(57)【要約】  消耗材マニホルドを有するトーチが、消耗材（１０６、１０８）を再供給する必要なく又は異なるトーチを使用する必要なく、複数の使用され得る消耗材（１０６、１０８）のうちの一つを作業のために被加工物（１１５）へ向かわせることができるシステムおよび方法を提供する。このトーチマニホルドは少なくとも二つの供給喉部を有し、これらの供給喉部が共通の主喉部へ供給し、そしてトーチ先端の喉部に接続して所望の消耗材（１０６、１０８）を送達する。
2017530009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消耗材送達トーチであって、
少なくとも第１および第２の消耗材入口喉部を有するマニホルド部であって、前記第１および第２の消耗材入口喉部は互いから分かれており、前記第１の入口喉部は第１の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成され、前記第２の入口喉部は第２の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成されており、前記マニホルド部は一つの出口喉部を有し、前記第１および第２の入口喉部のそれぞれが前記出口喉部に接続されたマニホルド部と、
前記マニホルド部に接続され接触先端喉部を有する接触先端であって、前記接触先端喉部への入口が前記マニホルド部の一つの出口喉部と一直線になっている接触先端とを備えており、
前記マニホルドの一つの出口喉部と前記接触先端喉部のそれぞれは、一度に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうち一つしか前記それぞれの喉部に存在できないように構成されている、消耗材送達トーチ。
【請求項２】
請求項１に記載の消耗材送達トーチであって、前記マニホルド部は、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つの前進を、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの他方が前記マニホルド部の前記一つの出口喉部に存在する場合に阻止する弁構成（４０１）をさらに備える、消耗材送達トーチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の消耗材送達トーチであって、前記第１の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部に存在するときは前記第２の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部へと前進するのを前記弁構成（４０１）が阻止し、前記第２の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部に存在するときは前記第１の消耗材が前記一つの出口喉部へと前進するのを前記弁構成（４０１）が阻止するように、前記弁構成（４０１）が前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のそれぞれによって制御され、さらに／または、
前記弁構成（４０１）は、所定の時間に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つしか前記一つの出口喉部へと前進できないようにコントローラによって制御される、消耗材送達トーチ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の消耗材送達トーチであって、前記マニホルド部は、誘電スペーサ（２０７）を介して前記接触先端に接続されている、消耗材送達トーチ。
【請求項５】
消耗材送達トーチ用のマニホルドであって、
少なくとも第１および第２の消耗材入口喉部を有するマニホルド本体部であって、前記第１および第２の消耗材入口喉部は互いから分かれており、前記第１の入口喉部は第１の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成され、前記第２の入口喉部は第２の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成されており、前記マニホルド部は一つの出口喉部を有し、前記第１および第２の入口喉部のそれぞれが前記出口喉部に接続されたマニホルド本体部を備えており、
