等离子体装置的可消耗部件变化检测制造方法及图纸

本文的方式提供了一种系统，其用于在等离子体装置和相关联的传感器处于休眠或不再接收数据时(例如在等离子体装置断电时)确定是否已经移除或更换了等离子体装置的一个或多个可消耗部件。本文的方式确定存储在控制器的存储器中的某些类型的数据是否仍然有效，其目的例如是为了确定可消耗部件的退化和/或寿命终止。在已经维修或更换了一个或多个可消耗部件的情况下，存储在控制器的存储器中的数据可能不再被认为对可消耗部件有效。在一种方式中，控制器在启动之后确定装置中的开关或保形膜的状态，并且基于开关或保形膜的位置确定可消耗部件是否已被移除或更换。

Change Detection of Consumable Components in Plasma Devices

This approach provides a system for determining whether one or more consumable components of a plasma device have been removed or replaced when the plasma device and associated sensors are dormant or no longer receiving data, such as when the plasma device is powered off. This approach determines whether certain types of data stored in the memory of the controller are still valid, for example, to determine degradation and/or end-of-life of consumable components. When one or more consumable components have been repaired or replaced, the data stored in the memory of the controller may no longer be considered effective for the consumable components. In one way, the controller determines the state of the switch or conformal film in the device after starting, and determines whether the consumable parts have been removed or replaced based on the position of the switch or conformal film.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体装置的可消耗部件变化检测
本公开主要涉及机械工具，并且更具体地涉及用于检测等离子体装置的可消耗部件的更换的装置和方法。
技术介绍
诸如等离子体电弧焊炬这样的等离子体装置可以通过将由电离气体颗粒组成的高能等离子体流朝向工件引导而用于切割、标记、刨削和焊接金属工件。在典型的等离子体电弧焊炬中，待电离的气体被供应到焊炬的远端并流过焊条，然后通过等离子体电弧焊炬的末端或喷嘴中的孔口离开。焊条具有相对负电位并用作阴极。相反地，焊炬末端具有相对正电位并且用作阳极。此外，焊条与末端成间隔开的关系，由此在焊炬的远端处形成间隙。在操作中，在焊条和末端之间的间隙中形成导引电弧，其加热并随后电离气体。电离的气体随后被吹出焊炬并体现为从末端向远侧延伸的等离子体流。当焊炬的远端移动到靠近工件的位置时，电弧从焊炬末端跳跃或转移到工件，原因是工件对地的阻抗低于焊炬末端对地的阻抗。因此，工件用作阳极，并且等离子体电弧焊炬以“转移电弧(transferredarc)”模式进行操作。高温和强电弧经常会损坏焊炬的可消耗部件，例如焊条、末端、喷嘴、衬垫、辊子和焊丝引导件等，因此，必须定期更换这些部件。为了适当地预测可消耗部件的更换，便携式切割机和焊机的分析装置对电弧小时数进行计数并记录在非易失性存储器中。电弧小时数的值可以汇总以作为系统整体磨损的指标。大多数机器是在单次切割或焊接期间进行过程控制，通常在终止时显示平均电流或电压，但不保留任何信息以改善或指导后续操作。结果，常规系统的分析装置可能仅仅是对耗材的更换进行推断，例如在操作员选择通常需要替代部件的新切割过程时才进行耗材的更换。专利
