RU2666779C1 - Автоматизированное обнаружение картриджей для системы плазменно-дуговой резки - Google Patents

Автоматизированное обнаружение картриджей для системы плазменно-дуговой резки Download PDF

Info

Publication number
RU2666779C1
RU2666779C1 RU2016123033A RU2016123033A RU2666779C1 RU 2666779 C1 RU2666779 C1 RU 2666779C1 RU 2016123033 A RU2016123033 A RU 2016123033A RU 2016123033 A RU2016123033 A RU 2016123033A RU 2666779 C1 RU2666779 C1 RU 2666779C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cartridge
cutting
plasma arc
plasma
arc cutting
Prior art date
Application number
RU2016123033A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016123033A (ru
Inventor
Эрик БРАЙН
А. РОБЕРТС Джесси
Цзюньсун МАО
Майкл ХОФФА
Клэйтон ГОУЛД
Питер Дж. ТВАРОГ
Майкл ШИПУЛЬСКИ Э.
Стефен М. ЛАЙБОЛД
Бретт А. ХАНСЕН
Original Assignee
Гипертерм, Инк.
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
Priority claimed from US14/079,163 external-priority patent/US20140069895A1/en
Application filed by Гипертерм, Инк. filed Critical Гипертерм, Инк.
Publication of RU2016123033A publication Critical patent/RU2016123033A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2666779C1 publication Critical patent/RU2666779C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006—Control circuits therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/013—Arc cutting, gouging, scarfing or desurfacing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3473—Safety means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3494—Means for controlling discharge parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к системам плазменно-дуговой резки. Сменный картридж, включающий компоненты для использования с системой плазменно-дуговой резки, содержит кожух, поддерживающий компоненты сменного картриджа, содержащие электрод, расположенный внутри кожуха, сопло, механизм для соединения кожуха с горелкой для плазменно-дуговой резки и пружину. Способ конфигурирования системы плазменно-дуговой резки включает этапы, на которых: выбирают компоненты для сборки сменного картриджа, включающие в себя электрод, сопло, пружину и соединительный механизм; располагают компоненты в кожухе сменного картриджа, содержащего завихритель; удерживают вместе компоненты сменного картриджа посредством кожуха; устанавливают сменный картридж в горелке для плазменно-дуговой резки для осуществления процесса резки. Технический результат – обеспечение системы плазменно-дуговой резки, которая упрощает процесс выбора расходных материалов за счет использования картриджей, включающих в себя расходные материалы для конкретной задачи резки, и автоматически устанавливает параметры резки для задачи резки на основе устанавливаемого картриджа. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Изобретение, в общем, относится к области систем и процессов плазменно-дуговой резки. Более конкретно изобретение относится к способам и устройствам для упрощения задач резки путем автоматического установления параметров резки систем плазменно-дуговой резки, в которых используются картриджи с расходными материалами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Горелки для плазменно-дуговой резки широко применяются при резке и маркировке материалов. Плазменная горелка в общем случае включает в себя излучатель дуги (например, электрод) и суживатель дуги (например, сопло), имеющий центральное выходное отверстие и установленный внутри кожуха горелки, электрические соединения, каналы для охлаждения и каналы для текущих сред, регулирующих дугу (например, плазменного газа). Горелка создает плазменную дугу - суженную ионизированную струю газа с высокой температурой и большим количеством движения. Газы, используемые в горелке, могут быть инертными (например, аргоном или азотом) или химически активными (например, кислородом или воздухом). Во время работы, сначала генерируют вспомогательную дугу между излучателем дуги (катодом) и суживателем дуги (анодом). Генерирование вспомогательной дуги возможно посредством высокочастотного сигнала высокого напряжения, подключенного к источнику питания постоянного тока и горелке, или посредством любого из множества способов контактного запуска.
[0003] Известные системы плазменной резки включают в себя большую группу расходных материалов для использования при разных токах резки и/или в разных режимах работы. Большое количество вариантов выбора расходных материалов может смущать пользователей и создавать возможность использования неправильных расходных материалов. Большое количество вариантов выбора расходных материалов также может вызывать увеличение времени запуска горелки и затруднять переход между процессами резки, которые требуют разных вариантов подготовки расходных материалов.
Помимо этого, даже после выбора надлежащих расходных компонентов, источнику питания нужно придать конфигурацию, увязанную с параметрами резки (например, значениями тока резки, расходом газа и/или режимом работы), которые подходят для выбранных расходных материалов.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Данное изобретение привлекает внимание к неудовлетворенной потребности в системе плазменно-дуговой резки, которая упрощает процесс выбора расходных материалов за счет использования картриджей, включающих в себя расходные материалы, для конкретной задачи резки. Данное изобретение также привлекает внимание к неудовлетворенной потребности в системе, которая автоматически устанавливает надлежащие параметры резки для задачи резки на основе устанавливаемого картриджа.
