用于切割高质量内部结构和轮廓的方法和装置的利记博彩app

专利名称：用于切割高质量内部结构和轮廓的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明总地涉及等离子弧切割焊炬系统。更具体地说，本发明涉及用等离子焊炬 末端构造在工件内切割内部结构和轮廓的方法和装置。
背景技术：
等离子切割使用收缩电弧来将气流加热到等离子状态。来自高温等离子流的能量 将工件局部熔化。来自高温等离子流的能量将工件局部熔化。对于许多切割工艺来说，使 用二次气流(也称为屏蔽气流或屏蔽流)来保护焊炬并辅助切割工艺。高温等离子流和屏 蔽流的动量帮助去除熔化的材料，在工件上留下称为切痕(割痕)的沟槽。等离子焊炬与工件之间的相对运动使该过程能够用于有效地切割工件。屏蔽气体 与等离子气体和工件表面相互作用，且在切割工艺中是很关键的。在喷嘴孔的下游，等离子 气流和屏蔽气流接触，以能够进行热量和质量传递。图1是已知自动等离子焊炬系统的示意图。自动焊炬系统10可包括切割台22 和焊炬24。可用于自动系统中的焊炬的实例是由新罕布什尔州汉诺威的人工发热器公司 (Hypertherm, Inc.)制造的HPR260自动气体系统。焊炬高度控制器18可安装到台架26。 自动系统10也可包括驱动系统20。焊炬由电源14供电。等离子弧焊炬系统还可包括可用 于调节/构造气体成分(例如用于屏蔽气体和等离子气体的气体类型)和用于等离子弧焊 炬的气体流率的气体控制台16。自动焊炬系统10还可包括计算机数字控制器12 (CNC)，例 如新罕布什尔州汉诺威的人工发热器公司(Hypertherm，Inc.)制造的人工发热器自动旅 行者(Hypertherm Automation Voyager)。CNC12可包括显示屏13，该显示屏13由焊炬操 作者用来输入和读取信息，CNC12使用这些信息来确定运行参数。在某些实施例中，运行参 数可包括切割速度、焊炬高度以及等离子和屏蔽气体成分。显示屏13还可由操作者用来手 动输入运行参数。焊炬24也可包括焊炬本体(未示出)和安装到焊炬本体前端的焊炬耗 材。可在转让给人工发热器公司(Hypertherm，Inc.)的美国专利公开第2006/0108333号 中发现CNC12构造的进一步讨论，该专利的内容全部以参见的方式纳入本文。图2是已知等离子弧焊炬末端构造的剖视图，包括耗材部件和气流。电极27、喷嘴 28和屏蔽件29嵌在一起，使得等离子气体30在电极外部与喷嘴的内表面之间流动。在电 极27与喷嘴28之间限定等离子腔32。在等离子腔32内形成等离子弧31。等离子弧31 通过喷嘴前端内的等离子喷嘴孔33排出焊炬末端来切割工件37。屏蔽气体34在喷嘴的外 表面与屏蔽件的内表面之间流动。屏蔽气体34通过屏蔽件前端的屏蔽气体排出孔35排出 焊炬末端，并可构造成围绕等离子弧。在某些情况下，屏蔽气体还通过设置在屏蔽件29内 的放气孔36排出焊炬末端。屏蔽气流的一部分可随着等离子气体进入切痕并形成切割弧 与工件表面37之间的边界层。该边界层的成分影响从切割弧到工件表面的热传递和在工 件表面处发生的化学反应。等离子焊炬耗材的实例是由新罕布什尔州汉诺威的人工发热器 公司(Hypertherm，Inc.)制造的用于HPR130系统的耗材部件，该系统用于用80安培的电 流来切割低碳钢。喷嘴28可以是通气喷嘴，(例如包括内部和外部喷嘴件和形成在内部与 外部喷嘴件之间的旁通通道以将旁通流导向大气)，如授予Couch等人的题为“用于等离子弧焊炬的喷嘴和操作方法(Nozzle And Method of Operation For A Plasma Arc Torch) ” 的美国专利第5，317，126号中描述的那样，该专利由本申请的受让人所有，且其全部内容 以参见的方式纳入本文。由等离子弧焊炬使用已知方法切割的内部结构(例如，孔结构，大致圆形孔、狭槽 等)会形成例如突起、凹坑、“斜面”或“锥形”之类的缺陷。斜面或锥形是工件底侧的结构 大小小于板顶侧的结构尺寸的情况。例如，工件顶部处内部结构(例如孔/孔结构)的直径 应当切割成与穿过内部结构的螺栓的大小相匹配。如果孔结构具有诸如突起、凹坑、斜面或 锥形之类的缺陷，则孔结构上的这些缺陷可使孔结构直径从工件顶部到工件底部变化。这 种缺陷会阻碍螺栓穿过工件底部。需要诸如铰孔或钻孔之类的二次工艺来扩大工件底部处 螺栓孔结构的直径。确保孔切割质量的现有方法会是耗时的，需要提出在单个工件上切割 孔和轮廓的更有效的方法。在等离子切割工艺中可使用多种气体混合物用作等离子气体和屏蔽气体。例如， 对于低碳钢的加工，使用氧气作为等离子气体，使用空气作为屏蔽气体。某些低电流工艺 (例如小于65A)用氧气既作为等离子气体又作为屏蔽气体来切割薄型材料(例如小于10 号的工件)。由于能够以高速切割形成具有高质量和最少废料的大部件，氧气等离子气体/ 空气屏蔽气体组合在弧电流超过50安培以上时对低碳钢是通用的。这种切割工艺具有某 些缺点。例如，尽管氧气等离子气体/空气屏蔽气体构造可干净地切割具有直边缘(例如 轮廓)的较大部分，但这种气体组合不能切割高质量孔结构。而是，用氧气等离子气体和空 气屏蔽气体切割的孔结构具有大致斜面或“锥形”。传统上，为了纠正孔结构内在切口的引入段过渡到切口周界段处的诸如“突 起”(例如多余材料)的缺陷，在切割之后在弧留周界段上，以通过切割不合要求的多余材 料来“清理”由引入段留下的缺陷。该工艺称为“过度燃烧”。但是，过度燃烧会导致去除太 多材料，留下甚至更大的缺陷(例如代替突起而留下凹坑)。

发明内容
本发明对于使用等离子弧焊炬从工件切割的小内部部件结构(例如孔结构)很大 地改进了切割质量，同时保持对大结构或轮廓的生产率和切割质量。使用等离子弧焊炬使 用已知切割方法切割的孔结构(例如孔)可导致诸如突起(例如，切割的材料不足，留下多 余的材料的位置)、凹坑(例如切去太多材料的位置)、斜面和/或锥形的缺陷，这会妨碍例 如螺栓穿过工件底部。可操纵切割参数(例如气体成分、切割速度、切割电流等)来改进小 内部部件结构的切割质量，同时仍然保持对于大结构或轮廓的质量。屏蔽气体成分可影响 所进行孔切割的边缘的锥度、斜度。例如，在使用单一等离子焊炬耗材构造时，在切割轮廓 时可使用第一屏蔽气体成分，在单个工件上切割一个或多个孔或小内部结构时可使用第二 不同的屏蔽气体成分。切口的“引入段”的切割速度会影响孔结构的切割质量。对切口的引入段使用与 切口的其余部分相同的速度可在切口的引入段过渡到周界段处产生诸如突起之类的缺陷。 如上所述，传统上“过度燃烧”工艺可用于去除过多的材料；但是，过度燃烧工艺会去除太多 的材料，留下诸如凹坑之类的缺陷。使用低N2气体成分(例如O2等离子气体和O2屏蔽气 体的气体成分)也可用于切割小内部结构来帮助使斜度和/或锥度最小。使用例如空气切割工件不像使用O2气体进行切割那样对缺陷敏感。使用O2等离子气体和O2屏蔽气体可在 孔结构上进一步放大诸如突起和/或凹坑之类的缺陷。通过在单个工件上切割孔时和切割 轮廓时改变屏蔽气体成分，不再需要二次处理。尽管激光切割系统会产生高质量切口，但等 离子弧焊炬系统对切割内部结构(例如孔结构)提供一种低成本替代方式。一方面，本发明主要是使用等离子弧焊炬系统切割多个孔结构的自动方法，该自 动方法在计算机数字控制器上实施。该自动方法可包括以下步骤a)根据孔结构的直径使 用引入段命令速度切割孔结构的引入段，以及b)使用大于孔结构的相应引入段命令速度 的周界段命令速度切割孔结构的周界段。自动方法还可包括步骤c)对具有相同直径或不 同直径的每个另外孔结构重复步骤a)和b)。在某些实施例中，自动方法可包括使用二次气体成分切割轮廓，二次气体成分具 有比用于切割多个孔结构的二次气体成分高的氮气含量。另一方面，本发明的特点还在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割多个孔结构的 自动方法，每个孔结构包括引入段部分、孔周界段部分以及引出段部分。该方法可包括通过 使用第一命令速度切割第一引入段而在工件上切割具有第一直径的第一孔结构，并在切割 第一引入段之后将命令速度从第一命令速度增加到第二速度来切割第一孔周界段的至少 一部分。该方法还可包括通过使用第三命令速度切割第二引入段在工件上切割具有比第一 直径大的第二直径的第二孔结构，第三命令速度大于第一命令速度，并在切割第二引入段 之后将命令速度从第三命令速度增加到第四命令速度来切割第二孔周界段的至少一部分。在某些实施例中，第四命令速度和第二命令速度大致相等。该自动方法还可包括 以下步骤使用第一二次气流在工件上切割第一孔结构，使用第二二次气流在工件上切割 第二孔结构，以及使用比第一二次气流或第二二次气流氮气含量高的第三二次气流在工件 上切割轮廓。在某些实施例中，第一二次气流和第二二次气流具有大致相同的气体成分。在另一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割多个孔结构的 自动方法。该自动方法可包括通过启动具有第一气体成分的二次气流使用第一自动工艺切 割具有第一直径的第一孔结构并用第一组切割参数切割第一孔结构。该自动方法也可包 括通过启动具有第二气体成分的二次气流使用第二自动工艺切割具有比第一直径大的第 二直径的第二孔结构，并用第二组切割参数切割第二孔结构，其中第二组切割参数中的至 少一个参数不同于第一组切割参数。该自动方法还可包括通过启动具有第三气体成分的二 次气流使用第三自动工艺切割轮廓，第三气体成分具有比第一和第二气体成分高的氮气含 量，并用第三组切割参数切割轮廓，其中第三组切割参数中的至少一个参数不同于第一或 第二组切割参数。第一组切割参数可包括第一引入段命令速度、第一周界段命令速度和第一气体成 分。第二组切割参数可包括第二引入段命令速度、第二周界段命令速度和第二气体成分。第 三组切割参数可包括轮廓命令速度和第三气体成分。轮廓命令速度可大于第一引入段命令 速度、第一周界段命令速度、第二引入段命令速度和第二周界段命令速度。第一气体成分和 第二气体成分可大致相同(例如相同)。另一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割至少第一孔结构 和第二孔结构的自动方法，第二孔结构大于第一孔结构。该方法可包括将等离子弧焊炬移 动到第一位置并通过将切割速度逐渐增加到第一引入段切割速度来切割第二引入段而在工件上切割第一孔结构，在第一引入段之后增加切割速度来切割第一周界段，在第一周界 段的内切痕边缘与第一引入段的外切痕边缘大致相交之后启动电流的逐渐减小，并保持或 增加切割速度直到切割电流熄灭为止，切割电流在第一引入段的外切痕边缘与第一周界段 的外切痕边缘大致接合处或附近熄灭。该方法还可包括将等离子弧焊炬移动到第二位置并 通过将切割速度逐渐增加到第二引入段切割速度来切割第二引入段而在工件上切割第二 孔结构，第二引入段速度大于第一引入段速度，在第二引入段之后增加切割速度来切割第 二周界段，在第二周界段的内切痕边缘与第二引入段的外切痕边缘大致相交之后启动电流 的逐渐减小，并保持或增加切割速度直到切割电流熄灭为止，切割电流在第二引入段的外 切痕边缘与第二周界段的外切痕边缘接合处或附近熄灭。在某些实施例中，在切割第一孔结构或第二孔结构的同时在基于第一孔结构或第 二孔结构直径的某一点处可以启动电流的逐渐减小。另一方面，本发明的特征在于一种等离子弧焊炬系统，该系统构造成在不同厚度 的多个工件上切割不同大小的轮廓和多个孔结构。该系统可包括具有用于相应电流大小的 电极和喷嘴的等离子弧焊炬以及计算机数字控制器(CNC)。CNC可构造成从多个气体成分 中选择用于切割孔结构的第一二次气体成分和用于切割轮廓的第二二次气体成分。CNC还 可基于工件的材料厚度从多个周界段切割速度中选择周界段切割速度。CNC可基于所要切 割的孔结构的大小和工件的材料厚度从多个引入段速度中选择引入段速度，每个周界段切 割速度大于每个相应的弓I入段速度。弓I入段速度可与所要切割的孔结构的大小成比例。计算机数字控制器可构造成根 据电流大小从多个负时间偏移值选择负时间偏移值。负时间偏移值可基于所要切割的孔结 构的大小或电流大小。在又一方面，本发明的特征是一种有形地嵌入信息载体内并可在计算机数字控制 器上运行的计算机可读产品，用于用等离子弧焊炬系统在工件上切割多个孔结构。计算机 可读产品可包括可操作的指令以使计算机数字控制器选择具有比空气氮气含量低的屏蔽 气体成分，建立用于所要切割孔结构的引入段切割速度，该引入段切割速度是所要切割孔 结构的直径的函数，建立用于所要切割孔结构的周界段切割速度，所述周界段切割速度大 于相应的引入段切割速度，并提供熄灭等离子弧的第一命令，该第一命令独立于第二命令 使等离子弧焊炬减速。周界段切割速度可基于工件的厚度。在另一方面，本发明的特征在于一种在工件上切割多个孔结构时用于控制等离子 弧焊炬的自动方法。该方法可包括建立第一命令以在沿切口的第一位置处熄灭等离子弧， 第一命令独立于第二命令来改变等离子弧焊炬的运动并建立与第一命令相关的负时间偏 移，第一命令确定在沿切口的第一位置之前的第二位置处启动电流的逐渐减小。第一位置可对应于孔结构的周界段的外切痕边缘与孔结构的引入段的外切痕边 缘之间相交处。改变等离子弧焊炬的运动可包括使等离子弧焊炬减速或加速。负时间偏移 可以是第一命令与启动电流的逐渐减小之间的延迟和启动电流的逐渐减小与等离子弧熄 灭之间的时间之和。在某些实施例中，可从切割表获取负时间偏移。负时间偏移可作为孔 结构的直径或电流大小的函数。在又一方面，本发明的特征在于一种建立用于用等离子弧焊炬切割具有多个孔直径的多个孔结构的切割参数的自动方法。