where screen protects sensor from damage or flame spray - Google Patents

Abstract

The sensor is fixed to the torch so the latter can be kept at a constant distance from a workpiece. The sensor is protected from damage due to flame spray by a screen fixed to the torch and located between the screen and the workpiece. The screen does not interfere with the operation of the torch or sensor, and also presses the workpiece against its anvil, so the piece cannot curl upwards towards the torch. The screen pref. has a shape of a crockery plate with a central hole; and the zone of the plate below the sensor is pref. made of a refractory, insulating ceramic, which may consist of a separate ceramic ring. Esp. for cutting thin metal sheet, e.g. with a plasma torch, where the screen prevents the sensor from hitting obstacles in the path of the moving torch, or from being damaged by flame spray.

Description

La présente invention concerne les torches de découpe par exemple du type à plasma ou laser, munie d'un capteur de distance capacitif.The present invention relates to cutting torches, for example of the plasma or laser type, fitted with a capacitive distance sensor.

On connait déjà, notamment pour la découpe de tôles, des torches dont la buse est entourée, du côté de la tôle à découper, d'un anneau capacitif détectant la distance séparant ladite buse de la tôle et communiquant ses informations à un dispositif pour l'asservissement de ladite distance. Ainsi, la buse suit constamment le profil de tôle à découper, puisque la distance busetôle est maintenue constante, et la ligne de découpe peut être régulière.Torches whose nozzle is surrounded, on the side of the sheet to be cut, are already known, in particular for cutting sheets, with a capacitive ring detecting the distance separating said nozzle from the sheet and communicating its information to a device for the enslavement of said distance. Thus, the nozzle constantly follows the sheet metal profile to be cut, since the distance from the sheet metal is kept constant, and the cutting line can be regular.

Un tel dispositif fonctionne de façon satisfaisante pour les tôles épaisses. En revanche, il est pratiquement inutilisable pour la découpe de tôles minces, par exemple dont l'épaisseur est inférieure à 4 mm. En effet, une telle torche de découpe impose à la tôle découpée des contraintes thermiques très importantes.Such a device works satisfactorily for thick sheets. On the other hand, it is practically unusable for cutting thin sheets, for example whose thickness is less than 4 mm. Indeed, such a cutting torch imposes very significant thermal stresses on the cut sheet.

Par suite, lorsque l'on découpe des pièces dans une tôle mince, on libère ces contraintes qui ont tendance à déformer la tôle, qui, à cause de sa minceur, ne présente pas la rigidité nécessaire pour s'y opposer. Certaines parties de la tôle , par exemple les angles vifs, les bandes minces, etc..., se soulèvent du support sur lequel repose la tôle,en direction de la torche. Lorsque celle-ci se déplace, l'anneau capacitif soit heurte ces parties de tôles saillantes et est détruit ou pour le moins faussé, soit palpe le profil desdites parties et arrête le déplacement de la toche en position haute, remplissant ainsi une fonction de sécurité contre les obstacles pour laquelle ilestprévu. Consequently, when parts are cut from a thin sheet, these stresses are released, which tend to deform the sheet, which, because of its thinness, does not have the rigidity necessary to oppose it. Certain parts of the sheet, for example the sharp angles, the thin strips, etc., are lifted from the support on which the sheet rests, in the direction of the torch. When the latter moves, the capacitive ring either strikes these protruding sheet parts and is destroyed or at least distorted, or palpates the profile of said parts and stops the movement of the toche in the high position, thus fulfilling a safety function against the obstacles for which it is intended.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et concerne une torche de découpe à capteur capacitif pouvant être utilisée pour la découpe de tôles minces.The object of the present invention is to remedy these drawbacks and relates to a cutting torch with a capacitive sensor which can be used for cutting thin sheets.

A cette fin, selon l'invention, la torche de découpe, par exemple du type à plasma ou laser, munie d'un capteur de distance capacitif ,dispose en regard de l'objet à découper et servant à l'asservissement de la distance entre ladite torche et ledit objet à découper, est remarquable en ce qu'elle comporte un écran solidaire de ladite torche, disposé entre ledit capteur capacitif et ledit objet à découper sans perturber le fonctionnement de ladite torche, ni celui dudit capteur capacitif et susceptible de rabattre ledit objet en direction opposee à la torche dans le cas où celui-ci aurait tendance à se déplacer en direction de cette torche.To this end, according to the invention, the cutting torch, for example of the plasma or laser type, provided with a capacitive distance sensor, has opposite the object to be cut and used for servoing the distance between said torch and said object to be cut, is remarkable in that it comprises a screen integral with said torch, disposed between said capacitive sensor and said object to be cut without disturbing the operation of said torch, or that of said capacitive sensor and capable of folding said object in the opposite direction to the torch in the event that it tends to move in the direction of this torch.

