EP1117279A1 - Plasma torch with head, electrode and nozzle identification means - Google Patents

Plasma torch with head, electrode and nozzle identification means Download PDF

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EP1117279A1
EP1117279A1 EP01400063A EP01400063A EP1117279A1 EP 1117279 A1 EP1117279 A1 EP 1117279A1 EP 01400063 A EP01400063 A EP 01400063A EP 01400063 A EP01400063 A EP 01400063A EP 1117279 A1 EP1117279 A1 EP 1117279A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torch
signal
identification element
head
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01400063A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Francis Remy
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.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Lincoln Electric Co France SA
Original Assignee
La Soudure Autogene Francaise
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by La Soudure Autogene Francaise, Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical La Soudure Autogene Francaise
Publication of EP1117279A1 publication Critical patent/EP1117279A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36Circuit arrangements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3473Safety means

Definitions

  • the present invention relates to an electric arc work torch, in particular a plasma torch, in particular a torch with a removable head, said torch being provided with a recognition and identification system of the torch head or wearing parts equipping said torch head.
  • torches In the field of automatic plasma cutting, i.e. when the plasma torch is arranged on a cutting machine, two types of torches can be used, i.e. monobloc type torches or torches in two parts, that is to say with removable nose or head.
  • a monoblock torch usually includes a torch assembly complete with its bundle of cables and various pipes.
  • such an assembly conventionally comprises an electrode holder, acting as cathode, associated by means of a material insulator to a nozzle holder serving as an anode and carrying an ejection nozzle of the plasma arc.
  • the electrode holder and the nozzle holder are connected, via cables electric, to one or more electric current generators.
  • the electrode holder and the nozzle holder need to be cooled to avoid too rapid deterioration and for this do they are connected, via pipes, to a source of fluid cooling, usually water.
  • a source of fluid cooling usually water.
  • the set of cables and pipes feeding the torch is called a beam.
  • the torch has active parts, namely in particular a dip tube bringing the coolant as close as possible to their active end thereof; an electrode formed of a particular material, that is to say an emissive insert of tungsten, zirconium, hafnium or analog, chosen depending, for example, on the gas used, the intensity of the current or thickness to be cut; a specific gas diffuser in operation the gas used or the current intensity range; a clean nozzle each gas and intensity; an outer protective cap forming a sleeve around nozzle and also serving as a cooling chamber; and a nut used to hold the cap and nozzle in place on the active end of the torch ; this nut-piece can be replaced by a device with water vortex or by a gaseous "double flow" device.
  • a dip tube bringing the coolant as close as possible to their active end thereof
  • an electrode formed of a particular material, that is to say an emissive insert of tungsten, zirconium, hafnium or analog, chosen depending, for
  • a torch in two parts also called torch with head or removable nose
  • a torch head In the case of a torch with a removable head or nose, a torch head is generally dedicated to a particular process and / or to a range of intensity limited.
  • each torch head is equipped with active parts having variable characteristics and which are a function of the process to be put or the intensity of current supplying the torch and used to generate the plasma arc.
  • the process to be implemented may vary and must be chosen in depending on the nature of the gas or gas mixture to be used, the type of gas distribution (simple distribution, vortex, double flow, post-injection %), depending on the nature of the material to be cut (steel, stainless steel, aluminum, ...), depending on its thickness, depending on the suitability of the cut piece to be welded or other requirements.
  • the main gases or gas mixtures usable in plasma cutting are nitrogen, oxygen, compressed air or mixtures argon / hydrogen or nitrogen / hydrogen.
  • the intensity range used can range from ten to more than a thousand amps.
  • the presence of the torch i.e. its operation can be detected using a direct link between two pins at a harness connector and this, via a simple electrical assembly detecting the presence of the connection.
  • a nose torch or removable and interchangeable head To remedy these problems, a nose torch or removable and interchangeable head.
  • the operator can prepare the second removable head with the suitable active parts which he will need to cut the second material, while the other torch head is in use, i.e. while cutting the first material.
  • the operator must not be able to give intensity setting instructions not appropriate with the head selected and this, under penalty of causing a deterioration of the torch head or of obtaining poor quality cutting.
  • tungsten electrode intended to operate under nitrogen will not work for long if the gas is oxygen or another gas oxidant.
  • Another solution would be to use a photoelectric sensor for detecting the presence of the torch head on the torch body.
  • the aim of the present invention is therefore to solve the problem aforementioned posing with electric arc work torches, in particular with a removable head, in particular plasma torches, equipped a system to avoid or minimize any error in mounting the torch head on the torch body or incorrect or unsuitable choice of parts wear on the torch head, warning the operator that the torch head torch or wear part fitted in error does not correspond to selected operating conditions to be obtained.
  • the object of the invention is to propose a torch equipped a system to verify that the torch head and / or parts wear on the torch are compatible with the selected process and with the current intensity range to be used.
  • the invention also relates to an arc work torch electric, in particular a plasma torch, comprising a torch body comprising means for supplying electric current and at least one passage of fluid, and a torch head comprising electrode holder means capable of receiving an electrode and nozzle holder means capable of receiving a nozzle, characterized in that the electrode carried by the electrode holder means and / or the nozzle carried by the nozzle holder means has (s) an identification element from which it can be extracted or determined a signal of specific value prefixed and identifiable.
  • the invention also relates to a torch) working with an electric arc, in particular a plasma torch, comprising a torch body comprising means for supplying electric current and at least one fluid passage, and a torch head, the torch head and / or the torch body comprising consumable workpiece holding means likely to receive at least one consumable part chosen from among nozzles, electrodes, cartridge assemblies combining nozzle and electrode, dip tubes and gas or water diffusers, characterized in that at least one of said consumable parts comprises an element from which a value signal can be extracted or determined specific prefixed and identifiable.
  • the invention also relates to a torch head with plasma comprising electrode holder means capable of receiving a electrode and nozzle-holder means capable of receiving a nozzle, characterized in that it further comprises an identification element with from which a specific value signal can be extracted or determined prefixed and identifiable.
  • the invention also relates to a nozzle or an electrode for a torch.
  • electric arc work in particular a plasma torch, comprising a identification element as mentioned above.
  • the invention also relates to a plasma cutting process of at least a metal part, in which a plasma torch is used, a head of plasma torch and / or in which a control method is implemented according to the invention for controlling a plasma torch.
  • the solution provided by the present invention is essentially based on the incorporation into the torch head of a system identification system that can immediately and effectively signal the operator that the torch head installed is not compatible with the process selected and / or with current intensity and / or with another parameter operative.
  • FIG. 1 is a block diagram of an operating torch removable head according to the present invention.
  • the plasma torch 1 completely analogous to that described for example in document EP-A-599709 incorporated here by reference, includes a body torch or base 3, on which the torch head 2 fitted with the identification system according to the invention.
  • Torch 1 is supplied with fluids from 100 fluid sources, including plasma gas and water cooling, and is also supplied with electric current from a current generator 110 connected, on the one hand, to the workpiece 120 and, on the other hand hand, to the electrode of torch 1 and the nozzle.
  • the identification system of the invention consists of an element 5 identification and signal transmission means 4 connecting this element 5 identification to a signal processing unit 6 which communicates itself with a torch control director 8 making it possible in particular to control or not a movement of the torch 1 along the Z axis.
  • the identification element 5 included in the head 2 of the torch 1 is, for example, a resistor, a capacitor or a coil having a value determined known for each torch nose or head 2.
  • identification elements 5 such as reflective patch, a system using the principle of remote controls infrared or radio frequency, or a smart card element or a magnetic or magnetic element, or combinations thereof.
  • chip card element is meant the active part of the card, that is to say the integrated circuit or "chip” encapsulated in the plastic serving support.
  • a first type with visible connector like that of payment cards banking or the like which have two modes of operation, namely the reading of the magnetic strip located on one side of the card and / or writing of information written in the memory
  • the identification element 5 can take different values, it is possible to differentiate a large number of heads 2 from torch different from each other, since each head 2 of torch is provided with an identification element 5 having a specific value prefixed and identifiable.
  • This identification element 5 is connected to a processing unit 6 of the signal to warn the operator if he has made a wrong choice, to check the presence of the necessary fluids, to detect the presence of the head 2 of torch adapted to the process to be implemented and thus authorize or not the implementation the cutting process.
  • Signal processing unit 6 is managed by a command director 8 whose role is to supervise all components necessary for the smooth running of the cutting operation.
  • the measurement is then processed, for example, using a converter analog / digital of the type appropriate to the signal.
  • the command manager 8 management software can prevent the operator, in the event of an error in the choice of torch head 2, as shown schematically on the flowcharts of Figures 2 and 3.
  • the operator wants to cut a piece from a steel sheet carbon 4 mm thick, it consults a scale or a table of correspondence provided by the manufacturer who tells him to use the process under dry oxygen at 60 A, as well as the type of active parts to be used.
  • the operator therefore equips a second torch head with these while cutting, for example, 10-gauge stainless steel sheet mm with a 120 A process using nitrogen and a vortex of water and using a first torch head having characteristics different.
  • element 5 of the type resistive (resistance ) is simple to implement, little expensive, reliable and not very sensitive to parasites from an industrial environment.
  • resistance values will be between 50 and 600 ⁇ with a step of 50 ⁇ to measure respectively a voltage of 1 to 12 V with a step of 1 V; the power of the resistance being 1/4 of Watt.
  • the electrical connections of the element 5 identification can be ensured at the level of the torch head 2 by a jack 15 type male jack 3.5 mm in diameter and, as shown in FIG. 7, in the base 3 by a socket 16 of the female jack type, which allows to easily couple the torch head 2 on the base 3 by a simple movement from bottom to top; the rotational position being already imposed by the other connections (plasma gas, nozzle connection, actuator controls, ).
  • FIG. 4 and 5 represent industrial versions possible torch heads 2 according to the invention shown, respectively, free of active parts and / or wearing parts (fig. 4) and equipped with such wearing parts (fig. 5), in particular a nozzle 22 and an electrode 20; these torch heads 2 can be mounted on the base 3 of FIG. 7.
  • the torch head 2 comprises electrode holder means 10 capable of receiving, for example by screwing, an electrode 20 provided an emissive insert 21, and nozzle holder means 12 capable of receiving and to maintain, for example also by screwing, the nozzle 22 pierced with an orifice axial 23 of the plasma jet ejection.
  • Assembly / disassembly means comprising a ball cage 18 and an axially movable external part 19 cooperating with said cage at ball 18, as explained in EP-A-599709, make it possible to associate and / or easily and quickly dissociate the torch head 2 from the torch body 3.
  • the identification element 5 is carried by the head 2 of torch and is, in this case, a resistor from which can be extracted or determined a signal of specific value prefixed and identifiable, namely a intensity or voltage signal.
  • this identification system is strictly applicable to identification of wearing parts or consumable parts for arc torch electrical, such as nozzles, electrodes, a "cartridge" assembly comprising a nozzle and an electrode as described in document EP-A-326 445, the torch dip tube or gas diffuser or the devices additional devices that can equip an arc torch, such as a creation of a water vortex, such as a water diffuser, or double flow system with a second nozzle located downstream of the first nozzle, given that all these devices each include a body and one or more parts can be dismantled and therefore the presence must be identified for each device global and each of the active parts.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