该方法可包括建立第一位置，该第一位置对应于 沿每个孔结构的周界段的切口的外切痕边缘与沿每个孔结构的引入段的切口的外切痕边 缘大致接合的位置。该方法还可包括基于正在切割的孔结构的孔直径或切割电流大小建立 第一位置之前的第二位置，并在该第二位置处启动等离子弧的终止，使得等离子弧在等离 子弧达到第一位置时基本上熄灭。在某些实施例中，在给定厚度的工件上切割多个孔结构，且对于多个孔结构，由等 离子弧焊炬从第二位置到第一位置行进的距离大致类似。该自动方法还可包括根据正在切 割的孔结构的孔直径确定负时间偏移，该负时间偏移确定在第二位置处启动等离子弧的终 止。可使用用于等离子弧焊炬的一组耗材切割具有多个孔直径的多个孔结构(例如，切割 孔结构而不更换等离子焊炬内耗材的自动工艺)。在某些实施例中，将工件穿透来开始切割 每个孔结构。在一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割诸如孔结构的内 部结构的方法。可使用等离子弧焊炬用等离子切割系统来沿包括第一区域、第二区域和第 三区域的路径的一部分进行切割。该方法可包括使用来自第一切割参数组的至少一个切割 参数在第一区域内进行切割，第一切割参数组包括第一切割电流和/或建立第一焊炬速度 的第一命令速度。该方法还可包括使用来自第二切割参数组的至少一个切割参数在第二区 域内进行切割。第二切割参数组可与第一切割参数组不同(例如，该组中的至少一个参数 不同)，并可包括第二切割电流和/或建立第二焊炬速度的第二命令速度。该方法还可包括 使用来自第三切割参数组的至少一个切割参数在第三区域内进行切割。第三切割参数组可 与第一切割参数组或第二切割参数组不同，并可包括第三切割电流和/或建立第三焊炬速 度的第三命令速度。命令速度可以是焊炬/切割速度的设定值。焊炬速度可以是通过焊炬的加速或减 速来达到命令速度设定值的命令速度偏移以及等离子弧焊炬系统内在的低效/限制。在某些实施例中，第一区域对应于切口的引入段，第二区域对应于切口的周界段， 且第三区域对应于切口的切痕截断地带。孔结构可至少部分由第二区域内切口的外切痕边 缘和第三区域内切口的外切痕边缘的至少一部分限定。在第一区域内的切割可包括切割工 件上的半圆。第二命令速度可大于第一命令速度。在某些实施例中，在第三区域的至少一部分 期间第三切割电流小于第二切割电流。在一方面，本发明的特征在于一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域和 第二区域的路径的至少一部分切割诸如孔结构的内部结构的方法。该方法可包括以下步 骤启动等离子气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工件(例如，开始在 工件上切割内部结构)。该方法可包括使用建立第一焊炬速度的第一命令速度在第一区域 内进行切割和使用建立第二焊炬速度的第二命令速度在第二区域内进行切割。该第二命令 速度可大于第一命令速度。内部结构(例如孔结构)可以是大致圆形孔或狭槽。该路径可包括第三区域。第一区域可对应于切口的引入段，第二区域可对应于切 口的周界段，且第三区域可对应于切口的切痕截断地带。该方法还可包括在第三区域内逐 渐减小切割电流，使得切割电流在对应于第一区域、第二区域和第三区域大致相交处的第二区域的起点的位置处基本上达到零安培。以至少部分基于第三区域的起点与第二区域的 起点之间长度的速率逐渐减小切割电流。第一命令速度可至少部分基于孔结构的直径。可在切割电流达到大致零安培之后 减小焊炬速度。可在第三区域内使用第三命令速度来进行切割。第三命令速度可限定第三 焊炬速度。可在第三区域内由第三焊炬速度和逐渐减小时间(例如，电流基本上达到零安 培所需要的时间)确定的位置处启动逐渐减小切割电流。该方法可包括使用包括O2等离子气体和O2屏蔽气体的气流成分在第一区域或第 二区域内进行切割。在另一方面，本发明的特征在于一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区 域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分切割内部结构(例如孔结构)的方法。该方 法可包括以下步骤启动等离子气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工件 (例如，开始在工件上切割内部结构/孔结构)。该方法可包括在第一区域和第二区域内进 行切割。用于第二区域的切口的命令速度可不同于第一区域的切口的命令速度。该方法还 可包括在第三区域内减小切割电流，使得切割电流在第三区域内切口的外切痕边缘与第一 区域内切口的外切痕边缘大致相交的点大致达到零安培。该方法还可包括在切割电流已大 致达到零安培之后使等离子切割系统的焊炬速度减速。在某些实施例中，该方法可包括用大于第一区域内切口的命令速度的命令速度在 第二区域内进行切割。从孔结构中心到第二区域内切口的外切痕边缘的距离可大致类似于在第一区域 与第三区域相交处从孔结构中心到第三区域内切口的外切痕边缘的距离。孔结构可大致由 第二区域内切口的外切痕边缘和第三区域内切口的外切痕边缘的至少一部分限定。在某些 实施例中，第一区域对应于切口的引入段，第二区域对应于切口的周界段，且第三区域对应 于切口的切痕截断地带。在第一区域内切口的外切痕边缘与第三区域内切口的外切痕边缘大致相交的点 之后可使焊炬速度减速。焊炬速度可减速以在第一区域内切口的外切痕边缘与第三区域内 切口的外切痕边缘大致相交的点之后的预定距离处达到零。在某些实施例中，可在第三区域内逐渐减小切割电流，使得切割电流在第一区域 内切口的外切痕边缘与第三区域内切口的外切痕边缘大致相交的位置处大致达到零安培。在另一方面，本发明的特征在于一种沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路 径的至少一部分并使用等离子切割系统在工件上切割内部结构(例如孔结构)的方法。该 方法可包括以下步骤启动等离子气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工 件(例如，开始在工件上切割内部结构/孔结构)。该方法可包括用不同于切口的第一区域 的命令速度的命令速度在第二区域内进行切割。该方法还可包括在第三区域内逐渐减小切 割电流以去除剩余材料，使得第三区域内切口的外切痕边缘与第二区域内切口的外切痕边 缘大致对齐。该方法还可包括在切割电流已大致达到零安培之后使等离子切割系统的焊炬 速度减速。在某些实施例中，可在第三区域内逐渐减小切割电流，使得切割电流在第三区域 内切口的外切痕边缘与第一区域内切口的外切痕边缘大致相交的位置处大致达到零安培。 剩余材料可至少部分由第一区域内切口的外切痕边缘和第三区域内切口的外切痕边缘限定。在某些实施例中，可用大于切口的第二区域的命令速度的命令速度来切割第三区域。在又一方面，本发明的特征在于一种用等离子切割系统在工件上切割内部结构 (诸如孔结构)的方法，该方法减少孔结构上的缺陷。该方法可包括以下步骤启动等离子 气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并在切口起点处穿透工件(例如，以在工件 上切割内部结构/孔结构)。该方法还可包括相对于工件建立切割弧和切割速度并在孔切 割路径内第一点后将切割速度增加到第二切割速度。该方法还可包括在孔切割路径内第二 点之后逐渐减小切割电流而不减小切割速度。可保持第二切割速度直到切割电流大致达到 零安培为止。可在切割电流大致达到零安培之前将第二切割速度增加到第三切割速度。第一区域可限定切口的引入段，且第二区域可限定孔结构的周界段的至少一部 分。在某些实施例中，增加切割速度的步骤可包括用第一命令速度在孔切割路径的第 一区域内进行切割，用大于第一命令速度的第二命令速度在孔切割路径的第二区域内进行 切割。第一命令速度可基于孔结构的直径。在从孔切割路径上第二点之后可减小切割电流(例如启动逐渐减小切割电流)且 大致在孔切割路径上第一点附近可熄灭切割弧。在某些实施例中，焊炬可从孔切割路径上 第二点切割并返回到孔切割路径上的第一点以在工件上形成孔结构。在从孔切割路径上第 二点切割回到孔切割路径上第一点的同时，可逐渐减小切割电流。在另一方面，本发明的特征在于一种等离子切割系统，该系统用于沿包括第一区 域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分在工件上切割内部结构(例如孔结构)。等离 子弧焊炬系统可包括等离子焊炬，该等离子焊炬包括电极和喷嘴；向等离子焊炬提供切 割电流的引线；附连到等离子焊炬并移动等离子焊炬的台架；以及控制等离子弧焊炬在第 一区域、第二区域以及第三区域内的切割参数的计算机数字控制器。计算机数字控制器可 建立用于第一区域的第一命令速度和用于第二区域的第二命令速度。第一命令速度可至少 部分基于孔结构的直径。该第二命令速度可大于第一命令速度。计算机数字控制器也可建 立用于第三区域的第三切割电流。可逐渐减小第三切割电流，使得第三切割电流在第一区 域内切口的外切痕边缘与第三区域内切口的外切痕边缘大致相交处大致达到零安培。计算机数字控制器可包括查询表来确定等离子弧焊炬的切割参数。第三切割电流可逐渐减小来去除剩余材料(例如工件的剩余材料来完成切割孔 结构)，从而使第三区域内切口的外切痕边缘与第二区域内切口的外切痕边缘大致对齐。在又一方面，本发明的特征是一种用于等离子焊炬切割系统的有形地嵌入信息载 体内并可在计算机数字控制器上运行的计算机可读产品。计算机可读产品可包括可操作以 使计算机数字控制器选择用于沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分 在工件上切割内部结构(例如孔结构)的切割参数的指令。切割参数可包括至少部分地基 于孔结构直径的用于第一区域的第一命令速度以及用于切口的第二区域的第二命令速度。 该第二命令速度可大于第一命令速度。切割参数也可包括用于第三区域的第三切割电流， 其中第三切割电流逐渐减小以使第三切割电流在第一区域内切口的外切痕边缘与第三区 域内切口的外切痕边缘大致相交处大致达到零安培。第三切割电流可逐渐减小来去除剩余材料(例如工件的剩余材料来完成切割孔 结构)，从而使第三区域内切口的外切痕边缘与第二区域内切口的外切痕边缘大致对齐。
在另一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割内部结构(诸 如孔结构)以减少孔结构上缺陷的方法。等离子弧焊炬可沿包括第一区域、第二区域和第 三区域的路径的至少一部分进行切割。该方法可包括选择用于第三区域内的切割多个切割 电流中逐渐减小操作中的一个，其中多个切割电流中逐渐减小操作中的每个可以是孔结构 直径的函数。该方法还可包括当焊炬头从第三区域穿过到达第二区域内第一区域、第二区 域和第三区域大致相交的位置处时熄灭等离子切割电流。该方法还包括在第三区域内大致 保持或增加焊炬速度，直到焊炬头从第三区域穿过进入第二区域为止。在另一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割内部结构(诸 如孔结构)以减少孔结构上缺陷的方法。等离子弧焊炬可沿包括第一区域、第二区域和第 三区域的路径的至少一部分进行切割。该方法可包括以下步骤启动等离子气流、启动电流 来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工件(例如，启动在工件上切割内部结构/孔结构)。 该方法可包括沿路径的第一区域和第二区域进行切割。可在第三区域内第一点处启动切割 电流的逐渐减小，使得切割电流在第一区域、第二区域和第三区域大致相交的第二点处熄 灭。可基于切割电流的逐渐减小时间来确定第三区域内的第一点。该方法还可包括使等离 子弧焊炬减速，从而使焊炬速度在第二点后的预定距离处大致达到零的步骤。在某些实施例中，预定距离约为1/4英寸。在某些实施例中，预定距离是1/4英寸， 其中孔切割速度的上限约为55英寸/分钟且台子加速的下限约为5mG。在另一方面，本发明的特征在于一种用等离子切割系统沿路径的至少一部分在工 件上切割孔结构的方法。该路径可包括第一区域和第二区域。该方法可包括以下步骤启 动等离子气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工件(例如，开始在工件上 切割内部结构/孔结构)。该方法可包括使用第一命令速度(例如建立第一焊炬速度)在 第一区域内进行切割，其中第一命令速度是(例如为等离子弧焊炬系统编程的)加速曲线 的一部分。该方法可包括使用第二命令速度(例如建立第二焊炬速度)在第二区域内进行 切割，其中第二命令速度是加速曲线的一部分并还大于第一命令速度。在又一方面，本发明的特征在于一种用等离子切割系统沿路径的至少一部分在工 件上切割孔结构的方法。该路径可包括第一区域和第二区域。该方法可包括以下步骤启 动等离子气流、启动电流来点燃导向弧、将弧传递到工件并穿透工件(例如，开始在工件上 切割内部结构/孔结构)。该方法可包括以第一焊炬速度在第一区域和第二区域大致相交 处(例如在切口的引入段过渡到切口的周界段处)进行切割。该方法还可包括以第二焊炬 速度切割第二区域的至少一部分，其中第二焊炬速度大于第一焊炬速度。在一方面，本发明的特征在于一种用等离子焊炬在工件上切割孔和轮廓的方法。 在一实施例中，该方法包括等离子焊炬，该等离子焊炬包括限定等离子腔的喷嘴和电极；在 等离子腔内产生等离子弧。在一实施例中，等离子焊炬还包括用于为等离子弧焊炬提供屏 蔽气流的屏蔽气体供给管线，用于控制包括切割速度和屏蔽气体成分的切割参数的控制单 元。