CN110169207B - 禁用等离子弧焊枪及相关系统和方法 - Google Patents

Abstract

在一些方面，使等离子加工系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将焊枪置于安全锁定模式的方法可以包括：提供：等离子控制电路，其被配置为将电流从等离子切割系统通过等离子弧焊枪传送到设置在焊枪中的一个或多个消耗品；和操作者接口开关，其连接到等离子控制电路，并被配置为引起来自等离子弧焊枪的等离子弧的生成；以及激活与操作者接口开关分离的开关，该开关设置在焊枪上并连接到等离子控制电路，以断开等离子控制电路，从而限制包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品。

Description

禁用等离子弧焊枪及相关系统和方法

相关申请

本申请要求2017年1月13日提交的名称为“Torch Lock for a Plasma ArcCutting System（等离子弧切割系统的焊枪锁）”的美国临时专利申请序列号62/446,058的权益，其内容全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本申请总体上涉及等离子弧焊枪，更具体地说，涉及用于等离子弧系统的禁用等离子弧焊枪以及相关系统和方法。

背景技术

等离子弧焊枪被广泛用于金属工件的切割或标记中。等离子弧焊枪通常包括焊枪主体、安装在主体内的电极、具有中心出口孔口的喷嘴、电连接件、用于冷却和电弧控制流体的通道、控制流体流动模式的涡流环、电源和控制焊枪操作的装置。

等离子弧焊枪产生具有高温和高动量的等离子气体的收缩电离射流。等离子射流通常在15,000至50,000摄氏度之间的温度以高达7,000米/秒的典型速度离开焊枪的喷嘴孔口。具有这些温度和速度的等离子射流产生快速切穿金属所需的极端热传递速率。这种极端的热传递速率可能导致对靠近离开等离子弧焊枪的射流的操作者和其他工作人员的创伤性烧伤的严重危害。商用等离子弧焊枪的操作指令通常指示操作者在拆卸焊枪进行维修之前或在等离子弧焊枪无人看管时禁用电源，并警告操作者不遵守正确的操作程序可能导致的伤害(例如电击)。然而，在实践中经常观察到操作者不遵守制造商的指令和警告。

一些等离子弧焊枪，例如手持焊枪，可以是触发器激活设备。也就是说，焊枪响应于操作者激活触发器而产生等离子流。在某些情况下，当操作者在没有关闭电源(例如，更换消耗品)或无意中激活控制等离子流的触发器(例如，无意中点燃焊枪)的情况下操作焊枪时，可能发生事故。当操作者在专心于其他任务的同时将焊枪主体放在坚硬的表面上时，等离子弧焊枪也可能发生事故。在这种情况下，如果衣服或建筑材料等物体放在焊枪的顶部上，触发器可能会被无意中激活。例如，在某些情况下，当焊枪放在使用者的口袋里时，例如在攀登或穿越不平的地形时，这种情况就可能发生。另外，如果焊枪掉落，使得其触发器碰到固体物体，就可能发生事故。

此外，当从焊枪主体更换消耗品部件时，操作者有时未能禁用等离子弧焊枪电源。更换消耗品部件通常需要在控制开关附近抓住焊枪主体，同时移除焊枪帽以接近消耗品部件。大多数等离子弧焊枪包含安全设备(例如，可以检测某些消耗品的存在或不存在的帽感测开关)，使得如果焊枪被拆卸，电源和因此焊枪被去激活。遗憾的是，这些安全设备偶尔会出现故障，并且有时在帽没有连接时会向电源指示帽已连接。在这种情况下，如果操作者移除帽以更换消耗品部件并无意中压缩触发器，则如果帽感测开关未能阻止焊枪点燃，操作者可能会被严重烧伤。

发明内容

在一些方面，用于等离子切割系统的等离子弧焊枪可以包括：焊枪握把；操作者接口开关，其连接到等离子控制电路：i)被配置为控制从等离子切割系统通过等离子弧焊枪到设置在焊枪握把的远端处的一个或多个消耗品的电流，并且ii)被配置为引起来自焊枪的末端的等离子弧的生成；帽感测开关，其设置在焊枪握把内，连接到等离子控制电路，并被配置为检测一个或多个消耗品的存在，帽感测开关还被配置为根据一个或多个消耗品的存在的检测来断开或闭合等离子控制电路；以及焊枪禁用开关，其与设置在焊枪握把上并连接到等离子控制电路的操作者接口开关分离，焊枪禁用开关包括：等离子控制电路断开器，其被配置为选择性地连接或断开等离子控制电路，以防止包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品；以及用户接口，其连接到等离子控制电路断开器，该用户接口被配置为响应于操作者输入，可操作地连接或断开等离子控制电路与等离子控制电路断开器。

