(57)【要約】      （修正有）【課題】角度の付いたプラズマ切断トーチを提供する。【解決手段】偏心プラズマ切断トーチ１００は、上側部分１１０および下側部分１１５を含む。下側部分は、一方１４５の側で長さλに沿って傾斜し、これは下側部分の断面が連続的に小さくなることで生じ、この断面は、トーチの非傾斜側１５５の方に偏っている。その結果、切断に使用されるトーチの電極１７０の中心軸１１２は、トーチの非傾斜側の方に上側部分の中心軸１１４からオフセット分だけ偏っている。そのようなオフセットは、トーチのトーチ先端領域が、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分により接近することを可能にする。さらに、トーチの全体寸法は、トーチ内の冷却要素が、切断加工中、トーチを安定した動作状態に保つために十分な熱を放散するように構成される。【選択図】図１
2018094631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成された偏心プラズマ切断トーチであって、
第１の中心軸を有する上側部分であって、ロボットのアームに取り付くように構成されている上側部分と、
前記上側部分に連結された下側部分であって、プラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域と、前記下側部分の長さに沿った傾斜側と、前記下側部分の前記長さに沿った非傾斜側とを含み、前記傾斜側は、前記下側部分の断面が前記長さに沿って連続的に小さくなることで生じ、前記断面は、前記非傾斜側の方に偏っている、下側部分と、
第２の中心軸を有する、前記下側部分内の電極であって、前記上側部分の前記第１の中心軸および前記電極の前記第２の中心軸の両方は、同じ長手方向寸法に沿い、前記第２の中心軸は、前記トーチの前記下側部分の前記非傾斜側の方に前記第１の中心軸から空間的にオフセットされ、かつ前記プラズマ出口開口と整列される、電極と
を含む偏心プラズマ切断トーチ。
【請求項２】
前記下側部分の前記連続的に小さくなる断面は、形状が楕円形である、請求項１に記載のトーチ。
【請求項３】
前記下側部分の前記連続的に小さくなる断面は、形状が円形である、請求項１に記載のトーチ。
【請求項４】
前記上側部分の少なくとも一部に固定されたトルクモータ装置をさらに含み、前記トルクモータ装置は、切断加工中、前記下側部分の前記非傾斜側を加工物の切断される面に対して垂直に維持するように制御される、請求項１に記載のトーチ。
【請求項５】
前記下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のトーチ。
【請求項６】
前記下側部分は、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含む、請求項１に記載のトーチ。
【請求項７】
保持キャップをさらに含む、請求項１に記載のトーチ。
【請求項８】
本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成されたプラズマ切断トーチであって、
第１の中心軸を有する上側部分であって、ロボットのアームに取り付くように構成されている上側部分と、
前記上側部分に連結され、かつプラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域を有する下側部分と、
第２の中心軸を有する、前記下側部分内の電極であって、前記第２の中心軸は、前記第１の中心軸に対してゼロ度ではない角度をなし、かつ前記プラズマ出口開口と整列される、電極と
を含むプラズマ切断トーチ。
【請求項９】
前記下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１０】
前記下側部分は、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含む、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１１】
保持キャップをさらに含む、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１２】
前記ゼロでない角度は１０度〜２０度である、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１３】