A torch head (2) fitted to a plasma torch body (3) may be checked for suitability by embedding an identifying element (5) in the head such that after fitting the torch head to the torch body a connection (4) is made through the body to a processor (6) which determines suitability of the torch head type to proposed work and current to be used. The processor is connected to a control unit (8) which controls power and liquids

Description

La présente invention concerne une torche de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, en particulier une torche à tête démontable, ladite torche étant munie d'un système de reconnaissance et d'identification de la tête de torche ou des pièces d'usure équipant ladite tête de torche.The present invention relates to an electric arc work torch, in particular a plasma torch, in particular a torch with a removable head, said torch being provided with a recognition and identification system of the torch head or wearing parts equipping said torch head.

Il existe actuellement deux familles de torche plasma, à savoir, d'une part, les torches à "plasma soufflé" utilisées en marquage, en projection de revêtement de surface, de chauffage (en haut fourneau), et similaires et, d'autre part, les torches à "plasma transféré" utilisées en soudage, en coupage et analogues.There are currently two families of plasma torches, namely, one hand, the "blown plasma" torches used in marking, in projection of surface coating, heating (blast furnace), and the like and, on the other hand, "transferred plasma" torches used in welding, cutting and the like.

Dans le domaine du coupage plasma automatique, c'est-à-dire lorsque la torche à plasma est agencée sur une machine de découpe, deux types de torches peuvent être utilisés, à savoir les torches de type monobloc ou les torches en deux parties, c'est-à-dire à nez ou tête démontable.In the field of automatic plasma cutting, i.e. when the plasma torch is arranged on a cutting machine, two types of torches can be used, i.e. monobloc type torches or torches in two parts, that is to say with removable nose or head.

Une torche monobloc comprend habituellement un ensemble de torche complet muni de son faisceau de câbles et canalisations diverses.A monoblock torch usually includes a torch assembly complete with its bundle of cables and various pipes.

Plus précisément, un tel ensemble comprend classiquement un porte-électrode, faisant office de cathode, associé par l'intermédiaire d'un matériau isolant à un porte-tuyère faisant office d'anode et portant une tuyère d'éjection de l'arc plasma.More specifically, such an assembly conventionally comprises an electrode holder, acting as cathode, associated by means of a material insulator to a nozzle holder serving as an anode and carrying an ejection nozzle of the plasma arc.

Le porte-électrode et le porte-tuyère sont reliés, via des câbles électriques, à un ou plusieurs générateurs de courant électrique.The electrode holder and the nozzle holder are connected, via cables electric, to one or more electric current generators.

Durant leur fonctionnement, le porte-électrode et le porte-tuyère nécessitent d'être refroidis pour éviter leur détérioration trop rapide et pour ce faire, ils sont reliés, via des canalisations, à une source de fluide de refroidissement, en général de l'eau. L'ensemble de câbles et de tuyaux alimentant la torche est appelé faisceau.During their operation, the electrode holder and the nozzle holder need to be cooled to avoid too rapid deterioration and for this do they are connected, via pipes, to a source of fluid cooling, usually water. The set of cables and pipes feeding the torch is called a beam.

De plus, la torche comporte des parties actives, à savoir notamment un tube plongeur amenant le fluide de refroidissement au plus prêt de leur extrémité active de celle-ci ; une électrode formée d'un matériau particulier, c'est-à-dire un insert émissif en tungstène, en zirconium, en hafnium ou analogue, choisi en fonction, par exemples, du gaz utilisé, de l'intensité du courant ou de l'épaisseur à couper ; un diffuseur de gaz particulier en fonction du gaz utilisé ou de la plage d'intensité de courant ; une tuyère propre à chaque gaz et intensité ; une coiffe protectrice externe formant manchon autour de la tuyère et servant, en outre, de chambre de refroidissement ; et une pièce-écrou servant à maintenir en place la coiffe et la tuyère sur l'extrémité active de la torche ; cette pièce-écrou pouvant être remplacée par un dispositif à tourbillon d'eau ou par un dispositif à "double flux" gazeux.In addition, the torch has active parts, namely in particular a dip tube bringing the coolant as close as possible to their active end thereof; an electrode formed of a particular material, that is to say an emissive insert of tungsten, zirconium, hafnium or analog, chosen depending, for example, on the gas used, the intensity of the current or thickness to be cut; a specific gas diffuser in operation the gas used or the current intensity range; a clean nozzle each gas and intensity; an outer protective cap forming a sleeve around nozzle and also serving as a cooling chamber; and a nut used to hold the cap and nozzle in place on the active end of the torch ; this nut-piece can be replaced by a device with water vortex or by a gaseous "double flow" device.

L'architecture et le fonctionnement de telles torches de type monobloc sont notamment décrits dans les documents suivants : EP-A-144267, EP-A-410875, EP-A-772957, EP-A-902606, EP-A-810052, EP-A-845929, EP-A-790756, EP-A-196612, WO-A-89/11941, US-A-4,521,666, US-A-4,059,743, US-A-4,163,891 et US-A-5,591,357.The architecture and operation of such monoblock type torches are described in particular in the following documents: EP-A-144267, EP-A-410875, EP-A-772957, EP-A-902606, EP-A-810052, EP-A-845929, EP-A-790756, EP-A-196612, WO-A-89/11941, US-A-4,521,666, US-A-4,059,743, US-A-4,163,891 and US-A-5,591,357.