实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

等离子控制电路断开器还可以被配置为选择性地连接或断开旁路电路，以旁路帽感测开关。等离子控制电路断开器可以被配置为：基于单个操作者输入i)选择性地断开等离子控制电路，以及ii)选择性地连接旁路电路以旁路帽感测开关。等离子控制电路断开器可以被配置为：基本上同时i)选择性地断开等离子控制电路，以及ii)选择性地连接旁路电路以旁路帽感测开关。

焊枪禁用开关可以包括弹簧夹机构。等离子弧焊枪可以是气冷等离子切割系统。用户接口可以包括具有第一位置和第二位置的滑动机构。第一位置和第二位置可以是彩色编码指示器。焊枪禁用开关可以机械地断开等离子控制电路。用户接口可以被配置为在基本上平行于焊枪握把的纵向轴线的轴向方向上移动。

操作者接口开关可以远离焊枪设置。操作者接口开关可以被配置为在基本上垂直于用户接口的方向上移动以接合。等离子弧焊枪还可以包括印刷电路板，该印刷电路板设置在焊枪握把内、焊枪禁用开关下方或集成在焊枪禁用开关内。

在一些方面，用于等离子切割系统的等离子弧焊枪以调节等离子电流供应的安全电路可以包括：等离子启动电路，其被连接以从等离子切割系统通过等离子弧焊枪向设置在等离子弧焊枪中的一个或多个消耗品提供电流；开关装置，其连接到等离子控制电路并被配置为从焊枪的末端生成等离子弧；帽感测开关电路，其被配置为检测等离子弧焊枪中一个或多个消耗品的存在，该帽感测开关还被配置为根据一个或多个消耗品的存在的检测来连接或断开等离子启动电路；以及与开关装置分离的装置，其用于断开等离子启动电路以限制包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品。

实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

该电路还可以包括：帽感测旁路电路，其被配置为向帽感测开关提供电流；以及闭合帽感测旁路电路的装置。断开等离子启动电路的装置和闭合帽感测旁路电路的装置可以包括公共部件。

在一些方面，使等离子加工系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将焊枪置于安全锁定模式的方法可以包括：提供：等离子控制电路，其被配置为将电流从等离子切割系统通过等离子弧焊枪传送到设置在焊枪握把中的一个或多个消耗品；操作者接口开关，其连接到等离子控制电路，并被配置为引起来自等离子弧焊枪的等离子弧的生成；以及帽感测开关，其连接到等离子控制电路并被配置为：i)检测等离子弧焊枪中一个或多个消耗品的安装，以及ii)根据对一个或多个消耗品的安装的检测来连接或断开等离子控制电路；以及激活与操作者接口开关分离的开关，该开关设置在焊枪握把上并连接到等离子控制电路，以断开等离子控制电路，从而限制包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品。

实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

激活设置在焊枪握把上的开关还可以通过闭合与帽感测开关并联的电路而旁路帽感测开关。该方法还可以包括从等离子弧焊枪移除和更换消耗品。该方法还可以包括去激活开关，以：连接等离子控制电路并断开到帽感测开关的电路，以将焊枪置于使用模式；以及激活第二开关以引发点火序列来生成等离子弧。断开等离子控制电路和通过闭合与帽感测开关并联的电路而旁路帽感测开关可以在单个用户输入中实现，并且等离子控制电路在旁路帽感测开关之前被断开。断开等离子控制电路和通过闭合与帽感测开关并联的电路而旁路帽感测开关可以在单个用户输入中实现，并且等离子控制电路与旁路帽感测开关同时被断开。

本文所述实施例可以具有以下优点中的一个或多个。

如下所述，对于一些常规系统，等离子切割系统的用户可能面临潜在地意外点燃焊枪的风险(这可能导致伤害)，或者需要在更换消耗品之后重置电源以循环系统(这可能导致频繁的强制跳闸到远处电源的不便)。然而，本文所述系统和方法可以通过提供这样的机制来有利地减少这些问题，允许用户在用户对焊枪采取行动时暂时停止(例如，防止)焊枪点燃，并且因此在用户对焊枪采取后续行动时重新启用焊枪进行操作。也就是说，通过限制流向消耗品的电流(例如，包括引导电流)，焊枪在操纵时不太可能无意中点燃。因此，结果，在某些情况下，用户将能够安全地更换消耗品，而不需要访问电源，也不会危及安全。