前記ゼロでない角度は２０度〜３０度である、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１４】
前記ゼロでない角度は少なくとも３０度である、請求項８に記載のトーチ。
【請求項１５】
本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成されたプラズマ切断トーチであって、
第１の中心軸および第２の中心軸を有する上側部分であって、前記第２の中心軸は、前記上側部分に曲げ部を形成するように、前記第１の中心軸に対して第１のゼロでない角度をなし、前記上側部分は、ロボットのアームに取り付くように構成されている、上側部分と、
前記上側部分に連結され、かつプラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域を有する下側部分と、
第３の中心軸を有する、前記下側部分内の電極であって、前記第３の中心軸は、前記第２の中心軸に対して第２のゼロ度ではない角度をなし、かつ前記プラズマ出口開口と整列される、電極と
を含むプラズマ切断トーチ。
【請求項１６】
前記下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のトーチ。
【請求項１７】
前記下側部分は、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含む、請求項１５に記載のトーチ。
【請求項１８】
前記第１のゼロでない角度および前記第２のゼロでない角度の少なくとも１つは１０度〜２０度である、請求項１５に記載のトーチ。
【請求項１９】
前記第１のゼロでない角度および前記第２のゼロでない角度の少なくとも１つは２０度〜３０度である、請求項１５に記載のトーチ。
【請求項２０】
前記第１のゼロでない角度および前記第２のゼロでない角度の少なくとも１つは少なくとも３０度である、請求項１５に記載のトーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照／参照による援用
本米国特許出願は、２０１６年１２月９日に出願された米国仮特許出願第６２／４３１，９９１号明細書の優先権および利益を主張するものであり、米国仮特許出願第６２／４３１，９９１号明細書は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０００２】
本発明の実施形態は、プラズマ切断、より具体的には、ロボット用途においてトーチアセンブリを使用するアークプラズマ切断に関連するシステムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
プラズマ切断は、例えば、鋼板または鋼製Ｉ字形ビームからなる加工物を切断する場合に、切断加工中に大量の熱を発生させる高電流プラズマジェットを使用する。プラズマ切断トーチは、プラズマ切断トーチの構成部品が融解するのを防止するため、切断加工中に冷却される。様々な産業において、プラズマ切断システムの使用は長期にわたって増大しており、その結果、トーチの適切な冷却を維持しながら、今日の同心に構成されたプラズマ切断トーチでのアクセスが困難である加工物の部分に沿った切断が可能であることへの要求が高まっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、プラズマ切断トーチに関連する装置と、プラズマ切断トーチの構成要素とを含み、これらの実施形態は、従来のプラズマ切断トーチでのアクセスが困難な加工物の部分に沿って切断することができるという点で、公知のトーチと比べて改良されている。本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分へのアクセスを可能にするために、互いに対して角度をなしかつ／またはオフセットされている部分を有することにより、従来の同心構造と異なるプラズマ切断トーチの例示的な実施形態が本明細書で説明される。角度をなしかつ／またはオフセットされたトーチ構成はまた、切断加工中の発熱によるトーチ構成要素の劣化および／または融解を防止するために、冷却フィン／貯蔵器構成によって適切な冷却を維持する。例えば、アーク溶接トーチなどの他のタイプのトーチも、本明細書で開示する角度をなしかつ／またはオフセットされた構成を利用することができる。
【０００５】