Par ailleurs, une torche en deux parties, encore appelée torche à tête ou nez démontable, comprend généralement un corps de torche ou embase comportant le faisceau de câbles et de canalisations de fluides (eau de refroidissement et gaz), comme expliqué ci-dessus, et pouvant, en outre, recevoir une ou plusieurs têtes de torche différentes, la tête de torche comportant les parties actives de la torche, à savoir l'électrode, la tuyère....In addition, a torch in two parts, also called torch with head or removable nose, usually includes a torch body or base comprising the bundle of cables and fluid pipes (water from cooling and gas), as explained above, and which may furthermore receive one or more different torch heads, the torch head comprising the active parts of the torch, namely the electrode, the nozzle, etc.

L'architecture et le fonctionnement de telles torches à têtes ou nez démontables sont notamment décrits dans les documents suivants : EP-A-599709, EP-A-872300, EP-A-801882 et EP-A-941018.The architecture and operation of such torches with heads or noses removable are described in particular in the following documents: EP-A-599709, EP-A-872300, EP-A-801882 and EP-A-941018.

Dans le cas d'une torche à tête ou nez démontable, une tête de torche est généralement dédiée à un procédé particulier et/ou à une plage d'intensité limitée.In the case of a torch with a removable head or nose, a torch head is generally dedicated to a particular process and / or to a range of intensity limited.

En d'autres termes, chaque tête de torche est équipée de pièces actives ayant des caractéristiques variables et qui sont fonction du procédé à mettre en oeuvre ou l'intensité de courant alimentant la torche et servant à générer l'arc plasma.In other words, each torch head is equipped with active parts having variable characteristics and which are a function of the process to be put or the intensity of current supplying the torch and used to generate the plasma arc.

Ainsi, le procédé à mettre en oeuvre peut varier et doit être choisi en fonction de la nature du gaz ou mélange gazeux à utiliser, du type de distribution de gaz (distribution simple, tourbillonnaire, double flux, post-injection d'eau....), en fonction de la nature du matériau à couper (acier, inox, aluminium, ...), en fonction de son épaisseur, en fonction de l'aptitude de la pièce coupée à être soudée ou autres impératifs.Thus, the process to be implemented may vary and must be chosen in depending on the nature of the gas or gas mixture to be used, the type of gas distribution (simple distribution, vortex, double flow, post-injection ...), depending on the nature of the material to be cut (steel, stainless steel, aluminum, ...), depending on its thickness, depending on the suitability of the cut piece to be welded or other requirements.

Classiquement, les principaux gaz ou mélanges gazeux utilisables en coupage plasma sont l'azote, l'oxygène, l'air comprimé ou des mélanges argon/hydrogène ou azote/hydrogène.Conventionally, the main gases or gas mixtures usable in plasma cutting are nitrogen, oxygen, compressed air or mixtures argon / hydrogen or nitrogen / hydrogen.

En outre, il est connu qu'il faut choisir une intensité de courant qui soit fonction de l'épaisseur du matériau à couper ; ainsi, plus le matériau est épais plus l'intensité à mettre en oeuvre doit être élevée.In addition, it is known that a current must be chosen which is depending on the thickness of the material to be cut; thus, the thicker the material the higher the intensity to be used.

Toutefois, il faut tenir aussi compte du type découpe désirée : coupe de qualité élevée ou simple coupe de séparation.However, it is also necessary to take into account the type of cut desired: cut of high quality or simple separation cut.

Habituellement, la plage d'intensité utilisée peut aller de la dizaine à plus d'un millier d'ampères.Usually, the intensity range used can range from ten to more than a thousand amps.

De là, il existe donc de nombreux types de pièces d'usures différentes et donc de torches adaptées aux différentes intensités pouvant être adoptées.From there, there are therefore many types of parts of different wear and therefore torches adapted to the different intensities that can be adopted.

Dans le cas d'une torche monobloc, la présence de la torche, c'est-à-dire son fonctionnement, peut être détectée à l'aide d'une liaison directe entre deux broches au niveau d'un connecteur du faisceau et ce, via un simple montage électrique détectant la présence de la connection.In the case of a monoblock torch, the presence of the torch, i.e. its operation can be detected using a direct link between two pins at a harness connector and this, via a simple electrical assembly detecting the presence of the connection.

Néanmoins, chaque torche monobloc étant dédiée à un procédé de coupage et/ou à une plage d'intensité, lorsque l'opérateur ou coupeur souhaite couper d'abord un premier matériau, par exemple une tôle d'acier inoxydable de 70 mm d'épaisseur, puis ensuite un deuxième matériau, par exemple une tôle d'aluminium de 5 mm d'épaisseur, il doit :

  • soit changer la torche utilisée pendant le coupage du premier matériau et la remplacer par une torche adaptée au coupage du deuxième matériau, ce qui nécessite de désaccoupler le faisceau du générateur de courant, de démonter le faisceau sur la machine, d'ôter la torche de son support ou de démonter la torche et son support, avant de procéder à l'inverse pour installer la nouvelle torche sur le support ;
  • soit démonter toutes les pièces de la partie active de la torche (électrode, tuyère...) après avoir coupé le premier matériau et les remplacer par des pièces actives adaptées au coupage du deuxième matériau.
However, each monoblock torch being dedicated to a cutting process and / or to a range of intensity, when the operator or cutter wishes to cut first a first material, for example a sheet of stainless steel of 70 mm thickness, then a second material, for example a 5 mm thick aluminum sheet, it must:
  • either change the torch used during cutting of the first material and replace it with a torch suitable for cutting the second material, which requires uncoupling the harness from the current generator, dismantling the harness on the machine, removing the torch from its support or to disassemble the torch and its support, before proceeding in reverse to install the new torch on the support;
  • either dismantle all the parts of the active part of the torch (electrode, nozzle ...) after cutting the first material and replace them with active parts suitable for cutting the second material.

On comprend aisément que, dans un cas comme dans l'autre, ces opérations sont peu pratiques, engendrent une perte de temps non négligeable et peuvent conduire à des erreurs de montage.It is easy to understand that, in one case as in the other, these operations are impractical, cause a significant loss of time and can lead to assembly errors.

Pour remédier à ces problèmes, il convient d'utiliser une torche à nez ou tête démontable et interchangeable.To remedy these problems, a nose torch or removable and interchangeable head.

Ainsi, l'opérateur peut préparer la seconde tête démontable avec les pièces actives adaptées dont il aura besoin pour couper le deuxième matériau, pendant que l'autre tête de torche est en cours d'utilisation, c'est-à-dire pendant le coupage du premier matériau.Thus, the operator can prepare the second removable head with the suitable active parts which he will need to cut the second material, while the other torch head is in use, i.e. while cutting the first material.

Ensuite, il ne lui faudra que quelques secondes pour changer de tête de torche et couper le deuxième matériau étant donné que, dans ce cas, le corps de torche fixé à la machine ou au bâti-support reste le même et n'a dès lors pas à être démonté.Then it will only take a few seconds to change the head of torch and cut the second material since in this case the body torch attached to the machine or to the support frame remains the same and therefore not to be disassembled.

Toutefois, un problème se pose avec les torches à têtes démontables, à savoir qu'il existe un nombre important de combinaisons potentielles de corps de torche et de têtes de torche, qui sont autant de sources possibles d'erreurs pour l'opérateur.However, there is a problem with torches with removable heads, know that there are a significant number of potential body combinations torch and torch heads, which are all possible sources of errors for the operator.

Dit autrement, il ne faut pas que l'opérateur puisse donner des consignes de réglage d'intensité non appropriées avec la tête sélectionnée et ce, sous peine d'engendrer une détérioration de la tête de torche ou d'obtenir une découpe de mauvaise qualité.In other words, the operator must not be able to give intensity setting instructions not appropriate with the head selected and this, under penalty of causing a deterioration of the torch head or of obtaining poor quality cutting.

Par exemple, si des pièces actives (électrodes, tuyères...) prévues pour supporter une intensité de 30 A sont utilisées avec un courant de 300 A, celles-ci seront détruites par fusion et cela entraínera généralement la destruction d'au moins une partie du corps de torche.For example, if active parts (electrodes, nozzles, etc.) provided for withstand a current of 30 A are used with a current of 300 A, these will be destroyed by merger and will generally result in destruction at least part of the torch body.

Par ailleurs, il en va de même pour les fluides mis en oeuvre.Furthermore, the same applies to the fluids used.

Par exemple, une électrode en tungstène prévue pour fonctionner sous azote ne fonctionnera pas longtemps si le gaz est de l'oxygène ou un autre gaz oxydant.For example, a tungsten electrode intended to operate under nitrogen will not work for long if the gas is oxygen or another gas oxidant.