前記一つの出口喉部は、一度に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つしか前記一つの出口喉部に存在できないように構成されている、消耗材送達トーチ用のマニホルド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の消耗材送達トーチまたはマニホルドであって、前記第１の入口喉部は、前記第２の入口喉部とは異なる直径を有する、消耗材送達トーチまたはマニホルド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の消耗材送達トーチまたはマニホルドであって、前記第１および第２の入口喉部のうち少なくとも一つは、それぞれ、前記第１および第２の入口喉部内の前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）の存在を検知するセンサを備える、消耗材送達トーチまたはマニホルド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の消耗材送達トーチまたはマニホルドであって、前記センサは、前記第１または第２の消耗材（１０６、１０８）と接触してその存在を検知する、消耗材送達トーチまたはマニホルド。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項に記載のマニホルドであって、前記マニホルド本体部は、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つの前進を、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの他方が前記マニホルド部の前記一つの出口喉部に存在する場合に阻止する弁構成（４０１）をさらに備える、マニホルド。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載のマニホルドであって、前記第１の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部に存在するときは前記第２の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部へと前進するのを前記弁構成が阻止し、前記第２の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部に存在するときは前記第１の消耗材（１０６、１０８）が前記一つの出口喉部へと前進するのを前記弁構成が阻止するように、前記弁構成（４０１）が前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のそれぞれによって制御される、マニホルド。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか一項に記載のマニホルドであって、前記弁構成（４０１）は、所定の時間に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つしか前記一つの出口喉部へと前進できないようにコントローラによって制御される、マニホルド。
【請求項１２】
消耗材送達システムであって、
消耗材送達トーチを備えており、前記トーチは、
少なくとも第１および第２の消耗材入口喉部を有するマニホルド部であって、前記第１および第２の消耗材入口喉部は互いから分かれており、前記第１の入口喉部は第１の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成され、前記第２の入口喉部は第２の消耗材（１０６、１０８）を受け取るように構成されており、前記マニホルド部は一つの出口喉部を有し、前記第１および第２の入口喉部のそれぞれが前記出口喉部に接続されたマニホルド部と、
前記マニホルド部に接続され接触先端喉部を有する接触先端であって、前記接触先端喉部への入口が前記マニホルド部の一つの出口喉部と一直線になっている接触先端とを備えており、
前記マニホルドの一つの出口喉部と前記接触先端喉部のそれぞれは、一度に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうち一つしか前記それぞれの喉部に存在できないように構成されており、
消耗材送達システムは、さらに、
前記マニホルド部に前記第１の消耗材を向かわせる第１のワイヤ供給システムと、
前記マニホルド部に前記第２の消耗材を向かわせる第２のワイヤ供給システムと、
