用于使切割及焊接金屬帶材的裝置移動(dòng)的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使切割第一金屬帶材的尾部和第二金屬帶材的頭部、并將第一金屬帶材的尾部焊接至第二金屬帶材的頭部的裝置移動(dòng)的設(shè)備，以及涉及一種與根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分和權(quán)利要求14的前序部分中的每一者的所述裝置相關(guān)聯(lián)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)在包括處理模塊(磨床、刨機(jī)、熔爐、酸洗、鍍鋅、退火等)的線上移動(dòng)的金屬帶材進(jìn)行冶金處理的領(lǐng)域中，金屬帶材從相繼解繞的帶卷理想地插入以將金屬帶材順序地定位在所述線上。為了實(shí)現(xiàn)正被處理的帶材的連續(xù)的物理運(yùn)動(dòng)，需要切割解繞的第一帶材的尾部和已至少部分地解繞的第二帶材的頭部、并隨后將解繞的第一帶材的尾部焊接至已至少部分地解繞的第二帶材的頭部，為此，所述帶材尾部和所述帶材頭部被帶至特別地稱作焊接機(jī)的焊接裝置中。在焊接操作期間，帶材尾部和帶材頭部必須通過爪固定以便焊接(在切割之后)，因而在此期間，需要在焊接機(jī)的下游的處理處至少限制或者不減慢(已焊接的)帶材的運(yùn)動(dòng)速度。此外，帶材長(zhǎng)度累積裝置安裝在焊接機(jī)的下游以及可能安裝在焊接機(jī)的上游，以便由于帶材在帶材長(zhǎng)度累積裝置中的累積和/或進(jìn)給，即使在焊接機(jī)處停留和/或減慢時(shí)期，也能使處理過程或多個(gè)處理過程連續(xù)。這些累積裝置由于它們昂貴且笨重而應(yīng)該被最小化。具體地，用于這些帶材的處理線必須趨于能夠使帶材從線入口處的解繞機(jī)連續(xù)地運(yùn)動(dòng)至線出口處的卷取機(jī)或切割帶材部段堆。因此，希望使每個(gè)帶材(至少尾部和/或頭部)在線的某點(diǎn)處、諸如在焊接機(jī)中停留的持續(xù)時(shí)間最小化，同時(shí)減少非生產(chǎn)性累積，原因在于停留的持續(xù)時(shí)間和非生產(chǎn)性的累積僅代表與由帶材在處理線中運(yùn)動(dòng)的平均速度減小以及由諸如使用帶材累積裝置之類的用于緩解帶材在線的某部段中速度放慢的設(shè)備的增加所引起的線上的生產(chǎn)率的降低對(duì)應(yīng)的成本。
[0003]此外，成卷帶材在進(jìn)入焊接機(jī)時(shí)可以具有不同的冶金性能、厚度和寬度，特別在處理不同類型和規(guī)格的成卷帶材的情況下更是如此。考慮到通過由焊接機(jī)下游的處理所引發(fā)的操作而施加在焊接區(qū)域上的應(yīng)力，目前，存在用于焊接具有不同寬度和厚度的金屬帶材的兩種主要類型的焊接機(jī)，即，輕型焊接機(jī)和重型焊接機(jī)。換句話說(shuō)，為了在“輕型或重型”領(lǐng)域中的每一者中的更廣泛的焊接應(yīng)用，希望能夠?qū)⒑附臃秶鷶U(kuò)展至更大的帶材規(guī)格和類型、或者甚至更小的帶材規(guī)格和類型。然而，在設(shè)計(jì)用于小規(guī)格帶材的焊接機(jī)的情況下，如果期望將焊接擴(kuò)展至更大的規(guī)格(假設(shè):帶材的寬度、厚度和冶金特性沒有超出所述焊接機(jī)的能力)，則焊接時(shí)間將至少與和所需寬度有關(guān)的焊接長(zhǎng)度的增大而成比例地增大。這降低了處理線(下游)的生產(chǎn)率并且在下游潛在地需要附加的累積裝置。除了非生產(chǎn)時(shí)間具有負(fù)面影響的事實(shí)以外，還需要提供設(shè)計(jì)用于較寬帶材規(guī)格的增大容量?jī)?chǔ)存累積器。因此，明顯的是，對(duì)于適于焊接較大的帶材規(guī)格的焊接機(jī)而言，這種下游累積裝置(以及在適用的情況下的上游累積裝置)將還必定比以前更重且更昂貴。