如下所述，本文所述的系统和方法可以包括一个或多个电路、物理开关组件、或软件/固件程序，被配置为暂时防止电流流向焊枪末端，从而可以处理和移除/替换焊枪末端，同时在一些方面，还旁路帽感测开关(例如，被配置为确定和确认消耗品安装在焊枪中的传感器电路)，这允许用户移除和替换消耗品而不使系统跳闸（trip）并且不需要重置。也就是说，在一些常规系统中，如果消耗品被简单地移除，帽传感器开关将跳闸，并且系统直到重置才能够点燃。

例如，在传统的等离子弧焊枪消耗品更换序列中，当用户更换消耗品(例如，从旧的/用过的更换为新的)时，手工焊枪操作通常已经被编程为执行以下序列，并且要求用户/操作者：1)关闭物理电源处的电源(例如，通过拨动电源上的一个或多个开关)，以阻止电流流向焊枪；2)更换消耗品；和3)接通电源(例如，通过拨动电源上的一个或多个开关)。实际上，用户可能由于缺乏意愿或不方便而忽略关闭电源的步骤(例如，电源可能位于很远的地方或很难从操作地点接近)。例如，焊枪通常可能位于离电源几米远的地方。当这种情况发生时，一旦消耗品从焊枪上松开并触发帽传感器开关，电源通常会自动关闭。一旦帽传感器开关被触发，用户通常将不能操作(例如，点燃)焊枪，除非他或她走到电源处并手动再循环(关闭然后接通)电源。在遥远或难以到达或接近的地方，这种所需的远离焊枪的循环可能是一个问题，导致工作延误。

虽然这种逻辑/设计通过防止用户在没有正确安装全套消耗品并且在消耗品更换期间用户操纵焊枪的情况下意外点燃焊枪来为用户提供安全，但是这可能会给用户带来很大的不便或延迟，导致他们离开其工作地点以手动再循环电源。这种再循环要求通常会向电源提供信号，并告诉它焊枪已经准备好点燃。

其他传统系统可以采用另一种方法，在这种方法中，一旦满足帽传感器，就可以点燃焊枪。这为用户提供了便利，因为在允许操作之前不需要手动再循环。然而，这种方法可能产生潜在的安全隐患，而且还可能导致无意中/意外点燃。

然而，本文所述的系统和方法在某些方面可以包括一个或多个电路、物理开关组件或软件/固件程序，它们被配置为暂时防止电流流向消耗品，从而可以操纵和移除/更换消耗品，这样的系统和方法对于在更换消耗品时保护用户免受伤害是有用的。

此外，在传统系统中，为了更好或更方便地操纵和操作，焊枪通常被设计和制造得很小和很紧凑，使得焊枪本身的可用空间可能受到限制。也就是说，焊枪上的可用空间可以只限于现有的开关和输送系统所占据的空间，使得诸如本文所述的焊枪禁用开关的附加部件不能布置在焊枪上。此外，特别是考虑到空间的这种有限性，在一些传统系统中，焊枪可能根本不包括附加的部件或开关，特别是那些会增加焊枪设计的复杂性并引入一种或多种故障模式的部件或开关。此外，这种附加的部件和开关通常预计会降低焊枪在现场的坚固性和耐用性。然而，本文所述系统和方法已经被开发成利用最小的设计空间，提供具有焊枪禁用开关的紧凑且有效的安全解决方案。

附图说明

图1是描绘使等离子加工系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将焊枪置于安全锁定模式的示例性方法的图。

图2是示例性等离子弧焊枪的侧面局部剖视图，示出了用于禁用等离子控制电路以防止焊枪产生等离子弧的示例性机械锁定开关(例如焊枪禁用开关)。

图3是示出用于控制提供给等离子弧焊枪内消耗品的等离子电流的示例性等离子弧焊枪电路的电路图。

图4是示例性等离子弧焊枪的透视剖视图，示出了用于防止焊枪产生等离子弧的示例性电焊枪禁用开关。

图5是另一个示例性等离子弧焊枪的透视剖视图，示出了焊枪禁用开关，该焊枪禁用开关形成有印刷电路板并具有弹簧夹机构。

图6是具有焊枪禁用开关以防止焊枪产生等离子弧的示例性机械化焊枪的侧剖视图。

具体实施方式

本文所述的系统和方法可以被实现为允许用户更安全地操纵等离子弧焊枪，例如，在消耗品更换期间，通过使用一个或多个开关来限制包括引导电流在内的等离子电流到达消耗品。另外，在一些方面，本文所述系统和方法可以包括旁路帽传感器开关电路，使得消耗品可以被安全地操纵和更换，然后该系统可以在不需要用户循环电源的情况下使用。