いかなる所定の時間にも、前記一つの出口喉部において前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つしか存在しないように、前記第１および前記第２のワイヤ供給システムそれぞれを制御するコントローラとを備える、消耗材送達システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記第１および第２の入口喉部のうち少なくとも一つは、それぞれ、前記第１および第２の入口喉部内の前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）の存在を検知するセンサを備える、システム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のシステムであって、前記マニホルド部は、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つの前進を、前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの他方が前記マニホルド部の前記一つの出口喉部に存在する場合に阻止する弁構成（４０１）をさらに備える、システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のシステムであって、前記弁構成（４０１）は、所定の時間に前記第１および第２の消耗材（１０６、１０８）のうちの一つしか前記一つの出口喉部へと前進できないように前記コントローラによって制御される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の消耗材送達トーチと、請求項５に記載の消耗材送達トーチ用のマニホルドと、請求項１２に記載の消耗材送達システムとに関する。本発明のシステムおよび方法は、溶接と、接合と、ろう付けと、被覆とに関し、より具体的には、溶接、接合、ろう付け、および被覆作業に使用できる多消耗材トーチ先端に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接、接合、ろう付け、および／または被覆が予定される被加工物の多くでは、異なる物理的または化学的特性を有する複数の消耗材の使用が必要となることが多い。例えば、ある適用例では、第１の溶接パスでは第１の消耗材が必要となり、同じ溶接の第２のパスでは第２の消耗材が必要となるだろう。通常、このような状況では、各消耗材につき一つ、少なくとも２つの異なる溶接トーチが利用される。または、一つのトーチしか利用できない場合は、ユーザが消耗材を完全に入れ替えざるを得ないだろう。これは、追加費用および溶接作業の遅延という結果になり得るため、望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、既存、および提案済みの取り組みのさらなる制限や欠点は、このような取り組みと、本願の以降において各図面を参照して説明される本発明の実施形態との比較を通して、当業者には明らかとなるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
各制限および欠点を解消するために、請求項１に記載の消耗材送達トーチと、請求項５に記載の消耗材送達トーチ用のマニホルドと、請求項１２に記載の消耗材送達システムとを記載する。好適な実施形態は、各下位クレームの対象である。本発明の実施形態は、少なくとも第１及び第２の消耗材入口喉部を有するマニホルド部であって、第１及び第２の消耗材入口喉部が互いから分かれているマニホルド部を有する消耗材送達トーチを使用する装置および方法を備える。第１の入口喉部は第１の消耗材を受け取るように構成され、第２の入口喉部は第２の消耗材を受け取るように構成されている。マニホルド部は一つの出口喉部を有し、第１及び第２の入口喉部のそれぞれは出口喉部に接続されている。トーチは、マニホルド部に接続され接触先端喉部を有する接触先端を備え、接触先端喉部への入口は、マニホルド部の一つの出口喉部と一直線になっている。マニホルドの一つの出口喉部と接触先端喉部のそれぞれは、一度に第１及び第２の消耗材のうちの一つのみがそれぞれの喉部に存在できるように構成されている。
【０００５】
本発明の上記各態様および／またはその他の態様は、以下の各添付図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態を詳細に説明することによって、さらに明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態を使用する例示的なシステムを示す図表示である。
【図２】図２は、使用時における本発明の多ワイヤトーチの例示的な実施形態を示す図表示である。
【図３】図３は、本発明の多ワイヤトーチの例示的な実施形態の断面を示す図表示である。
【図４】図４Ａおよび４Ｂは、本発明の多ワイヤトーチのさらなる例示的な実施形態を示す図表示である。
【図５】図５は、本発明の多ワイヤトーチのさらなる例示的な実施形態を示す図表示である。