De telles destructions inopinées des éléments de la torche engendrent des coûts non négligeables en temps et/ou en argent qui sont inacceptables du point de vue industriel.Such unexpected destruction of the torch elements generates significant costs of time and / or money which are unacceptable from the industrial point of view.

Afin de résoudre ce problème, la solution la plus simple serait de mettre un repère de couleur ou un marquage sur chaque tête de torche.In order to solve this problem, the simplest solution would be to put a color mark or marking on each torch head.

Toutefois, cette solution n'est pas idéale car, avec le temps et les salissures dues aux fumées, il peut y avoir confusion entre différentes têtes de torche puisque la peinture ou l'encre peuvent s'effacer, un éclairage suffisamment puissant est nécessaire pour pouvoir distinguer visuellement une couleur ou un marquage, des marques gravées peuvent s'encrasser et devenir illisibles....However, this solution is not ideal because, over time and dirt due to smoke, there may be confusion between different heads of torch since paint or ink can fade, lighting sufficiently powerful is necessary to be able to visually distinguish a color or marking, engraved marks can become dirty and become unreadable ....

Une autre solution consisterait à utiliser un capteur photoélectrique permettant de détecter la présence de la tête de torche sur le corps de torche.Another solution would be to use a photoelectric sensor for detecting the presence of the torch head on the torch body.

Cependant, là encore la solution n'est pas idéale, puisque l'information pouvant être recueillie est alors de type binaire, c'est-à-dire 0 ou 1, ce qui ne permet pas de différencier différentes têtes de torches les unes des autres.However, here again the solution is not ideal, since the information which can be collected is then of binary type, i.e. 0 or 1, which does not not allow to differentiate different torch heads from each other.

Par ailleurs, des problèmes tout-à-fait similaires se posent lorsqu'il s'agit de pouvoir reconnaítre une pièce d'usure spécifique, telle une électrode ou une tuyère, ayant été montée sur la tête d'une torche à plasma, quelle soit dissociable ou non du corps de torche.On the other hand, quite similar problems arise when it comes to to be able to recognize a specific wearing part, such as an electrode or a nozzle, having been mounted on the head of a plasma torch, whatever separable or not from the torch body.

En effet, un problème analogue se pose avec les pièces d'usure pour torches à arc électrique, à savoir qu'il existe un nombre important de types de tuyères et d'électrodes présentant chacune des caractéristiques propres et variables selon le procédé à mettre en oeuvre, par exemple, ainsi que susmentionné, une électrode avec insert en tungstène prévue pour fonctionner sous azote ne fonctionnera pas longtemps si le gaz mis en oeuvre durant le coupage est de l'oxygène ou un autre gaz oxydant et de telles destructions inopinées de ces pièces d'usure engendrent des coûts non négligeables en temps et/ou en argent qui sont inacceptables du point de vue industriel.Indeed, a similar problem arises with wear parts for electric arc torches, namely that there are a significant number of types of nozzles and electrodes each with its own characteristics and variables according to the process to be implemented, for example, as well as above, an electrode with a tungsten insert intended to operate under nitrogen will not work for a long time if the gas used during cutting is oxygen or another oxidizing gas and such destruction unexpected wear parts generate significant costs in time and / or money which are unacceptable from an industrial point of view.

Là encore, la grande diversité des pièces d'usure existantes engendre de nombreuses erreurs potentielles pour l'opérateur.Again, the great diversity of existing wearing parts creates many potential errors for the operator.

De là, il ne faut pas que l'opérateur puisse donner des consignes de réglage d'intensité non appropriées avec la pièce d'usure sélectionnée et ce, sous peine d'engendrer une détérioration de la pièce d'usure ou de la tête de torche, et d'obtenir ainsi une découpe de mauvaise qualité.From there, the operator must not be able to give instructions for intensity adjustment not appropriate with the wear part selected, under penalty of causing deterioration of the wearing part or of the head. torch, and thus obtain a poor quality cut.

Le but de la présente invention est donc de résoudre le problème susmentionné se posant avec les torches de travail à l'arc électrique, notamment à tête démontable, en particulier des torches à plasma, équipée d'un système permettant d'éviter ou de minimiser toute erreur de montage de la tête de torche sur le corps de torche ou de choix erroné ou inadapté des pièces d'usure équipant la tête de torche, en avertissant l'opérateur que la tête de torche ou la pièce d'usure montée par erreur ne correspond à pas aux conditions opératoires sélectionnées devant être obtenues.The aim of the present invention is therefore to solve the problem aforementioned posing with electric arc work torches, in particular with a removable head, in particular plasma torches, equipped a system to avoid or minimize any error in mounting the torch head on the torch body or incorrect or unsuitable choice of parts wear on the torch head, warning the operator that the torch head torch or wear part fitted in error does not correspond to selected operating conditions to be obtained.

Dit autrement, le but de l'invention est de proposer une torche équipée d'un système permettant de vérifier que la tête de torche et/ou les pièces d'usure présentes sur la torche sont compatibles avec le procédé sélectionné et avec la plage d'intensité de courant à mettre en oeuvre.In other words, the object of the invention is to propose a torch equipped a system to verify that the torch head and / or parts wear on the torch are compatible with the selected process and with the current intensity range to be used.

La solution de la présente invention est alors une torche de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant :

  • un corps de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide ,
  • une tête de torche comportant des moyens porte-électrode susceptibles de recevoir une électrode et des moyens porte-tuyère susceptibles de recevoir une tuyère, et
  • des moyens d'assemblage/désassemblage permettant d'associer et/ou dissocier la tête de torche du corps de torche,
   caractérisée en ce que la tête de torche comporte, en outre, un élément d'identification à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.The solution of the present invention is then an electric arc work torch, in particular a plasma torch, comprising:
  • a torch body comprising means for supplying electric current and at least one fluid passage,
  • a torch head comprising electrode-carrying means capable of receiving an electrode and nozzle-carrying means capable of receiving a nozzle, and
  • assembly / disassembly means making it possible to associate and / or dissociate the torch head from the torch body,
characterized in that the torch head further comprises an identification element from which a signal of specific value prefixed and identifiable can be extracted or determined.

De plus, l'invention porte aussi sur une torche de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un corps de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide, et une tête de torche comportant des moyens porte-électrode susceptibles de recevoir une électrode et des moyens porte-tuyère susceptibles de recevoir une tuyère, caractérisée en ce que l'électrode portée par les moyens porte-électrode et/ou la tuyère portée par les moyens porte-tuyère comporte(nt) un élément d'identification à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.In addition, the invention also relates to an arc work torch electric, in particular a plasma torch, comprising a torch body comprising means for supplying electric current and at least one passage of fluid, and a torch head comprising electrode holder means capable of receiving an electrode and nozzle holder means capable of receiving a nozzle, characterized in that the electrode carried by the electrode holder means and / or the nozzle carried by the nozzle holder means has (s) an identification element from which it can be extracted or determined a signal of specific value prefixed and identifiable.

Selon un encore un autre aspect, l'invention concerne aussi une torche) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un corps de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide, et une tête de torche, la tête de torche et/ou le corps de torche comportant des moyens porte-pièce consommable susceptibles de recevoir au moins une pièce consommable choisie parmi les tuyères, les électrodes, les ensembles cartouche combinant tuyère et électrode, les tubes plongeurs et les diffuseurs de gaz ou d'eau, caractérisée en ce qu'au moins une desdites pièces consommables comporte un élément d'identification à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.According to yet another aspect, the invention also relates to a torch) working with an electric arc, in particular a plasma torch, comprising a torch body comprising means for supplying electric current and at least one fluid passage, and a torch head, the torch head and / or the torch body comprising consumable workpiece holding means likely to receive at least one consumable part chosen from among nozzles, electrodes, cartridge assemblies combining nozzle and electrode, dip tubes and gas or water diffusers, characterized in that at least one of said consumable parts comprises an element from which a value signal can be extracted or determined specific prefixed and identifiable.

Dans le cadre de la présente invention, le terme "signal" est considéré comme étant synonyme du terme "information" ; dès lors, on utilisera indifféremment l'un ou l'autre de ces termes.In the context of the present invention, the term "signal" is considered as being synonymous with the term "information"; therefore, we will use either of these terms.