[0005] Данное изобретение относится к системам и способам для установления в системе плазменно-дуговой резки, осуществляемого посредством установки картриджа с расходными материалами в горелке для плазменно-дуговой резки по меньшей мере одного параметра резки для системы плазменно-дуговой резки (например, тока резки, давления газа или расхода газа и/или режима работы для системы плазменно-дуговой резки). В одном конкретизированном варианте осуществления, данное изобретение дает возможность получить надлежащие параметры резки для системы плазменно-дуговой резки, задаваемые при минимальном вмешательстве оператора системы (например, путем установки картриджа). Картридж имеет кожух, соединительный механизм для подключения картриджа к горелке для плазменно-дуговой резки, а также компоненты, включающие в себя по меньшей мере суживатель дуги (например, сопло) и излучатель дуги (например, электрод), и по выбору включающие в себя завихритель или завихряющий элемент, экран и/или поджимной колпачок. Картридж также имеет идентификационный механизм, включающий в себя информацию, используемую для конфигурирования системы плазменно-дуговой резки применительно к конкретной задаче резки (например, беспроводной идентификационный механизм, такой, как метка радиочастотной идентификации (РЧИД)). Система плазменно-дуговой резки имеет устройство считывания (например, устройство считывания РЧИД), предназначенное для считывания упомянутой информации и обеспечения конфигурирования системы плазменно-дуговой резки с надлежащими параметрами резки на основе считываемой информации.
[0006] В одном аспекте изобретения, предложен сменный картридж для использования с системой плазменно-дуговой резки. Картридж включает в себя кожух. Картридж включает в себя соединительный механизм для соединения кожуха с горелкой для плазменно-дуговой резки. Картридж включает в себя суживатель дуги, соединенный с кожухом. Картридж включает в себя излучатель дуги, соединенный с кожухом. Картридж включает в себя идентификационный механизм, расположенный относительно кожуха. Идентификационный механизм выполнен с возможностью передачи информации в устройство считывания системы плазменно-дуговой резки и автоматического задания по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки.
[0007] В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм представляет собой механизм радиочастотной идентификации (РЧИД). В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм представляет собой пружину. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм основан на размере отверстия суживателя дуги. В некоторых вариантах осуществления, упомянутый по меньшей мере один рабочий параметр включает в себя по меньшей мере одно из тока резки, тока вспомогательной дуги, расхода плазменного газа или расхода защитного газа. В некоторых вариантах осуществления, упомянутый по меньшей мере один рабочий параметр дополнительно регулируется в конкретный момент времени в течение операции резки.
[0008] В некоторых вариантах осуществления, информация содержит по меньшей мере один рабочий параметр для системы плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, информация обозначает тип картриджа. В некоторых вариантах осуществления, тип картриджа соответствует режиму резки согласно системе плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, информация позволяет автоматически задавать несколько рабочих параметров системы плазменно-дуговой резки.
[0009] В некоторых вариантах осуществления, картридж включает в себя экран. В некоторых вариантах осуществления, картридж включает в себя завихряющий элемент или завихритель. В некоторых вариантах осуществления, картридж включает в себя поджимной колпачок. В некоторых вариантах осуществления, картридж включает в себя наружную поверхность с визуально различимыми указаниями, соответствующими типу картриджа. В некоторых вариантах осуществления, визуально различимые указания представляют собой цвет. В некоторых вариантах осуществления, тип картриджа соответствует по меньшей мере одному из таких параметров, как толщина заготовки, выход по току или тип процесса резки.
[0010] В еще одном аспекте изобретения, предложен способ эксплуатации системы плазменно-дуговой резки. Способ включает в себя установку картриджа в горелке для плазменно-дуговой резки. Картридж включает в себя суживатель дуги, излучатель дуги и идентификационный механизм. Способ также включает в себя передачу информации между идентификационным механизмом и устройством считывания системы плазменно-дуговой резки. Способ также включает в себя задание по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки на основе передаваемой информации.
[0011] В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм представляет собой механизм РЧИД. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм представляет собой пружину. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм основан на размере отверстия суживателя дуги. В некоторых вариантах осуществления, информация содержит по меньшей мере один рабочий параметр для системы плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, информация обозначает тип картриджа. В некоторых вариантах осуществления, тип картриджа соответствует режиму резки согласно системе плазменно-дуговой резки.
[0012] В некоторых вариантах осуществления, задание по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки дополнительно предусматривает корреляцию информации по меньшей мере с одним рабочим параметром системы плазменно-дуговой резки посредством таблицы соответствия. В некоторых вариантах осуществления, упомянутый по меньшей мере один рабочий параметр включает в себя по меньшей мере одно из тока резки, тока вспомогательной дуги, расхода плазменного газа или расхода защитного газа. В некоторых вариантах осуществления, система плазменно-дуговой резки задает несколько рабочих параметров на основе конкретной комбинации компонентов расходных материалов картриджа.