一実施形態では、偏心プラズマ切断トーチは、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成される。トーチは、第１の中心軸を有する上側部分を含む。上側部分は、ロボットのアームに取り付くように構成される。トーチはまた、上側部分に連結された下側部分を含む。下側部分は、プラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域と、下側部分の長さに沿った傾斜側と、下側部分の長さに沿った非傾斜側とを含む。傾斜側は、下側部分の断面が長さに沿って連続的に小さくなることで生じ、この断面は、非傾斜側の方に偏っている。トーチは、下側部分内に、第２の中心軸を有する電極をさらに含む。上側部分の第１の中心軸および電極の第２の中心軸の両方は、同じ長手方向寸法に沿う。第２の中心軸は、トーチの下側部分の非傾斜側の方に第１の中心軸から空間的にオフセットされ、かつプラズマ出口開口と整列される。下側部分の連続的に小さくなる断面は、楕円形（例えば、円形）の形状とすることができる。一実施形態では、トーチは、トーチの上側部分の少なくとも一部に固定されたトルクモータ装置を含む。トルクモータ装置は、切断加工中、下側部分の非傾斜側を加工物の切断される面に対して垂直に維持するように制御される。下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含むことができる。一実施形態では、下側部分は、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含む。トーチはまた、保持キャップを含むことができる。
【０００６】
一実施形態では、プラズマ切断トーチは、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成される。トーチは、第１の中心軸を有する上側部分を含む。上側部分は、ロボットのアームに取り付くように構成される。トーチはまた、上側部分に連結され、かつプラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域を有する下側部分を含む。トーチは、下側部分内に、第２の中心軸を有する電極をさらに含む。第２の中心軸は、第１の中心軸に対してゼロ度ではない角度をなし、かつプラズマ出口開口と整列される。一実施形態では、下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含む。下側部分はまた、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含むことができる。トーチはまた、保持キャップを含むことができる。一部の実施形態では、ゼロでない角度は１０度〜２０度である。他の実施形態では、ゼロでない角度は２０度〜３０度である。さらに別の実施形態では、ゼロでない角度は少なくとも３０度である。
【０００７】
一実施形態では、プラズマ切断トーチは、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分に向かってより接近するように構成される。トーチは、第１の中心軸および第２の中心軸を有する上側部分を含む。第２の中心軸は、上側部分に曲げ部を形成するように、第１の中心軸に対して第１のゼロでない角度をなす。上側部分は、ロボットのアームに取り付くように構成される。トーチはまた、上側部分に連結され、かつプラズマ出口開口を提供するトーチ先端領域を有する下側部分を含む。トーチは、下側部分内に、第３の中心軸を有する電極をさらに含む。第３の中心軸は、第２の中心軸に対して第２のゼロ度ではない角度をなし、かつプラズマ出口開口と整列される。一実施形態では、下側部分は、切断ガス流入口チャネルまたはシールドガス流入口チャネルの少なくとも１つを含む。下側部分はまた、冷却流体流入口チャネル、冷却剤貯蔵器、および複数の冷却フィンを含むことができる。トーチはまた、保持キャップを含むことができる。一部の実施形態では、第１のゼロでない角度および第２のゼロでない角度の少なくとも１つは１０度〜２０度である。他の実施形態では、第１のゼロでない角度および第２のゼロでない角度の少なくとも１つは２０度〜３０度である。さらに別の実施形態では、第１のゼロでない角度および第２のゼロでない角度の少なくとも１つは少なくとも３０度である。
【０００８】