在一实施例中，该方法包括控制切割参数，使得当切割轮廓时，屏蔽气体包括第一屏蔽 气体成分，且当切割孔时，屏蔽气体包括第二屏蔽气体成分。在某些实施例中，第一屏蔽气 体成分不同于第二屏蔽气体成分。在又一方面，本发明的特征在于一种用于改进等离子焊炬切割操作中小内部结构 的切割特征的方法。在一实施例中，该方法包括以下步骤使用第二屏蔽气体成分切割小内部结构，小内部结构定位在工件的预期轮廓切口内，并使用第一屏蔽气体成分切割对应于 预期轮廓切口的轮廓。在又一方面，本发明的特征在于一种用等离子弧焊炬在工件上切割孔和轮廓的方 法。等离子弧焊炬可包括限定等离子腔的喷嘴和电极，使得在等离子腔内产生的等离子弧 可用于切割工件，等离子弧焊炬还包括将屏蔽气流输送到等离子焊炬的屏蔽气体供给管 线。在一实施例中，该方法包括在工件上切割孔的步骤，其中屏蔽气流包括第二屏蔽气体成 分，该第二屏蔽气体成分选择成大致消除孔边缘的斜度。在一实施例中，该方法还可包括以 下步骤切割轮廓，其中屏蔽气流包括第一屏蔽气体成分；以及控制第一屏蔽气体成分和 第二屏蔽气体成分，使得当切割孔时，第二屏蔽气体成分包括比第一屏蔽气体成分少的氮 气。在另一方面，本发明的特征在于使用等离子弧焊炬在工件上切割孔的另一方法。 该方法可包括等离子弧焊炬，该等离子弧焊炬包括高电流耗材，该高电流耗材包括限定等 离子腔的喷嘴和电极。在一实施例中，该方法还可包括以下步骤使用高于50安培的弧电 流在等离子腔内产生等离子弧；以及控制屏蔽气流的屏蔽气体成分，使得当正在切割孔时 屏蔽气体成分包括的氮气量使得基本上消除孔侧壁的任何可能的斜度。在一方面，本发明的特征在于一种用于在工件上切割孔和轮廓的等离子焊炬系 统。在一实施例中，等离子焊炬系统包括等离子焊炬末端构造，该等离子焊炬末端构造包括 限定等离子腔的喷嘴和电极，在等离子腔内产生等离子弧。在一实施例中，等离子焊炬系统 还包括用于为等离子焊炬末端提供屏蔽气流的屏蔽气体供给管线，以及用于控制屏蔽气流 成分的控制单元。在一实施例中，控制单元控制屏蔽气流的成分，使得当切割轮廓时，屏蔽 气流包括第一屏蔽气体成分，且当切割孔时，屏蔽气流包括第二屏蔽气体成分。在一实施例 中，这种改进包括有形地嵌入信息载体内并可在控制单元上运行的计算机可读产品，计算 机可读产品包含用于等离子弧焊炬系统的切割信息，包括切割轮廓时选择第一屏蔽气体成 分和在切割孔时选择第二屏蔽气体成分的指令。在另一方面，本发明的特征是一种部件，其包括用于等离子焊炬系统的有形地嵌 入信息载体内并可在CNC上运行的计算机可读产品。在一实施例中，计算机可读产品包括 用于用等离子弧焊炬从工件切割孔和轮廓的切割信息，包括使得切割孔时屏蔽气流包括第 二屏蔽气体成分且切割轮廓时屏蔽气流包括第一屏蔽气体成分的指令。在又一方面，本发明的特征在于一种用于控制等离子焊炬的包括屏蔽气流成分在 内的切割参数的计算机数字控制器。在一实施例中，控制器包括处理器、电子存储装置、用 于向等离子弧焊炬提供控制指令的界面、以及用于为等离子焊炬选择屏蔽气流成分的查询 表。在一实施例中，控制器根据等离子焊炬在工件上切割孔还是轮廓来控制屏蔽气流的成 分。以上各方面中的任何方面可包括以下特征中的一个或多个。第二屏蔽气体成分可 包括比第一屏蔽气体成分少的氮气，从而大致消除孔边缘的斜度。在某些实施例中，工件是 低碳钢，在某些实施例中，第一屏蔽气体成分是空气，且在某些实施例中，第二屏蔽气体成 分是氧气。在孔切割期间第二屏蔽气体成分还可主要由氧气组成。在一实施例中，在孔切 割期间减小屏蔽气流的流率。在孔切割期间，可减小焊炬的切割速度。在一实施例中，控制 切割参数还可包括根据孔的直径与工件厚度的比值控制第二屏蔽气体成分。该比值可小于或等于2. 5。在某些实施例中，该比值小于或等于1。在某些实施例中，该比值小于或等于 0. 7和/或受到穿透穿过的大小的限制。以上各方面中的任何方面还可包括以下特征中的一个或多个。在一实施例中，控 制切割参数可包括用于弧终止的电流逐渐减小序列，其中逐渐减小对于轮廓切割和孔切割 是恒定的。控制切割参数的步骤还可进一步包括控制屏蔽气流内氮气的量，使得第二屏蔽 气体成分包含比第一屏蔽气体成分占总量百分比少的氮气，由此大致减少孔边缘的斜度。以上各方面中的任何方面还可包括以下特征中的一个或多个。在一实施例中，一 种方法可包括提供用于等离子焊炬系统的有形地嵌入信息载体内并可在CNC上运行的计 算机可读产品，计算机可读产品包含用于等离子弧焊炬的切割信息，切割信息包括切割轮 廓时选择第一屏蔽气体成分和在切割孔时选择第二屏蔽气体成分的指令。在某些实施例 中，可根据孔的直径与工件厚度的比值选择第二屏蔽气体成分。且在某些实施例中，切割信 息包括使得切割孔时控制单元根据孔的直径与工件厚度的比值控制第二屏蔽气体成分的 指令。一个优点是能够产生高质量等离子切割孔，同时保持轮廓切口上通常实现的生产 率和废料量。另一优点是通过限制对短时间段孔切割使用更昂贵的屏蔽气体混合物而时对 总体部件成本的影响最小。另一优点是通过使在单个工件上切割孔和轮廓时操作者能够使 用焊炬耗材的单一构造而有更大的时间效率，而同时防止对于孔和轮廓切割使用一种屏蔽 气体的现有切割技术时所见到的质量缺陷。从以下附图和说明书中，本发明的其它方面和优点会变得明显，附图和说明书仅 以示例方式说明本发明的原理。


结合附图参照以下说明书可更好地理解上述本发明的优点以及其它优点。这些图 不一定按比例绘制，而重点放在说明本发明的原理上。图1是已知机械化等离子弧焊炬系统的示意图。图2是已知等离子弧焊炬末端的剖视图。图3是示出根据说明性实施例的预期孔和轮廓切口外形的示例工件。图4是用于确定孔的圆柱度的公差测量的说明。图5是根据说明性实施例的具有所提出气体系统的等离子弧焊炬系统的框图。图6A是示出根据本发明的说明性实施例的等离子弧焊炬头所遵从路径的第一区 域的示意图。图6B是示出根据本发明的说明性实施例的等离子弧焊炬头所遵从路径的第二区 域的示意图。图6C是示出根据本发明的说明性实施例的等离子弧焊炬头所遵从路径的第三区 域的示意图。图6D是示出根据本发明的说明性实施例的等离子弧焊炬头所遵从的第四区域的 示意图。图6E示出根据本发明说明性实施例的从工件切割孔结构的方法。图6F示出根据本发明另一说明性实施例的从工件切割孔结构的方法。
图7A示出根据本发明说明性实施例的用于切割孔结构的直线引入段形状。图7B示出根据本发明说明性实施例的用于切割孔结构的四分之一圆形引入段形 状。图7C示出根据本发明的说明性实施例用于切割孔结构的半圆形引入段形状。图8A示出根据本发明的说明性实施例的用于切割工件的路径的第一区域是直线 的孔结构的俯视图。图8B示出根据本发明说明性实施例的图8A的孔结构的仰视图。图8C示出根据本发明的说明性实施例的用于切割工件的路径的第一区域是半圆 形的孔结构的俯视图。图8D示出根据本发明说明性实施例的图8C的孔结构的仰视图。图9是示出根据本发明说明性实施例的对于不同引入段命令速度的测得的偏差 的曲线图。图10是示出根据本发明说明性实施例的用于引入段命令速度的示例查询表。图11是根据本发明说明性实施例的孔切割路径的一部分的示意图。图12是示出根据本发明的说明性实施例的作为时间函数的切割电流和命令速度 的曲线图。图13是示出根据本发明说明性实施例的用于切割参数的示例查询表。图14是示出根据本发明说明性实施例的用于孔结构的测得的偏差的曲线图。图15示出根据本发明说明性实施例的用于操作等离子弧焊炬来从工件切割孔结 构的方法。图16是示出用不同工艺切割的孔的孔质量结果的曲线图。图17是示出根据本发明说明性实施例可如何操纵气流的流程图。图18是示出根据本发明说明性实施例的用于切割低碳钢的不同气体组合的表。图19A是用现有技术切割工艺切割的孔的剖视图。图19B是根据本发明的说明性实施例切割的孔的剖视图。
具体实施例方式“孔结构”(例如孔)可定义为直径(或尺寸)与工件(板)厚度比值为约2. 5或 更小的形状。图3示例地示出0. 5英寸厚钢板100的6X6英寸方形件，在一实施例中，该 钢板100可以是从更大的工件(未示出)切下的。0. 5英寸厚钢板100上的一英寸直径的 孔结构105的比率是2。本文所使用的孔/孔结构可归类为不一定为圆形的小内部部件结 构，但大部分这些结构的尺寸为材料厚度的约2. 5倍或更小(例如，在1/2英寸钢板100上 的1英寸的方孔110)。诸如“轮廓”之类的结构可包括直线115或曲线120切口。如上文所指出的那样，使用现有技术方法切割的孔结构可产生诸如凹坑(例如去 除了太多材料)、突起(例如去除了不足的材料)、“斜面”或“锥形”之类的缺陷。斜度可通 过完成孔切口的圆柱度来度量。圆柱度定义为由两个同心圆柱建立的公差范围，在两同心 圆柱之间必须存在圆柱形孔的表面，如图4所示。在图4中，公差范围可定义为两箭头81 之间的空间。公差范围越小，表面越表示“完全”圆柱。另一方面，孔结构内的大锥度和斜 度会产生大公差范围。也可使用坐标测量机器(“CMM”)来测量孔结构的圆柱度。例如，可在孔结构边缘74的顶部71、中部72和底部73附近测量孔结构的孔结构表面(例如包含锥 度、突起或凹坑)。该测量数据用于形成定义孔结构的圆柱度的同心圆柱。在同心圆柱之间的径向差 由箭头81之间的空间表示。图5中示出可用于切割各结构(例如孔结构、轮廓等)的示例焊炬系统构造。图5 是根据本发明实施例的包括自动气体控制系统的示例等离子弧焊炬系统的框图。等离子焊 炬系统可包括以上结合图1描述的所有构件。此外，焊炬系统可包括向等离子弧焊炬41提 供等离子气体和屏蔽气体(例如二次气体)的气体控制台40。在某些实施例中，等离子气体 和屏蔽气体从气体控制台40流过气体供给管线42，流到气体选择控制台45和气体计量控 制台44，以使不同类型的气体能够混合，然后气体混合物继续行进到等离子焊炬41。气体 选择控制台45能够选择和混合多种气体中的一种，然后可通过气体计量控制台44计量所 选择的气体。气体控制台可接收包括例如氧气、氮气、F5、H35、H5和空气的气体输入。然后 气体计量控制台44可测量等离子气体和屏蔽气体。该控制构造使等离子系统能够快速改 变用于穿孔、孔切割或轮廓切割所需要的屏蔽气体和气体混合物。例如，在切割孔结构时， 在穿孔工艺期间气体控制台40可提供空气作为屏蔽气体，且当完成金属板的穿孔时，气体 控制台40可自动将屏蔽气体切换成用于孔切割的02。当等离子系统移动以切割轮廓时，气 体控制台40可将屏蔽气体切换回空气作为用于穿孔和切割工艺两者的屏蔽气体。这种快 速切换可由CNC12内的编码或程序指导。在一实施例中，用于切割孔的屏蔽气体成分是02。 在某些实施例中，当切割孔结构时选择的屏蔽气体成分比切割轮廓时所用的屏蔽气体成分 含有较少的氮气。在某些实施例中，当切割孔结构时所用的屏蔽气体成分可包括He、N2, O2 或其组合。在某些实施例中，构造成运载屏蔽气流的气体供给管线42可称为屏蔽气体供给 管线42A。且在某些实施例中，运载等离子气流的气体供给管线可称为等离子气体供给管线 42B。在某些实施例中，使用阀47控制等离子气体流的成分。在某些实施例中，阀47是通 断电磁阀，且在某些实施例中，这些阀是可变电磁阀。在某些实施例中，等离子气体和屏蔽 气体(例如二次气体)可以是O2、空气、He、N2或其某些组合。气体计量控制台44还可包 括也可以是通/断阀或电磁阀的通气阀48。在某些实施例中，通气阀48用于能够在等离子 气体与屏蔽气体之间快速切换。CNC12可以是控制等离子焊炬系统的任何计算机。CNC12可具有处理器、电子存储 装置以及用于向等离子弧焊炬提供控制指令的界面。存储装置可以是内部或外部的，并可 包含关于工件中所要切割部分的数据。在其它实施例中，CNC12可人工编程，且在某些实施 例中，CNC12可包括计算机可读产品，该产品包括计算机可读指令，这些指令可选择或设置 等离子焊炬系统的运行参数。以下再现的是用于CNC12的示例计算机可读指令。以下的示例性指令对应于用 具有HPR260自动气体控制台的人工发热器自动旅行者(HyperthermAutomation Voyager) CNC控制器(都由新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm公司制造)切割成的方形轮廓切口的 圆孔结构。用于Hypertherm AutomationCNC控制器的以下示例编码为孔(G59V503F1. 01 至G59V507F31)和为轮廓(G59V503F1至G59V507F31)提供两个独立的切割表。其它形式 的编码或计算机可读指令可与一个或多个切割表一起使用来提供类似的、甚至相同的最终输出。显然，以下示例编码中的左栏包含引用的编码行；右栏提供常规的每行编码所包含的 指令的一般解释。
0108]G20
0109]G91
0110]G59V503F1. 01
0111]G59V504F130
0112]G59V505F3
0113]G59V507F31
0114]G00X1. 7500Y-1. 7500
0115]MO7
0116]
0117]
0118]
0119]
0120] 0121] 0122]
0123]
0124]
0125]
0126] 0127]
0130]
0131]
0132]
0133]
0134]
设置英语单元 增量编程模式 加载用于孔的常规切割表
G03X-0. 09701-0. 0485 G03X0. 0015Y0. 016810. 0970 G03X0. 0212Y-0. 079210. 0955J-0. 0168 M08
G59V503F1
G59V504F130
G59V505F2
G59V507F31““
GOOX-1. 6757Y1.
