具有短连接的可旋转等离子割炬组件制造技术

提供了一种割炬组件，该割炬组件在用于机器人或自动切割系统时可以容易地旋转，同时使对于焊炬的内部连接的损坏最小化。该割炬组件包括：具有远端和上游末端的焊炬本体(203)；联接至所述焊炬本体(203)的所述远端的焊炬头部；联接至所述焊炬本体(203)的所述上游末端的焊炬柄部。该焊炬柄部具有外壳并且可旋转套环(210)被紧固至所述焊炬柄部(205)的所述外壳，其中，所述外壳具有被定位在所述可旋转套环(210)的上游末端处的第一固位结构以及被定位在所述可旋转套环(210)的下游末端处的第二固位结构。该焊炬柄部(205)能够相对于所述可旋转套环(210)旋转，并且，没有结构定位在所述可旋转套环(210)的内表面与所述焊炬柄部(205)的所述外壳的外表面之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有短连接的可旋转等离子割炬组件专利
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的割炬组件以及一种根据权利要求6所述的用于割炬的焊炬柄部组件。本专利技术的系统和方法涉及等离子切割，并且更确切地涉及使用可以安装在机器人臂系统中的焊炬组件的电弧等离子切割。技术背景在不同工业中对等离子切割系统的使用已经得到发展，包括使用具有机器人系统的等离子切割系统。在这种应用中，等离子割炬被紧固到使焊炬在许多不同的方向上移动的机器人臂或运动机构上。事实上，在许多机器人应用中，机器人具有许多不同的运动轴线。这种复杂的运动经常需要使焊炬相对于机器人臂移动，这便给予了旋转运动。由于在焊炬上有电连接和冷却液体连接，这种旋转运动必须受到限制以便不打断这些连接。进一步的，在一定量运动之后必须停止操作，从而允许机器人臂解开缠绕，其将来自焊炬连接的任何转矩释放。因此，运动和焊炬控制越复杂，则操作将不得不停止得越频繁以使焊炬解开缠绕。这增加了切割操作的停工时间并且由于一直在加载和卸载扭转应力而可能导致焊炬连接的过早失效。因此，需要焊炬构造来缓解这些问题。通过常规、传统和所提出的方法与本申请的其余部分中参照附图阐述的本专利技术的实施例相比较，这些方法的进一步的局限性和缺点对本领域内的技术人员而言将变得明显。说明为了克服所提及的限制和缺点，描述了根据权利要求1所述的割炬组件以及根据权利要求6所述的用于割炬的焊炬柄部组件。本专利技术的优选实施例是从属权利要求的主题。本专利技术的实施例包括用于使用等离子切割系统的设备和方法，该等离子切割系统采用可旋转等离子焊炬，该可旋转等离子焊炬在用于机器人或自动切割系统时可以容易地旋转，而同时使对焊炬的内部连接的损坏最小化。该焊炬配备有焊炬柄部上的套管结构，其中没有结构或部件定位在套管与焊炬柄部的外部之间。附图的简要说明通过参考附图来详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的上述和/或其他方面将会更加清晰，在附图中：图1是使用本专利技术的示例性焊炬的示例性系统的图解展示；图2是本专利技术的示例性焊炬的图解展示；图3是本专利技术的示例性焊炬的一部分的横截面的图解展示；图4是已经被拆开的示例性焊炬的图解展示；并且图5是本专利技术的示例性焊炬底座的横截面的图解展示。详细说明下面将参考附图来描述本专利技术的示例性实施例。所描述的示例性实施例旨在帮助理解本专利技术、而不旨在以任何方式限制本专利技术的范围。贯穿全文，类似参考号表示类似的要素。图1描绘了根据本专利技术的示例性实施例的使用焊炬200的示例性机器人系统10。出于以下讨论的目的，应注意的是，该系统将作为等离子电弧切割系统来进行讨论。然而，示例性实施例不限于使用在电弧切割系统中。本专利技术的实施例可以与需要使得类似于焊炬的组件进行其中给予了旋转运动和力的复杂运动的许多系统一起使用。例如，本专利技术的实施例可以与电弧焊接、电渣焊接、包覆、结合、热丝和附加的制造系统一起使用，而不脱离本专利技术的精神和范围。作为实例，电弧焊接系统可以具有GMAW、GTAW、SAW、FCAW的类型。进一步的，本专利技术的示例性实施例可以用于自动、机器人式、半自动和手动系统中。如以上所表明的，本文中所讨论的示例性实施例将使用电弧切割系统作为示例，但这决不旨在进行限制。如图1中所示出的，焊炬200联接至机器人臂组件10。机器人臂组件10可以根据已知的机器人切割和焊接系统来构造和操作，并且不旨在以任何方式进行限制。如一般所理解的，臂10的运动和操作可以由计算机控制系统(未示出)进行控制并且还可以联接至电源(同样未示出)，该电源提供所使用的电流以在焊炬200中产生等离子电弧来用于切割操作。这种系统的一般构造和操作是已知的，并且无需在本文中进行描述。机器人臂典型地具有工具连接末端20，焊炬200联接至该工具连接末端以用于切割操作。工具连接末端20具有工具连接结构21，该工具连接结构联接至焊炬200并且将焊炬200保持在该工具连接末端中。连接结构21可以通过许多不同的方式进行配置。在许多应用中，工具连接结构21具有内部表面，该内部表面联接至焊炬200的外表面以将该焊炬保持在位。连接结构21可以使用任何数量的不同连接方法来将焊炬200保持在位，这些连接方法包括紧固件、卡夹结构等等。本专利技术的实施例在此方面不受限制。图2描绘了本专利技术的示例性焊炬组件200。在许多方面中，焊炬组件200除了本文中详细描述的区别之外与已知的等离子焊炬构造类似地来构造和操作。因此，焊炬构造和操作的许多已知的方面在本文中不进行详细讨论。