[0004]首先，本發(fā)明基于用于使至少一個(gè)切割及焊接裝置移動(dòng)的設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)，所述至少一個(gè)切割及焊接裝置能夠切割第一金屬帶材的尾部和第二金屬帶材的頭部、并隨后將第一金屬帶材的尾部焊接至第二金屬帶材的頭部，所述設(shè)備包括至少一個(gè)第一滑架，所述至少一個(gè)第一滑架保持有至少一個(gè)焊接頭，所述第一滑架能夠沿著依循跨過帶材的至少一個(gè)橫向區(qū)域(通常稱為“寬度”)的第一路線的導(dǎo)引路徑移動(dòng)。此外，該設(shè)備包括至少一個(gè)第二滑架，所述至少一個(gè)第二滑架能夠獨(dú)立于第一滑架移動(dòng)并保持有切割頭，所述第二滑架能夠在依循第二路線的導(dǎo)引路徑上移動(dòng)。這種設(shè)備在公開文獻(xiàn)DE102007023017A1 (參見圖2a、圖2b、圖2c)中進(jìn)行了充分地示出和描述，該公開文獻(xiàn)示出了下述的兩滑架式布局，每個(gè)滑架均具有能夠在切割模式與焊接模式之間切換的頭。主要由至少一個(gè)激光源供應(yīng)的這種可切換類型的頭為目前最適于切割及焊接具有不同形狀的金屬坯料的靈活操作方法技術(shù)。然而，這些頭具有下述缺陷:不提供與專門用于切割金屬帶材或焊接金屬帶材的獨(dú)立的切割頭和焊接頭相同的切割性能水平和焊接性能水平。該缺陷由于下述原因而更加明顯:待切割及焊接的帶材可能具有不同的規(guī)格、厚度以及冶金、物理/機(jī)械特性并且因此可能呈現(xiàn)在切割性能和焊接性能方面的嚴(yán)格要求，這些嚴(yán)格要求難以利用通用的切割及焊接頭技術(shù)實(shí)現(xiàn)。此外，在DE102007023017A1中描述的設(shè)備包括在切割步驟(圖2a)與焊接步驟(圖2c)之間的中間步驟(圖2b)，該中間步驟用于相對(duì)于所述兩個(gè)滑架中的至少一個(gè)滑架調(diào)整所述兩個(gè)滑架中的另一個(gè)滑架，以使待被切換至焊接模式的縱向?qū)?zhǔn)的切割頭移動(dòng)至相對(duì)于初始的帶材運(yùn)動(dòng)方向橫向地對(duì)準(zhǔn)的位置。該中間步驟具有兩個(gè)缺陷:首先，在改變頭的對(duì)準(zhǔn)和滑架的對(duì)準(zhǔn)時(shí)的時(shí)間損耗，這必然降低生產(chǎn)率或需要附加的累積容量；其次，用于這種動(dòng)態(tài)的滑架/頭裝置所需的高度的對(duì)準(zhǔn)精度，這需要昂貴的對(duì)準(zhǔn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的可靠性和穩(wěn)定性。用于精確地對(duì)準(zhǔn)滑架及其頭的這種裝置有利地使根據(jù)DE102007023017A1的設(shè)備能夠容易地用于通過使用自由形式的焊接來(lái)焊接兩個(gè)金屬片材的部段，而本發(fā)明涉及切割和焊接帶材尾部的線性邊緣和帶材頭部的線性邊緣，即較簡(jiǎn)單的輪廓。