【図６】図６は、本発明の実施形態を採用するシステムの動作のためのフローチャートを示す図表示である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここで、本発明の例示的な実施形態を、添付の各図面を参照して以下に説明する。以下に示す例示的な各実施形態は、本発明の理解を補助することを意図しており、本発明の範囲をいか様にも限定することを意図するものではない。本開示を通して、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態を使用する例示的なシステム１００を示す。なお、以下の説明のために、本システムを、アーク溶接電源１０１を使用するアーク溶接システムとして記載する点に留意されたい。しかし、例示的な実施形態は、アーク溶接システムでの使用に限定されない。本発明の実施形態は、表面または被加工物にワイヤ消耗材の配置を必要とする多数のシステムと共に使用できる。例えば、本発明の実施形態は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、アーク溶接、エレクトロスラグ溶接、被覆、接合、ホットワイヤ、およびその他の処理の各製造システムと共に使用できる。アーク溶接システムは、例として、ガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）、サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）、またはフラックスコアードアーク溶接（ＦＣＡＷ）型のものとすることができる。また、本発明の例示的な実施形態は、自動、ロボット式、半自動、および手動の各システムで使用できる。上述の通り、本開示に記載の例示的な各実施形態は、例としてアーク溶接システムを使用するが、これは、本発明をいか様にも限定することを意図するものではない。
【０００９】
システム１００は、公知の構造と動作を有する電源１０１を使用する。図１に示すシステムでは、電源１０１は公知の種類のアーク溶接電源である。このような電源の構造と動作は公知なので、その詳細を本開示で説明する必要はない。電源１０１には、システム１００およびその各構成要素のためにコントローラ機能を提供するシステムコントローラ１０３が接続されている。コントローラ１０３は、電源１０１の外部に配置されるように図示されているが、本発明の例示的な実施形態では、コントローラ１０３を電源１０３の内部に配置することができる点に留意されたい。コントローラ１０３としては、システム１００およびその各構成要素を制御できる、いかなる種類のコンピュータまたはマイクロコンピュータでも使用できる。このようなコントローラ１０３は一般的には公知なので、本開示で詳細に説明する必要はない。
【００１０】
本発明の実施形態は複数の消耗材の使用を容易に可能とするものなので、システム１００もまた、二つのワイヤ供給機１０５および１０７を有するように図示されている。ただし、例示的な実施形態では、さらなるワイヤ供給機またはワイヤ供給源を使用することができる点に留意されたい。さらに、一つの二重供給用ワイヤ供給機を利用することもできる。システム１００が別体のワイヤ供給装置を使用することは必須ではない。二重供給用ワイヤ供給機は一般的には公知なので、本開示で詳細に説明する必要はない。システム１００では、ワイヤ供給機１０５および１０７が、ワイヤ供給機１０５および１０７の動作を制御する電源１０１と接続されているよう図示されている。しかし、他の実施形態では、ワイヤ供給機１０５および１０７をコントローラ１０３で制御し、コントローラ１０３に通信可能に接続することができる。各ワイヤ供給機１０５／１０７は、それぞれ消耗材１０６および１０８を作業に供給する。消耗材としては、溶接電極、ろう付けワイヤ、被覆ワイヤ等、いかなる種類のワイヤ消耗材でも使用できる。消耗材１０６および１０８は、所望の作業のために、必要に応じて異なる物理的性質（例えば、直径等）および／または異なる化学的性質を有することができる。例えば、ある溶接の適用例では、軟鋼とステンレス鋼消耗材との両方を使用する必要がある可能性がある。また、ある実施形態では、異なる直径の消耗材を収容するために、それぞれの喉部２１３、２１４が異なる直径を有することができる。当然のことながら、喉部２１５および２０５は、収容する消耗材の最大直径に適した直径を有する必要がある。本発明の実施形態は、所定の動作に対して、複数の消耗材の容易な使用を可能にする。
【００１１】
図１にも示す通り、システム１００は運動制御装置１９０を有しており、運動制御装置１９０はロボット等とすることができる。運動制御装置１９０は、被加工物１１５および／またはトーチ２００を移動させて所望の動作を促進できる。ロボット等の運動制御装置１９０は一般的には公知なので、本開示で詳細に説明する必要はない。
【００１２】