移动到孔中心
等离子启动 孔运动
等离子停止
加载用于轮廓切割的切割表
M07
GO1X0.2500 G01X3. 0000
5624移动到轮廓开始位置 等离子启动 轮廓运动
0128]G01Y-3. 0000
0129]G01X-3. 0000
G01Y3.0000 GOlY0. 2500 M08 M02
等离子停止 程序结束
在某些实施例中，计算机可读产品称为切割表。在某些实施例中，计算机可读产品
未示出)或切割表包括切割信息，切割信息包括当焊炬41在工件上切割轮廓时选择第一 屏蔽气体和在焊炬在同一工件上切割孔结构时选择第二屏蔽气体成分的指令。在某些实施 例中，切割表包含基于切割类型(例如轮廓切割或孔结构切割)选择屏蔽气体成分的信息。 在某些实施例中，CNC能够根据切割表内包含的指令快速地从一种屏蔽气体切换到另一种。 在某些实施例中，焊炬操作者选择屏蔽气体成分，且CNC12仅根据由焊炬操作者输入的信 息向例如等离子气体供给管线阀44的控制件提供信号。 在某些实施例中，焊炬操作者选择切割程序，该切割程序包括孔结构和轮廓切割 指令两者。操作者可选择设计成连续执行的孔切割表和轮廓切割表。在某些实施例中，孔 结构切口将位于工件上由CNC12所预期的轮廓切口内。当切割程序包括用于孔结构切口和 轮廓切口两者的指令时，切割表将包括其它指令，使得首先使用第二屏蔽气体成分切割孔结构并然后使用第一屏蔽气体成分切割轮廓切口。首先在预期轮廓切口的曲线内切割孔结 构可防止在切割孔结构的同时工件移动，因此消除如果首先切割部件的轮廓切口并然后切 割孔结构会发生的偏离。在其它实施例中，计算机可读产品是嵌套软件，诸如由纽约洛克港的MTC制造的 嵌套软件。嵌套软件可基于所要切割部件的CAD图提供指示何时使用第一屏蔽气体和第二 屏蔽气体时的编码。嵌套软件可使用CAD图来根据孔结构直径与工件厚度的比值确定孔结 构或小内部结构。然后嵌套软件可向CNC12提供指令，从而当切割轮廓时使用第一屏蔽气 体，且当切割孔结构时使用第二屏蔽气体。或者，CNC可包括为孔结构切割和轮廓切割选择 适当屏蔽气体的软件而无需从嵌套软件提供指令。图6A-6C示出根据本发明说明性实施例的从工件切割孔结构(例如大致圆孔和圆 形狭槽)的路径100。该路径可包括至少三个区域第一区域、第二区域和第三区域。本文 所用的术语“区域”可定义成包括工件上切口或焊炬头的行进路径的各节段或各部分。在某 些实施例中，路径包括第四区域。该路径可限定等离子弧焊炬(例如图1所示的焊炬)的 运动，与切割电流是在运行还是熄灭无关(即，与等离子弧焊炬是否在切割工件无关)。为 了清楚起见，在图中已限定各个区域，但是，区域之间的过渡(例如从第一区域到第二区域 的过渡、从第二区域到第三区域的过渡等)并不是精确位置，而可能是缓冲型地带。图6A示出路径的第一区域110，该区域可定义切口的“引入段”。等离子弧焊炬可 沿该第一区域Iio从第一区域的起点120切割到第一区域的终点130。沿路径110的第一 区域的切口可包括相应的外切痕边缘140和相应的内部痕边缘150。在该实施例中，第一 区域110限定“半圆”形引入段切口。第一区域110的形状(例如引入段的形状)和命令 速度是可影响从工件切割的孔结构的质量的参数。命令速度可以是焊炬/切割速度的设定 值。焊炬速度可定义为通过焊炬的加速或减速来达到命令速度设定值的命令速度偏移以及 等离子弧焊炬系统内在的低效和限制。图6B示出路径的第二区域160，其可定义切口的周界段(例如孔周界段和/或孔 结构的周界段)。等离子弧焊炬可沿该第二区域160从第二区域160的起点170切割到第 二区域160的终点180。如图所示，焊炬头可从第一区域110的终点130移动到第二区域 160内的起点170。第二区域160内的切口可包括相应的外切痕边缘190和相应的内切痕 边缘200。图6C示出路径的第三区域210，该区域可定义切口的切痕截断地带(例如“引出 段”)。等离子弧焊炬可沿第三区域210内的路径从第三区域210的起点220切割到第三区 域210的终点230 (例如，在第一区域110、第二区域160和第三区域210大致相交的位置)。 如图所示，焊炬头可从第三区域210的终点230移动到例如位置240，该位置相应返回到第 二区域160的起点170。第三区域210内的切口可包括相应的外切痕边缘250。该路径的第三区域210可在点260处或附近开始，在该处第一区域110 (例如引入 段)的外切痕边缘140大致与第二区域160的内部切痕边缘200相交。图中所示的点260 是近似的，因为切痕的前边缘261 (例如第二区域160内切口的前边缘)会截断第一区域 110的在内部切痕边缘200之前的外切痕边缘140。因此，切痕截断地带会发生在切痕的前 边缘261 (例如第二区域160内切口的前边缘)会截断第一区域110的外切痕边缘140的 位置。但是，为了清楚起见，路径的第三区域210可定义为在点260处或附近开始。在该实施例中，该路径的第三区域210在对应于第一区域110 (例如引入段)的外切痕边缘140与 第三区域210的外切痕边缘250和/或第二区域160的起点170的外切痕边缘190大致相 交位置的“0度点” 270处或大致在该点附近终止。第三区域210内的电流的逐渐减小和/ 或改变第一区域110、第二区域160或第三区域210的焊炬命令速度是可影响从工件切割的 孔结构的质量的参数。在某些实施例中，在孔结构是具有最少缺陷的圆形孔结构的情况下，从孔结构中 心280到第二区域160内切口的外切痕边缘190的距离可大致类似于在第一区域110与第 三区域210相交处从孔结构中心到第三区域210内切口的外切痕边缘250的距离。为了从工件切割孔结构，等离子弧焊炬可从第一区域110移动到第二区域160，并 然后移动到第三区域210，并然后移动到第四区域。焊炬头的运动可遵循从第一区域110 的起点120开始到第一区域110的终点130的路径。焊炬可从第一区域110的终点130移 动到第二区域的起点170，继续移动到第二区域的终点180。焊炬可从第二区域160的终点 180移动到第三区域210的起点220，继续移动到第三区域210的终点230。焊炬可从第三 区域210的终点230继续沿路径240移动，路径240与第二区域160的起点170重叠或到 工件上的另一位置。孔结构可至少部分由第二区域160内切口的外切痕边缘190和第三区 域210内切口的外切痕边缘250的至少一部分限定。为了在工件上切割孔结构，可启动等离子气流并可启动电流来点燃导向弧。可将 该弧传递到工件。在某些实施例中，等离子弧焊炬通过在第一位置(例如第一区域110的 起点120或点280)穿透工件来开始在工件上切割孔结构，并沿路径的第一区域110在工件 上切割半圆形(例如半圆路径)。等离子弧焊炬可沿该第一区域110和“引入段”切割到路 径的第二区域160并开始切割孔结构的周界段。该等离子弧焊炬可沿路径的第二区域160 切割到路径的第三区域210内。在某些实施例中，等离子弧焊炬使用O2等离子气体和02屏 蔽气体沿路径的第二区域160进行切割。等离子弧焊炬可在第三区域210内切割工件，同 时或者大致保持焊炬的命令速度或者同时增加焊炬的命令速度。等离子弧焊炬可在路径的 第三区域210内继续切割工件，直到其达到“0度点”270 (例如第一区域110 (例如引入段) 的外切痕边缘140与第三区域210的外切痕边缘250和/或第二区域160的起点170的外 切痕边缘190大致相交的位置)处或该点附近。在第三区域210内可逐渐减小切割电流， 使得在等离子弧焊炬达到该“0度点” 270(例如电弧断开点)处或该点附近时切割电流熄 灭和/或弧“断开”。即使焊炬不再切割工件，焊炬头也可继续移动通过“0度点” 270。在 焊炬头达到“0度点” 270之后且弧熄灭之后，可沿路径240对焊炬头减速。焊炬头可在沿 与第二区域160重叠的路径240移动的同时减速。如果焊炬沿跟随孔结构的圆形路径的路 径240减速，如图6C所示，则可使用以下方程来计算“引出段”运动角度(例如焊炬头在“0 度点” 270之后行进的角度，在“0度点” 270之后焊炬减速直到停止)和最小“引出段”运 动长度(例如焊炬头在“0度点” 270之后行进的距离，在“0度点” 270之后焊炬减速直到 停止)L = V2/(2 · a)方程.1Φ = 360 · L/( Π · D)方程.2其中“L”是最小引出段运动长度，“V”是焊炬头的速度，“a”是台子减速度，以及 “D”是孔结构的运动直径。在某些实施例中，焊炬头仅在电流熄灭后才开始减速。最小引出
25段运动长度“L”可定义为在“0度点” 270与焊炬减速到停止的点之间所需要的最小距离， 以确保焊炬不会在“0度点” 270之前开始减速。可命令焊炬头减速直到在“0度点” 270之 后预定距离的点290处停止。在某些实施例中，最小引出段运动长度约为1/4英寸。图6D是示出根据本发明说明性实施例的等离子弧焊炬头的路径的第四区域240 或240’ (例如“减速区域”)。如上文所指出的，当等离子弧焊炬达到“0度点” 270 (例如第 一区域110的外切痕边缘140与第三区域210的外切痕边缘250和/或第二区域160的起 点170的外切痕边缘190大致相交的位置)处或大致在该点附近时停止切割(例如切割电 流熄灭)。等离子弧焊炬头可进入路径的第四区域240或240’并在第四区域内减速。在某些实施例中，第四区域240在空间上与第二区域160的起点170大致重叠。 在某些实施例中，焊炬头可在第四区域240’内行进，在该区域，路径延伸到工件上的另一位 置。在某些实施例中，焊炬头可在位于“0度点” 270之后预定距离(例如1/4英寸)的点 290或301处减速到停止，使得焊炬直到弧基本上熄灭才开始减速。用于从工件切割孔结构的方法可包括使用来自第一切割参数组的至少一个切割 参数在第一区域110进行切割，使用来自第二切割参数组的至少一个切割参数在第二区域 160进行切割，以及使用来自第三切割参数组的至少一个切割参数在第三区域210进行切 割。第一切割参数组可包括第一切割电流或建立第一焊炬速度的第一命令速度。命令速度 可以是由使用者、CNC或计算机程序等设定的速度设定值。焊炬/切割速度可定义为通过焊 炬的加速/减速来达到命令速度设定值的命令速度偏移以及等离子弧焊炬系统内在任何 低效和限制。第二切割参数组可与第一切割参数组不同(例如，具有至少一个不同参数)， 并可包括第二切割电流或建立第二焊炬速度的第二命令速度(例如大于第一命令速度)。 第三切割参数组可与第一切割参数组或第二切割参数组不同(例如，具有至少一个不同参 数)，并可包括第三切割电流(例如小于第二切割电流)或建立第三焊炬速度的第三命令速 度。第一、第二和第三参数组可相互独立(例如，可彼此独立地选择各参数)。在某些实施例中，没有两个参数组是相同的。例如，当从第一区域过渡到第二区 域时，等离子弧焊炬系统可改变命令速度(例如增加命令速度以使第二区域的命令速度更 高)。可使用比第一区域(例如引入段)高的命令速度(例如产生较高的焊炬速度)来切 割第二区域(例如周界段)，从而使向心加速度的变化最小并使由弧的动态响应最小。如果 要在第一区域与第二区域之间大致维持命令速度，则第一区域内的向心加速度大于第二区 域，这可致使切割弧的动态响应和不合要求的缺陷。在从第二区域过渡到第三区域时等离 子弧焊炬系统也可改变切割电流(例如在第三区域内逐渐减小切割电流)。当从第三区域 过渡到第四区域时等离子弧焊炬系统也可改变焊炬速度(例如在切割电流熄灭后开始使 焊炬减速)。图6E示出根据本发明说明性实施例的从工件切割孔结构的方法。该方法可包括 使用建立第一焊炬速度的第一命令速度的第一区域110内切割的步骤310、步骤320。该 方法还可包括使用建立第二焊炬速度的第二不同命令速度在第二区域160内进行切割，使 得在从第一区域移动到第二区域时焊炬速度增加。在某些实施例中，第一命令速度和第二 命令速度是加速曲线的一部分(例如第二命令速度大于第一命令速度的情况)。在某些实 施例中，在第一区域与第二区域大致相交的位置以第一焊炬速度(例如由命令速度建立) 切割工件，使用第二更大的焊炬速度来切割第二区域的至少一部分(例如第二区域的主要部分)。如上文所指出的，当从第一区域移动到第二区域时可增加焊炬速度，从而会致使不 合要求缺陷的向心加速度的变化和切割弧的动态响应最小。该方法还可包括在第三区域 210逐渐减小切割电流(例如减小切割电流)的步骤330，使得切割电流在对应于第一区域 110、第二区域160和第三区域210大致相交处(例如在图6C和6D所示的“0度点”270处 或该点的大致附近)的第二区域210的起点170的位置/点处基本上达到零安培(步骤 350)。该方法可包括在电流的逐渐减小期间在第三区域基本上维持或进一步增加命令速度 (步骤340)。该方法可包括在切割电流大致达到零之后使等离子切割系统的焊炬速度减速 (步骤360)。第二区域160的切口的命令速度可不同于(例如大于)第一区域110的切口的命 令速度。第一命令速度可至少部分取决于孔结构的直径。第三区域210可用大于第二区域 160的切口的命令速度的命令速度(例如第三命令速度)进行切割。焊炬速度可在第一区 域110内切口的外切痕边缘140与第三区域210内切口的外切痕边缘250大致相交处的 位置(例如图6C和6D所示的“0度点” 270)之后减速。焊炬速度(例如焊炬头的实际速 度)可减速以在第一区域110内切口的外切痕边缘140与第三区域210内切口的外切痕边 缘250大致相交处的位置之后预定距离处达到零。当焊炬头在第一区域110、第二区域160和第三区域210大致相交的位置从第三区 域210穿过到第二区域160时，可熄灭第三区域210内等离子切割电流(例如第三切割电 流)。可在第三区域210内减小(例如逐渐减小)切割电流，使得切割电流在第三区域210 内切口的外切痕边缘250与第一区域110内切口的外切痕边缘140大致相交的点/位置大 致达到零安培。第三区域210内切割电流的逐渐减小的减小速率可以至少部分基于第三区 域210的起点220与第二区域160的起点170之间的长度。或者，切割电流逐渐减小的速 率可以是要从工件切割的孔结构的直径的函数。可在第三区域210内由第三焊炬速度和逐 渐减小时间(例如，电流基本上达到零安培所需要的时间)确定的位置处启动切割电流的 逐渐减小。等离子弧焊炬可使用O2等离子气体和O2屏蔽气体的气流成分(例如，或低N2气 体成分)在第一区域110、第二区域160和/或第三区域210进行切割以减少孔结构内诸如 斜面和/或锥形之类的缺陷。可使用等离子弧焊炬系统(例如图1所示)来沿第一区域110、第二区域160以及 第三区域210在工件上切割孔结构。等离子弧焊炬系统可包括等离子焊炬24，该等离子 焊炬24包括电极27和喷嘴28 ；向等离子焊炬24提供切割电流的引线；移动等离子焊炬的 台架26 ；以及控制等离子弧焊炬在第一区域110、第二区域160以及第三区域210内的切割 参数的CNC12。CNC12可选择用于在工件内切割孔结构的切割参数。有形地嵌入信息载体 内并可在CNC12上运行的计算机可读产品可包括可操作以使CNC12选择切割参数的指令。 CNC12可建立用于第一区域110的第一命令速度和用于第二区域160的第二命令速度。第 一命令速度可至少部分基于孔结构的直径。该第二命令速度可大于第一命令速度。CNC12 也可建立用于第三区域210的第三切割电流并逐渐减小第三切割电流，使得第三切割电流 在第一区域110内切口的外切痕边缘140与第三区域210内切口的外切痕边缘250大致相 交处大致达到零安培。CNC12可包括查询表来确定等离子弧焊炬的切割参数。图6F示出根据本发明另一说明性实施例的从工件切割孔结构的方法。