[发明专利]成角的等离子割炬

说明书

披露了电弧等离子割炬的实施例。在一个实施例中，偏心等离子割炬包括上部部分和下部部分。所述下部部分沿着长度λ在一侧上成角，所述成角侧由所述下部部分的不断减小的横截面朝向所述炬的非成角侧偏置而产生。因此，用于切割的所述炬的电极的中央轴线从所述上部部分的中央轴线朝向所述炬的非成角侧偏置一定偏移量。此类偏移允许所述炬的炬端头区域更贴近到工件的原本难以触及的部分中以便切割。此外，所述炬的总体尺寸被配置成使得所述炬内的冷却元件耗散足够的热量以便在切割操作过程中保持所述炬处于稳定的操作状态。

相关申请的交叉引用/援引并入

此美国专利申请要求于2016年12月9日提交的美国临时专利申请序列号62/431,991的优先权和权益，该申请以其全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及与等离子切割有关的系统和设备，并且更具体地涉及在机器人应用中使用炬组件进行的电弧等离子切割。

背景技术

等离子切割涉及使用高电流的等离子射流，等离子射流在切穿(例如，钢板或工字梁)工件的切割过程中产生大量的热量。等离子割炬在切割过程中被冷却以防止等离子割炬的部件被熔化。在不同行业中对等离子切割系统的使用近来已经增长，并且因此，对于能够使用现今同心配置的等离子割炬对沿着工件的难以触及的部分进行切割同时维持炬的足够冷却存在不断增长的需要。

发明内容

本发明的实施例包括与等离子割炬及其部件有关的设备，所述等离子割炬及其部件相对于已知的炬就能够沿着使用常规的等离子割炬对工件的难以触及的部分进行切割而言有所改进。本文中描述了等离子割炬的示例性实施例，这些等离子割炬与常规的同心设计不同，通过提供相对于彼此成角和/或偏移的部分而允许触及工件的原本难以触及的部分以便切割。所述成角的和/或偏移的炬构型还经由冷却鳍片/储器构型维持适当的冷却，以防在切割过程中由于产生热量而使炬部件发生劣化和/或熔化。其他类型的炬(例如，像电弧焊炬)也可以利用本文披露的成角的和/或偏移的构型。

在一个实施例中，一种偏心等离子割炬被配置成更向工件的原本难以触及的部分贴近地用于切割。所述炬包括上部部分，所述上部部分具有第一中央轴线。所述上部部分被配置成用于附接至机器人的臂。所述炬还包括下部部分，所述下部部分连接至所述上部部分。所述下部部分包括提供等离子出口开口的炬端头区域、沿着所述下部部分的长度的成角侧、以及沿着所述下部部分的长度的非成角侧。所述成角侧由所述下部部分沿着长度的不断减小的横截面朝向所述非成角侧偏置而产生。所述炬进一步包括电极，所述电极位于所述下部部分内、具有第二中央轴线。所述上部部分的所述第一中央轴线和所述电极的所述第二中央轴线均沿着相同的纵向尺寸。所述第二中央轴线朝向所述炬的所述下部部分的非成角侧与所述第一中央轴线在空间上相偏移、并且与所述等离子出口开口对准。所述下部部分的不断减小的横截面的形状可以是椭圆形(例如，圆形)。在一个实施例中，所述炬包括转矩电机装置，所述转矩电机装置被固定至所述炬的所述上部部分的至少一部分处。所述转矩电机装置受控来在切割操作过程中维持所述下部部分的非成角侧与工件正在被切割的一面相垂直。所述下部部分可以包括切割气体入口通道或保护气体入口通道中的至少一者。在一个实施例中，所述下部部分包括冷却流体入口通道、冷却液储器、以及多个冷却鳍片。所述炬还可以包括固位盖。

在一个实施例中，一种等离子割炬被配置成更向工件的原本难以触及的部分贴近地用于切割。所述炬包括上部部分，所述上部部分具有第一中央轴线。所述上部部分被配置成用于附接至机器人的臂。所述炬还包括下部部分，所述下部部分连接至所述上部部分并且具有提供等离子出口开口的炬端头区域。所述炬进一步包括电极，所述电极位于所述下部部分内、具有第二中央轴线。所述第二中央轴线与所述第一中央轴线形成非零度角并且与所述等离子出口开口对准。在一个实施例中，所述下部部分包括切割气体入口通道或保护气体入口通道中的至少一者。所述下部部分还可以包括冷却流体入口通道、冷却液储器、以及多个冷却鳍片。所述炬还可以包括固位盖。在一些实施例中，所述非零度角在10度与20度之间。在其他实施例中，所述非零度角在20度与30度之间。在又其他实施例中，所述非零度角是至少30度。