例示的なシステム１００はまた、２つの気体源１１１および１１３を有するように図示されており、気体源１１１および１１３は作業に対して異なる気体または気体組成を提供する。例えば、システム１００がＧＭＡＷ型の溶接システムであれば、シールドガスが使用される。消耗材１０６および１０８は、異なる組成を持つ異なる消耗材とすることができるので、２種類の異なるシールドガスを使用する必要がある場合がある。例えば、第１の消耗材１０６を用いた溶接には第１のシールドガスが必要であり、第２の消耗材１０８を用いた溶接には第２のシールドガスが必要である場合がある。よって、気体を作業に送達できるように気体をトーチ２００に向かわせる気体流マニホルド１０９に、気体源１１１および１１３は接続されている。図示の通り、マニホルド１０９は、適切な時間に適切な気体が作業に向かうようコントローラ１０３が気体の流れを制御できるように、コントローラ１０３によって制御されるソレノイド駆動のマニホルドとすることができる。
【００１３】
トーチ２００は、必要に応じて消耗材１０６／１０８および気体を作業に向かわせる。以下、トーチ２００の例示的な実施形態の側面を、図２〜図４を参照して説明する。
【００１４】
ここで図２を参照すると、消耗材１０８と被加工物１１５との間にアークＡが生成される溶接作業中のトーチの図式的な断面が示されている。全般的に、トーチ２００の実施形態は、消耗材および／またはシールドガスを被加工物に送達するのに使用される公知のトーチと同様に構成され動作する。以下に説明する各細部を除いては、動作および構造の大部分は公知のトーチと同様である。トーチ２００は、シールドガスＧ等の気体を作業領域に向かわせるノズル２０１を有している。ノズル２０１は、適切な気体の送達を提供する公知のノズル構造と同様に構成することができる。ノズル内部にはトーチ先端２０３が配置されている。トーチ先端２０３は電源１０１に電気的に接続されており、電流はトーチ先端２０３の喉部２０５を通過するので、トーチ先端を通して電流を消耗材１０６／１０８に供給できる。ある適用例では、先端２０３は、単に消耗材１０６／１０８を作業に送達するために使用され、電流を先端２０３に供給する必要がない場合がある。このような作業としては、ＧＴＡＷを含むことができる。いずれにしても、先端２０３は公知の先端構造と同様に構成することができる。例えば、先端は、銅から形成され、消耗材１０６／１０８が被加工物に送達されるよう通過する一つの喉部２０５を有することができる。先端２０３の上流端には、多ワイヤ先端マニホルド２０７が接続されている。
【００１５】
マニホルド２０７は、消耗材１０６／１０８が先端２０３に入るために通過する共通喉部２１５を有している。つまり、マニホルド２０７の喉部２１５は、消耗材が容易にマニホルド２１５から先端２０３へと通過できるように、先端２０３の喉部２０５と一致している。マニホルド２０７はまた、互いにおよび喉部２１５に接続する少なくとも２つの供給用喉部２１３および２１４を有している。マニホルド２０７の外表面には、ワイヤ送達ケーブル２０６および２０８が接続された、少なくとも２つのコネクタ２１６および２１８が配備されている。消耗材１０６および１０８は、ケーブル２０６／２０８を通過してマニホルド２０７に送達される。しかし、図示の通り、どの時点においても、一度に消耗材１０６／１０８のうちの一つしか、共通喉部２１５を通過し先端２０３に配給されない。ただし、開示の各実施形態では２つの消耗材１０６／１０８しか図示されていないが、本発明のその他の実施形態では、２つより多い消耗材の使用が可能である点に留意されたい。つまり、３つ以上の消耗材が、それぞれ共通喉部２１５に接続する自身の供給用喉部を有してマニホルド２０７に向かうことができる。先端およびマニホルドのさらなる説明を以下に記載する。
【００１６】
図３は、本発明の例示的な実施形態の断面を示す。図示の通り、マニホルド２０７は、先端２０３に接続できるように、マニホルド２０７の遠位端に接続部２２０を有している。図示の実施形態では、接続をねじ式接続とすることができる。しかし、圧入など、他の接続方法を採用することもできる。さらに、他の例示的な実施形態では、先端とマニホルドとを一体的に形成した構成とすることができ、図示したように個別の構成要素として形成しなくてもよい。さらに、マニホルドは全体として一体的に形成された構成要素として図示されているが、他の実施形態では、２つの半部等、複数の構成要素からマニホルド２０７を形成することができる。つまり、別の構成要素としてマニホルド２０７を製造し、その後ボルトや留め具等で互いに固定する方が容易である場合がある。このような構成は本発明の趣旨または範囲から逸脱しない。
【００１７】