如所示出的，本专利技术的示例性实施例具有焊炬头部部分201。焊炬头部部分201代表焊炬200的远端，等离子从该远端推进以用于切割操作。在图2中，在远端中没有示出防护罩，但是经常在焊炬头部201的远端上放置防护罩。焊炬头部201联接至焊炬本体203。在所示出的示例性实施例中，螺纹连接套环202将焊炬头部201联接至焊炬本体203。焊炬本体203典型地具有许多电接触和连接，这些电接触和联接将电流和冷却液体和/或保护气体从上游源联接至焊炬头部。与焊炬本体203联接的是焊炬柄部205。焊炬柄部205典型地螺纹拧紧到焊炬本体203上并且用于将焊炬200紧固到机器人系统或连接部分21上。由此，如果焊炬需要维修或更换，则焊炬头部201和焊炬本体203可以容易地从焊炬柄部205移除，而不使焊炬柄部205从其连接移除。如在图2和图3中所示出的，焊炬柄部具有外壳，该外壳典型地是金属的并且对焊炬柄部205内部的部件进行保护。如在示例性实施例中示出的，焊炬200还包括旋环套环210，该旋转套环相对于焊炬柄部205的表面360度自由旋转。当被安装到机器人或其他运动控制装置上时，旋转套环210的外表面联接至连接结构21。例如，在所示出的实施例中，连接结构可以是卡夹机构，该卡夹机构卡夹到套环210的外表面上，从而将焊炬200紧固到机器人(或塔架等)上。套环是圆柱形结构，该圆柱形结构具有的内径略微大于焊炬柄部205的外径，从而使得套环210相对于柄部205自由周转。因此，当机器人、塔架或无论什么运动控制结构移动和旋转时，焊炬200(从旋转角度来说)保持相对静止。由此，不必使机器人移动来使焊炬“解开缠绕”，并且很少或没有扭转力被施加给焊炬连接(在图2中未示出)。进一步的，如以下更全面解释的，套环210在纵向方向上紧固到焊炬柄部205上，使得焊炬200不能滑入和滑出套环210，而这将影响焊炬200的切割精确度。这在以下进行更全面的解释。图3描绘了套环210和焊炬柄部205的特写图，其中套环210以横截面示出。如以上所描述的，套环210的尺寸被确定成使得其内径略微大于焊炬柄部205的外壳的外径。然而，在套环210与焊炬柄部205之间的间隙不应过大以至使焊炬200没有以稳定方式来支撑。在本专利技术的示例性实施例中，在套环210的内表面与焊炬柄部205的外表面之间的间隙在0.0005英寸与0.002英寸的范围内。该间隙在一些应用中可以更大，然而该间隙不应过大以至使切割操作的精确度受到影响。焊炬柄部的外壳的外表面在其外表面中具有两个凹槽301，其中这些凹槽301被定位在套环210的各对应远端处。在所示出的实施例中，这些凹槽301围绕焊炬柄部205的整个直径，但是在其他示例性实施例中，这些凹槽301无需围绕整个直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种割炬组件，包括：具有远端和上游末端的焊炬本体(203)；联接至所述焊炬本体(203)的所述远端的焊炬头部；联接至所述焊炬本体(203)的所述上游末端的焊炬柄部(205)，所述焊炬柄部(205)具有外壳；以及被紧固至所述焊炬柄部(205)的所述外壳的可旋转套环(210)，其中，所述外壳具有被定位在所述可旋转套环(210)的上游末端处的第一固位结构以及被定位在所述可旋转套环(210)的下游末端处的第二固位结构，其中，所述焊炬柄部(205)能够相对于所述可旋转套环(210)旋转，并且其中，没有结构定位在所述可旋转套环(210)的内表面与所述焊炬柄部(205)的所述外壳的外表面之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.21 US 14/465,7521.一种割炬组件，包括：具有远端和上游末端的焊炬本体(203)；联接至所述焊炬本体(203)的所述远端的焊炬头部；联接至所述焊炬本体(203)的所述上游末端的焊炬柄部(205)，所述焊炬柄部(205)具有外壳；以及被紧固至所述焊炬柄部(205)的所述外壳的可旋转套环(210)，其中，所述外壳具有被定位在所述可旋转套环(210)的上游末端处的第一固位结构以及被定位在所述可旋转套环(210)的下游末端处的第二固位结构，其中，所述焊炬柄部(205)能够相对于所述可旋转套环(210)旋转，并且其中，没有结构定位在所述可旋转套环(210)的内表面与所述焊炬柄部(205)的所述外壳的外表面之间。2.如权利要求1所述的焊炬组件，其中，所述第一固位结构和所述第二固位结构各自由在所述外壳的表面中的凹槽(301)以及环结构构成，该环结构部分地嵌入在所述凹槽(301)中，使得所述可旋转套环(210)被定位在各所述环(310)之间。3.如权利要求1或2所述的焊炬组件，其中，所述旋转套环(210)能够相对于所述外壳旋转360度。4.如权利要求1至3中任一项所述的焊炬组件，其中，在所述可旋转套环(210)的内表面与所述外壳之间的间隙具有的最大距离在0.0005英寸至0.002英寸的范围中。5.如权利要求1至4中任一项所述的焊炬组件，其中，所述外壳具有多对对应的凹槽(301)，该多对对应的凹槽距彼此间隔一段预定距离，其中，所述对应对凹槽(301)中的每一者彼此间隔开距离以容纳所述可旋转套环(210)，并且在各所述凹槽(301)中使用一个固位结构来将所述可旋转套环(210...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·南布鲁，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US