Selon le cas, la torche de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • le corps de torche comprend des moyens de transmission de signal permettant d'acheminer le signal provenant de l'élément d'identification à travers au moins une partie dudit corps de torche et, de préférence, jusqu'à une unité de traitement de signal.
  • l'élément d'identification est choisi parmi les résistances, les condensateurs, les diodes (telles les diodes de signal ou les diodes Zener), les bobines, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments de "carte à puce" et les éléments magnétiques ou aimantés, ou les combinaisons de plusieurs de ces éléments, par exemple un ensemble RLC combinant résistance, bobine et condensateur, de préférence l'élément d'identification est choisi parmi les résistances.
  • le signal de valeur spécifique est au moins un signal d'intensité, de tension, de capacité, de fréquence, de longueur d'onde lumineuse, infrarouge ou radio, de préférence un signal d'intensité ou de tension.
  • l'unité de traitement de signal est reliée à un directeur de commande, de préférence le directeur de commande pilote au moins une source de courant, au moins une source de fluide et/ou des moyens de déplacement de la torche selon au moins un axe X, Y et/ou Z.
Depending on the case, the torch of the invention may include one or more of the following characteristics:
  • the torch body comprises signal transmission means making it possible to route the signal coming from the identification element through at least a part of said torch body and, preferably, to a signal processing unit.
  • the identification element is chosen from resistors, capacitors, diodes (such as signal diodes or Zener diodes), coils, reflective pads, systems using the principle of infrared or radio frequency remote controls, "smart card" elements and magnetic or magnetized elements, or combinations of several of these elements, for example an RLC assembly combining resistance, coil and capacitor, preferably the identification element is chosen from resistors.
  • the signal of specific value is at least one signal of intensity, voltage, capacity, frequency, light wavelength, infrared or radio, preferably an intensity or voltage signal.
  • the signal processing unit is connected to a command director, preferably the command director controls at least one current source, at least one source of fluid and / or means for moving the torch along at least one axis X, Y and / or Z.

Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi une tête de torche à plasma comportant des moyens porte-électrode susceptibles de recevoir une électrode et des moyens porte-tuyère susceptibles de recevoir une tuyère, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un élément d'identification à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.According to another aspect, the invention also relates to a torch head with plasma comprising electrode holder means capable of receiving a electrode and nozzle-holder means capable of receiving a nozzle, characterized in that it further comprises an identification element with from which a specific value signal can be extracted or determined prefixed and identifiable.

Selon le cas, la tête de torche à plasma de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • l'élément d'identification est choisi parmi les résistances, les condensateurs, les diodes, les bobines, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments magnétiques ou aimantés, les éléments de carte à puce et leurs combinaisons, de préférence l'élément d'identification est choisi parmi les résistances.
Depending on the case, the plasma torch head of the invention may include one or more of the following characteristics:
  • the identification element is chosen from resistors, capacitors, diodes, coils, reflective pads, systems using the principle of infrared or radio frequency remote controls, magnetic or magnetic elements, smart card elements and their combinations, preferably the identification element is chosen from the resistors.

Selon encore un autre aspect, l'invention porte sur un procédé de commande d'une torche de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comportant une tête de torche selon l'invention fixée sur un corps de torche, dans lequel on procède selon les étapes de :

  • (a) détermination et/ou extraction d'un signal de valeur spécifique préfixée dudit élément d'identification ;
  • (b) traitement dudit signal de valeur spécifique déterminé ou extrait à l'étape (a) par comparaison de la valeur dudit signal avec au moins une valeur de référence ou de consigne ;
  • (c) contrôle de l'alimentation de la torche en courant électrique et en au moins un fluide en fonction du résultat de la comparaison réalisée à l'étape (b).
  • According to yet another aspect, the invention relates to a method for controlling an electric arc work torch, in particular a plasma torch, comprising a torch head according to the invention fixed on a torch body, in which we proceed according to the steps of:
  • (a) determining and / or extracting a signal of specific value prefixed from said identification element;
  • (b) processing of said specific value signal determined or extracted in step (a) by comparison of the value of said signal with at least one reference or reference value;
  • (c) control of the supply of the torch with electric current and at least one fluid as a function of the result of the comparison carried out in step (b).
  • Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes

    • le signal de valeur spécifique est au moins un signal d'intensité, de tension, de capacité, magnétique, de fréquence, de longueur d'onde lumineuse, infrarouge ou radio, de préférence un signal d'intensité ou de tension.
    • le contrôle de l'alimentation de la torche en courant électrique et en fluide comprend au moins une des étapes suivantes :
    • (i) permettre l'alimentation de la torche en courant électrique et en fluide de manière à débuter une opération de travail à l'arc, lorsque la comparaison réalisée à l'étape (b) montre que la valeur du signal spécifique déterminé est égal ou proche de la valeur de référence ou de consigne ; et
    • (ii) interdire l'alimentation de la torche en courant électrique et en fluide de manière à empêcher le démarrage d'une opération de travail à l'arc, lorsque la comparaison réalisée à l'étape (b) montre que la valeur du signal spécifique déterminé est différente de la valeur de référence ou de consigne.
    Depending on the case, the method of the invention may include one or more of the following characteristics
    • the signal of specific value is at least one signal of intensity, voltage, capacity, magnetic, frequency, light wavelength, infrared or radio, preferably a signal of intensity or voltage.
    • controlling the supply of torch with electric current and with fluid comprises at least one of the following steps:
    • (i) allow the torch to be supplied with electric current and with fluid so as to start an arc working operation, when the comparison carried out in step (b) shows that the value of the specific signal determined is equal or close to the reference or setpoint value; and
    • (ii) prohibit the supply of electric power and fluid to the torch so as to prevent the start of an arc work operation, when the comparison carried out in step (b) shows that the value of the signal specific value is different from the reference or set value.

    L'invention porte aussi sur une tuyère ou une électrode pour torche de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un élément d'identification comme susmentionné.The invention also relates to a nozzle or an electrode for a torch. electric arc work, in particular a plasma torch, comprising a identification element as mentioned above.

    L'invention a trait aussi à un procédé de coupage plasma d'au moins une pièce métallique, dans lequel on utilise une torche à plasma, une tête de torche à plasma et/ou dans lequel on met en oeuvre un procédé de commande selon l'invention pour piloter une torche à plasma.The invention also relates to a plasma cutting process of at least a metal part, in which a plasma torch is used, a head of plasma torch and / or in which a control method is implemented according to the invention for controlling a plasma torch.

    En d'autres termes, la solution apportée par la présente invention repose essentiellement sur l'incorporation dans la tête de torche d'un système d'identification pouvant signaler immédiatement et efficacement à l'opérateur que la tête de torche mis en place n'est pas compatible avec le procédé sélectionné et/ou avec l'intensité de courant et/ou avec un autre paramètre opératoire.In other words, the solution provided by the present invention is essentially based on the incorporation into the torch head of a system identification system that can immediately and effectively signal the operator that the torch head installed is not compatible with the process selected and / or with current intensity and / or with another parameter operative.

    L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures annexées données à titre illustratif mais non limitatif.The invention will now be described in more detail using the figures attached given for illustration but not limitation.

    La Figure 1 est un schéma de principe de fonctionnement d'une torche à tête démontable selon la présente invention.Figure 1 is a block diagram of an operating torch removable head according to the present invention.

    La torche 1 à plasma, tout-à-fait analogue à celle décrite par exemple dans le document EP-A-599709 incorporé ici par référence, comprend un corps de torche ou embase 3, sur lequel est monté la tête 2 de torche équipée du système d'identification selon l'invention. La torche 1 est alimentée en fluides provenant de sources de fluides 100, notamment en gaz plasmagène et en eau de refroidissement, et est aussi alimentée en courant électrique issu d'un générateur de courant 110 relié, d'une part, à la pièce à couper 120 et, d'autre part, à l'électrode de la torche 1 et la tuyère.The plasma torch 1, completely analogous to that described for example in document EP-A-599709 incorporated here by reference, includes a body torch or base 3, on which the torch head 2 fitted with the identification system according to the invention. Torch 1 is supplied with fluids from 100 fluid sources, including plasma gas and water cooling, and is also supplied with electric current from a current generator 110 connected, on the one hand, to the workpiece 120 and, on the other hand hand, to the electrode of torch 1 and the nozzle.

    Le système d'identification de l'invention se compose d'un élément 5 d'identification et des moyens de transmission 4 de signal reliant cet élément 5 d'identification à une unité de traitement 6 de signal qui communique elle-même avec un directeur de commande 8 de torche permettant notamment de commander ou non un déplacement de la torche 1 selon l'axe Z.The identification system of the invention consists of an element 5 identification and signal transmission means 4 connecting this element 5 identification to a signal processing unit 6 which communicates itself with a torch control director 8 making it possible in particular to control or not a movement of the torch 1 along the Z axis.