図３に示すように、ある例示的な実施形態では、マニホルドは、それぞれの供給用喉部２１３および２１４における消耗材１０６および１０８の存在を検知するのに使用されるセンサ３１３および３１４を備えている。センサは、コントローラ１０３がそれぞれの喉部内に消耗材が存在するか否かを判定できるように、システム１００のコントローラに電気的に接続されている。これによって、コントローラ１０３は、いかなる時も、一度に一つの消耗材のみが先端を通る状態を確実に維持できる。この動作は、以下でさらに詳細に説明する。センサ３１３／３１４としては、供給用喉部２１３／２１４における消耗材の存在を検知できるいかなる種類のセンサでも使用できる。図３のセンサは、圧力スイッチ等、それぞれの消耗材１０６／１０８と接触してそれぞれの喉部内に消耗材１０６／１０８が存在するか否かを判定する、接触型センサである。しかし、接触型スイッチが使用される限りは、これらセンサは、マニホルドを通過する消耗材の動きに実質的に干渉しないような種類のものである必要がある。その他の例示的な実施形態では、各センサは、光学式や磁気式等、他の種類のセンサとすることができる。いずれにしても、センサ３１３／３１４は、消耗材の存在を検知する、および／または、消耗材がスイッチ３１３／３１４の上流側の位置へ後退したときを検知することができる種類のものである必要がある。
【００１８】
図４Ａは、本発明の他の例示的な実施形態を示しており、この実施形態では、マニホルド２０７が、供給用喉部２１３／２１４が合流して主喉部２１５を形成する付近の位置においてマニホルド２０７に枢軸可能に接続された弁構成４０１を備えている。この弁構成４０１は、いかなる所望の形状または構成でも有することができ、また、弁構成４０１が各喉部内部で枢動できればいかなる形態でもマニホルドへ取り付けることができる。弁構成４０１は、供給用喉部のうち他方の喉部について、別の供給用喉部からの消耗材が存在しており主喉部２１５に位置しているときは、この他方の喉部を閉塞するような構造を有している。例えば、図４Ａに示すように、消耗材１０８が主喉部２１５と先端２０７とに挿入されている。このため、弁構成４０１が付勢されて供給用喉部を主喉部２１５から閉鎖される。よって、消耗材１０６は、主喉部２１５から物理的に遮断され、たとえ消耗材１０６が誤って前進してしまっても、消耗材１０８が十分に退出するようになるまで主喉部から物理的に遮断されるようになる。弁構成４０１は、主喉部を物理的に閉鎖して消耗材の誤った挿入を防止するために十分に頑丈である必要があるが、一方で消耗材の適切な前進に干渉しない形状と構造も持つ必要があり、この条件を満たさないと消耗材の表面を傷付けるまたは引っ掻くことになる。例えば、弁構成４０１は、硬質なプラスチック素材から形成することができる。さらに、ある実施形態では、弁構成４０１の動きを各消耗材によって促進できる（つまり、受動制御）一方、別の例示的な実施形態では、弁４０１をソレノイド、アクチュエータ、または同種の運動制御機構によって制御できる。受動システムでは、供給用喉部から主喉部への消耗材の単純な動きによって弁４０１が移動し他の供給用経路を閉塞することになる一方、アクチュエータが使用される実施形態では、コントローラ１０３が弁４０１の動作を制御し、センサ３１３／３１４からの情報を使用して弁の制御に役立たせることができる。
【００１９】
さらなる例示的な実施形態では、図４Ｂに全体的に示されるように、弁４０１は、供給用喉部２１３／２１４のそれぞれの内側表面にある２つの電気接点４０３のうちの一つと係合するスイッチの接点として作用でき、これに基づいて回路経路が閉じられコントローラ１０３がそれぞれの消耗材ごとの状態を判定できるようになる。例えば、図４に示すように消耗材１０８がトーチ２００内に完全に挿入されると、弁４０１の遠位端が供給用喉部２１３の内側表面にある接点部４０３と接触し、これによって消耗材１０８がトーチ２００を貫通して供給されており消耗材１０６は十分に後退していることがコントローラ１０３に示される。消耗材１０６が主喉部２１５に挿入され消耗材１０８が後退していたら、同じ制御方法が当てはまっただろう。さらなる実施形態では、弁４０１が制御回路を開放するようにいずれの側壁にも全く接触しない中立位置を有することができる。これは、コントローラにとって、弁４０１がいずれの側壁とも係合せず、よっていずれの消耗材も主喉部２１５に挿入されていないことを示すので、コントローラ１０３は、他の電極を後退させる必要無く所望の電極を前進させることができるようになる。ただし、本発明の実施形態は供給用喉部２１３／２１４の空洞内に各接点４０３を有する構成に限定されず、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、これらの接点を主喉部２１５のそれぞれの側壁に配置することもできる点に留意されたい。
【００２０】