例如，参考图1，在一些实施例中，使等离子加工系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将焊枪置于操纵或更换消耗品的模式(例如安全锁定模式)的方法(50)可以包括提供：等离子弧焊枪内的等离子控制电路，其被配置为将电流从等离子切割系统通过等离子弧焊枪传送到设置在焊枪主体中的一个或多个消耗品，以及帽感测开关，其连接到等离子控制电路并被配置为：i)检测等离子弧焊枪中一个或多个消耗品的安装，以及ii)根据一个或多个消耗品的安装的检测来连接或断开等离子控制电路(52)。

如下所述，所述方法可以包括滑动(例如，激活)设置在焊枪主体上并连接到等离子控制电路的开关(54)。例如，开关可以被配置为断开等离子控制电路以限制包括引导电流在内的电流流动(56)。在一些实施例中，开关可以控制系统电子器件，使得如果触发器(例如，启动按钮)被按下，例如在操纵期间被无意地按下，系统仍然不会引发等离子弧。附加地或替代地，在一些实施例中，开关可以被配置为断开直接向消耗品提供电流的电路，或者可以产生第二开关(例如触发器)的物理阻断或机械断开。如上所述，开关可以用于断开或以其他方式防止电流流向消耗品，使得消耗品可以被安全地操纵以进行维修或更换。

在一些实施例中，开关还可以被配置为旁路帽感测开关(58)。如本文所讨论的，帽感测开关通常被配置成使得一旦跳闸(例如，检测到消耗品未被安装)，在消耗品被更换之后，在允许用户点燃焊枪(例如，引发等离子弧)之前，系统将需要再循环(重启系统)。因此，为了避免在消耗品被移除和更换之后需要系统重启，可以在消耗品更换期间旁路帽感测开关，例如，通过形成或闭合与帽感测开关并联的电路(例如，帽感测旁路电路)(58)。在一些实施例中，加工系统可以被配置为检测由于消耗品从焊枪移除而由帽感测开关引起的关闭，并且可以向用户指示适当的或者更期望的关闭顺序，包括首先使用下文描述的焊枪禁用开关禁用焊枪。

在一些实施例中，在单个用户输入中，等离子控制电路可以被断开，并且帽感测开关可以被旁路以闭合与帽感测开关并联的电路。例如，在一些实施例中，可以使用单个开关来断开等离子控制电路并闭合电路以旁路帽感测开关。在一些情况下，单个输入可以包括滑动开关。在一些实施例中，这些连接或断开中的每一个可以使用不同的开关来实现。

在帽感测开关被旁路的情况下，等离子控制电路的断开和旁路电路的连接可以以各种不同的时序中的任何一种发生。在一些实施例中，在旁路帽感测开关之前，激活开关断开等离子控制电路。在一些情况下，这两个过程可能基本上同时发生。

在焊枪已经被维修(例如消耗品已经被更换)之后，该方法可以包括滑动(例如去激活)开关，以重新连接等离子控制电路，从而将焊枪置于使用模式。在一些情况下，滑动开关也可以打开或断开连接与帽感测开关并联的电路，以将焊枪置于使用模式。例如，断开帽感测旁路电路可以重新建立适当的帽感测电路的安全和保护。另外，重新连接等离子控制电路可以重新启用焊枪以使用。一旦焊枪准备好使用，第二开关(例如触发器)可以被激活以引发点火序列来生成等离子弧。

可以实现各种系统中的任何一种，例如机械、电气、软件或固件系统，以便执行本文所述方法。

例如，大体上参考图2-6，在一些实施例中，被实现来执行本文所述方法的机械和电气系统可以包括等离子弧焊枪(例如，手持等离子弧焊枪)100，等离子弧焊枪100具有：焊枪握把(例如，焊枪手柄)102；在焊枪手柄102的远端处的焊枪主体(容纳或定位一组消耗品)104，其被配置为生成等离子弧；气体输送管线106，其向焊枪主体104提供加工气体；操作者接口开关(例如触发器)108，其用于引发点火序列；以及焊枪禁用开关112，其设置在焊枪手柄102上。