图6F示出在孔切割期间等离子弧焊炬所遵从的示例运动路径，该运动路径沿工件顶部绘出。首先，等 离子气体和屏蔽气体流可随着弧电流一起启动。气流和电流弧的启动可根据操作者所使用 的耗材和焊炬构造而变化。都转让给Hypertherm 公司且全部内容以参见的方式纳入本文 的美国专利5，070, 227、美国专利第5，166，494号和第5，170，033号描述了可在启动、运行 和等离子弧关掉以及切割工艺中可使用的各种气流和电流设置。在启动等离子弧之后，将 其转移到工件。在某些实施例中，一旦将弧转移到工件就使用焊炬高度控制器来降低焊炬 高度。通过首先使用等离子弧穿透工件(例如在点370处)来开始在工件上进行孔切割。 一旦通过等离子弧穿透工件，则将屏蔽气体切换成最适用于孔切割的屏蔽气体成分。在某 些实施例中，焊炬将开始跨越工件平移来沿孔切割图形在工件内切割孔结构，在某些实施 例中孔切割图形可以由牵引等离子和屏蔽的部分来确定。为了从工件切割孔结构，可将工件穿透(例如在穿透位置370)以开始在工件上切 割内部结构/孔结构。可相对于工件建立切割弧和切割速度(例如，在位置370穿透工件 并设置限定切割速度的命令速度)。在孔切割路径上第一点380之后(例如在图6A上上述 第一区域的终点之后)可将切割速度增加到第二切割速度。在某些实施例中，等离子弧焊 炬可在第三区域切割工件，使得当焊炬沿第三区域进行切割时电流量随着每单位行进的线 性距离而减小。在大致保持切割速度的同时或在增加切割速度的同时在孔切割路径上第二 点390之后(例如在图6B-6C中上述第二区域的终点之后或第三区域的起点处或之后)可 逐渐减小切割电流。等离子弧焊炬也可在第三区域进行切割的同时大致保持切割电流，但 增加命令速度(例如，由此增加焊炬速度)。焊炬可从孔切割路径上第二点390切割并返回 到孔切割路径上的第一点380以在工件上形成孔结构。在从孔切割路径上第二点390切割 回到孔切割路径上第一点380的同时，可逐渐减小切割电流。在孔切割路径上大致第一点 380附近(例如图6C-6D中所示的“0度点” 270附近)可将切割弧熄灭。可保持第二切割 速度直到切割电流基本上达到零安培或可在切割电流基本上达到零安培(例如，在第一点 380处或附近)之前将第二切割速度增加到第三切割速度。可使用上述任何技术用自动方法/工艺在工件上切割两个或多个结构(例如图3 中所示的孔结构105和/或轮廓115或120)。可使用自动方法用等离子弧焊炬切割多个孔 结构或其它结构(例如轮廓)。本文所使用的“自动方法”意味着使用一组耗材(例如在切 割过程中操作员无需更换耗材)通过等离子弧焊炬系统自动(例如有操作员的最少互动或 没有互动)进行工艺。例如，自动工艺可包括步骤a)，基于孔结构的直径使用引入段命令速度切割孔 结构的引入段(例如图6A所示)；以及步骤b)，使用大于孔结构的相应引入段命令速度的 周界段命令速度切割孔结构的周界段(例如图6B所示)。对具有相同直径或不同直径的 每个另外的孔结构可自动重复步骤a)和b)。自动工艺还可包括除了孔结构之外切割一个 或多个轮廓。可使用比用于切割多个孔结构的二次气体成分高的氮气含量的二次气体成分 (例如，通过图5的气体控制系统)来切割轮廓(例如图3所示的结构115或120)。在另一实施例中，可用自动工艺切割(例如通过使用一组耗材而不更换耗材由等 离子弧焊炬自动切割)具有第一直径的第一孔结构和具有比第一直径大的第二直径的第 二孔结构。每个孔结构可包括引入段部分(例如图6A的第一区域)、孔周界段部分(例如 图6B的第二区域)以及引出段部分(例如图6C的第三区域)。例如，可使用第一命令速度切割第一孔结构并在切割第一引入段之后将命令速度从第一命令速度增加到第二命令 速度以切割第一孔周界段的至少一部分。该自动方法还可包括通过使用第三命令速度切 割第二引入段来在工件上切割第二孔结构，第三命令速度大于第一命令速度。在切割第二 引入段之后可将命令速度从第三命令速度增加到第四命令速度，以切割第二孔周界段的至 少一部分。在某些实施例中，第四命令速度和第二命令速度大致相等。该自动方法还可包 括使用第一二次气流在工件上切割第一孔结构，使用第二二次气流在工件上切割第二孔结 构，以及使用比第一二次气流或第二二次气流氮气含量高的第三二次气流在工件上切割轮 廓(例如图3的结构115或120)。第一二次气流和第二二次气流可具有大致相同的气体成 分。另一示例性自动工艺可用于在工件上切割多个(例如两个或多个)孔结构(例 如，如图3所示的结构105)。该自动方法可包括用于切割例如具有第一直径的第一孔结构、 具有比第一直径大的第二直径的第二孔结构以及轮廓的一个或多个自动工艺。例如，可通 过启动具有第一气体成分的二次气流(例如使用图5所示的系统)和第一组切割参数使用 第一自动工艺来切割第一孔结构。可通过启动具有第二气体成分的二次气流并使用第二组 切割参数使用第二自动工艺来切割第二孔结构。第二组切割参数中的至少一个参数可与第 一组切割参数不同(例如，不同的引入段命令速度和/或切割速度)。可使用比具有用于切 割孔结构的更大氮气含量的气体成分来切割轮廓结构(例如图3中的结构115和120)。例 如，该自动方法可包括通过启动具有第三气体成分的二次气流并使用第三组切割参数使用 第三自动工艺切割轮廓，该第三气体成分具有比第一和第二气体成分更大的氮气含量。第 三组切割参数中的至少一个参数(例如二次气体的气体成分)可与第一或第二组切割参数 不同。第一组切割参数可包括第一引入段命令速度、第一周界段命令速度和第一气体成分。 第二组切割参数可包括第二引入段命令速度、第二周界段命令速度和第二气体成分。第三 组切割参数可包括轮廓命令速度和第三气体成分。用于切割轮廓的命令速度可大于切割孔 结构时所使用的命令速度(例如，第一引入段命令速度、第一周界段命令速度、第二引入段 命令速度和第二周界段命令速度)。在某些实施例中，第一气体成分和第二气体成分相同或 大致相同。在某些实施例中，使用自动方法来切割第一孔结构和第二孔结构，第二孔结构大 于第一孔结构。自动方法可包括将等离子弧焊炬移动到第一位置并这样在工件上切割第一 孔结构通过将切割速度逐渐增加到第一引入段切割速度来切割第一引入段(例如，如图 6A所示的第一区域)，在第一引入段之后增加切割速度来切割第一周界段(例如图6B所示 的第二区域)，在第一周界段的内切痕边缘(例如图6B所示的第二区域160的内切痕边缘 200)与第一引入段的外切痕边缘(例如图6A所示的第一区域110的外切痕边缘140)大 致相交之后启动电流的逐渐减小，并保持或增加切割速度，直到切割电流熄灭为止，切割电 流在第一引入段的外切痕边缘与第一周界段的外切痕边缘大致接合处或附近熄灭(例如， 图6C所述的“0度点”)。在切割引出段期间(例如在图6C和11所示的第三区域210)启 动电流的逐渐减小。该方法还可包括将等离子弧焊炬移动到第二位置并这样在工件上切割 第二孔结构将切割速度逐渐增加到第二引入段切割速度来切割第二引入段，第二引入段 速度大于第一引入段切割速度，在第二引入段之后增加切割速度来切割第二周界段，在第 二周界段的内切痕边缘与第二引入段的外切痕边缘大致相交之后启动电流的逐渐减小，并保持或增加切割速度直到切割电流熄灭为止，切割电流在第二引入段的外切痕边缘与第二 周界段的外切痕边缘接合处或附近熄灭。在某些实施例中，在沿引出段的某一位置处启动 电流的逐渐减小，该位置至少部分基于正在切割的孔的直径(例如第一孔结构或第二孔结 构的孔直径)。在某些实施例中，将工件穿透来开始切割每个孔结构。等离子弧焊炬系统(例如，图1的系统)可构造成在各种厚度的工件上切割多个 各种大小、尺寸的孔结构和/或轮廓。该系统(例如，如图1所示)可包括等离子弧焊炬， 该等离子弧焊炬具有用于相应电流大小的电极(例如图2的电极27)和喷嘴(例如图2的 喷嘴28)以及计算机数字控制器(例如图1的CNC12)。CNC可构造成控制用于等离子弧焊 炬的切割参数。例如，CNC可从多种气体成分(例如来自如图5所示自动气体控制系统的二 次气流成分)选择用于切割孔结构的第一二次气体成分和用于切割轮廓的第二二次气体 成分。CNC还可根据工件的材料厚度从多个周界段切割速度选择周界段切割速度(例如用 于切割图6B所示第二区域的切割速度和/或相应命令速度)。CNC可根据所要切割的孔结 构的大小和工件的材料厚度从多个引入段速度选择引入段速度(例如用于切割如图6A所 示的第一区域的切割速度和/或相应命令速度)，每个周界段切割速度大于每个相应的引 入段速度。引入段速度可与所要切割的孔结构的大小成比例。CNC可构造成根据电流大小 从多个负时间偏移值选择负时间偏移值。负时间偏移值可与异步停止命令相关。如下文所 讨论的，异步停止命令是告诉等离子弧焊炬熄灭等离子弧但继续移动焊炬头的命令。负时 间偏移可定义为具有控制/确定等离子弧焊炬在仍然移动焊炬头的同时何时开始启动电 流的逐渐减小(例如，关掉电流)的值的变量。用于负时间偏移的值可选择成使得在某一 位置处启动电流的逐渐减小，使得电流在焊炬头达到如图6C所示的“0度点”时熄灭。焊炬 头可继续移动，直到电流熄灭为止。负时间偏移可基于所要切割的孔结构的大小和电流大 小。CNC可构造成从计算机可读产品获取/读取/获得指令。有形地嵌入信息载体内 并可在CNC上运行的计算机可读产品用于用等离子弧焊炬系统在工件上切割多个孔结构 和/或轮廓结构。可将该计算机可读产品装载在CNC上并可包括可操作以使CNC选择具有 比切割孔时的空气低的氮气含量的屏蔽气体成分的指令。该产品还可使CNC建立用于所要 切割孔结构的引入段切割速度(例如切割图6A所示第一区域的切割速度和/或相应命令 速度)，该引入段切割速度是所要切割孔结构的直径的函数，并建立用于所要切割孔的周界 段切割速度(例如切割图6B所示第二区域的切割速度和/或相应命令速度)，该周界段切 割速度大于相应的引入段切割速度。该产品还可提供第一命令(例如异步停止命令)来熄 灭等离子弧，第一命令独立于第二命令来使等离子弧焊炬减速。周界段切割速度可基于工 件的厚度。图7A-7C示出根据本发明说明性实施例的可用于从工件切割孔结构的路径(例如 引入段形状)的第一区域的不同形状。可使用不同的引入段形状来从工件切割孔结构。图 7A示出用于切割孔结构的示例性直线引入段形状110A。图7B示出用于切割孔结构的示例 性四分之一圆引入段形状110B。图7C示出用于切割孔结构的示例性半圆引入段形状110C。图8A-8D示出使用第一区域内半圆形路径(例如半圆引入段)从工件切割孔结构 和从第一区域的直线路径(例如直线引入段)切割孔结构的结果。图8A-8D示出第三区域 210的终点230与第二区域160的起点170大致相交处(例如切口的引入段与切口的周界
30段和切痕截断地带(例如“引出段”)会合处)的“过渡”点400A-D。图8A示出使用用于 路径的第一区域的直线形状(例如图7A的110A)从工件切割孔结构的俯视图。图8B示出 图8A的孔结构的仰视图。图8C示出使用半圆引入段形状(例如图7C的110C)的孔结构 的俯视图。图8D示出从图8C的工件切割孔结构的仰视图。如图8A-8B所示，使用直线形 第一区域(例如图8A的直线引入段或110A)切割的孔结构产生诸如突起之类的不合要求 的缺陷。如图8C-8D所示，使用形状像半圆的第一区域IlOC(例如半圆引入段)切割的孔 结构形成的孔结构的缺陷比使用直线形引入段切割的孔结构少。图9是示出根据本发明说明性实施例的用于不同引入段命令速度的测得的偏差 的曲线图。该曲线图显示图6A-6C所示的第一区域、第二区域和第三区域会合处的过渡区 域内孔结构的偏差测量值。该曲线图显示对于不同“引入段速度”(例如用于沿图6A的第 一区域进行切割的命令速度设置)的偏差(“D水平偏差”)。具体来说，曲线图显示“D水 平偏差”，它是如图6C-6D所示在孔结构内从“0度点” 270逆时针+90度和从“0度点” 270 顺时针-90度测得的偏差。“0. 000”线是如果孔是无缺陷/偏差的“完美”孔时应当呈现 的位置。“0.000线”以上和以下的点分别表示诸如突起和凹坑之类的偏差/缺陷。在-90 度点和+90度点处有较小偏差/缺陷且在“0度点”(例如图6C-6D中的点270)附近有较 大偏差/缺陷。与包含孔结构的厚度和周界段的圆柱度(如以上参照图4所述)相比，图 9中的偏差反映给定深度处孔结构的节段/部分。尽管理想的是引入段速度(例如路径的 第一区域的命令速度)小于用于切割孔周界段的速度(例如路径的第二区域的命令速度)， 但对孔结构也存在最佳速度。优化引入段速度可进一步减小正角度处(例如第二区域中从 第一区域过渡到第二区域起点处)的偏差(例如，凹坑或突起)。测量孔结构内偏差的方法可包括在孔底部附近的深度处扫描孔结构的远离引入 段的半圆和弧断开地带(例如扫描孔的第二区域/周界段的一部分，例如如图6A-6D所示 顺时针从-90度点到+90度电或逆时针从+90度点到-90度点)来确定孔直径和中心位置 的步骤。该方法可包括在大约相同深度处扫描引入段和孔的弧断开地带(例如扫描第三区 域和第二区域的起点，例如如图6A-6D所示顺时针从+90度点至-90度点或逆时针从_90 度点至+90度点)并根据测得的孔直径和位置计算偏差(例如通过将扫描远离引入段和弧 断开区域得到的测量值与通过扫描引入段和弧断开区域得到的测量值比较)的第二步骤。 如上文所指出的，电流可在“0度点” 270处或大致附近(例如图6C-6D所示第一区域的外 切痕边缘与第三区域的外切痕边缘相交处)熄灭，因此形成“弧断开地带”。可在每个角度 位置绘制该偏差数据。为了确定用于切割孔结构的最佳工艺，可为每个孔大小选择在该地 带内具有最少缺陷(例如偏差值最接近零)的引入段速度。图9是用于各种引入段速度(例如用于图6A所示路径的第一区域的各种速度) 的偏差曲线图。各孔是使用130安培的切割电流和02/02的气体成分(等离子气体/屏蔽 气体)从3/8”低碳钢切割出的0. 394英寸直径的孔。用于孔结构的周界段(例如图6B中 第二区域)的切割速度设置成约45英寸/分钟。用于该工艺、材料和孔大小的最佳引入段 速度是设置为约25-27英寸/分钟的速度(曲线440&450)。例如，从设置为约40英寸/分 钟的引入段速度(曲线480)切割的孔结构比从设置为约25-27英寸/分钟的切割引入段 速度切割的孔产生更大的缺陷(即，以约0. 023英寸测得的突起)。从设置为约20英寸/ 分钟的引入段速度(曲线410)切割的孔结构比从设置为约25-27英寸/分钟的切割引入段速度切割的孔产生更大的缺陷(即，以约-0. 013英寸测得的凹坑)。相反，以约25-27英 寸/分钟的引入段速度切割的孔结构产生以约0英寸至约0. 002英寸测得的突起(例如， 在第二区域的从顺时针从+90度至0度点限定的部分内)。通常，最佳引入段速度随着孔直径变小而减小。可测试和开发作为孔直径函数的 最佳引入段速度的曲线图(类似于图9所示的曲线图)并曲线拟合成方程。方程的系数会 出现在孔切割表内，该表可由CNC读取并用在所进行的计算中。图10是示出根据本发明说 明性实施例的用于引入段命令速度的示例查询表570。如图10所示，最佳引入段速度可以 是孔直径的函数，并可根据工件的切割电流大小和厚度而改变。孔结构的大小可与引入段 速度的大小直接相关。例如，可使用较低引入段速度切割较小的孔结构，并使用较大的引入 段速度切割较大的孔结构。例如，用于以130安培从0. 375英寸低碳钢切割0. 276英寸直 径孔结构的工艺可具有约12英寸/分钟的最佳引入段速度以使孔结构内的缺陷最少。相 反，用于以130安培从0. 375英寸低碳钢工件切割0. 315英寸直径孔结构的工艺可具有约 19英寸/分钟的最佳引入段速度以使孔结构内的缺陷最少。