[0013] В некоторых вариантах осуществления, способ включает в себя установку отличающегося картриджа в горелке для плазменно-дуговой резки. Отличающийся картридж включает в себя отличающийся суживатель дуги, отличающийся излучатель дуги и отличающийся идентификационный механизм. В некоторых вариантах осуществления, способ включает в себя передачу отличающейся информации между отличающимся идентификационным механизмом и устройством считывания системы плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, способ включает в себя задание по меньшей мере одного отличающегося рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки на основе передаваемой другой информации.
[0014] В еще одном аспекте изобретения, предложена система плазменно-дуговой резки. Система плазменно-дуговой резки включает в себя источник питания для подачи тока резки. Система плазменно-дуговой резки также включает в себя горелку для плазменно-дуговой резки, электрически связанную с источником питания. Система плазменно-дуговой резки также включает в себя обнаруживающий механизм. Система плазменно-дуговой резки также включает в себя картридж, содержащий излучатель дуги, суживатель дуги и идентификационный механизм для выдачи информации в систему плазменно-дуговой резки посредством осуществления связи между идентификационным механизмом и обнаруживающим механизмом. Картридж также включает в себя средство для задания по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки на основе информации, передаваемой в процессе связи между идентификационным механизмом и обнаруживающим механизмом.
[0015] В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм представляет собой устройство РЧИД. В некоторых вариантах осуществления, информация, передаваемая в процессе связи между идентификационным механизмом и обнаруживающим механизмом, содержит по меньшей мере один рабочий параметр системы плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, упомянутый по меньшей мере один рабочий параметр включает в себя по меньшей мере одно из тока резки, тока вспомогательной дуги, расхода плазменного газа или расхода защитного газа. В некоторых вариантах осуществления, информация, передаваемая посредством осуществления связи между идентификационным механизмом и обнаруживающим механизмом, обозначает тип картриджа. В некоторых вариантах осуществления, тип картриджа соответствует режиму резки согласно системе плазменно-дуговой резки. В некоторых вариантах осуществления, информация, передаваемая в процессе осуществления связи между идентификационным механизмом и обнаруживающим механизмом, содержит толщину заготовки или коррелированна с ней. В некоторых вариантах осуществления, информация передается в источник питания. В некоторых вариантах осуществления, средство для задания по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки включает в себя источник питания. В некоторых вариантах осуществления, система плазменно-дуговой резки устанавливает несколько рабочих параметров системы на основе конкретной комбинации компонентов расходных материалов картриджа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] Вышеизложенные рассуждения станут более понятными из нижеследующего подробного описания изобретения, приводимого в связи с прилагаемыми чертежами.
[0017] На фиг. 1A, 1B представлены сечения картриджей для системы плазменно-дуговой резки, соответствующих иллюстративному варианту осуществления изобретения.
[0018] На фиг. 2 представлена схема системы плазменно-дуговой резки, соответствующей иллюстративному варианту осуществления изобретения.
[0019] На фиг. 3A-3C представлены изображения внешних видов картриджей для системы плазменно-дуговой резки, соответствующих иллюстративному варианту осуществления изобретения.
[0020] На фиг. 4 представлена схема последовательности операций способа обнаружения картриджа в горелке для плазменно-дуговой резки системы плазменно-дуговой резки и задания параметров резки для системы плазменно-дуговой резки, соответствующего иллюстративному варианту осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0021] На фиг. 1A, 1B представлены сечения картриджей 100, 150 для системы плазменно-дуговой резки (например, системы 200 плазменно-дуговой резки, как показано ниже на фиг. 2), соответствующей иллюстративному варианту осуществления изобретения. На фиг. 1A показан картридж 100, который включает в себя кожух 105, суживатель 110 дуги, излучатель 115 дуги и идентификационный механизм 120. Суживатель 110 дуги, излучатель 115 дуги и/или идентификационный механизм 120 могут быть расположены внутри кожуха 105. Картридж 100 может иметь соединительный механизм 125 для подключения картриджа 100 к горелке для плазменно-дуговой резки (например, горелке 210 для плазменно-дуговой резки, как показано ниже на фиг. 2). На фиг. 1B показан картридж 150, который включает в себя кожух 135, суживатель 160 дуги, излучатель 165 дуги и идентификационный механизм 170.