一般的な発明概念の様々な態様は、例示的な実施形態についての以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面から容易に明らかになるであろう。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の様々な実施形態を示す。当然のことながら、図に示した要素境界（例えば、四角形、四角形群、または他の形状）は、境界の一実施形態を示す。一部の実施形態では、１つの要素は複数の要素として設計することができ、または複数の要素は１つの要素として設計することができる。一部の実施形態では、別の要素の内部構成要素として示される要素は、外部構成要素として使用することができ、逆も同様である。さらに、要素は一定の縮尺で作図されないことがある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチの第１の実施形態を示す。
【図２】従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチの第２の実施形態を示す。
【図３】従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチの第３の実施形態を示す。
【図４】ロボットアームに取り付けられ、Ｉ字形ビームの脚部に突き当たった図１のプラズマ切断トーチの実施形態を示す。
【図５】ロボットアームに取り付けられ、Ｉ字形ビームの脚部に突き当たった従来のプラズマ切断トーチを示す。
【図６Ａ】Ｉ字形ビームのコーナに沿った切断における従来の同心プラズマ切断トーチと、図１のプラズマ切断トーチの実施形態との間の比較を示す。
【図６Ｂ】Ｉ字形ビームのコーナに沿った切断における従来の同心プラズマ切断トーチと、図１のプラズマ切断トーチの実施形態との間の比較を示す。
【図７】回転した位置において、図１のプラズマ切断トーチがＩ字形ビームのコーナに沿って切断する場合のこのプラズマ切断トーチの実施形態を示す。
【図８】様々なサイズおよび直径のトルクモータ装置のいくつかの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一般に、プラズマアーク切断トーチは電極およびノズルを含むことができ、ノズルでは、電極のノーズ端は、プラズマ出口開口が貫通するノズルの端部壁に面するように支持される。電極およびノズルは、電極がノズルの端部壁に接触する位置と、電極が端部壁から作動距離だけ離間される位置との間で相対移動することができ、それにより、電極が端部壁から離れてその作動位置まで移動したときにパイロットアークが発生し得る。あるいは、電極およびノズルは互いに対して固定することができ、それにより、トーチは、高周波を使用することでまたは他の公知の始動手順によって始動する。
【００１２】
いずれにしても、ノズルの端部壁および電極の端面はガスチャンバを提供し、プラズマまたはアークガス（切断ガス）がガスチャンバに供給され、アーク電流が電極とノズルとの間を流れると、プラズマジェットが出口開口から放射される。冷却のため、および放射されたプラズマジェットを電極の軸と同一直線上に集束した状態に保つため、ガスチャンバより上流のプラズマガスに渦運動を付与することができる。シールドガスおよび冷却流体をプラズマアーク切断トーチに供給することもできる。切断ガス、シールドガス、冷却流体、および電流をプラズマアーク切断トーチに供給するため、様々なホース（チューブ）および（例えば、リードからなるハーネスの形態の）ケーブルを設けることができる。プラズマアーク切断トーチの様々な実施形態は、例えば、トーチ本体、水冷チューブ、電極、プラズマガス分配器、ノズル、保持キャップ、シールドキャップ、およびシールドカップを含むことができる。他の実施形態によれば、他の要素も可能である。
【００１３】
ここで、本発明の例示的な実施形態を示すことのみを目的とし、本発明を限定することを目的としない図を参照すると、図１は、従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチ１００の第１の実施形態を示す。図１のプラズマ切断トーチ１００は、上側部分１１０および下側部分１１５を有する、偏心したまたはオフセットされたトーチ構造であり、下側部分１１５は、切断ガス流入口チャネル１２０、冷却流体流入口チャネル１３０、冷却剤貯蔵器１４０、複数の冷却フィン１５０、保持キャップ１６０、電極１７０、およびプラズマ出口開口１８５を提供するトーチ先端領域１８０を含む。一実施形態では、（切断ガス流入口チャネル１２０と同様の）シールドガス流入口チャネルを設けることもできる。上側部分１１０は下側部分に連結され、（例えば、クランプ機構によって）ロボットのアームに取り付くように構成され（例えば、図４を参照されたい）、中心軸１１４を有する。下側部分１１５は、トーチ１００の長さλに沿って傾斜し、傾斜側１４５を形成している。