技术实现思路
鉴于前述内容，本文提供了用于使用历史数据以基于在先前操作期间检测到的趋势来调节切割或焊接参数、和/或在不合格的性能损害到作业之前提示操作员维护设备的方式。数据可以用作系统的一部分，其中等离子体焊炬的模式、异常和趋势可以被转发给操作员或技术服务代表以进行故障诊断或指示需要进行预防性维护。在耗材的退化损害到工件或者其他的切割机和焊机部件之前，即可提供输出或报警。在示例性方式中，这通过检测可消耗部件例如在焊接或切割系统断电时的变化来实现，此时电路停用并且因此不能检测到就位部件(parts-in-place)或者表明机器应当忽略、汇总或重置数据收集的任何其他监测条件的变化。在一种方式中，一种装置包括：布置在等离子体装置的可消耗部件上的保形膜，以及与所述可消耗部件和所述保形膜通信的控制器。在一些方式中，所述控制器可操作用以将第一组性能数据与所述可消耗部件关联，在所述等离子体装置启动之后确定所述保形膜的状况，基于所述保形膜的状况确定在所述等离子体装置启动之后在所述等离子体装置内是否存在所述可消耗部件，以及在所述等离子体装置启动之后确定在所述等离子体装置内存在所述可消耗部件的情况下将第二组性能数据与所述可消耗部件关联。在另一种方式中，一种方法包括：提供布置在等离子体电弧焊炬的近端处的焊炬头，所述焊炬头包括可消耗部件，以及在所述可消耗部件上提供保形膜。所述方法还包括在所述等离子体电弧焊炬启动之后向所述可消耗部件施加电流，响应于电流而接收所述保形膜的电阻抗，以及在所述等离子体电弧焊炬启动之后通过将所述保形膜的电阻抗与参考保形膜阻抗值进行比较来确定在所述焊炬头内是否存在所述可消耗部件。在又一种方式中，一种等离子体电弧焊炬包括：布置在等离子体电弧焊炬的近端处的焊炬头，布置在所述焊炬头内的焊条上的保形膜，以及用于接收来自所述保形膜的测量值的控制器。在一些实施例中，所述控制器基于来自所述保形膜的测量值确定是否在所述等离子体电弧焊炬关闭之前的先前动力循环中使用过所述焊条。附图说明附图示出了用于检测可消耗部件的变化的示例性方式，并且其中：图1是根据示例性方式的系统的等距视图；图2是根据示例性方式的图1的焊炬手柄的等距局部剖视图；图3A-B是根据示例性方式的机电指示部的侧剖视图；图4A-B是根据示例性方式的机电指示部的侧剖视图；图5A-B是根据示例性方式的等离子体电弧焊炬的横截面视图；图6A-C是根据示例性方式的通过二极管膜的电流的图形表示；图7A-C是根据示例性方式的对应于电阻膜的阻抗的图形表示；图8示出了根据本公开的某些方面的示例性系统的示意图；图9是示出根据本公开的示例性过程的流程图；以及图10是示出根据本公开的示例性过程的流程图。附图不一定是按比例绘制。附图仅仅是示意图，并非旨在表现本公开的具体参数。附图旨在示出本公开的示例性实施例，因此不应被视为对范围的限制。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。具体实施方式现在将参考附图对本公开进行说明，在附图中示出了各种不同的方式。然而，应当领会，所公开的焊炬手柄能够以多种不同的形式实施，并且不应当被解释为受限于本文阐述的方式。相反地，提供这些方式是为了使本公开彻底和完整，并且将本公开的范围完整地传达给本领域技术人员。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。在本文中使用时，以单数形式叙述并且在前面具有单词“一”或“一个”的元件或操作应被理解为不排除多个元件或操作，除非明确地叙述了这样的排除。此外，对本公开的“一种方式”的引用不应被解释为排除了同样包含所述特征的其他方式的存在。此外，为了便于描述如图所示的一个元件与另外的一个元件(或多个元件)的关系，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“下部”、“中心”、“上方”、“上部”、“上”、“上面”等。应当理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语也可以包括装置的在使用或操作中的不同取向。如上所述，磨损的可消耗部件例如焊条、末端、喷嘴、衬垫、辊子和焊丝引导件显著地促进了性能退化，这可以通过测量幅值、频率、持续时间等的变化的传感器来进行检测。累积电弧时间、启动次数、停止次数以及与磨损相关的其他因素可以用于增强寿命终止检测。这样的过程持续时间和计数也可以在无需传感器输入的情况下单独使用，以估计部件在何时可能已经过度退化。该长期数据可以由控制器存储，所述长期数据可以在控制器中直接使用、或者被传输到远程计算机以进行质量控制。