在一些情况下，等离子弧焊枪100可以是气冷焊枪(例如手持焊枪)。在一些情况下，如下面参考图6所讨论的，等离子弧焊枪可以是液体冷却的机械化焊枪。在一些实施例中，操作者接口开关可以远离焊枪，例如在机械化焊枪的控制器内。也就是说，机械化焊枪上可能不包括触发器开关。

焊枪100还包括等离子控制电路，其被配置为控制来自焊枪所附接的等离子切割系统并通过等离子弧焊枪到达焊枪主体104的电流(包括切割电流或引弧电流)。在一些实施例中，等离子控制电路由触发器108控制，使得当触发器被适当压下并且满足本文所述其他系统要求时，等离子控制电路可以引发等离子弧。在一些情况下，本文所述系统和方法可以暂时限制所有电流(包括引导弧电流)流向消耗品，使得即使按下触发器108也可以安全地操纵焊枪。在一些情况下，等离子控制电路可以设置或容纳在焊枪本身或焊枪所连接的电源中。

在一些实施例中，焊枪100包括帽感测开关(例如，帽感测传感器)110，该帽感测开关设置在连接到等离子控制电路的焊枪握把内，并且被配置为检测焊枪主体104中一个或多个消耗品的存在。如本文所讨论的，帽感测开关110通常被配置为根据一个或多个消耗品的存在的检测来打开或闭合等离子控制电路。也就是说，当帽感测开关110没有检测到焊枪100中安装了基本上完整的一组消耗品时，它可以防止等离子控制电路引发等离子弧。

焊枪100包括焊枪禁用开关112，其设置在焊枪手柄102上并连接到等离子控制电路(例如，与之电连通)。如本文所讨论的，焊枪禁用开关112可以提供几种功能。例如，焊枪禁用开关112可以与等离子控制电路相互作用，并且被配置为选择性地连接或断开等离子控制电路。也就是说，独立于触发器108，焊枪禁用开关112可以防止焊枪点燃，即使触发器108被压下。焊枪禁用开关112通常与触发器108分离(例如，与触发器108不同、物理上分离、形成为两个分离的部件、位于焊枪的不同部分处或沿着焊枪的不同部分定位)。在一些实施例中，分离的焊枪禁用开关112和触发器108可以形成为公共的或集成的部件，且两个子部件彼此靠近或在焊枪的分离区域处设置。

在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以包括用户接口(例如，物理接口)113，该用户接口113连接(例如，机械连接或电连接)到等离子控制电路断开器，以响应于操作者输入(例如，使开关滑动)可操作地将等离子控制电路与等离子控制电路断开器连接或断开。例如，在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以包括可以由用户手动激活的物理开关113。

焊枪禁用开关112可以包括各种机械或电子锁定或开关机构，以防止等离子控制电路和电流连接到焊枪主体104。例如，如图2所描绘，在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以是机械设备，其被配置成使得当其被移动(例如滑动、激活、解除待命)时，其可以物理地移动触发器108的开关机构114，使得即使触发器被压下，开关机构114也不会被接触以连接等离子控制电路。例如，触发器108的开关机构114可以物理地耦接到焊枪禁用开关112，并且可与焊枪禁用开关112一起移动。

焊枪禁用开关112的其他电气实施方式也是可能的。例如，在一些实施例中，如图3-6所描绘，焊枪禁用开关112基本上与触发器108断开(例如，与触发器108物理上分离并且不机械地相互作用)，电连接到等离子控制电路，并且被配置为打开等离子控制电路，以限制流向焊枪主体104和设置在其中的消耗品的电流。例如，焊枪禁用开关112可以是电气开关。

在一些情况下，如图4的示例所描绘，焊枪禁用开关112可以包括机械激活的单用途电气开关(例如，拨动开关或滑动开关)。在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以与系统控制器和等离子控制电路通信(例如，有线或无线通信)，使得当开关移动时，等离子控制电路电断开。例如，操作焊枪禁用开关112可以打开或闭合向焊枪主体104和消耗品提供电流的电子电路。