【００１４】
一実施形態によれば、傾斜した下側部分１１５は、下側部分１１５の楕円形（例えば、円形）断面が（トーチ先端領域１８０に向かう方向に）連続的に小さくなることで生じ、この断面は、トーチ１００の一方の側（非傾斜側１５５）の方に偏っている。下側部分１１５の楕円形断面が長さλに沿って連続的に小さくなる特徴は、図４に示すトーチ１００の実施形態の下側部分１１５の陰影によってより良好に示されている。その結果、切断に使用される電極１７０およびトーチ先端領域１８０の中心軸１１２は、トーチ１００の非傾斜側またはフラット側の方に上側部分１１０の中心軸１１４から空間オフセット１１３分だけ偏っている。そのようなバイアスまたはオフセット１１３は、トーチ先端領域１８０が、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分により接近するのを可能にする（例えば、図６Ａ〜６Ｂを参照されたい）。一実施形態によれば、中心軸１１２は、図１に示すようにプラズマ出口開口１８５と整列されている。電極１７０の中心軸１１２および上側部分の中心軸１１４の両方は、同じ長手方向寸法１９０に沿っている。プラズマ切断トーチ１００の全体寸法は、冷却剤貯蔵器１４０内の冷却フィン１５０および冷却剤（例えば、液体水）が、切断加工中、トーチ１００を安定した動作状態に保つために十分な熱を放散するように構成されている。
【００１５】
図２は、従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチ２００の第２の実施形態を示す。図２のプラズマ切断トーチ２００は、上側部分２１０および下側部分２１５を有する、角度の付いたトーチ構造であり、下側部分２１５は、図１のチャネル１２０と同様の切断ガス流入口チャネルと、図１のチャネル１３０と同様の冷却流体流入口チャネルと、冷却剤貯蔵器２２０と、複数の冷却フィン２３０と、電極２４０と、プラズマ出口開口２５５を提供するトーチ先端領域２５０とを含む。下側部分２１５は、上側部分２１０に連結され、上側部分は、（例えば、クランプ機構によって）ロボットのアームに取り付くように構成されている（例えば、図４を参照されたい）。一実施形態では、（図１の切断ガス流入口チャネル１２０と同様の）シールドガス流入口チャネルを設けることもできる。保持キャップ２６０を設けることもできる。
【００１６】
プラズマ切断トーチ２００では、下側部分２１５全体は、電極２４０の中心軸２４５が上側部分２１０の中心軸２１１に対して角度α（ゼロ度でない角度）をなし、かつプラズマ出口開口２５５と整列されるように、上側部分２１０に対して角度を付けられている。その結果、切断に使用される電極２４０およびトーチ先端領域２５０は、上側部分２１０に対して角度をなして、トーチ先端領域２５０が、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分により接近するのを可能にする。一部の実施形態では、角度αは１０度〜２０度である。他の実施形態では、角度αは２０度〜３０度である。さらに別の実施形態では、角度αは３０度以上である。プラズマ切断トーチ２００の全体寸法は、冷却剤貯蔵器２２０内の冷却フィン２３０および冷却剤（例えば、液体水）が、切断加工中、トーチ２００を安定した動作状態に保つために十分な熱を放散するように構成されている。
【００１７】
図３は、従来の同心構成と異なるプラズマ切断トーチ３００の第３の実施形態を示す。図３のプラズマ切断トーチ３００は、上側部分３１０および下側部分３１５を有する、２段に角度の付いたトーチ構造であり、下側部分３１５は、図１のチャネル１２０と同様の切断ガス流入口チャネルと、図１のチャネル１３０と同様の冷却流体流入口チャネルと、冷却剤貯蔵器３２０と、複数の冷却フィン３３０と、電極３４０と、プラズマ出口開口３５５を提供するトーチ先端領域３５０とを含む。上側部分３１０は、下側部分３１５に連結され、（例えば、クランプ機構によって）ロボットのアームに取り付くように構成されている（例えば、図４を参照されたい）。一実施形態では、（図１の切断ガス流入口チャネル１２０と同様の）シールドガス流入口チャネルを設けることもできる。保持キャップ３６０を設けることもできる。
【００１８】