例如，信息可以用于评估个体工人的技术或者确定耗材的磨损在何时可能会导致即将发生的故障。为了进一步增强耗材的寿命终止检测，本公开采用指示部例如EMI或保形膜，其给出可消耗部件是否已被移除(例如，用于维修)或被更换的指示。当等离子体电弧焊炬和相关传感器处于休眠或不再接收数据时(例如当装置断电时)，这可能是特别有利的。本文描述的方式例如为了确定可消耗部件的寿命终止而确定存储在控制器的存储器中的某些类型的数据是否仍然有效。在确定已经维修或更换了一个或多个可消耗部件的情况下，存储在控制器的存储器中的数据可能不再被认为是有效的。在一种方式中，控制器在启动之后确定装置中的开关的位置，并且基于开关的位置确定包含在其中的可消耗部件是相同的还是不同的。在另一种方式中，控制器例如基于膜厚度、膜的性质的变化等确定在启动之后沿着可消耗部件形成的保形二极管或电阻膜的状态或状况。现在参照图1，示出了系统5。在该非限制性实施例中，系统5是等离子体切割或焊接系统，其包括可操作用以调节原始功率并调节/控制切割/焊接过程的动力源12。动力源12可以包括控制器，正如本文将进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：布置在等离子体装置的可消耗部件上的保形膜；以及与所述可消耗部件和所述保形膜通信的控制器，所述控制器可操作用以：将第一组性能数据与所述可消耗部件关联；在所述等离子体装置启动之后确定所述保形膜的状况；基于所述保形膜的状况确定在所述等离子体装置启动之后在所述等离子体装置内是否存在所述可消耗部件；以及在所述等离子体装置启动之后确定在所述等离子体装置内存在所述可消耗部件的情况下将第二组性能数据与所述可消耗部件关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，其包括：布置在等离子体装置的可消耗部件上的保形膜；以及与所述可消耗部件和所述保形膜通信的控制器，所述控制器可操作用以：将第一组性能数据与所述可消耗部件关联；在所述等离子体装置启动之后确定所述保形膜的状况；基于所述保形膜的状况确定在所述等离子体装置启动之后在所述等离子体装置内是否存在所述可消耗部件；以及在所述等离子体装置启动之后确定在所述等离子体装置内存在所述可消耗部件的情况下将第二组性能数据与所述可消耗部件关联。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述可消耗部件是焊条。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述保形膜是在所述可消耗部件上形成的牺牲膜，并且其中所述牺牲膜能够在所述可消耗部件和所述等离子体装置的另一部件之间形成电连接。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述保形膜能够在所述可消耗部件和所述等离子体装置的喷嘴之间形成电连接。5.根据权利要求4所述的装置，其中在所述可消耗部件上存在所述保形膜的情况下，在所述可消耗部件和所述喷嘴之间形成闭路。6.根据权利要求4所述的装置，其中在所述保形膜已经通过所述可消耗部件的使用而减少的情况下，在所述可消耗部件和所述喷嘴之间形成开路。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述保形膜是下列之一：导电材料层、半导体材料层和非导电材料层。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述可消耗部件是焊条末端。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述保形膜沿着所述焊条末端的远端表面布置。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述可消耗部件是喷嘴。11.一种方法，其包括：在等离子体电弧焊炬的可消耗部件上提供保形膜；在所述等离子体电弧焊炬启动之后向所述可消耗部件施加电流；响应于电流而接收所述保形膜的电气测量值；以及在所述等离子体电弧焊炬启动之后通过将所述保形膜的电气测量值与参考电气测量值进行比较来确定在所述等离子体电弧焊炬内是否存在所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·兰伯特，R·T·林诺，D·C·格里芬，A·J·雷蒙德，
申请(专利权)人：威克特设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US