Ainsi, si une partie de la tôle se déforme lors de la découpe, elle est pressée contre son support par l'écran, qui agit alors en presse-tôle. Thus, if part of the sheet deforms during cutting, it is pressed against its support by the screen, which then acts as a sheet press.

De préférence, ledit écran selon l'invention présente la forme d'une assiette percée en son milieu d'un orifice pour le passage du flux ou du faisceau de découpe et ledit capteur capacitif se trouve en retrait du bord dudit orifice central. Dans ce cas, ce sont les bords périphériques obliques relevés vers le haut dudit écran qui servent de presse-tôle.Preferably, said screen according to the invention has the shape of a plate pierced in the middle of an orifice for the passage of the flux or of the cutting beam and said capacitive sensor is set back from the edge of said central orifice. In this case, it is the oblique peripheral edges raised towards the top of said screen which serve as sheet metal presses.

Afin de ne pas perturber le fonctionnement du capteur capacitif, il est avantageux que ledit écran soit réalisé,au moins dans sa partie voisine dudit capteur, en une matière électriquement isolante, susceptible par ailleurs de résister aux températures élevées. A cet effet, il est intéressant d'utiliser certaines céramiques. In order not to disturb the operation of the capacitive sensor, it is advantageous that said screen is made, at least in its part adjacent to said sensor, of an electrically insulating material, moreover capable of withstanding high temperatures. For this purpose, it is interesting to use certain ceramics.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.The figures of the appended drawing will make it clear how the invention can be implemented.

La figure 1 est une vue schématique partielle d'une torche de découpe à plasma connue, perfectionnée selon l'invention.Figure 1 is a partial schematic view of a known plasma cutting torch, improved according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique agrandie d'une partie de la figure 1 et correspondant à la ligne de coupe Il-Il de la figure 3.FIG. 2 is an enlarged schematic view of a part of FIG. 1 and corresponding to the section line II-II of FIG. 3.

la figure 3 est une vue du dessus de l'écran de la figure 2, la buse et l'anneau capacitif étant supposés ôtés.Figure 3 is a top view of the screen of Figure 2, the nozzle and the capacitive ring being assumed to be removed.

Les figures 4a et 4b sont des demi-coupes en vue semblables à la figure 2, donnant des variantes de réalisation.Figures 4a and 4b are half-sections in view similar to Figure 2, giving alternative embodiments.

La torche de découpe à plasma, montrée par la figure 1, comporte une buse 1 et est destinée à découper une tôle 2 reposant sur un support horizontal 3. A cet effet, la buse 1 est mue par un dispositif (non représenté) susceptible de la déplacer au-dessus de la tôle 2, par exemple selon un parcours programmé, ainsi que perpendiculairement à ladite tôle 2. Les mouvements de la buse 1 perpendiculairement à la tôle 2 sont asservis de façon que la distance buse-tôle soit constante. Pour cela, un anneau capacitif communique ses informations audit dispositif de déplacement de la buse 1. Dans le cas présent, l1anneau capacitif 4 est solidaire en déplacement de la buse 1, par l'intermédiaire d'une tige 5, elle-même solidaire de la buse 1 par l'intermédiaire de boîtier 6 .L'anneau capacitif 4 est concentrique à l'extrémité de la buse et disposé au niveau de cette extrémité, en direction de la tôle 2. The plasma cutting torch, shown in FIG. 1, comprises a nozzle 1 and is intended to cut a sheet 2 resting on a horizontal support 3. For this purpose, the nozzle 1 is moved by a device (not shown) capable of move it above the sheet 2, for example along a programmed path, as well as perpendicular to said sheet 2. The movements of the nozzle 1 perpendicular to the sheet 2 are controlled so that the distance from the nozzle to the sheet is constant. For this, a capacitive ring communicates its information to said device for displacing the nozzle 1. In the present case, the capacitive ring 4 is integral in displacement with the nozzle 1, by means of a rod 5, itself integral with the nozzle 1 via the housing 6. The capacitive ring 4 is concentric at the end of the nozzle and arranged at this end, in the direction of the sheet 2.

Comme expliqué ci-dessus, dans certains cas, l'anneau capacitif 4 risque d'être endommagé par des portions repliées ou gonflées vers le haut de la tôle 2. As explained above, in certain cases, the capacitive ring 4 risks being damaged by folded or inflated portions towards the top of the sheet 2.

Pour éviter ces inconvénients, la torche selon l'invention comporte un écran 7 susceptible de servir de pressetôle.To avoid these drawbacks, the torch according to the invention comprises a screen 7 capable of serving as a metal press.

Sur la figure 1, on a supposé que la buse 1 était solidaire en déplacement d'un marqueur de tôle 8 et que ledit écran 7 était fixé sur ledit marqueur 8.In FIG. 1, it has been assumed that the nozzle 1 was integral with the movement of a sheet metal marker 8 and that said screen 7 was fixed to said marker 8.