プラズマ切断トーチ３００では、上側部分３１０は、上側部分３１０の第１の中心軸３１１と第２の中心軸３１２との間の角度α（第１のゼロでない角度）を形成する曲げ部を含む。下側部分３１５は、電極３４０の中心軸３４１が上側部分３１０の中心軸３１２に対して角度β（第２のゼロでない角度）をなすことを除いて、図１の下側部分１１５と同様である。中心軸３４１は、プラズマ出口開口３５５と整列されている。その結果、切断に使用される電極３４０およびトーチ先端領域３５０は、上側部分３１０の２つの中心軸に対して角度をなして、トーチ先端領域３５０が、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分により接近するのを可能にする。一部の実施形態では、第１のゼロでない角度αおよび第２のゼロでない角度βの少なくとも１つは１０度〜２０度である。他の実施形態では、第１のゼロでない角度αおよび第２のゼロでない角度βの少なくとも１つは２０度〜３０度である。さらに別の実施形態では、第１のゼロでない角度αおよび第２のゼロでない角度βの少なくとも１つは３０度以上である。プラズマ切断トーチ３００の全体寸法は、冷却剤貯蔵器３２０内の冷却フィン３３０および冷却剤（例えば、液体水）が、切断加工中、トーチ３００を安定した動作状態に保つために十分な熱を放散するように構成されている。
【００１９】
図４は、クランプ機構４１５によってロボットアーム４１０に取り付けられ、Ｉ字形ビーム４３０の脚部４２０に突き当たった図１のプラズマ切断トーチ１００の実施形態を示す。トーチ１００の上側部分１１０および下側部分１１５が示されている。トーチ先端領域１８０と脚部４２０の内壁との間の距離はΔ１である。同様に、図５は、ロボットアーム４１０に取り付けられ、Ｉ字形ビーム４３０の脚部４２０に突き当たった従来の同心プラズマ切断トーチ５００を示す。トーチ５００のトーチ先端領域５８０と脚部４２０の内壁との間の距離はΔ２である。見て分かるように、トーチ１００の新規の設計により、距離Δ１は、距離Δ２よりも大幅に小さく、トーチ１００の実施形態のトーチ先端領域１８０が、従来のプラズマ切断トーチ５００のトーチ先端領域５８０よりもＩ字形ビーム４３０のコーナに接近するのを可能にしている。
【００２０】
図６Ａ〜６Ｂは、Ｉ字形ビーム６１０の丸いコーナに沿った切断における従来の同心プラズマ切断トーチ６００と、図１のプラズマ切断トーチ１００の実施形態との間の比較を示す。図６Ｂに示すように、図６Ａの従来のトーチ６００によるよりもはるかに近い、丸いコーナへの切断接近がプラズマ切断トーチ１００によって達成されている。図７は、回転した位置において、図１のプラズマ切断トーチ１００がＩ字形ビーム６１０の丸いコーナに沿って切断する場合のプラズマ切断トーチ１００の実施形態を示す。図１の偏心トーチ構造がもたらす一層近い接近により、Ｉ字形ビーム６１０の丸いコーナの切り口は、より一貫した滑らかなものになる。図１の偏心トーチ構造は、他のタイプの加工物に対しても同様に、従来の同心トーチ構造よりも近い接近を可能にする。同様に、図２の角度の付いたトーチ構造および図３の２段に角度の付いたトーチ構造は、様々なタイプの加工物に対して、従来の同心トーチ構造よりも近い接近を可能にする。
【００２１】
一実施形態によれば、プラズマ切断トーチの上側部分に連結されるトルクモータ装置が設けられる。図８は、様々なトーチサイズに対応した様々なサイズおよび直径のトルクモータ装置８１０、８２０、８３０のいくつかの実施形態を示す。トルクモータ装置は比較的低速である（例えば、一実施形態では６００ｒｐｍ）。そのようなトルクモータ装置は、当技術分野において公知である。トルクモータ装置は、それぞれプラズマ切断トーチの上側部分が貫通して固定され得る中心路（例えば、８１２、８２２、および８３２）を有する。したがって、一実施形態では、トルクモータ装置は、プラズマ切断トーチの上側部分の少なくとも一部を囲んで、プラズマ切断トーチを上側部分の中心軸の周りで回転させる（例えば、図６Ｂを参照されたい）。
【００２２】
図１を参照すると、一実施形態では、トルクモータ装置（例えば、図８の８１０）は、切断加工中、トーチ１００の下側部分１１５の非傾斜側１５５を加工物の切断される面に対して垂直に維持するように制御される（例えば、図４を参照されたい）。トルクモータ装置８１０はロボットによって制御され、トーチ１００の上側部分１１０は、ロボットのアームを介して（例えば、図４のアーム４１０を介して）ロボットに連結される。トルクモータ装置８１０は、ロボットの補助軸としてロボットによって制御される。補助軸（すなわち、トルクモータ装置）を駆動するために位置データが生成される。補助軸は、一実施形態によれば切断方向に垂直であり、正逆方向の運動を効果的にもたらす。一実施形態では、この構成は、例えば、ビームまたは丸パイプの壁に接近した曲線／スプラインをたどることを可能にする。