[0022] В некоторых вариантах осуществления, картридж 150 включает в себя один или несколько следующих дополнительных компонентов: экран 175; завихряющий элемент 180; и/или поджимной колпачок (не показан). В некоторых вариантах осуществления, суживатель 110, 160 дуги, включает в себя сопло. В некоторых вариантах осуществления излучатель 115, 165 дуги включает в себя электрод. В некоторых вариантах осуществления геометрия отверстия суживателя 110, 160 дуги и/или геометрия завихряющего элемента 180 оптимизирована для конкретного процесса резки или поверхностной кислородной резки. В некоторых вариантах осуществления гафниевый эмиттер излучателя 115, 165 дуги можно оптимизировать для конкретного процесса резки или поверхностной кислородной резки. В некоторых вариантах осуществления, кожух 105 включает в себя любой компонент, который удерживает картридж 100, 150 как единое целое, например, корпус сопла, завихритель или отдельный элемент. В некоторых вариантах осуществления, соединительный механизм 125 представляет собой магнит, резьбу, губку, защелку или любой другой механизм, выполненный с возможностью крепления картриджа 150 к горелке (не показано). В некоторых вариантах осуществления, соединительный механизм 125 представляет собой поджимной колпачок.
[0023] Идентификационный механизм 120, 170 включает в себя информацию, которую можно передавать в устройство считывания системы плазменно-дуговой резки (например, устройство 205 считывания, как показано ниже на фиг. 2). Тогда система плазменно-дуговой резки может использовать эту информацию для автоматического задания по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки, как описано ниже в связи с фиг. 2.
[0024] На фиг. 2 представлена схема системы 200 плазменно-дуговой резки, соответствующей иллюстративному варианту осуществления изобретения. Система 200 плазменно-дуговой резки включает в себя картридж 100, горелку 210 для плазменно-дуговой резки и источник 215 плазмы. Горелка 210 для плазменно-дуговой резки электрически связана с источником 215 плазмы через электрическое соединение 220. Горелка 210 для плазменно-дуговой резки включает в себя обнаруживающий механизм 205, конфигурация которого обеспечивает считывание информации, выдаваемой идентификационным механизмом 120.
[0025] Когда картридж 100 установлен в горелке 210 для плазменно-дуговой резки, обнаруживающий механизм 205 считывает информацию, содержащуюся в идентификационном механизме 205, и пропускает эту информацию в источник 215 плазмы. В некоторых вариантах осуществления, обнаруживающий механизм 205 посылает сигнал в источник 215 плазмы, например, через электрическое соединение 220. В некоторых вариантах осуществления обнаруживающий механизм 205 осуществляет беспроводную посылку сигнала в источник питания. Тогда источник 215 плазмы конфигурирует по меньшей мере один рабочий параметр системы 200 плазменно-дуговой резки на основе считываемой информации. Например, источник 215 плазмы может конфигурировать рабочий ток, давление газа, регулировки тока (например, для получения непрерывной вспомогательной дуги) и/или регулировки газа (например, для резкого увеличения расхода газа) на основе считываемой информации. Таким образом, конфигурация системы происходит автоматически без необходимости дальнейшего вмешательства оператора.
[0026] В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 включает в себя информацию, которая идентифицирует тип устанавливаемого картриджа 100. Тип картриджа может коррелироваться с определенной задачей резки, для которой (i) лучше всего подходит конкретная комбинация расходных материалов, содержащихся в картридже 100, и/или (ii) лучше всего подходит конкретные настроечные параметры плазменной системы. Например, для задачи резки с получением структуры с мелкими особенностями в листовом металле, подходящим оказалось бы использование картриджа, содержащего относительно малое отверстие суживателя дуги с особенностями, способными придавать системе 200 плазменно-дуговой резки с меньшим током резки высокую стойкость к завихряющемуся газу и конфигурацию, подходящую для меньшего размера отверстия суживателя дуги и умеренного расхода газа. В качестве еще одного примера, отметим, что для решения задачи поверхностной кислородной резки толстой, тяжелой стальной плиты оказалось бы подходящим использование картриджа, содержащего относительно большое отверстие суживателя дуги с особенностями, способными придавать системе 200 плазменно-дуговой резки низкую стойкость к завихряющемуся газу при более высоком токе резки и конфигурацию, подходящую для размера отверстия суживателя дуги и большого расхода газа с целью адекватного удаления расплавленной стали.
[0027] В некоторых вариантах осуществления, информация, сохраняемая идентификационным механизмом 120, обозначает тип картриджа для картриджа 100. Система 200 плазменно-дуговой резки может использовать тип картриджа для выбора надлежащих параметров резки посредством плазменной системы с помощью таблицы соответствия, сохраняемой в памяти источника 215 плазмы. Например, если система 200 плазменно-дуговой резки получает информацию, что установлен картридж типа A, то она может воспользоваться таблицей соответствия, чтобы определить, что картридж типа A нужно использовать при некоторой плотности тока резки, некотором расходе газа и/или режиме резки, и придать системе 200 плазменно-дуговой резки соответствующую конфигурацию. С другой стороны, если система 200 плазменно-дуговой резки получает информацию, что установлен картридж типа В, то она может воспользоваться таблицей соответствия, чтобы придать системе 200 плазменно-дуговой резки конфигурацию, обеспечивающую отличающийся набор параметров системы. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 сохраняет рабочие параметры для системы 200 плазменно-дуговой резки. Например, идентификационный механизм может включать в себя информацию, содержащую конкретные значения для тока резки, тока вспомогательной дуги, расхода плазменного газа, расхода защитного газа и/или режима резки, или другие параметры плазменной системы. Тогда система 200 плазменно-дуговой резки может воспользоваться этой информацией для задания значений, определенных техническими условиями. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 может сохранять статистические данные или рабочие характеристики картриджа. Например, идентификационный механизм 120 может включать в себя информацию, содержащую количество пусковых циклов, количество часов горения дуги, напряжение дуги, либо другие данные или рабочие характеристики.