图11示出根据本发明说明性实施例的用于从工件切割孔结构的路径的第三区 域。焊炬头的运动可遵从路径210。该第三区域可从第一区域110 (例如切口的引入段)的 外切痕边缘140与第二区域160的内切痕边缘200相交的点延伸到“0度点” 270 (例如在 第一区域110的外切痕边缘140与第三区域210的外切痕边缘250会合处)。如上文所指 出的，这是切口的前边缘261与第一区域的外切痕边缘相交时与第二区域160的内切痕边 缘200相交之前的大致位置。当焊炬角度位置(Φ)580在切割孔的同时达到Oref，切痕 前边缘在第三区域210开始的大致位置截断引入段(例如第一区域)外切痕边缘140。随 着Φ580减小，剩余材料的量减小，在Φ = 0( “0度点”)处达到零。可根据Φ计算剩余 材料(例如“逐渐减少的材料” 590)。逐渐减少的材料590可以是一旦焊炬头达到第三区域210的起点220从所要切割 的工件残留的材料。剩余材料590可至少部分由第一区域110内切口的外切痕边缘140和 第三区域210内切口的外切痕边缘250限定。去除太多材料会在孔结构上形成凹坑，而未 去除足够材料会在孔结构上形成突起。因此，理想的是优化在第三区域210内去除的材料， 使得第三区域210内切口的外切痕边缘250与第二区域160内切口的外切痕边缘180大致 对准。由于为切割孔结构所要去除的剩余材料量(例如剩余材料590)沿第三区域210 (例 如从第三区域210的起点到第三区域210的终点230，在该处第一区域110、第二区域160 和第三区域210大致相交)变化，所以当焊炬沿第三区域210行进时可优化用于切割工件 的电流密度，从而从工件去除正确的材料量。切割电流(例如第三切割电流)的逐渐减小 和/或改变焊炬速度(例如切割速度)可优化成对由焊炬在第三区域210行进的每单位线 性距离提供所要求量的电流密度。切割电流在第三区域210内可逐渐减小以去除剩余材料 590，使得第三区域210内切口的外切痕边缘250与第二区域160内切口的外切痕边缘180 大致对齐。该方法还可包括在第三区域210大致保持或增加焊炬速度，直到焊炬头从第三 区域210穿入对应于第二区域(例如图6C中的区域240)的位置为止。图12是示出根据本发明的说明性实施例的作为时间函数的切割电流和命令速度 的曲线图600。在“0度点”270 (例如图6C和图11所示第一区域110的外切痕边缘140与 第三区域210的外切痕边缘250会合处)处或大致在该点附近可(例如由CNC)发出信号620使工艺电流610逐渐减小并熄灭。发出逐渐减小电流的信号620的时间与电流大小实 际开始减小的时间之间有传播延迟630。可在焊炬头穿过“0度点” 270之后并在电流已熄 灭之后(例如在切割电流大致达到零安培之后)使焊炬速度640 (例如焊炬速度)减速。可选择用于第三区域内的切割的多个切割电流逐渐减小操作中的至少一个，其中 多个切割电流中逐渐减小操作中的每个可以是孔结构直径的函数。可在第三区域210’内 的第一点(例如在第三区域的起点处或附近)逐渐减小切割电流，使得切割电流610在第 三区域210内第一区域、第二区域和第三区域210’大致相交处(例如，如图6C-6D所示，对 应于点270)的第二点270’处或附近熄灭。可使用切割电流的逐渐减小时间来确定/计算 第三区域内的第一点。可使等离子弧焊炬减速，从而焊炬速度在第二点270’后的预定距离 650 (例如1/4”)处大致达到零。该工艺电流610在第三区域210’内的逐渐减小并断开可在全工艺切割速度(例 如通过大致保持命令速度)或在比第二区域高的焊炬速度(例如通过增加命令速度)时进 行。电流断开610可与0度标记270 (例如引入段/孔过渡位置或第一区域过渡到第二区 域的位置)大致重合。在某些实施例中，焊炬头可减速640以在位于“0度标记” 270’之后 预定距离650(例如1/4英寸)处停止，该预定距离650等于或大于最小“引出段”运动长度 (如上所述)。在对应于电流逐渐减小时间和传播延迟的时间点可对等离子发出逐渐减小 的信号620，使得电流在焊炬到达“0度点” 270处或附近时熄灭。因此，对等离子电流发出 逐渐减小信号620处的点与电流熄灭处的点270之间的时间间隔可与逐渐减小时间对应。在某些实施例中，建立第一命令(例如异步停止命令)以沿切口在第一位置(例 如图6C的“0度点” 270和图12的270’ )处熄灭等离子弧，第一命令独立于第二命令以改 变等离子弧焊炬的运动。该自动工艺还可包括建立与第一命令相关的负时间偏移，第一命 令确定在第二位置651处启动电流的逐渐减小，该第二位置651沿切口在第一位置(例如 0度点270’)之前。负时间偏移可以是确定等离子弧焊炬系统何时启动电流的逐渐减小的 变量。负时间偏移的值可选择成当焊炬达到第二位置时开始启动电流的逐渐减小，且当焊 炬达到第一位置时熄灭电流。在某些实施例中，第一位置651对应于正在切割的孔结构的 周界段的外切痕边缘(例如图11的边缘190)与正在切割的孔结构的引入段的外切痕边缘 (例如图11的边缘140)之间的交点。改变等离子弧焊炬的运动可包括使等离子弧焊炬减 速或加速。负时间偏移可以是第一命令与启动电流的逐渐减小之间的延迟630和启动电流 的逐渐减小与等离子弧610熄灭之间的时间之和。在某些实施例中，从切割表获取负时间 偏移(例如下文示出的图13的表660)。负时间偏移可作为正在切割的孔结构的直径和电 流大小的函数。在切割多个孔结构的情况下，可对所切割的每个孔结构实施本文所述的技 术。图13是示出根据本发明说明性实施例的用于切割参数的示例查询表660。在切 割表660内可包括电流的逐渐减小时间。电流的逐渐减小时间可根据工艺的电流大小而变 化。例如，以400A的电流大小运行的工艺会需要约250ms的时间来逐渐减小(例如熄灭电 流)。用约50安培的电流大小运行的工艺会花费约50ms来逐渐减小。因此，为了在“0度 点”处(例如图6C和图11所示第一区域的外切痕边缘与第三区域的外切痕边缘会合处) 熄灭电流，CNC可向等离子弧焊炬系统发出信号来逐渐减小电流，以在至少基于命令速度和 逐渐减小时间(例如电流熄灭所要花费的时间)的位置处熄灭电流。
最短减速时间可定义为可为等离子弧焊炬设置的减速到停止的最短时间，使得等 离子弧焊炬直到弧熄灭且焊炬达到如上文在图6C-6D所述的“0度点”才开始减速。通过 使用焊炬头速度的上限(例如在1/4”低碳钢工件上的80安培工艺可使用约55英寸/分 钟的切割速度)和台子减速的下限(例如“减慢台子”可具有约5mG的台子减速度)。以上 方程1可用于计算最小引出段运动长度“L” (例如可设置成台子在电流熄灭后和/或焊炬 头已大致达到“0度点”之后才开始减速的最小距离，对最快焊炬速度和减慢台子计算的最 小距离)，如果焊炬速度约为55英寸/分钟且台子减速度约为5mG，则该长度“L”可以约为 0. 25英寸。因此，对于大多数工艺，可命令等离子弧减速到在“0度点”之后0. 25英寸处停 止，使得等离子弧焊炬保持焊炬头速度，直到电流熄灭为止。在较慢速度(例如较慢焊炬速 度)和/或较快台子(例如较大的台架减速度)的工艺会在其到达“0度点”之后0. 25英 寸之前停止，但台子在电流熄灭之后仍然减速。在替代实施例中，使焊炬头减速(例如直至 停止)的CNC负断开时间可设置成传播延迟630、工艺逐渐减小时间610 (例如，逐渐减小电 流所花费的时间)、任何附加的引出段和运动减速时间650之和。如以上参照图9所述，图14示出图6A-6C所示的第一区域、第二区域和第三区域 会聚处的过渡区域内孔结构的偏差测量值。具体来说，曲线图显示如图6A-6D所示在孔结 构内从“0度点”逆时针+90度和从“0度点”270顺时针-90度的偏差。曲线图670示出对 根据本发明说明性实施例的孔结构测得的偏差。曲线661示出如图6A所示第一区域的外 切痕边缘。为了使引入段/引出段形成错误“勾缝”和/或“凹坑”的深度最小，工艺逐渐停 机(例如在如图6C和12所示的第三区域逐渐减小电流)可通过大致保持或增加全工艺切 割速度(例如通过设置较高的命令速度来增加切割速度)来进行。对各孔在第三区域(例 如图6C所示在-90度与0度之间)形成的平均偏差(例如凹坑)约为-0. 020英寸。图15示出根据本发明说明性实施例的用于操作等离子弧焊炬来从工件切割孔结 构的自动方法。在焊炬运行期间，软件可产生用于CNC的编码以执行和指令等离子系统进 行多个步骤。一步骤可包括锁定对等离子弧焊炬的高度控制器(步骤800)。可从查询表设 置气体成分(例如用于等离子/屏蔽气体的02/02)。可使用切痕值(例如来自查询表)根 据所要切割的孔结构直径来计算运动直径(步骤820)。一步骤可包括从孔切割表的值读取 /设置命令速度(步骤830)。用于切割孔结构的路径可编程成包括360度弧、异步停止命 令以及引出段弧长度(例如图6D所示第四区域内的弧)(步骤850)。异步停止命令可以是 告诉等离子弧焊炬熄灭等离子弧但继续移动焊炬头的命令。然后可稍后给出焊炬停止命令 (例如，使焊炬减速到停止的命令)。可在“0度点”(例如图6C-6D所示的点270)处插入 异步停止命令，且该命令可包括具有对应于逐渐减小时间的时间间隔(例如负时间偏移) 的偏移，使得电流熄灭成在“0度点”处熄灭到大致为零(步骤840)。引出段弧长度可编程 成对应于最小引出段运动长度(例如以上在方程1中所述)，使得焊炬直到“0度点”之后 才开始减速(例如，使得焊炬速度直到电流熄灭才减慢)。可将从孔中心到运动直径的引入 段形状(例如半圆)编程(步骤860)。可从孔切割表内的值读取/设置引入段速度(例如 如上所述用于第一区域的命令速度)(步骤870)。对于任一数量的孔大小可从查询表读取 电流逐渐减小时间，并可将任何显著的传播延迟添加到如上所述使异步停止命令偏移的时 间间隔。因此，可对任何数量的孔大小计算适当的电流逐渐减小时间。在某些实施例中，该自动方法包括在工件上切割多个孔结构。上述这些方法可用于切割每个孔结构。上述步骤840可包括建立对应于切口的沿每个孔结构周界段的外切痕 边缘与沿切口的每个孔结构引入段的外切痕边缘大致接合处的第一位置(例如图6C的“0 度点”270和图12的270’)。该方法还可包括根据正在切割的孔结构的孔直径或切割电流 大小建立第一位置之前的第二位置(例如图12的位置651)，并在该第二位置处启动等离 子弧的终止，使得等离子弧在等离子弧焊炬达到第一位置时基本上熄灭。对应于启动电流 的逐渐减小的第二位置可沿切口的引出段定位(例如图6C和图11所示的第三区域210)。 在某些实施例中，在给定厚度的工件上切割具有不同孔直径的多个孔结构，且对于多个孔 结构，由等离子弧焊炬从第二位置到第一位置行进的距离大致类似(例如相同)。该自动方 法还可包括根据正在切割的孔结构的孔直径确定负时间偏移，该负时间偏移确定在第二位 置处启动等离子弧的终止。可使用用于等离子弧焊炬的一组耗材切割具有多个孔直径的多 个孔结构(例如，切割孔结构而不更换等离子焊炬内耗材的自动工艺)。在某些实施例中， 将工件穿透来开始切割每个孔结构。图16是比较用不同工艺切割的孔的孔质量结果的曲线图。该曲线图示出使用不 同切割工艺880-920切割的孔结构的圆柱度。圆柱度可以是孔大小(例如孔直径)的函数。 图16中使用工艺880-920切割的孔结构每个都是0. 394英寸直径，并在3/8”厚的低碳钢 工件上切割而成。工艺900-910是用包括上述发明的各实施例的示例特征的工艺切割的。 工艺920是使用激光切割系统切割的孔结构。尽管激光切割系统优先地产生较高质量的孔 (例如将工艺920与例如工艺880相比)，但等离子弧焊炬系统成本较低。因此需要用等离 子弧焊炬系统切割的高质量孔。用于工艺800的曲线(“基准等离子”)显示用现有方法切割的孔结构的圆柱度。 用于工艺880的气体成分使用O2作为等离子气体和空气作为屏蔽气体。使用直线引入段 (例如用于第一区域的直线切割)且焊炬在“0度点”之前(例如在电流熄灭之前)减速。 用工艺880切割的孔结构的圆柱度约为0. 059英寸。用于工艺890的曲线(“部分A”)显示在从工艺880仅改变气体成分情况下切割 的孔结构的圆柱度。用于工艺890的气体成分是O2等离子气体和O2屏蔽气体。用工艺890 切割的孔结构的圆柱度约为0. 100英寸。因此，仅改变工艺880的屏蔽气体成分和流率放 大了孔结构内的缺陷。用于工艺900的曲线(“部分B”)示出其中用半圆形来切割第一区域(例如半圆 引入段)且用于第二区域的命令速度比用于第一区域的命令速度高的孔结构的圆柱度。但 是，在电流熄灭之前(例如在图6C-6D所示“0度点”之前)对焊炬减速。用于工艺900的 气体成分是O2等离子气体和O2屏蔽气体。用工艺900切割的孔结构的圆柱度约为0. 039 英寸。因此，该数据显示沿切口改变命令速度和选择半圆引入段可改进孔质量。由该工艺 切割的孔切口结构与使用具有直线引入段且在第一和第二区域之间焊炬速度没有变化的 工艺切割的孔相比具有较低的圆柱度。用于工艺910的曲线(“全方案”)示出其中用半圆形来切割第一区域，且用于第 二区域的命令速度比用于第一区域的命令速度高，且焊炬在电流熄灭后(例如在上述“0度 点”之后)减速的孔结构的圆柱度。用于工艺910的气体成分是O2等离子气体和O2屏蔽气 体。用工艺910切割的孔结构的圆柱度约为0. 020英寸，由此示出与其它等离子弧焊炬过 程相比切割质量的改进。由该工艺切割的孔结构与由在电流熄灭之前减速的焊炬切割的孔结构相比具有较低的圆柱度。用于工艺920的曲线(“激光”)显示用激光切割系统切割的孔结构的圆柱度。用 激光系统切割的孔结构的圆柱度约为0. 015英寸。切割包括上述各实施例的各方面/特征 的孔结构，如工艺900-910的曲线所示，改进了使用等离子弧焊炬系统切割的孔的质量。图17是示出可如何使用诸如计算机数字控制器(例如图5的CNC12)的处理器来 操纵气流来实施本发明的原理的流程图。图17示出根据本发明说明性实施例的可包含在 计算机可读产品内的流程操作，该计算机可读产品嵌入信息载体。其它实施例也在本发明 的范围内。如图17所示，在步骤1510，将包含所要切割部件的CAD文件提供给CNC或嵌套 软件，且CNC根据包含在切割表内的指令选择屏蔽气体成分。在另一实施例中，包含在嵌套 软件内的指令决定屏蔽气体成分。在某些实施例中，在步骤1520，一旦CNC使用计算机可 读指令来确定正在切割的是孔结构还是轮廓，则对焊炬供电，并在步骤1530将弧传递到工 件。当启动弧时，使用启动屏蔽气体和等离子气体，例如以下图18中所示的组合。在步骤 1540，在将弧传递到工件之后，将焊炬下降到工件且弧穿透工件。在一实施例中，弧使用空 气作为穿透屏蔽气体穿透工件。一旦完成穿透步骤，则CNC使用计算机可读指令根据是要 切割孔结构还是轮廓来选择适当的屏蔽气体。在某些实施例中，对是要切割孔结构还是轮 廓的确定(和适当屏蔽气体成分的选择)是基于相对于工件厚度的孔的尺寸的检查。在一 实施例中，在步骤1550，如果结构直径为工件厚度的约2. 5倍或更小，则要切割小内部结构 (例如孔结构)，且CNC选择第二屏蔽气体。在某些实施例中，为孔结构切割选择的屏蔽气 体成分是O2 ；且在某些实施例中，屏蔽气体成分是02、He、N2或其组合。在某些实施例中，关 于屏蔽气体成分的指令包括在切割表上的指令内。一旦选择了第二屏蔽气体，则CNC将控 制屏蔽气体流使得第二屏蔽气体成分流过屏蔽气体供给管线。然后在步骤1560使用由切 割表内包含的指令确定的或由嵌套软件指定的第二屏蔽气体成分在工件上切割孔结构。在 步骤1570，在工件上切割一个或多个孔结构之后，CNC启动轮廓切割操作。当CNC启动轮廓切割操作时，在步骤1530使用用于轮廓切割的启动屏蔽气体和等 离子气体再次启动弧。