[0005]最后，本發(fā)明還意在提供對(duì)配裝有焊接頭和切割頭的被稱為“單個(gè)滑架”的常規(guī)技術(shù)的一種替代方案，例如，提供對(duì)在如在相同的公開文獻(xiàn)DE102007023017A1 (圖la、圖lb、圖lc)中以及在JP S60-257983中提出的包括配裝有具有多個(gè)可切換切割/焊接頭的樞轉(zhuǎn)臂的單個(gè)滑架的設(shè)備中的“單個(gè)滑架”的替代方案。這種類型的結(jié)構(gòu)還具有與雙重功能的切割及焊接頭以及如上所述的在循環(huán)方面占據(jù)太多時(shí)間和需要太高精度的中間步驟(諸如，在DE102007023017A1中的圖lb中)相關(guān)的缺陷。
[0006]還應(yīng)該指出的是，需要由一個(gè)或更多個(gè)支撐及導(dǎo)引元件支撐的對(duì)準(zhǔn)和/或樞轉(zhuǎn)裝置的切割及焊接設(shè)備要求這些元件為復(fù)雜的并且因此為笨重和/或沉重的，由于對(duì)夜以繼日地工作的設(shè)備而言要求這些裝置具有精度和可靠性，因而更是如此。通常來(lái)說(shuō)，這些元件是大的并且為C形的，以使切割頭、焊接頭、拋光頭、質(zhì)量控制頭和加熱頭等能夠在帶材的旁側(cè)運(yùn)動(dòng)，無(wú)論所述帶材存在與否都是如此。
[0007]此外，除根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備以外，如果需要其他模塊，諸如以下模塊中的至少一者:
[0008]-焊接質(zhì)量控制裝置，
[0009]-焊接區(qū)域拋光單元，
[0010]-用于對(duì)待焊接區(qū)域和/或已焊接區(qū)域進(jìn)行退火的裝置，
[0011 ] 則上述設(shè)備將甚至更大且更笨重，并且上述設(shè)備將極其復(fù)雜或者甚至不可能將這些模塊結(jié)合在其中(例如，將拋光裝置結(jié)合在樞轉(zhuǎn)或執(zhí)行非線性輪廓切割/或焊接的滑架上)。因此，用于使至少一個(gè)切割及焊接裝置移動(dòng)的已知設(shè)備明顯地缺乏模塊化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于使至少一個(gè)切割及焊接裝置移動(dòng)的設(shè)備，所述至少一個(gè)切割及焊接裝置能夠切割第一金屬帶材的尾部和第二金屬帶材的頭部、并且隨后將第一金屬帶材的尾部焊接至第二金屬帶材的頭部，所述設(shè)備解決了以上在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的已知問題。
[0013]特別地，本發(fā)明通過提出以下優(yōu)點(diǎn)來(lái)解決問題:
[0014]-減少用于累積移動(dòng)帶材的裝置、提高生產(chǎn)率、縮短切割及焊接循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，
[0015]-簡(jiǎn)化切割及焊接循環(huán)，
[0016]-利用(獨(dú)立的)高性能切割頭和焊接頭，
[0017]-增強(qiáng)對(duì)不同帶材規(guī)格和性能的適應(yīng)性，
[0018]-改善支承/托架結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化、模塊化、一體化和流線型化/緊湊化，
[0019]-特別地是對(duì)利用動(dòng)態(tài)精度特征來(lái)用于滑架和切割/焊接頭在可變的切割及焊接路線一一這些線路可以在十厘米與幾米之間變化一一上的運(yùn)動(dòng)和定位所需的過度的機(jī)械結(jié)構(gòu)公差進(jìn)行限制，
[0020]-用于焊接帶材所需的重復(fù)的功能的可靠性和穩(wěn)定性，
[0021]-特別地由于易于接近不同的頭和模塊而便于機(jī)械維護(hù)操作。
[0022]與這種移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)地，還提出了用于切割并隨后焊接的方法，特別地，