在一些实施例中，如图5所描绘，焊枪禁用开关112可以设置在设置于焊枪手柄内的印刷电路板116上或者相反地包括印刷电路板116。

也就是说，焊枪禁用开关112可以是与电路板集成的电子开关。

在一些实施例中，焊枪禁用开关可以包括通过有线连接而连接到其他电路的独立开关设备。

在一些情况下，电路板116可以与一个或多个其他电子部件或系统相互作用，以操作或控制其他焊枪系统。例如，电路板116可以用于其他焊枪控制系统或与其他焊枪控制系统一起实现，从而可以使用户更容易在焊枪本身处(即，而不是返回到电源/控制器处)控制和监测等离子焊枪电源。在一些实施例中，电路板和集成系统可以允许用户不仅控制在焊枪处的焊枪禁用开关，还可以调节和监测/观察(例如，视觉上看到)等离子过程的设置，例如安培数、气体流量、模式等。在电路板的顶部上(并暴露以供使用)的控制显示器120可以包括视觉指示器(例如LED)。通常，控制显示器120包括至少一个按钮，该按钮可以与焊枪禁用开关分离，并且可以用于调节电流水平和/或焊枪模式。在一些方面，为了更好地利用空间、易于制造、成本等，所有这些增加的功能可以结合到一个板中，而控制接口仍然可以是紧凑的并且全部在一个地方。

用户接口113可以是具有第一位置和第二位置的滑动机构(例如，滑动开关)。在一些示例中，用户接口113可以被配置为在基本上平行于焊枪手柄的纵向轴线的轴向方向上移动。例如，用户接口开关113可以朝向和远离焊枪的远端轴向地来回移动。在一些示例中，第一位置和第二位置被彩色编码。例如，如图4和图5所描绘，待命位置(例如，通过连接等离子控制电路和断开旁路电路来使焊枪能够点火)可以暴露第一颜色(例如，“开始”或“点火”颜色(例如绿色))113A，而解除待命位置(例如，通过断开等离子控制电路和连接旁路电路来防止焊枪点火)可以暴露第二颜色(例如，“警告”或“停止”颜色(例如黄色或红色))113B。

在一些实施例中，如图5所描绘，焊枪禁用开关112的物理接口包括弹簧夹机构(例如，塑料或金属夹)115。弹簧夹机构115可以帮助向用户指示(例如，以触觉方式)焊枪禁用开关112对于用户是在一个位置还是在另一个位置。例如，弹簧夹机构可以帮助向用户提供更清晰的通断信号，并提供触觉反馈。另外，在一些情况下，弹簧夹机构还可以帮助限制焊枪禁用开关112在两个位置之间无意中滑动。

另外，在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以选择性地连接或断开旁路电路，以旁路帽感测开关110。也就是说，焊枪禁用开关可以被配置成使得当其移动到适当位置时，帽感测开关110可以被旁路，从而可以移除和更换消耗品，否则这会使帽感测开关跳闸并导致系统中的错误。焊枪禁用开关112通常被配置成使得当旁路帽感测开关110时，它也断开等离子控制电路，以防止焊枪在更换消耗品时意外点火，这可以减少伤害的发生。因此，焊枪禁用开关可以被配置为一次执行两个动作。例如，焊枪禁用开关112可以包括单极双掷开关，其被配置为在闭合旁路电路之前打开等离子控制电路。

参考图3，根据本文所述的系统和方法，用于等离子弧焊枪以调节到消耗品的等离子电流供应的安全电路300可包括等离子启动电路302，其被连接以提供从等离子切割系统通过等离子弧焊枪到达设置在等离子弧焊枪中的一个或多个消耗品的电流。触发器108可以用于操作等离子启动电路302中的开关308，以连接或断开启动电路进行操作。在一些示例中，触发器可以是或包括开关装置，其连接到等离子控制电路并被配置为从焊枪的末端生成等离子弧。

安全电路300可以包括帽感测开关电路310，其被配置为检测等离子弧焊枪中一个或多个消耗品的存在。如上所述，帽感测开关电路310还可以被配置成根据一个或多个消耗品的存在的检测来连接或断开等离子启动电路302。安全电路300还可以包括被配置为提供电流的与帽感测开关310并联的帽感测旁路电路314。如上所述，帽感测旁路电路314可以闭合，使得即使帽感测开关打开(例如，当消耗品被移除时)，电路也可以保持闭合，以防止需要系统重置。

安全电路还可以包括用于打开等离子启动电路302以限制流向一个或多个消耗品的电流的装置312A，以及在一些方面用于闭合帽感测旁路电路314的装置312B。装置312A可以是与开关装置分离的装置，用于打开等离子启动电路以限制包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品。例如，开关可以用于打开和闭合等离子启动电路302和帽旁路电路314。在一些实施例中，如本文所讨论的，用于打开等离子启动电路的装置312A和用于闭合帽感测旁路电路的装置312B包括公共部件。例如，公共部件可以包括一个焊枪禁用开关112或用户接口。用于打开等离子启动电路的装置可以与开关装置分离，该开关装置连接到等离子控制电路并被配置为从焊枪的末端生成等离子弧。