[0028] В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 представляет собой метку РЧИД. Метка РЧИД может сохранять информацию в форме цифровых данных. Обнаруживающий механизм 205 может представлять собой устройство считывания РЧИД, выполненное с возможностью считывания цифровых данных. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 представляет собой материальный конструктивный элемент картриджа. Например, горелка 210 для плазменно-дуговой резки может обнаруживать некоторый конструктивный элемент шпоночного типа на картридже. В некоторых вариантах осуществления, идентификационный механизм 120 представляет собой пружину, которую можно идентифицировать в соответствии с постоянной (k) пружины. В некоторых вариантах осуществления, информация идентификационного механизма 120 основана на изменении напряжения, давлении проскока пламени или на другой особенности, позволяющей отличать несколько картриджей с расходными материалами друг от друга. Обычный специалист в данной области техники сможет понять, что информацию в идентификационном механизме можно закодировать во многообразии физических форм и интерпретировать с помощью множества соответствующих устройств считывания, подходящих для использования с системой плазменно-дуговой резки.
[0029] В некоторых вариантах осуществления, источник 215 плазмы представляет собой печатную плату («ПП») питания, которая может содержать большинство питающих компонентов. В некоторых вариантах осуществления, источник 215 плазмы включает в себя контроллер, например, микроконтроллер, контроллер центрального процессора («ЦП»), контроллер цифрового процессора сигналов («ЦПС») или контроллер любого другого типа, который способен регулировать применяемые настроечные параметры плазменной системы. В некоторых вариантах осуществления, источник 215 плазмы управляется дистанционным контроллером, например, контроллером с числовым программным управлением («ЧПУ»).
[0030] При использовании рассматриваемого изобретения, оператору системы 200 плазменно-дуговой резки нужно лишь выбрать и установить картридж 100 с расходным материалами на основе желаемого конкретного задания на резку. Регуляторы системы можно упростить или полностью исключить из системы 200 плазменно-дуговой резки, поскольку оператору не нужно конфигурировать настроечные параметры источника питания. Таким образом, время запуска можно значительно сократить. В таблице 1 показаны результаты испытаний в случае пользователя-новичка, выбирающего расходные материалы и устанавливающего отдельные картриджи, известные в данной области техники, по сравнению с выбором и установкой картриджа с расходными материалами для конкретных процессов резки. Как показано, время, затрачиваемое на выбор правильных расходных материалов для конкретного задания, оказалось существенно более коротким при использовании автоматизированного картриджа с расходными материалами.
ТАБЛИЦА 1
Пользователь Задача Время
Пользователь 1 Определить отдельные расходные материалы для механизированной резки 11:50
Пользователь 1 Установить картридж для механизированной резки 1:13
Пользователь 2 Определить отдельные расходные материалы для ручной резки 8:00
Пользователь 2 Установить картридж для ручной резки 2:07
[0031] На фиг. 3A-3C представлены изображения внешних видов картриджей 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360 для системы плазменно-дуговой резки (например, системы 200 плазменно-дуговой резки, как показано выше на фиг. 2), соответствующих иллюстративному варианту осуществления изобретения. На фиг. 3A показан картридж 300, включающий в себя кожух 305. В некоторых вариантах осуществления, картриджи снабжены визуально различимыми указаниями в связи с резкой, которую надо провести. В некоторых вариантах осуществления, картриджи кодированы цветом или помечены еще одним - интуитивным - указанием (например, пиктограммой) в связи с резкой, которую надо провести. В некоторых вариантах осуществления, оператору на выбор могут быть предоставлены картриджи, имеющие набор расходных материалов, который охватывает некоторый диапазон токов и типов процессов резки. В некоторых вариантах осуществления, картриджи 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360 включают в себя дополнительный поджимной колпачок.