Comme le montrent mieux les figures 2 et 3 , l'écran 7 présente la forme générale d'une assiette, percée en son centre d'un orifice central 9 rentrant vers l'inte- rieur dudit écran. L'anneau 4 est disposé en retrait de la périphérie au bord de l'orifice 9 et est donc protégé par ledit écran 7, dont la périphérie oblique vers le haut 10 sert à rabattre les tôles découpées, pendant les déplacements de la torche 1. La torche 1 est concentrique à l'orifice 9.As shown better in FIGS. 2 and 3, the screen 7 has the general shape of a plate, pierced in its center with a central orifice 9 returning towards the interior of said screen. The ring 4 is set back from the periphery at the edge of the orifice 9 and is therefore protected by said screen 7, whose upward oblique periphery 10 is used to fold the cut sheets, during the movements of the torch 1. The torch 1 is concentric with the orifice 9.

Dans l'écran 7 est prévu un autre orifice 11, pour le passage du marqueur 8, ainsi qu'un dispositif de fixation 12, sur ledit marqueur 8.In the screen 7 is provided another orifice 11, for the passage of the marker 8, as well as a fixing device 12, on said marker 8.

L'écran 7 peut être totalement réalisé en une céramique.The screen 7 can be made entirely of ceramic.

Sur les figures 4a et 4b , on a représenté un écran pouvant être réalisé par exemple en tôle, l'anneau capacitif 4 étant isolé dudit écran par un anneau de céramique 13 ou 14.FIGS. 4a and 4b show a screen that can be made for example of sheet metal, the capacitive ring 4 being isolated from said screen by a ceramic ring 13 or 14.

Bien entendu, quoique l'on ait mentionne que l'écran 7 pouvait être fixé au marqueur 8, la présente invention n'est pas limitée à ce mode de solidarisation de l'écran 7 et de la buse 1.  Of course, although it has been mentioned that the screen 7 could be fixed to the marker 8, the present invention is not limited to this method of securing the screen 7 and the nozzle 1.

On remarquera que, en plus de sa fonction de protection de l'anneau capacitif 4, l'écran 7 cache au moins en partie l'arc plasma à la vue de l'opérateur de la machine, évitant donc la fatigue visuelle de celui-ci.It will be noted that, in addition to its function of protecting the capacitive ring 4, the screen 7 at least partially hides the plasma arc from the view of the operator of the machine, thus avoiding visual fatigue of the latter. this.

De plus, il abaisse le niveau de bruit de la torche plasma, surtout si l'on recouvre sa face interne d'un produit d'amortissement sonique résistant à des températures élevées
La torche selon l'invention est particulièrement utilisable sur des machines de découpe d'une pluralité de pièces de forme déterminée dans une même tôle. In addition, it lowers the noise level of the plasma torch, especially if its inner side is covered with a sonic damping product resistant to high temperatures.
The torch according to the invention is particularly usable on machines for cutting a plurality of pieces of determined shape in the same sheet.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1.- Torche de découpe munie d'un capteur de distance capacitif, disposé en regard de l'objet à découper et servant à l'asservissement de la distance entre ladite torche et ledit objet à découper, caractérisée en ce qu'elle comporte un écran solidaire de ladite torche, disposé entre ledit capteur capacitif et ledit objet à découper sans perturber le fonctionnement de ladite torche, ni celui dudit capteur capacitif et susceptible de rabattre ledit objet en direction opposée à la torche dans le cas où celui-ci aurait tendance à se déplacer en direction de cette torche.1.- Cutting torch provided with a capacitive distance sensor, placed opposite the object to be cut and used for controlling the distance between said torch and said object to be cut, characterized in that it comprises a screen integral with said torch, disposed between said capacitive sensor and said object to be cut without disturbing the operation of said torch, or that of said capacitive sensor and capable of folding said object in the direction opposite to the torch in the event that it tends to to move towards this torch. 2.Torche selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit écran présente la forme d'une assiette percée en son milieu d'un orifice et en ce que ledit capteur capacitif se trouve en retrait du bord dudit orifice central. 2. Torch according to claim 1, characterized in that said screen has the shape of a plate pierced in the middle of an orifice and in that said capacitive sensor is set back from the edge of said central orifice. 3.- Torche selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit écran est réalisé, au moins dans sa partie voisine dudit capteur, en une matière électriquement isolante, susceptible par ailleurs de résister aux températures élevées.3.- Torch according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said screen is made, at least in its part adjacent to said sensor, in an electrically insulating material, moreover capable of withstanding high temperatures. 4.- Torche selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit écran est au moins en partie en matière céramique.4. Torch according to claim 3, characterized in that said screen is at least partly made of ceramic material. 5.- Machine de découpe de pièces dans une tôle mince, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une torche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 5. Machine for cutting parts in a thin sheet, characterized in that it comprises at least one torch according to any one of claims 1 to 4.