図５は本発明の別の実施形態を示しており、この実施形態では、誘電スペーサ２０７’がマニホルド２０７と先端２０３との間に配置されている。スペーサ２０７’は、絶縁が望ましいトーチ構成に対して、先端２０３とマニホルド２０７とを電気的に絶縁するために使用される。さらに、他の例示的な実施形態では、マニホルド２０７自身を誘電素材から形成することができる。図５の実施形態では、マニホルド２０７が誘電スペーサ２０７’に圧入されており、そして誘電スペーサ２０７’が遠位ねじ部２２０を介して先端２０３に固定されている。
【００２１】
図６は、本発明の例示的な実施形態に従ったシステム１００の動作のためのフローチャートを示す。この動作は、コントローラ１０３、または、ワイヤ供給機１０５／１０７および／またはシステム１００の動作を制御するのに使用される他のいかなる制御システムまたは装置によっても実行可能である。さらに、図６のフローチャートは、例示的なシステム１００が操作される可能性のある一例を示すものであり、他の制御方法を本発明の範囲または趣旨から逸脱せずに使用できる。
【００２２】
所望の作業を開始するときには、ユーザ、コントローラ、またはコントロールシステムのいずれかが、選択された作業のための所望の消耗材（ステップ６０１）を決定することになる。例えば、ユーザまたはロボット式制御システムどちらかが、第１の消耗材（例えば、軟鋼等）を使用すると決定することになる。すると、コントローラ１０３は、所望の消耗材がトーチ２００を通って前進しているか否かを判定することになる（ステップ６０３）。これは、上述したセンサの使用を含め、多くの方法で実行できる。これは、前回の作業からのデータを用いてコントローラ１０３によって判定することもできる。つまり、所望の消耗材が前回の作業から使用された直前の消耗材であった場合、コントローラ１０３は、必要に応じて所望の消耗材がトーチ２００内部に残存していると判定できる。図示はしないが、当然のことながら、コントローラ１０３は、所定の作業のために所望の消耗材が所望の距離だけ先端２０３を超えて確実に伸長するように、どのような公知の制御方法でも使用できる。図示の通り、所望の消耗材がトーチ２００を通って前進している場合、ステップ６１０で所望の通り処理を開始できる。しかし、所望の消耗材が前進していない場合は、他の消耗材が前進しているまたはトーチ２００内に存在しているか否かが判定される（ステップ６０５）。（例えば、上述したセンサを介して）他の消耗材がトーチ２００内に存在していると検知されない場合、コントローラ１０３は、所望の消耗材を所望の分だけ突き出るように前進させることになり、そして処理を開始できる（ステップ６１０）。
【００２３】
しかし、他の消耗材が前進している場合、またはその他の状態でトーチ２００（または主喉部２１５）内に存在することが検知された場合、コントローラ１０３は、その消耗材を後退させることになる（ステップ６０９）。そして、コントローラ１０３は、適切なワイヤ供給機に当該他の消耗材を後退させ、当該他の消耗材が十分に退出した（例えば、もはやセンサで感知されなくなった）と判定されるまで、その存在を検知し続けることになる（ステップ６１１）。当該他の消耗材が後退すると、その後適切な消耗材が前進することになり（６０７）、処理を開始できる（６１０）。
【００２４】
本発明を、その例示的な実施形態を参照して具体的に図示し説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。これらの実施形態において、以下の請求項で規定される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに形状や詳細の様々な変更がなされ得ることは、当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００２５】
１００  システム
１０１  電源
１０３  コントローラ
１０５  ワイヤ供給機
１０６  消耗材
１０７  ワイヤ供給機
１０８  消耗材
１０９  気体流マニホルド
１１１  気体源
１１３  気体源
１１５  被加工物
１９０  運動制御装置
２００  トーチ
２０１  ノズル
２０３  トーチ先端
２０５  喉部
２０６  ワイヤ送達ケーブル
２０７  マニホルド
２０７’  誘電スペーサ
２０８  ワイヤ送達ケーブル
２１３  喉部
２１４  喉部
２１５  喉部
２１６  コネクタ
２１８  コネクタ
２２０  コネクタ部
３１３  センサ
３１４  センサ
４０１  弁構成
４０３  電気接点
６０１  ステップ
６０３  ステップ
６０７  ステップ
６０５  ステップ
６０９  ステップ
６１０  ステップ
６１１  ステップ
Ａ  アーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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