[0032] В некоторых вариантах осуществления, помимо оптимизации для конкретной задаче резки, картридж может быть оптимизирован для конкретной толщины материалов заданной заготовки. Например, на каждой из фиг. 3B-3C показан комплект из трех картриджей с расходными материалами, которые оптимизированы для конкретной задачи резки и оптимизированы для разных толщин заготовок. На фиг. 3B показан комплект 302 картриджей, который предназначен для чистовой резки малоуглеродистой стали. Картридж 310 оптимизирован для резки четвертьдюймовой стали; картридж 320 оптимизирован для резки полудюймовой стали; картридж 330 оптимизирован для резки дюймовой стали. На фиг. 3C показан комплект 304 картриджей, который предназначен для черновой резки малоуглеродистой стали. Картридж 340 оптимизирован для резки четвертьдюймовой стали; картридж 350 оптимизирован для резки полудюймовой стали; картридж 360 оптимизирован для резки дюймовой стали. Например, для каждого набора картриджей с расходными материалами, отверстию суживателя дуги (например, сопла) можно придать размеры для резки четвертьдюймовой стали с помощью тока резки 60 А, размеры для резки полудюймовой стали с помощью тока резки 80 А и/или размеры для резки дюймовой стали с помощью тока резки 100 А.
[0033] В некоторых вариантах осуществления, картриджи с расходными материалами могут быть разработаны для каждого «режима резки», как описано в заявке № 13/949364, поданной 24 июля 2013 г., содержание которой включено сюда путем ссылки. «Режим резки» представляет собой набор параметров для системы плазменно-дуговой резки, которые индивидуализированы для конкретной разновидности резки. Например, один пользователь может захотеть резать как можно быстрее и пожертвовать сроком службы расходных материалов. Для этого типа резки может оказаться желательным режим резки, который обуславливает установление большого тока и расхода газа. Другой пользователь - такой, который использует настольную систему, управляемую контроллером с числовым программным управлением («ЧПУ»), - может захотеть выбрать режим резки, оптимизированный для длительного срока службы или чистовой резки. Для этого типа резки может оказаться желательным режим резки, который обуславливает установление малого тока и/или расхода газа.
[0034] На фиг. 4 представлена схема последовательности операций способа 400 обнаружения картриджа в горелке для плазменно-дуговой резки системы плазменно-дуговой резки и задания параметров резки для системы плазменно-дуговой резки, соответствующего иллюстративному варианту осуществления изобретения. На первом этапе 410 устанавливают картридж, содержащий суживатель дуги, излучатель дуги и идентификационный механизм, в горелке для плазменно-дуговой резки. На втором этапе 420 передают информацию между идентификационным механизмом и устройством считывания горелки для плазменно-дуговой резки. На третьем этапе 430 задают по меньшей мере один рабочий параметр системы плазменно-дуговой резки на основе передаваемой информации.
[0035] Хотя изобретение конкретно проиллюстрировано и описано со ссылками на особо предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что в рамках сущности и объема изобретения, охарактеризованных в прилагаемой формуле изобретения, в его форму и подробности можно внести различные изменения.

Claims (33)

1. Сменный картридж, включающий множество компонентов, для использования с системой плазменно-дуговой резки, содержащий кожух, поддерживающий вместе множество компонентов сменного картриджа, содержащих:
электрод, расположенный внутри кожуха;
сопло;
соединительный механизм для соединения кожуха с горелкой для плазменно-дуговой резки; и
пружину.
2. Сменный картридж по п. 1, в котором пружина является идентифицируемой в соответствии с постоянной (k) пружины.
3. Картридж по п. 1, дополнительно содержащий идентификационный механизм, в котором пружина используется для идентификации типа картриджа на основе постоянной (k) пружины.
4. Картридж по п. 1, дополнительно содержащий идентификационный механизм, включающий метку радиочастотной идентификации (РЧИД) и устройство считывания для осуществления связи с меткой РЧИД.
5. Картридж по п. 1, в котором множество компонентов, поддерживаемых кожухом вместе, дополнительно содержит экран.
6. Картридж по п. 1, в котором множество компонентов, поддерживаемых кожухом вместе, дополнительно содержит завихряющий элемент или завихритель.
7. Картридж по п. 1, в котором множество компонентов, поддерживаемых кожухом вместе, дополнительно содержит поджимной колпачок.
8. Картридж по п. 1, в котором кожух содержит по меньшей мере одно из завихрителя или корпуса сопла, которые поддерживают множество компонентов вместе.
9. Картридж по п. 8, в котором соединительный механизм содержит по меньшей мере одно из магнита, резьбы, губки, защелки или поджимного колпачка.
10. Способ конфигурирования системы плазменно-дуговой резки, включающий этапы, на которых:
выбирают множество компонентов для сборки сменного картриджа, причем множество компонентов включает в себя электрод, сопло, пружину и соединительный механизм;
располагают множество компонентов в кожухе сменного картриджа, который содержит завихритель;
удерживают вместе множество компонентов сменного картриджа посредством кожуха; и
устанавливают сменный картридж в горелке для плазменно-дуговой резки в системе плазменно-дуговой резки для осуществления процесса резки.