然后在步骤1540，该弧穿透工件，且在步骤1580，当轮廓切割开始 时，CNC选择用于轮廓切割操作的第一屏蔽气体。在步骤1580，如果确定正在切割轮廓，则 CNC选择用于轮廓切割的第一屏蔽气体成分。可根据切口的形状，或在内部结构的情况下， 可基于所要切割的开口的直径与工件厚度的比值来选择轮廓的识别。在某些实施例中，当 切割轮廓时，启动弧，穿透工件，切割轮廓都是用一种屏蔽气体成分来完成的，即第一屏蔽 气体成分。在某些实施例中，弧启动和穿透工件期间的屏蔽气体不同于在工件上切割轮廓 形状时使用的屏蔽气体。当在工件上切割孔结构或轮廓时，尽管对每个步骤可选择不同的 屏蔽气体成分，但可遵从相同的操作步骤。图18是示出可用于本发明实施例的气体成分的实例的表。在一实施例中，气体选 择成根据诸如孔结构切割或轮廓切割之类的所要进行的等离子焊炬操作提供最佳气体切 割性能。图18所示的示例性气体成分用于低碳钢切割应用，尽管其它材料工件可使用更适 于这些材料的不同屏蔽气体成分来切割。在某些实施例中，可使用He和N2的混合物来代 替用于孔结构的氧气作为切割不锈钢或铝的屏蔽气体。在图18所示的实施例中，在切割轮廓或孔结构的同时，在启动等离子弧期间，该 系统提供空气作为等离子气体和屏蔽气体。空气之所以用作等离子气体是因为在弧启动期间它与O2相比往往提供更长的耗材寿命。一旦将弧启动并传递到工件，则对于穿透过程等 离子气体就变成O2而屏蔽气体仍为空气。在该情况下，将等离子气体切换成适合喷嘴设计 的气体，在该实施例中为02，从而防止当电流逐渐增加到切割电流时对喷嘴的损坏。在大多 数情况下，理想的是在达到全切割电流时提供切割气体。另一方面，用于穿透工艺的屏蔽气 体仍为空气。业已显示用于穿透操作的空气屏蔽气体留下限制工件内材料浪费的较少穿透 穿过。一旦穿透工件，则等离子焊炬开始随着焊炬的运动沿穿透边缘开始切割。穿透过程 中，焊炬通常静止，且目的是完全穿透工件。另一方面，切割包括移动焊炬，通过切断露出的 边缘以形成所要求的形状。再参见图18的表，在穿透步骤之后，可根据切割的类型轮廓或者孔结构选择屏 蔽气体。在切割轮廓时，屏蔽气体和等离子气体保持不变。O2等离子气体和空气屏蔽气体 的组合允许直线无渣边缘和快速切割速度(例如切割速度或命令速度)，但是，在使用O2等 离子气体和空气屏蔽气体的组合切割轮廓时，往往形成具有大锥度或倾度的孔结构，形成 较差质量的孔结构。在切割孔结构或小内部结构时，通过保持O2作为等离子气体和将屏蔽 气体也切换成O2，如果不能消除也可减小孔结构的锥度。与空气相比，在切割低碳钢时通过 使用O2屏蔽气体可降低锥度，这时因为减少了屏蔽气体中的氮气量。因此，在图18的实施 例中可使用具有低氮气含量的其它气体或气体成分。在其它实施例中，在切割孔结构时可 使用具有不同成分组合的屏蔽气体。图19A是使用现有切割工艺切割的孔的横截面的实例(例如对相同工件上的轮廓 切割和孔结构切割使用相同的屏蔽气体成分)。在图19A中，也可通过形成直径等于孔边缘 74的顶部71、中部72和底部73处直径测量值的同心圆柱来测量孔的圆柱度(“锥度”或 “斜度”)。箭头81之间的空间示出各直径之间的最大差值。图19A中两个基准圆柱的半径 之间的较大差值指示较差质量的孔。这些孔需要大量的后切割处理。图19B是用包含上述示例技术的本发明的实施例切割的孔结构的剖视图。也可通 过形成直径等于孔边缘74的顶部71、中部72和底部73处直径测量值的同心圆柱来测量 孔的圆柱度(“锥度”或“斜度”)。在图19B中，可以看出切割的孔边缘的斜度或锥度与图 19A中孔边缘的斜度相比显著减小(例如，也参见图3)。此外，还可通过与图19A相比箭头 81之间减小的距离看出减小的圆柱度。由于孔边缘减小的斜度或锥度，两同心圆柱之间的 圆柱度公差范围最小且形成质量高得多的孔，不需要后切割处理。因此，可在数字电路、或计算机硬件、固件、软件或其组合内实施上述技术。该实施 也可作为计算机程序产品，即有形地嵌入在信息载体(例如CPS)内的计算机程序。信息载 体可以是机器可读存储装置或在由数据处理装置(例如，可编程处理器、计算机或多台计 算机)执行或用于控制其操作的传播信号内。计算机程序(例如，计算机程序系统)可以任何形式的编程语言编写，包括汇编语 言或解释语言，且其可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或适 于用在计算环境中的其它单元。计算机程序可部署成在一台计算机上执行或在同一地点或 跨越多个地点分布并通过通信网络互连的多台计算机上执行。可通过对输入数据操作和产生输出通过执行计算机程序以实施本发明的各功能 的一个或多个可编程处理器来实施各方法步骤。各方法步骤还可通过例如FPGA (现场可编 程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的专用逻辑电路来实施，且装置可实施为专用逻辑电
37路。各模块可以指计算机程序的各部分和/或实施该功能的处理器/专用电路。适于执行计算机程序的各处理器包括例如通用微处理器和专用微处理器，以及任 何种类数字计算机的一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机访问存储器 或两者获取指令和数据。计算机的主要元件是用于执行各指令的处理器和用于存储指令和 数据的一个或多个存储器装置。通常，计算机还将包括或可操作地联接以从用于存储数据 的一个或多个大容量存储装置(例如磁盘、磁光盘或光盘)获取数据或向其传送数据或两 者。也可在通信网络上进行数据传送和指令。适于实施计算机程序指令和数据的信息载体 包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器装置，例如EPROM、EEPROM和闪 存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存 储器可以由专用逻辑电路补充或结合到专用逻辑电路中。为了提供与使用者的交互，上述技术可在具有用于向使用者显示信息的例如 CRT (阴极射线管)或LCD (液晶显示器)显示器之类的显示装置、键盘以及例如鼠标或轨迹 球之类的指向装置的计算机上实施，使用者可通过键盘和指向装置向计算机提供输入(例 如与使用者界面元件交互)。也可使用其它种类的装置来提供与使用者的交互；例如提供 给使用者的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；且可以 任何形式接收来自使用者的输入，包括声音、讲话或触觉输入。上述技术可在分布式计算系统中实施，分布式计算系统包括例如数据服务器的 后端部件，和/或例如应用服务器的中间件部件，和/或例如具有图形用户界面或因特网浏 览器的客户计算机的前端部件和/或使用者可通过其与示例实施交互的Web浏览器，或这 些后端、中间件或前端部件的组合。系统的这些部件可通过例如通信网络的任何形式或数 字数据通信的介质互连。通信网络的实例包括例如局域网(“LAN”)、例如因特网的广域网 (“WAN”)，并包括有线和无线网络。包含、包括和/或每个复数形式是开放性的并包括所列部件，且可包括未列出的 其它部件，和/或是开放性的，并包括所列部件中的一个或多个以及所列部件的组合。尽管已参照具体说明性实施例具体示出和描述了本发明，但应当理解，可在形式 和细节方面进行各种变化而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
一种使用等离子弧焊炬系统切割多个孔结构的自动方法，所述自动方法在计算机数字控制器上实施并包括a)基于孔结构的直径使用引入段命令速度切割孔结构的引入段；b)使用大于孔结构的相应引入段命令速度的周界段命令速度切割孔结构的周界段；以及c)对具有相同直径或不同直径的每个另外的孔结构重复步骤a)和b)。
2.如权利要求1所述的自动方法，其特征在于，还包括使用比用于切割多个孔结构的 二次气体成分氮气含量高的二次气体成分切割轮廓。
3.一种用等离子弧焊炬在工件上切割多个孔结构的自动方法，每个孔结构包括引入段 部分、孔周界段部分以及引出段部分，所述自动方法包括通过以下在工件上切割具有第一直径的第一孔结构 用第一命令速度切割第一引入段；以及在切割所述第一引入段之后可将命令速度从所述第一命令速度增加到第二命令速度， 以切割第一孔周界段的至少一部分；通过以下在工件上切割具有比第一直径大的第二直径的第二孔结构使用第三命令速度切割第二引入段，其中所述第三命令速度大于所述第一命令速度；以及在切割所述第二引入段之后可将所述命令速度从所述第三命令速度增加到第四命令 速度，以切割第二孔周界段的至少一部分。
4.如权利要求3所述的自动方法，其特征在于，所述第四命令速度和所述第二命令速 度大致相等。
5.如权利要求3所述的自动方法，其特征在于，还包括以下步骤 使用第一二次气流在所述工件上切割所述第一孔结构；使用第二二次气流在所述工件上切割所述第二孔结构；以及使用第三二次气流在所述工件上切割轮廓，所述第三二次气流具有比所述第一二次气 流或所述第二二次气流高的氮气含量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一二次气流和所述第二二次气流具 有大致相同的气体成分。
7.一种用等离子弧焊炬在工件上切割多个孔结构的自动方法，所述自动方法包括 通过以下使用第一自动工艺来切割具有第一直径的第一孔结构启动具有第一气体成分的二次气流；以及 使用第一组切割参数切割所述第一孔结构； 通过以下切割具有比第一直径大的第二直径的第二孔结构 启动具有第二气体成分的二次气流；以及用第二组切割参数切割所述第二孔结构，其中所述第二组切割参数的至少一个参数不 同于所述第一组切割参数；通过以下使用第三自动工艺切割轮廓启动具有第三气体成分的二次气流，所述第三气体成分具有比所述第一气体成分和所 述第二气体成分高的氮气含量；以及用第三组切割参数切割所述轮廓，其中所述第三组切割参数的至少一个参数不同于所 述第一组切割参数或所述第二组切割参数。
8.如权利要求7所述的自动方法，其特征在于所述第一组切割参数包括第一引入段命令速度、第一周界段命令速度和所述第一气体 成分；所述第二组切割参数包括第二引入段命令速度、第二周界段命令速度和所述第二气体 成分；以及所述第三组切割参数包括轮廓命令速度和所述第三气体成分。
9.如权利要求8所述的自动方法，其特征在于，所述轮廓命令速度大于所述第一引入 段命令速度、所述第一周界段命令速度、所述第二引入段命令速度和所述第二周界段命令 速度。
10.如权利要求7所述的自动方法，其特征在于，所述第一气体成分和所述第二气体成 分大致相同。
11.一种用等离子弧焊炬在工件上切割至少第一孔结构和第二孔结构的自动方法，其 中所述第二孔结构大于所述第一孔结构，所述自动方法包括将所述等离子弧焊炬移动到第一位置并通过以下来在所述工件上切割所述第一孔结构通过将切割速度逐渐增加到第一引入段切割速度来切割第一引入段； 在所述第一引入段之后增加所述切割速度来切割第一周界段； 在所述第一周界段的内切痕边缘与所述第一引入段的外切痕边缘大致相交之后启动 电流的逐渐减小；以及保持或增加所述切割速度直到切割电流熄灭为止，所述切割电流在所述第一引入段的 外切痕边缘与所述第一周界段的外切痕边缘大致接合处或附近熄灭；将所述等离子弧焊炬移动到第二位置并通过以下来在所述工件上切割所述第二孔结构通过将所述切割速度逐渐增加到第二引入段切割速度来切割第二引入段，所述第二引 入段速度大于所述第一引入段切割速度；在所述第二引入段之后增加所述切割速度来切割第二周界段； 在所述第二周界段的内切痕边缘与所述第二引入段的外切痕边缘大致相交之后启动 电流的逐渐减小；以及保持或增加所述切割速度直到所述切割电流熄灭为止，其中所述切割电流在所述第二 引入段的外切痕边缘与所述第二周界段的外切痕边缘接合处或附近熄灭。
12.如权利要求11所述的自动方法，其特征在于，还包括通过基于所述第一孔结构或 所述第二孔结构直径的某一点处启动电流的逐渐减小来切割所述第一孔结构或所述第二 孔结构。
13.一种等离子弧焊炬系统，所述系统构造成在不同厚度的多个工件上切割不同大小 的轮廓和多个孔结构，所述等离子弧焊炬系统包括等离子弧焊炬，所述等离子弧焊炬具有用于相应电流大小的电极和喷嘴，以及 计算机数字控制器，所述计算机数字控制器构造成从多个气体成分中选择用于切割孔结构的第一二次气体成分和用于切割轮廓的第 二二次气体成分；基于工件的材料厚度从多个周界段切割速度中选择周界段切割速度；以及基于所要切割的孔结构的大小和工件的材料厚度从多个引入段速度中选择引入段速 度，且其中每个周界段切割速度大于每个相应的引入段速度。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述引入段速度与所要切割的孔结构的 大小成比例。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述计算机数字控制器构造成基于电流 大小从多个负时间偏移值选择负时间偏移值。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述负时间偏移基于所要切割的孔结构 的大小或电流大小。
17.一种用于用等离子弧焊炬系统在工件上切割多个孔结构的有形地嵌入信息载体内 并可在计算机数字控制器上运行的计算机可读产品，所述计算机可读产品包括可运行以使 所述计算机数字控制器执行以下操作的指令选择具有比空气低的氮气含量的屏蔽气体成分；对所要切割的孔结构建立引入段切割速度，所述引入段切割速度是所要切割的所述孔 结构的直径的函数；对所要切割的所述孔结构建立周界段切割速度，所述周界段切割速度大于相应的引入 段切割速度；以及提供第一命令来熄灭等离子弧，所述第一命令独立于第二命令来使等离子弧焊炬减速。
18.如权利要求17所述的产品，其特征在于，所述周界段切割速度基于工件的厚度。
19.一种用于在工件上切割孔结构时控制等离子弧焊炬的自动方法建立第一命令以在沿切口的第一位置熄灭等离子弧，所述第一命令独立于第二命令来 改变所述等离子弧焊炬的运动；以及建立与第一命令相关的负时间偏移，所述第一命令确定在第二位置处启动电流的逐渐 减小，所述第二位置沿所述切口在所述第一位置之前。
20.如权利要求19所述的自动方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述孔结构的 周界段的外切痕边缘与所述孔结构的引入段的外切痕边缘之间的相交处。
21.如权利要求19所述的自动方法，其特征在于，改变所述等离子弧焊炬的运动包括 使所述等离子弧焊炬减速或加速。
22.如权利要求19所述的自动方法，其特征在于，所述负时间偏移是以下之和所述第一命令与启动电流的逐渐减小之间的延迟；以及启动所述电流的逐渐减小与所述等离子弧熄灭之间的时间。
23.如权利要求19所述的自动方法，其特征在于，还包括从切割表获取负时间偏移。
24.如权利要求19所述的自动方法，其特征在于，所述负时间偏移是所述孔结构的直 径或电流大小的函数。
25.一种建立用于用等离子弧焊炬切割具有多个孔直径的多个孔结构的切割参数的自 动方法，所述自动方法包括建立第一位置，所述第一位置对应于沿每个孔结构的周界段的切口的外切痕边缘与沿 每个孔结构的引入段的切口的外切痕边缘大致接合的位置；建立第二位置，所述第二位置基于正在切割的所述孔结构的孔直径或切割电流大小在 所述第一位置之前；以及在所述第二位置处启动等离子弧的终止，使得所述等离子弧在所述等离子弧焊炬到达 所述第一位置时基本上熄灭。