【００２３】
一実施形態では、トルクモータ装置８１０は、プラズマ切断トーチ１００を、上側部分１１０の中心軸１１４を中心として両方の方向（例えば、時計方向および反時計方向）に少なくとも３６０度回転させるように構成される。一実施形態では、撓み継手がトーチ１００の後端部に設けられて、トーチ１００に至るリードハーネスのトーチリードの絡まりをほどく必要がないようにトーチ１００の回転を可能にする。トーチリードは、例えば、ガス、冷却剤流体、および電気をトーチに供給することができる。撓み継手は、トーチ１００の後端部とリードハーネスとの間の回転連結を無限にして、運動の自由度のあらゆる制限を取り除く。
【００２４】
開示した実施形態がかなり詳細に図示および説明されたが、これは、特許請求の範囲をそのような詳細に決して制限または限定することを意図するものではない。当然のことながら、主題の様々な態様を説明するために、構成要素または方法の想定可能なあらゆる組み合わせを説明することは不可能である。したがって、本開示は、図示および説明された特定の詳細または用例に限定されない。すなわち、本開示は、特許請求の範囲内に入り、米国特許法第１０１条の法定主題要件を満たす改造形態、修正形態、および変形形態を包含することを意図されている。特定の実施形態の上記の説明は例として提示された。当業者は、提示された開示から、一般的な発明概念および付随する利点を理解するだけでなく、さらに開示した構造および方法に対する種々の明白な変更形態および修正形態を見出すであろう。例えば、本来であれば切断するのにアクセスが困難な加工物の部分へのアクセスを可能にするために、付加的なまたは代替の構成要素を有する代替の方法および／またはシステムを利用してプラズマ切断トーチを構成することができる。したがって、特許請求の範囲およびその均等物によって規定される一般的な発明概念の趣旨および範囲内に入るそのような変更形態および修正形態のすべてを包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００２５】
１００  プラズマ切断トーチ
１１０  上側部分
１１２  中心軸
１１３  オフセット
１１４  中心軸
１１５  下側部分
１２０  切断ガス流入口チャネル
１３０  冷却流体流入口チャネル
１４０  冷却剤貯蔵器
１４５  傾斜側
１５０  冷却フィン
１５５  非傾斜側
１６０  保持キャップ
１７０  電極
１８０  トーチ先端領域
１８５  プラズマ出口開口
１９０  長手方向寸法
２００  プラズマ切断トーチ
２１０  上側部分
２１１  中心軸
２１５  下側部分
２２０  冷却剤貯蔵器
２３０  冷却フィン
２４０  電極
２４５  中心軸
２５０  トーチ先端領域
２５５  プラズマ出口開口
２６０  保持キャップ
３００  プラズマ切断トーチ
３１０  上側部分
３１１  第１の中心軸
３１２  第２の中心軸
３１５  下側部分
３２０  冷却剤貯蔵器
３３０  冷却フィン
３４０  電極
３４１  中心軸
３５０  トーチ先端領域
３５５  プラズマ出口開口
３６０  保持キャップ
４１０  ロボットアーム
４１５  クランプ機構
４２０  脚部
４３０  Ｉ字形ビーム
５００  プラズマ切断トーチ
５８０  トーチ先端領域
６００  同心プラズマ切断トーチ
６１０  Ｉ字形ビーム
８１０  トルクモータ装置
８２０  トルクモータ装置
８３０  トルクモータ装置
Δ１  距離
Δ２  距離
λ  長さ
α  角度
β  角度
【図１】
2018094631.tif 000003
【図２】
2018094631.tif 000004
【図３】
2018094631.tif 000005
【図４】
2018094631.tif 000006
【図５】
2018094631.tif 000007
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2018094631.tif 000009
【図７】
2018094631.tif 000010
【図８】
2018094631.tif 000011
【外国語明細書】
2018094631000001.pdf