11. Способ по п. 11, дополнительно включающий:
установку идентификационного механизма в картридже, и
передачу информации между идентификационным механизмом и устройством считывания системы плазменно-дуговой резки.
12. Способ по п. 11, в котором идентификационный механизм представляет собой метку РЧИД.
13. Способ по п. 11, в котором идентификационный механизм представляет собой пружину, идентифицируемую ее постоянной (k) пружины.
14. Способ по п. 11, дополнительно включающий задание по меньшей мере одного рабочего параметра системы плазменно-дуговой резки на основе передаваемой информации для оптимизации процесса резания.
15. Способ по п. 11, при котором информация обозначает тип картриджа.
16. Способ по п. 10, при котором кожух содержит корпус сопла.
17. Способ по п. 10, дополнительно включающий выбор множества компонентов для сборки в сменный картридж на основе конкретного процесса резки или поверхностной резки.
18. Способ эксплуатации горелки для плазменно-дуговой резки для резки материала, включающий этапы, на которых:
устанавливают картридж по п. 1 в горелку для плазменно-дуговой резки;
обеспечивают протекание тока между электродом и соплом для генерирования вспомогательной дуги; и
обеспечивают протекание газа через горелку для плазменно-дуговой резки для создания ионизированной струи газа, испускаемой через центральное выходное отверстие сопла.
19. Способ по п. 18, дополнительно включающий поверхностную резку материала.
20. Способ по п. 18, дополнительно включающий маркировку материала.
RU2016123033A 2013-11-13 2014-11-12 Автоматизированное обнаружение картриджей для системы плазменно-дуговой резки RU2666779C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/079,163 US20140069895A1 (en) 2012-04-04 2013-11-13 Automated cartridge detection for a plasma arc cutting system
US14/079,163 2013-11-13
PCT/US2014/065194 WO2015073522A1 (en) 2013-11-13 2014-11-12 Automated cartridge detection for a plasma arc cutting system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016123033A RU2016123033A (ru) 2017-12-19
RU2666779C1 true RU2666779C1 (ru) 2018-09-12

Family

ID=51999556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123033A RU2666779C1 (ru) 2013-11-13 2014-11-12 Автоматизированное обнаружение картриджей для системы плазменно-дуговой резки

Country Status (7)

Country Link
EP (3) EP3069581B1 (ru)
CN (2) CN105900533A (ru)
AU (1) AU2014348793B2 (ru)
CA (1) CA2929936C (ru)
ES (1) ES2860548T3 (ru)
RU (1) RU2666779C1 (ru)
WO (1) WO2015073522A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11432393B2 (en) 2013-11-13 2022-08-30 Hypertherm, Inc. Cost effective cartridge for a plasma arc torch
US9981335B2 (en) 2013-11-13 2018-05-29 Hypertherm, Inc. Consumable cartridge for a plasma arc cutting system
US10456855B2 (en) 2013-11-13 2019-10-29 Hypertherm, Inc. Consumable cartridge for a plasma arc cutting system
US11684995B2 (en) 2013-11-13 2023-06-27 Hypertherm, Inc. Cost effective cartridge for a plasma arc torch
US11278983B2 (en) 2013-11-13 2022-03-22 Hypertherm, Inc. Consumable cartridge for a plasma arc cutting system
AU2015301727B2 (en) 2014-08-12 2020-05-14 Hypertherm, Inc. Cost effective cartridge for a plasma arc torch
KR102586885B1 (ko) 2015-08-04 2023-10-06 하이퍼썸, 인크. 액체-냉각식 플라즈마 아크 토치용 카트리지
US10413991B2 (en) 2015-12-29 2019-09-17 Hypertherm, Inc. Supplying pressurized gas to plasma arc torch consumables and related systems and methods
CN106572585B (zh) * 2016-10-19 2019-12-03 博奥生物集团有限公司 一种等离子体发生器
US10674593B2 (en) * 2017-09-15 2020-06-02 Lincoln Global, Inc. Plasma processing system with consumable identification
IT201800020578A1 (it) * 2018-12-20 2020-06-20 Jasic Tech Europe S R L Sistema di saldatura

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896016A (en) * 1989-04-24 1990-01-23 Century Mfg. Co. Plasma arc metal cutting apparatus with actuation spring
RU2066263C1 (ru) * 1992-12-10 1996-09-10 Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" Плазменная горелка
RU95105277A (ru) * 1995-04-06 1997-04-27 Ананьев П.П. (RU) Электродуговая плазменная горелка
WO1999007193A1 (en) * 1997-08-01 1999-02-11 Hypertherm, Inc. Blow forward contact start plasma arc torch with distributed nozzle support