如上所述，在一些示例中，等离子控制电路断开器可以被配置为基于单个操作者输入(例如，向焊枪禁用开关112的单个输入)选择性地断开等离子控制电路和选择性地连接旁路电路以旁路帽感测开关。在一些情况下，等离子控制电路断开器可以被配置为基本上同时选择性地断开等离子控制电路和选择性地连接旁路电路以旁路帽感测开关。

在一些实施例中，触发器108和焊枪禁用开关112的位置和相应的取向可以被配置为进一步减少或限制焊枪的无意点火和由此导致的相关的可能伤害。例如，触发器108和焊枪禁用开关112可以被配置为在不同的(例如，基本上垂直的)方向上移动，使得当焊枪被操纵时，不太可能同时意外压下两个开关，例如当焊枪滑入用户的口袋或掉落到另一个表面上时。

虽然本文已经描述了典型地使用手持焊枪的各种方面和示例，但是这些仅仅是为了说明的目的，并且其他实施方式也是可能的，例如包括在机械化等离子弧焊枪系统中或与机械化等离子弧焊枪系统一起的实施方式。例如，参考图6，机械化焊枪(例如，要安装到台架(例如，机器人或数控系统)并随台架移动的焊枪)200还可以包括焊枪禁用开关112，焊枪禁用开关112安装在焊枪手柄102中、焊枪手柄102上或沿着焊枪手柄102安装，以防止电流流到焊枪主体104和消耗品，从而可以安全地操纵(例如，更换)消耗品。如以上关于手持焊枪示例所讨论的，焊枪禁用开关112可以包括用户接口(例如，物理接口)113，该用户接口113连接(例如，机械连接或电连接)到等离子控制电路断开器，以响应于操作者输入(例如，滑动开关)可操作地将等离子控制电路与等离子控制电路断开器连接或断开。例如，在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以包括可以由用户手动激活的物理开关113。虽然机械化焊枪在使用过程中通常不由用户手动操纵，但是在此上下文中，术语焊枪把手(例如，手柄)102用于指容纳其他部件并安装到台架上以供使用的焊枪的主体或框架。如本文所讨论的，在一些实施例中，用于开启和关闭焊枪以供使用(例如，产生等离子弧)的焊枪操作者接口108可以位于远离焊枪200本身的位置，例如在数控机床上的控制器上。也就是说，在一些实施例中，焊枪禁用开关112可以由用户在焊枪本身上操作。附加地或替代地，焊枪禁用开关112可以在焊枪控制器处操作。

除非本文另有说明，否则本文所述示例性实施例的各种特征或方面可以组合或彼此结合实现。举例来说，除非另有说明，关于手持焊枪示例描述的焊枪禁用开关的特征可以用机械化示例实现或与机械化示例组合。另外，一种类型的焊枪禁用开关(例如，安装在电路板实施例上的电子开关)的各方面可以与另一种类型的开关(例如，拨动或滑动开关实施例)组合或用另一种类型的开关实现。

虽然本文已经描述了各种实施例，但是应该理解，它们仅通过示例的方式被呈现和描述，并且不将这里呈现的权利要求限制于任何特定的配置或结构部件。因此，优选实施例的广度和范围不应受任何上述示例性结构或实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (22)

1.一种用于等离子切割系统的等离子弧焊枪，所述等离子弧焊枪包括：

焊枪握把；

操作者接口开关，其连接到等离子控制电路：i)被配置为控制从所述等离子切割系统通过所述等离子弧焊枪到设置在所述焊枪握把的远端处的一个或多个消耗品的电流，以及ii)被配置为引起来自所述焊枪的末端的等离子弧的生成；

帽感测开关，其设置在所述焊枪握把内，连接到所述等离子控制电路，并被配置为检测所述消耗品中的一个或多个的存在，所述帽感测开关还被配置为根据所述一个或多个消耗品的存在的检测来打开或闭合所述等离子控制电路；以及