26.如权利要求25所述的自动方法，其特征在于，在给定厚度的工件上切割多个孔结 构，且对于所述多个孔结构，由所述等离子弧焊炬在第二位置与第一位置之间行进的距离 大致类似。
27.如权利要求25所述的自动方法，其特征在于，还包括基于正在切割的孔结构的孔 直径确定负时间偏移，所述负时间偏移确定在所述第二位置处启动等离子弧的终止。
28.如权利要求25所述的自动方法，其特征在于，还包括使用用于等离子弧焊炬的一 组耗材切割具有多个孔直径的多个孔结构。
29.如权利要求25所述的自动方法，其特征在于，还包括穿透所述工件以开始切割每 个孔结构。
30.一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的 至少一部分切割孔结构的方法，所述方法包括使用来自第一切割参数组的至少一个切割参数在所述第一区域内进行切割，所述第一 切割参数组包括第一切割电流和建立第一焊炬速度的第一命令速度；使用来自不同于所述第一切割参数组的第二切割参数组的至少一个切割参数在所述 第二区域内进行切割，所述第二切割参数组包括第二切割电流和建立第二焊炬速度的第二 命令速度；以及使用来自不同于所述第一切割参数组或所述第二切割参数组的第三切割参数组的至 少一个切割参数在所述第三区域内进行切割，所述第三切割参数组包括第三切割电流和建 立第三焊炬速度的第三命令速度。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第一区域对应于切口的引入段，所述 第二区域对应于所述切口的周界段，且所述第三区域对应于所述切口的切痕截断地带。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述孔结构至少部分地由所述第三区域 内所述切口的外切痕边缘的至少一部分和所述第二区域内所述切口的外切痕边缘限定。
33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，在所述第一区域内的切割包括至少切割 所述工件上的半圆。
34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第二命令速度大于所述第一命令速度。
35.如权利要求30所述的方法，其特征在于，在所述第三区域的至少一部分期间所述 第三切割电流小于所述第二切割电流。
36.一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域和第二区域的路径的至少一部分 切割孔结构的方法，所述方法包括启动等离子气流；启动电流来点燃导向弧；将所述弧传递到所述工件； 穿透所述工件；使用建立第一焊炬速度的第一命令速度在所述第一区域内进行切割；以及 使用建立第二焊炬速度的第二命令速度在所述第二区域内进行切割，其中所述第二命 令速度大于所述第一命令速度。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述路径包括第三区域，且所述第一区域 对应于切口的引入段，所述第二区域对应于所述切口的周界段，且所述第三区域对应于所 述切口的切痕截断地带。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述第一命令速度至少部分地基于所述 孔结构的直径。
39.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述孔结构是大致圆形孔或狭槽。
40.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述路径包括第三区域，所述方法还包括 在所述第三区域内逐渐减小切割电流，使得所述切割电流在对应于所述第一区域、第二区 域和第三区域大致相交处的第二区域的起点的位置处基本上达到零安培。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括在所述切割电流大致地达到零安 培之后减小所述焊炬速度。
42.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括以至少部分地基于所述第三区域 的起点与所述第二区域的起点之间长度的速率逐渐减小所述切割电流。
43.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括使用建立第三焊炬速度的第三命令速度在所述第三区域内进行切割；以及 可在第三区域内由所述第三焊炬速度和所述电流基本上达到零安培所需要的时间确 定的位置处启动切割电流的逐渐减小。
44.如权利要求36所述的方法，其特征在于，还包括使用包括02等离子气体和02屏蔽 气体的气流成分在所述第一区域或所述第二区域内进行切割。
45.一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的 至少一部分切割孔结构的方法，所述方法包括启动等离子气流； 启动电流来点燃导向弧； 将所述弧传递到所述工件； 穿透所述工件；在第一区域和第二区域内进行切割，其中用于所述第二区域的切口的命令速度不同于 所述第一区域内切口的命令速度；在所述第三区域内减小切割电流，使得所述切割电流在所述第三区域内切口的外切痕 边缘与所述第一区域内切口的外切痕边缘大致会合的点处大致达到零安培；以及 在所述切割电流已大致达到零安培之后使所述等离子切割系统的焊炬速度减速。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，从所述孔结构中心到所述第二区域内切 口的外切痕边缘的距离可大致类似于在所述第一区域与所述第三区域相交处从所述孔结 构中心到第三区域内切口的外切痕边缘的距离。
47.如权利要求45所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一区域内所述切口的外切痕边缘与所述第三区域内所述切口的外切痕边缘大致相交的点之后可使所述焊炬速度 减速。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，在所述第一区域内所述切口的外切痕边 缘与所述第三区域内所述切口的外切痕边缘大致相交的点之后预定距离处所述焊炬速度 达到零。
49.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述第一区域对应于所述切口的引入段， 所述第二区域对应于所述切口的周界段，且所述第三区域对应于所述切口的切痕截断地市ο
50.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述孔结构大致由所述第三区域内切口 的外切痕边缘的至少一部分和所述第二区域内切口的外切痕边缘限定。
51.如权利要求45所述的方法，其特征在于，还包括用大于所述第一区域内所述切口 的命令速度的命令速度在所述第二区域内进行切割。
52.如权利要求45所述的方法，其特征在于，减小包括在所述第三区域内逐渐减小切 割电流，使得所述切割电流在所述第一区域内所述切口的外切痕边缘与所述第三区域内所 述切口的外切痕边缘大致相交的位置处大致达到零安培。
53.一种沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分并用等离子切割 系统在工件上切割孔结构的方法，所述方法包括启动等离子气流； 启动电流来点燃导向弧； 将所述弧传递到所述工件； 穿透所述工件；用不同于切口的第一区域的命令速度的命令速度在第二区域内进行切割； 在所述第三区域内逐渐减小切割电流以去除剩余材料，使得所述第三区域内切口的外 切痕边缘与所述第二区域内切口的外切痕边缘大致对齐；以及在所述切割电流已大致达到零安培之后使所述等离子切割系统的焊炬速度减速。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括在所述第三区域内逐渐减小所述 切割电流，使得所述切割电流在所述第三区域内所述切口的外切痕边缘与所述第一区域内 切口的外切痕边缘相交处大致达到零安培。
55.如权利要求53所述的方法，其特征在于，所述剩余材料可至少部分由所述第一区 域内切口的外切痕边缘和所述第三区域内所述切口的外切痕边缘限定。
56.如权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括用大于所述切口的所述第二区域 的所述命令速度的命令速度在所述第三区域内进行切割。
57.一种用等离子切割系统在工件上切割孔结构的方法，所述方法减少孔结构上的缺 陷并包括启动等离子气流； 启动电流来点燃导向弧； 将所述弧传递到所述工件； 穿透所述工件；建立相对于所述工件的切割弧和切割速度；在孔切割路径上第一点之后将所述切割速度增加到第二切割速度； 在所述孔切割路径内第二点之后逐渐减小切割电流而不减小所述切割速度；以及 大致保持所述第二切割速度，直到所述切割电流大致达到零安培为止或在所述切割电 流大致达到零安培之前将所述第二切割速度增加到第三切割速度。
58.如权利要求57所述的方法，其特征在于，增加包括用第一命令速度在所述孔切割 路径的第一区域内进行切割，用大于所述第一命令速度的第二命令速度在所述孔切割路径 的第二区域内进行切割。
59.如权利要求58所述的方法，其特征在于，所述第一区域限定切口的引入段，且所述 第二区域限定所述孔结构的周界段的至少一部分。
60.如权利要求58所述的方法，其特征在于，所述第一命令速度基于所述孔结构的直径。
61.如权利要求57所述的方法，其特征在于，还包括在所述孔切割路径上所述第二点 之后减小所述切割电流并大致在所述孔切割路径上所述第一点附近熄灭所述切割弧。
62.如权利要求57所述的方法，其特征在于，还包括从所述孔切割路径上第二点切割并返回到所述孔切割路径上的第一点以在所述工件 上形成所述孔结构；以及在从所述孔切割路径上所述第二点切割回到所述孔切割路径上所述第一点的同时，逐 渐减小所述切割电流。
63.一种用于在工件上沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分切 割孔结构的等离子弧焊炬系统，所述等离子弧焊炬系统包括等离子焊炬，所述等离子焊炬包括电极和喷嘴； 引线，所述引线为所述等离子弧焊炬提供切割电流； 台架，所述台架附连到所述等离子焊炬；以及计算机数字控制器，所述计算机数字控制器控制所述第一区域、所述第二区域和所述 第三区域内所述等离子弧焊炬的切割参数，其中所述计算机数字控制器建立第一方法，所述第一方法用于至少部分地基于所述孔结构的直径提供用于所述第一区 域的第一命令速度，并为所述第二区域提供第二命令速度，其中所述第二命令速度大于所 述第一命令速度；或者第二方法，所述第二方法为所述第三区域提供第三切割电流，其中所述第三切割电流 逐渐减小，使得所述第三切割电流在所述第一区域内切口的外切痕边缘与所述第三区域内 切口的外切痕边缘大致相交处大致达到零安培。
64.如权利要求63所述的系统，其特征在于，所述计算机数字控制器包括查询表来确 定所述等离子弧焊炬的所述切割参数。
65.如权利要求63所述的系统，其特征在于，所述第三切割电流逐渐减小以去除剩余 材料，使得所述第三区域内所述切口的外切痕边缘与所述第二区域内切口的外切痕边缘大 致对齐。
66.一种用于等离子弧焊炬切割系统的有形地嵌入信息载体内并可在计算机数字控制 器上运行的计算机可读产品，所述计算机可读产品包括可运行以使所述计算机数字控制器 执行以下操作的指令8选择用于在工件上沿包括第一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分切割孔 结构的切割参数，其中所述切割参数包括用于所述第一区域的第一命令速度，所述第一命令速度用于至少部分基于所述孔结构 的直径，用于所述切口的所述第二区域的第二命令速度，其中所述第二命令速度大于所述 第一命令速度；或者用于所述第三区域的第三切割电流，其中所述第三切割电流逐渐减小，使得所述第三 切割电流在所述第一区域内切口的外切痕边缘与所述第三区域内切口的外切痕边缘大致 相交处大致达到零安培。
67.如权利要求66所述的产品，其特征在于，所述第三切割电流逐渐减小以去除剩余 材料，使得所述第三区域内所述切口的外切痕边缘与所述第二区域内切口的外切痕边缘大 致对齐。
68.一种使用等离子弧焊炬在工件上切割孔结构以减少所述孔结构上缺陷并沿包括第 一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分进行切割的方法，所述方法包括选择用于在第三区域内的切割的多个切割电流中逐渐减小操作中的一个，其中所述多 个切割电流中逐渐减小操作中的每个可以是所述孔结构直径的函数；当焊炬头从所述第三区域穿过到达第二区域内所述第一区域、第二区域和第三区域大 致相交的位置处时熄灭所述等离子切割电流；以及在所述第三区域内大致保持或增加焊炬速度，直到所述焊炬头从所述第三区域穿过进 入所述第二区域为止。
69.一种使用等离子弧焊炬在工件上切割孔结构以减少所述孔结构上缺陷并沿包括第 一区域、第二区域和第三区域的路径的至少一部分进行切割的方法，所述方法包括启动等离子气流；启动电流来点燃导向弧；将所述弧传递到所述工件；穿透所述工件以开始切割所述孔结构；沿所述路径的所述第一区域和所述第二区域进行切割；在所述第三区域内第一点处启动切割电流的逐渐减小，使得所述切割电流在所述第一 区域、所述第二区域和所述第三区域大致相交的第二点处熄灭，基于所述切割电流的逐渐 减小时间来确定所述第三区域内的所述第一点；以及使所述等离子弧焊炬减速，从而使焊炬速度在所述第二点后的预定距离处大致达到零。
70.如权利要求69所述的方法，其特征在于，所述预定距离约为1/4英寸。
71.如权利要求69所述的方法，其特征在于，对于约55英寸/分钟的孔切割速度和约 5mG的台子加速度，所述预定距离约为1/4英寸。
72.—种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域和第二区域的路径的至少一部分 切割孔结构的方法，所述方法包括启动等离子气流； 启动电流来点燃导向弧； 将所述弧传递到所述工件；穿透所述工件；使用建立第一焊炬速度的第一命令速度在所述第一区域内进行切割，所述第一命令速 度是加速曲线的一部分；以及使用建立第二焊炬速度的第二命令速度在所述第二区域内进行切割，其中所述第二命 令速度是所述加速曲线的一部分并大于所述第一命令速度。
73. 一种用等离子切割系统在工件上沿包括第一区域和第二区域的路径的至少一部分 切割孔结构的方法，所述方法包括 启动等离子气流； 启动电流来点燃导向弧； 将所述弧传递到所述工件； 穿透所述工件；在所述第一区域与所述第二区域大致相交处以第一焊炬速度进行切割；以及 以第二焊炬速度切割所述第二区域的至少一部分，所述第二焊炬速度大于所述第一焊 炬速度。
全文摘要
一种使用等离子弧焊炬系统切割多个孔结构的自动方法，该自动方法在计算机数字控制器上实施。该自动方法可包括以下步骤a)根据孔结构的直径使用引入段命令速度切割孔结构的引入段(110)，以及b)使用大于孔结构的相应引入段命令速度的周界段命令速度切割孔结构的周界段(160)。自动方法还可包括步骤c)对具有相同直径或不同直径的每个另外孔结构重复步骤a)和b)。
文档编号B23K10/00GK101952076SQ200980105986
公开日2011年1月19日 申请日期2009年11月5日 优先权日2008年12月22日
发明者G·S·威尔逊, G·T·贝斯特, J·W·林德赛, P·V·伯瑞汉 申请人:海别得公司