    L'élément 5 d'identification inclus dans la tête 2 de la torche 1 est, par exemple, une résistance, un condensateur ou une bobine ayant une valeur déterminée connue pour chaque nez ou tête 2 de torche. On peut également envisager d'autres types d'éléments d'identification 5 comme notamment une pastille réfléchissante, un système utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, ou encore un élément de carte à puce ou un élément magnétique ou aimanté, ou leurs combinaisons.The identification element 5 included in the head 2 of the torch 1 is, for example, a resistor, a capacitor or a coil having a value determined known for each torch nose or head 2. We can also consider other types of identification elements 5 such as reflective patch, a system using the principle of remote controls infrared or radio frequency, or a smart card element or a magnetic or magnetic element, or combinations thereof.

    Par élément de carte à puce, on entend la partie active de la carte, c'est-à-dire le circuit intégré ou "puce" encapsulé dans le plastique servant de support. Il en existe plusieurs types différents envisageables, par exemple un premier type avec connecteur apparent comme celui des cartes de paiement bancaires ou analogues qui ont deux modes de fonctionnement, à savoir la lecture de la bande magnétique située sur une des faces de la carte et/ou écriture d'informations inscrites dans la mémoire ; un deuxième type comme celui des badges d'accès éventuellement avec système de lecture à distance, par exemple par liaison radio ; dans ce cas, une antenne est associée à la puce servant à l'alimentation électrique et au transfert d'informations numériques.By chip card element is meant the active part of the card, that is to say the integrated circuit or "chip" encapsulated in the plastic serving support. There are several different possible types, for example a first type with visible connector like that of payment cards banking or the like which have two modes of operation, namely the reading of the magnetic strip located on one side of the card and / or writing of information written in the memory; a second type like that of access badges, possibly with remote reading system, for example by radio link; in this case, an antenna is associated with the chip for power supply and information transfer digital.

    Etant donné que l'élément d'identification 5 peut prendre différentes valeurs, il est possible de différencier ainsi un grand nombre de têtes 2 de torche différentes, les unes des autres, dès lors que chaque tète 2 de torche est munie d'un élément 5 d'identification ayant une valeur spécifique préfixée et identifiable.Since the identification element 5 can take different values, it is possible to differentiate a large number of heads 2 from torch different from each other, since each head 2 of torch is provided with an identification element 5 having a specific value prefixed and identifiable.

    Cet élément 5 d'identification est relié à une unité de traitement 6 du signal permettant d'avertir l'opérateur s'il à fait un mauvais choix, de vérifier la présence des fluides nécessaires, de détecter la présence de la tête 2 de torche adaptée au procédé à mettre en oeuvre et ainsi autoriser ou non la mise en marche du procédé de coupage. L'unité de traitement 6 du signal est gérée par un directeur de commande 8 dont le rôle est de superviser tous les composants nécessaire au bon déroulement de l'opération de coupage.This identification element 5 is connected to a processing unit 6 of the signal to warn the operator if he has made a wrong choice, to check the presence of the necessary fluids, to detect the presence of the head 2 of torch adapted to the process to be implemented and thus authorize or not the implementation the cutting process. Signal processing unit 6 is managed by a command director 8 whose role is to supervise all components necessary for the smooth running of the cutting operation.

    Le traitement du signal est assuré par la mesure, par exemples, soit :

    • d'un courant ou d'une tension si l'on utilise une résistance alimentée respectivement par une source fixe de tension ou de courant,
    • d'une capacité si l'on utilise un condensateur,
    • d'une fréquence si l'on utilise une bobine,
    • d'une longueur d'onde lumineuse si l'on utilise un réflecteur,
    • d'un récepteur infra rouge ou radio, et
    • d'un autre dispositif comme un lecteur de carte à puce.
    Signal processing is ensured by measuring, for example, either:
    • a current or a voltage if a resistor supplied respectively by a fixed source of voltage or current is used,
    • of a capacity if we use a capacitor,
    • of a frequency if we use a coil,
    • of a light wavelength if a reflector is used,
    • an infrared or radio receiver, and
    • another device such as a smart card reader.

    La mesure est traitée ensuite, par exemple, à l'aide d'un convertisseur analogique/digital de type approprié au signal.The measurement is then processed, for example, using a converter analog / digital of the type appropriate to the signal.

    Le logiciel de gestion du directeur de commande 8 peut prévenir l'opérateur, en cas d'erreur de choix de tête 2 de torche, comme schématisé sur les organigrammes des figures 2 et 3.The command manager 8 management software can prevent the operator, in the event of an error in the choice of torch head 2, as shown schematically on the flowcharts of Figures 2 and 3.

    Par exemple, si l'opérateur veut couper une pièce dans une tôle d'acier au carbone de 4 mm d'épaisseur, il consulte un barème ou une table de correspondance fourni par le constructeur qui lui indique d'utiliser le procédé sous oxygène sec à 60 A, ainsi que le type de pièces actives à utiliser.For example, if the operator wants to cut a piece from a steel sheet carbon 4 mm thick, it consults a scale or a table of correspondence provided by the manufacturer who tells him to use the process under dry oxygen at 60 A, as well as the type of active parts to be used.

    L'opérateur équipe donc une deuxième tête de torche avec celles-ci pendant qu'il coupe, par exemple, une tôle d'acier inoxydable d'épaisseur 10 mm avec un procédé à 120 A utilisant de l'azote et un tourbillon d'eau et mettant en oeuvre une première tête de torche présentant des caractéristiques différentes.The operator therefore equips a second torch head with these while cutting, for example, 10-gauge stainless steel sheet mm with a 120 A process using nitrogen and a vortex of water and using a first torch head having characteristics different.

    Une fois que la pièce de travail est terminée, il remplace la première tête de torche par la deuxième tête de torche, programme 60 A et modifie la vitesse de coupe comme spécifié sur le barème avant de lancer le programme d'exécution.Once the workpiece is finished, it replaces the first head torch by the second torch head, program 60 A and modifies the speed cutting as specified on the scale before starting the program of execution.

    En cas de mauvais choix de tête ou de programme non adapté à la tête de torche choisie, l'opérateur sera immédiatement averti par le système d'identification de l'invention.In the event of a bad choice of head or a program not adapted to the head torch selected, the operator will be immediately notified by the system identification of the invention.

    De préférence, on utilise préférentiellement, en tant que système d'identification monté sur la torche à tête démontable, un élément 5 de type résistif (résistance...) car un tel élément est simple à mettre en oeuvre, peu coûteux, fiable et peu sensible aux parasites d'un milieu industriel.Preferably, preferably used as a system identification mounted on the torch with removable head, element 5 of the type resistive (resistance ...) because such an element is simple to implement, little expensive, reliable and not very sensitive to parasites from an industrial environment.

    Exemple de la différenciation avec 12 combinaisons.Example of differentiation with 12 combinations.

    En utilisant une source de courant constante de 20 mA et en désirant une discrimination de 1V pour éviter des confusions, les valeurs de résistance seront comprises entre 50 et 600 Ω avec un pas de 50 Ω pour mesurer respectivement une tension de 1 à 12 V avec un pas de 1 V ; la puissance de la résistance étant de 1/4 de Watt.Using a constant current source of 20 mA and desiring 1V discrimination to avoid confusion, resistance values will be between 50 and 600 Ω with a step of 50 Ω to measure respectively a voltage of 1 to 12 V with a step of 1 V; the power of the resistance being 1/4 of Watt.

    Selon la loi d'Ohm U = RI, le courant étant constant, la tension est directement fonction de la valeur de la résistance.According to Ohm's law U = RI, the current being constant, the voltage is directly dependent on the resistance value.

    Il suffit alors d'affecter dans une table de correspondance, en regard de chaque valeur de tension, une limite d'intensité et un procédé qui par conséquent impose des fluides (gaz, tourbillon d'eau, double flux....).It is then enough to assign in a correspondence table, opposite each voltage value, an intensity limit and a process which by therefore requires fluids (gas, water vortex, double flow, etc.).