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163368A (ja) * 1984-09-03 1986-04-01 Takashi Murata 被覆ア−ク溶接棒用溶接条件自動設定方法
US5208436A (en) * 1991-04-12 1993-05-04 The Lincoln Electric Company Plasma torch with identification circuit
FR2803978A1 (fr) * 2000-01-17 2001-07-20 Air Liquide Torche a plasma avec systeme d'identification de la tete, de l'electrode ou de la tuyere
US20050109738A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Hewett Roger W. Color coding of plasma arc torch parts and part sets
US20050242068A1 (en) * 2004-04-19 2005-11-03 Boisvert John A Systems and methods for providing plasma arc torch parts and inventories to distributors
US8137345B2 (en) * 2009-01-05 2012-03-20 Peak Surgical, Inc. Electrosurgical devices for tonsillectomy and adenoidectomy
JP5913986B2 (ja) * 2009-01-23 2016-05-11 サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 反復投与注入デバイス用の医薬品識別システム
US8258423B2 (en) * 2009-08-10 2012-09-04 The Esab Group, Inc. Retract start plasma torch with reversible coolant flow
US8388571B2 (en) * 2009-10-06 2013-03-05 Bioquiddity, Inc. Fluid dispenser with non-electric fluid heating component
US10455682B2 (en) * 2012-04-04 2019-10-22 Hypertherm, Inc. Optimization and control of material processing using a thermal processing torch
US20130263420A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 Hypertherm, Inc. Optimization and Control of Material Processing Using a Thermal Processing Torch
US9040868B2 (en) * 2011-08-19 2015-05-26 Illinois Tool Works Inc. Plasma torch and retaining cap with fast securing threads
US9227265B2 (en) * 2011-11-22 2016-01-05 Thermacut, S.R.O. Electrode-supporting assembly for contact-start plasma arc torch
CN202715950U (zh) * 2012-09-10 2013-02-06 艾美特焊接自动化技术(北京)有限公司 大功率等离子焊枪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896016A (en) * 1989-04-24 1990-01-23 Century Mfg. Co. Plasma arc metal cutting apparatus with actuation spring
RU2066263C1 (ru) * 1992-12-10 1996-09-10 Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" Плазменная горелка
RU95105277A (ru) * 1995-04-06 1997-04-27 Ананьев П.П. (RU) Электродуговая плазменная горелка
WO1999007193A1 (en) * 1997-08-01 1999-02-11 Hypertherm, Inc. Blow forward contact start plasma arc torch with distributed nozzle support

Also Published As

Publication number Publication date
CN109661095A (zh) 2019-04-19
WO2015073522A1 (en) 2015-05-21
AU2014348793A1 (en) 2016-05-26
EP4299228A2 (en) 2024-01-03
CN105900533A (zh) 2016-08-24
CA2929936C (en) 2020-10-27
EP3069581A1 (en) 2016-09-21
RU2016123033A (ru) 2017-12-19
CA2929936A1 (en) 2015-05-21
ES2860548T3 (es) 2021-10-05
EP4299228A3 (en) 2024-04-03
EP3069581B1 (en) 2021-01-20
EP3448131C0 (en) 2024-01-03
EP3448131B1 (en) 2024-01-03
EP3448131A1 (en) 2019-02-27
AU2014348793B2 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2666779C1 (ru) Автоматизированное обнаружение картриджей для системы плазменно-дуговой резки
US20140069895A1 (en) Automated cartridge detection for a plasma arc cutting system
KR100795943B1 (ko) 플라스마 절단 토치용 전극 시스템 및 전극 디바이스
CN107649764B (zh) 具有可配置的个人计算机用户界面的焊接系统及设备
EP2745652B1 (en) Plasma torch and components
EP1487604B1 (en) Start cartridge ; plasma arc torch with such cartridge and method of initiating a pilot arc torch by using such cartridge
US8395074B2 (en) Plasma ARC systems with cutting and marking functions
EP2835040B1 (en) Optimization and control of material processing using a thermal processing torch
US8853588B2 (en) Plasma torch with LCD display with settings adjustment and fault diagnosis
US20140312022A1 (en) Personalized interface for torch system and method
EP0242023A2 (en) Plasma-arc torch with gas cooled blow-out electrode
US20140131324A1 (en) Battery-Controlled Plasma Arc Torch System
CN104837590A (zh) 用于指示焊炬上功率的装置和方法
US7022935B1 (en) Plasma-cutting torch with integrated high frequency starter
US9630272B2 (en) Identifying plasma arc torch components and related systems and methods
EP3069580A1 (en) Plasma torch with lcd display with settings adjustment and fault diagnosis
US20150083696A1 (en) Consumable selection aid for a plasma cutting system
CA2831285C (en) Plasma torch systems having improved plasma nozzles
US20090090615A1 (en) Apparatus and method for controlling the oxidation state of catalyst
JP2001041946A (ja) アルカリイオン化検出器