焊枪禁用开关，其与设置在所述焊枪握把上并连接到所述等离子控制电路的所述操作者接口开关分离，所述焊枪禁用开关包括：

等离子控制电路断开器，其被配置为选择性地连接或断开所述等离子控制电路，以防止包括引导电流在内的电流流向所述一个或多个消耗品；以及

用户接口，其连接到所述等离子控制电路断开器，所述用户接口被配置为响应于操作者输入，可操作地连接或断开所述等离子控制电路与所述等离子控制电路断开器。

2.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述等离子控制电路断开器还被配置为选择性地连接旁路电路以旁路所述帽感测开关或者断开所述旁路电路。

3.根据权利要求2所述的等离子弧焊枪，其中，所述等离子控制电路断开器被配置为：基于单个操作者输入i)选择性地断开所述等离子控制电路，并且ii)选择性地连接旁路电路以旁路所述帽感测开关。

4.根据权利要求3所述的等离子弧焊枪，其中，所述等离子控制电路断开器被配置为：基本上同时i)选择性地断开所述等离子控制电路，以及ii)选择性地连接所述旁路电路以旁路所述帽感测开关。

5.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述焊枪禁用开关包括弹簧夹机构。

6.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述等离子弧焊枪是气冷等离子切割系统。

7.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述用户接口是具有第一位置和第二位置的滑动机构。

8.根据权利要求7所述的等离子弧焊枪，其中，所述第一位置和所述第二位置是彩色编码指示器。

9.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述焊枪禁用开关机械断开所述等离子控制电路。

10.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述用户接口被配置为在基本上平行于所述焊枪握把的纵向轴线的轴向方向上移动。

11.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述操作者接口开关远离所述焊枪设置。

12.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其中，所述操作者接口开关被配置为在基本上垂直于所述用户接口的方向上移动以接合。

13.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，还包括印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述焊枪握把内、所述焊枪禁用开关下方或集成在所述焊枪禁用开关内。

14.一种用于等离子切割系统的等离子弧焊枪的安全电路，用于调节等离子电流的供应，所述电路包括：

等离子启动电路，其被连接以通过所述等离子弧焊枪从所述等离子切割系统向设置在所述等离子弧焊枪中的一个或多个消耗品提供电流；

开关装置，其连接到等离子控制电路并被配置为从所述焊枪的末端生成等离子弧；

帽感测开关电路，其被配置为检测所述等离子弧焊枪中一个或多个消耗品的存在，所述帽感测开关还被配置为根据所述一个或多个消耗品的存在的检测来连接或断开所述等离子启动电路；以及

与所述开关装置分离的装置，其用于打开所述等离子启动电路以限制包括引导电流在内的电流流向所述一个或多个消耗品。

15.根据权利要求14所述的电路，还包括：帽感测旁路电路，其被配置为向所述帽感测开关提供电流；以及闭合所述帽感测旁路电路的装置。

16.根据权利要求15所述的电路，其中，打开所述等离子启动电路的所述装置和闭合所述帽感测旁路电路的所述装置包括公共部件。

17.一种使等离子切割系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将所述焊枪置于安全锁定模式的方法，所述方法包括：

提供：

等离子控制电路，其被配置为将电流从所述等离子切割系统通过所述等离子弧焊枪传送到设置在焊枪握把中的一个或多个消耗品；

操作者接口开关，其连接到所述等离子控制电路，并被配置为引起来自所述等离子弧焊枪的等离子弧的生成；以及

帽感测开关，其连接到所述等离子控制电路并被配置为：i)检测所述等离子弧焊枪中的所述消耗品中的一个或多个的安装，以及ii)根据对所述一个或多个消耗品的所述安装的检测来连接或断开所述等离子控制电路；以及

激活与所述操作者接口开关分离的开关，所述开关设置在所述焊枪握把上并连接到所述等离子控制电路，以断开所述等离子控制电路，从而限制包括引导电流在内的电流流向所述一个或多个消耗品。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述激活设置在所述焊枪握把上的开关进一步通过闭合与所述帽感测开关并联的电路而旁路所述帽感测开关。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括从所述等离子弧焊枪移除和更换消耗品。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括去激活所述开关，以：连接所述等离子控制电路，并打开到所述帽感测开关的所述电路，以将所述焊枪置于使用模式；以及激活第二开关以引发点火序列来生成等离子弧。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述断开所述等离子控制电路和通过闭合与所述帽感测开关并联的电路而旁路所述帽感测开关在单个用户输入中实现，并且所述等离子控制电路在旁路所述帽感测开关之前被断开。

22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述断开所述等离子控制电路和通过闭合与所述帽感测开关并联的电路而旁路所述帽感测开关在单个用户输入中实现，并且所述等离子控制电路与旁路所述帽感测开关同时地被断开。

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