    Le tableau I ci-après montre un exemple de possibilités. CODAGE IDENTIFICATION Intensité (en mA) Résistance (en Ω) Tension (en V) Intensité de coupe (en A) Procédé (gaz) 20 50 1 ≤ 90 Ar/H2 20 100 2 ≤ 90 O2 20 150 3 ≤ 90 N2 20 200 4 ≤ 90 N2 + VE 20 250 5 ≤ 90 O2 + DF 20 300 6 ≤ 90 Ar/H2 + DF 20 350 7 de 120 à 150 Ar/H2 20 400 8 de 120 à 150 O2 20 450 9 de 120 à 150 N2 20 500 10 de 120 à 150 N2 + VE 20 550 11 de 120 à 150 O2 + DF 20 600 12 de 120 à 150 Ar/H2 + DF VE : "vortex" d'eau - DF : double flux Table I below shows an example of possibilities. CODING IDENTIFICATION Current (in mA) Resistance (in Ω) Voltage (in V) Cutting intensity (in A) Process (gas) 20 50 1 ≤ 90 Ar / H 2 20 100 2 ≤ 90 O 2 20 150 3 ≤ 90 N 2 20 200 4 ≤ 90 N 2 + VE 20 250 5 ≤ 90 O 2 + DF 20 300 6 ≤ 90 Ar / H 2 + DF 20 350 7 from 120 to 150 Ar / H 2 20 400 8 from 120 to 150 O 2 20 450 9 from 120 to 150 N 2 20 500 10 from 120 to 150 N 2 + VE 20 550 11 from 120 to 150 O 2 + DF 20 600 12 from 120 to 150 Ar / H 2 + DF VE: water "vortex" - DF: double flow

    Comme détaillé sur la figure 6, les connections électriques de l'élément 5 d'identification peuvent être assurées au niveau de la tête 2 de torche par une prise 15 de type jack mâle de 3.5 mm de diamètre et, comme représenté sur la figure 7, dans l'embase 3 par une prise 16 de type jack femelle, ce qui permet d'accoupler facilement la tête 2 de torche sur l'embase 3 par un simple mouvement de bas en haut ; la position en rotation étant déjà imposée par les autres connections (gaz plasma, connexion tuyère, commandes du vérin, ...).As detailed in Figure 6, the electrical connections of the element 5 identification can be ensured at the level of the torch head 2 by a jack 15 type male jack 3.5 mm in diameter and, as shown in FIG. 7, in the base 3 by a socket 16 of the female jack type, which allows to easily couple the torch head 2 on the base 3 by a simple movement from bottom to top; the rotational position being already imposed by the other connections (plasma gas, nozzle connection, actuator controls, ...).

    Comme montré sur la figure 1, deux conducteurs électriques suffisent pour relier l'embase 2 à l'unité de traitement en faisant partie du faisceau. Toutefois, dans d'autres cas, un seul conducteur électrique pourra suffire, d'en d'autres plus de deux conducteurs seront nécessaires.As shown in Figure 1, two electrical conductors are sufficient to connect the base 2 to the processing unit as part of the bundle. However, in other cases, a single electrical conductor may suffice, others more than two drivers will be required.

    Les figures 4 et 5 représentent, quant à elles, des versions industrielles possibles de têtes 2 de torche selon l'invention montrées, respectivement, dépourvue de pièces actives et/ou de pièces d'usure (fig. 4) et équipée de telles pièces d'usure (fig. 5), notamment une tuyère 22 et une électrode 20 ; ces têtes 2 de torche peuvent être montées sur l'embase 3 de la figure 7.Figures 4 and 5 represent industrial versions possible torch heads 2 according to the invention shown, respectively, free of active parts and / or wearing parts (fig. 4) and equipped with such wearing parts (fig. 5), in particular a nozzle 22 and an electrode 20; these torch heads 2 can be mounted on the base 3 of FIG. 7.

    La tête 2 de torche comporte des moyens porte-électrode 10 susceptibles de recevoir, par exemple par vissage, une électrode 20 munie d'un insert émissif 21, et des moyens porte-tuyère 12 susceptibles de recevoir et de maintenir, par exemple aussi par vissage, la tuyère 22 percée d'un orifice axial 23 d'éjection du jet de plasma.The torch head 2 comprises electrode holder means 10 capable of receiving, for example by screwing, an electrode 20 provided an emissive insert 21, and nozzle holder means 12 capable of receiving and to maintain, for example also by screwing, the nozzle 22 pierced with an orifice axial 23 of the plasma jet ejection.

    Des moyens d'assemblage/désassemblage, comportant une cage à bille 18 et une pièce externe 19 axialement mobile coopérant avec ladite cage à bille 18, comme expliqué dans EP-A-599709, permettent d'associer et/ou dissocier facilement et rapidement la tête 2 de torche du corps 3 de torche.Assembly / disassembly means, comprising a ball cage 18 and an axially movable external part 19 cooperating with said cage at ball 18, as explained in EP-A-599709, make it possible to associate and / or easily and quickly dissociate the torch head 2 from the torch body 3.

    Selon l'invention, l'élément 5 d'identification est porté par la tête 2 de torche et est, dans ce cas, une résistance à partir de laquelle peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable, à savoir un signal d'intensité ou de tension.According to the invention, the identification element 5 is carried by the head 2 of torch and is, in this case, a resistor from which can be extracted or determined a signal of specific value prefixed and identifiable, namely a intensity or voltage signal.

    Bien que les exemples de réalisation ci-dessus concernent uniquement un système d'identification de la tête de torche d'une torche à plasma à tête démontable, ce système d'identification est applicable stricto sensu à l'identification des pièces d'usure ou pièces consommables pour torche à arc électrique, telles les tuyères, les électrodes, un ensemble "cartouche" comprenant une tuyère et une électrode tel que décrit dans le document EP-A-326445, le tube plongeur ou le diffuseur de gaz pour torche ou les dispositifs additionnels susceptibles d'équiper une torche à l'arc, comme un dispositif de création d'un tourbillon d'eau, tel un diffuseur d'eau, ou système double flux avec une deuxième tuyère située en aval de la première tuyère, étant donné que tous ces dispositifs incluent chacun un corps et une ou des pièces démontables et qu'il faut donc identifier pour chaque dispositif la présence globale et chacune des pièces actives.Although the above embodiments only concern a torch head identification system of a plasma torch with a head removable, this identification system is strictly applicable to identification of wearing parts or consumable parts for arc torch electrical, such as nozzles, electrodes, a "cartridge" assembly comprising a nozzle and an electrode as described in document EP-A-326 445, the torch dip tube or gas diffuser or the devices additional devices that can equip an arc torch, such as a creation of a water vortex, such as a water diffuser, or double flow system with a second nozzle located downstream of the first nozzle, given that all these devices each include a body and one or more parts can be dismantled and therefore the presence must be identified for each device global and each of the active parts.

    Claims (16)

    Torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant : un corps (3) de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide , une tête (2) de torche comportant des moyens porte-électrode (10) susceptibles de recevoir une électrode (20) et des moyens porte-tuyère (12) susceptibles de recevoir une tuyère (22) , et des moyens d'assemblage/désassemblage permettant d'associer et/ou dissocier la tête (2) de torche du corps (3) de torche,    caractérisée en ce que la tête (2) de torche comporte, en outre, un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.Electric arc work torch (1), in particular a plasma torch, comprising: a torch body (3) comprising means for supplying electric current and at least one fluid passage, a torch head (2) comprising electrode holder means (10) capable of receiving an electrode (20) and nozzle holder means (12) capable of receiving a nozzle (22), and assembly / disassembly means making it possible to associate and / or dissociate the torch head (2) from the torch body (3), characterized in that the torch head (2) further comprises an identification element (5) from which can be extracted or determined a signal of specific value prefixed and identifiable. Torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un corps (3) de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide, et une tête (2) de torche, la tête (2) de torche et/ou le corps (3) de torche comportant des moyens porte-pièce consommable susceptibles de recevoir au moins une pièce consommable choisie parmi les tuyères (22), les électrodes (20), les ensembles cartouche combinant tuyère et électrode, les tubes plongeurs et les diffuseurs de gaz ou d'eau, caractérisée en ce qu'au moins une desdites pièces consommables comporte un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.Electric arc work torch (1), in particular a torch with plasma, comprising a torch body (3) comprising means power supply and at least one fluid passage, and a torch head (2), the torch head (2) and / or the torch body (3) comprising consumable workpiece carrier means capable of receiving at least one consumable part chosen from the nozzles (22), the electrodes (20), the cartridge assemblies combining nozzle and electrode, dip tubes and gas or water diffusers, characterized in that at least one of said consumable parts includes an identification element (5) from which can be extracted or determined a specific value signal prefixed and identifiable. Torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un corps (3) de torche comportant des moyens d'alimentation en courant électrique et au moins un passage de fluide, et une tête (2) de torche comportant des moyens porte-électrode (10) susceptibles de recevoir une électrode (20) et des moyens porte-tuyère (12) susceptibles de recevoir une tuyère (22), caractérisée en ce que l'électrode (20) portée par les moyens porte-électrode (10) et/ou la tuyère (22) portée par les moyens porte-tuyère (12) comporte un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.Electric arc work torch (1), in particular a torch with plasma, comprising a torch body (3) comprising means power supply and at least one fluid passage, and a torch head (2) comprising electrode holder means (10) capable of receive an electrode (20) and nozzle holder means (12) capable of receive a nozzle (22), characterized in that the electrode (20) carried by the electrode holder means (10) and / or the nozzle (22) carried by the nozzle holder means (12) has an identification element (5) from which can be extract or determine a signal of specific value prefixed and identifiable. Torche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps (3) de torche comprend des moyens de transmission (4) de signal permettant d'acheminer le signal provenant de l'élément d'identification (5) à travers au moins une partie dudit corps (3) de torche et, de préférence, jusqu'à une unité de traitement (6) de signal.Torch according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the torch body (3) comprises signal transmission means (4) for routing the signal from the identification element (5) to through at least part of said torch body (3) and preferably up to a signal processing unit (6). Torche selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances, les condensateurs, les bobines, les diodes, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments de carte à puce, les éléments magnétiques ou aimantés, et les combinaisons de plusieurs de ces éléments, de préférence l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances.Torch according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the identification element (5) is chosen from resistors, capacitors, coils, diodes, reflective pads, systems using the principle of infrared or radio frequency, smart card elements, magnetic elements or magnetized, and combinations of several of these elements, preferably the identification element (5) is chosen from among the resistors. Torche selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisée en ce que le signal de valeur spécifique est au moins un signal d'intensité, de tension, de capacité, de fréquence, de longueur d'onde lumineuse, infrarouge ou radio, ou magnétique, de préférence un signal d'intensité ou de tension.Torch according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the signal of specific value is at least one signal of intensity, voltage, capacity, frequency, light wavelength, infrared or radio, or magnetic, preferably an intensity or voltage signal. Torche selon l'une des revendication 1 à 6, caractérisée en ce que l'unité de traitement (6) de signal est reliée à un directeur de commande (8), de préférence le directeur de commande (8) pilote au moins une source de courant (110), au moins une source de fluide (100) et/ou des moyens de déplacement de la torche (1) selon au moins un axe X, Y et/ou Z.Torch according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the signal processing unit (6) is connected to a command director (8), preferably the command director (8) controls at least one source of current (110), at least one source of fluid (100) and / or means for displacement of the torch (1) along at least one axis X, Y and / or Z. Torche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'assemblage/désassemblage permettant d'associer et/ou dissocier la tête (2) de torche du corps (3) de torche.Torch according to claim 1, characterized in that it comprises assembly / disassembly means making it possible to associate and / or dissociate the torch head (2) from the torch body (3). Tête (2) de torche à plasma comportant des moyens porte-électrode (10) susceptibles de recevoir une électrode (20) et des moyens porte-tuyère (12) susceptibles de recevoir une tuyère (12), caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable.Plasma torch head (2) comprising electrode holder means (10) capable of receiving an electrode (20) and nozzle holder means (12) capable of receiving a nozzle (12), characterized in that it further comprises an identification element (5) from which can be extract or determine a signal of specific value prefixed and identifiable. Tête (2) de torche selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances, les diodes, les condensateurs, les bobines, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments magnétiques ou aimantés, les éléments de carte à puce, et leurs combinaisons, de préférence l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances.Torch head (2) according to claim 9, characterized in that the identification element (5) is chosen from resistors, diodes, capacitors, coils, reflective pads, systems using the principle of infrared or radio frequency remote controls, the elements magnetic or magnetic, smart card elements, and their combinations, preferably the identification element (5) is chosen from among resistances. Tuyère (22) pour torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable, de préférence l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances, les diodes, les condensateurs, les bobines, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments magnétiques ou aimantés, les éléments de carte à puce, et leurs combinaisons.Nozzle (22) for electric arc work torch (1), in particular a plasma torch, comprising an identification element (5) from which can be extracted or determined a specific value signal prefixed and identifiable, preferably the identification element (5) is chosen from among resistors, diodes, capacitors, coils, pads reflective systems using the principle of remote controls infrared or radio frequency, magnetic or magnetic elements, smart card elements, and combinations thereof. Electrode (20) pour torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comprenant un élément d'identification (5) à partir duquel peut être extrait ou déterminé un signal de valeur spécifique préfixée et identifiable, de préférence l'élément d'identification (5) est choisi parmi les résistances, les diodes, les condensateurs, les bobines, les pastilles réfléchissantes, les systèmes utilisant le principe des télécommandes à infrarouge ou à radiofréquence, les éléments magnétiques ou aimantés, les éléments de carte à puce, et leurs combinaisons.Electrode (20) for torch (1) for working with an electric arc, in particular a plasma torch, comprising an identification element (5) to from which a specific value signal can be extracted or determined prefixed and identifiable, preferably the identification element (5) is chosen among resistors, diodes, capacitors, coils, pads reflective systems using the principle of remote controls infrared or radio frequency, magnetic or magnetic elements, smart card elements, and combinations thereof. Procédé de commande d'une torche (1) de travail à l'arc électrique, en particulier une torche à plasma, comportant une torche (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on procède selon les étapes de : (a) détermination et/ou extraction d'un signal de valeur spécifique préfixée dudit élément d'identification (5) ; (b) traitement dudit signal de valeur spécifique déterminé ou extrait à l'étape (a) par comparaison de la valeur dudit signal avec au moins une valeur de référence ou de consigne ; (c) contrôle de l'alimentation de la torche (1) en courant électrique et en au moins un fluide en fonction du résultat de la comparaison réalisée à l'étape (b). Method for controlling a torch (1) for working with an electric arc, in particular a plasma torch, comprising a torch (1) according to one of claims 1 to 3, in which the following steps are carried out: (a) determining and / or extracting a signal of specific value prefixed from said identification element (5); (b) processing of said specific value signal determined or extracted in step (a) by comparison of the value of said signal with at least one reference or reference value; (c) control of the supply of the torch (1) with electric current and at least one fluid as a function of the result of the comparison carried out in step (b). Procédé de commande selon la revendication 13, caractérisé en ce que le signal de valeur spécifique est au moins un signal d'intensité, de tension, de capacité, de fréquence, magnétique, de longueur d'onde lumineuse, infrarouge ou radio, de préférence un signal d'intensité ou de tension.Control method according to claim 13, characterized in that that the signal of specific value is at least one signal of intensity, of voltage, capacitance, frequency, magnetic, wavelength light, infrared or radio, preferably a signal of intensity or voltage. Procédé de commande selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que le contrôle de l'alimentation de la torche (1) en courant électrique et en fluide comprend au moins une des étapes suivantes : (i) permettre l'alimentation de la torche (1) en courant électrique et en fluide de manière à débuter une opération de travail à l'arc, lorsque la comparaison réalisée à l'étape (b) montre que la valeur du signal spécifique déterminé est égal ou proche de la valeur de référence ou de consigne ; et (ii) interdire l'alimentation de la torche (1) en courant électrique et en fluide de manière à empêcher le démarrage d'une opération de travail à l'arc, lorsque la comparaison réalisée à l'étape (b) montre que la valeur du signal spécifique déterminé est différente de la valeur de référence ou de consigne. Control method according to either of Claims 13 and 14, characterized in that the control of the supply of the torch (1) with electric current and with fluid comprises at least one of the following steps: (i) allow the torch (1) to be supplied with electric current and with fluid so as to start an arc work operation, when the comparison carried out in step (b) shows that the value of the specific signal determined is equal to or close to the reference or setpoint value; and (ii) prohibit the supply of torch (1) with electric current and fluid so as to prevent the start of an arc work operation, when the comparison carried out in step (b) shows that the value of the specific signal determined is different from the reference or reference value. Procédé de coupage plasma d'au moins une pièce métallique, dans lequel on utilise une torche à plasma selon l'une des revendications 1 à 3 et/ou dans lequel on met en oeuvre un procédé de commande selon l'une des revendications 13 à 15 pour piloter une torche à plasma.Process for plasma cutting of at least one metal part, in which is used a plasma torch according to one of claims 1 to 3 and / or in which a control method is implemented according to one of the Claims 13 to 15 for piloting a plasma torch.
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