CN1008429B - 罐体纵边的焊接方法和装置 - Google Patents

罐体纵边的焊接方法和装置

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Abstract

为了在到焊接设备(52)的途中把将要相互对焊的罐体(10)的纵边(12、14)拢在一起，通过一块磁铁(40)运送罐体(10)，从而纵边(12、14)被磁化成相反的极性。磁铁(40)的两个磁极(Ns、Sn)的每个极都有一个支承传送带(36)的支承面，传送带(36)将罐体(10)一个接一个地从导向件(22)运输给焊接设备(52)。

Description

本发明涉及卷制罐体对纵缝对焊用的焊接设备的相对定位和纵向移动的方法和装置，对靠就位的两个纵边受一个导向件的约束，沿着运送方向向焊接设备的上游移动。
在德国3534195号专利中已经提出使准备进行纵边对焊的卷制罐体通过一个笼状定径器运送。在运送过程中，该定径器先将纵边推在一个刃口状的导向件的支承面上，然后将其推压对正就位。不过，采用这种方式很难完全防止在纵边焊在一起之前彼此之间相互错位。而在径向上的微小相互错位都足以破坏焊缝的外观，在某些情况下甚至使其不能使用。另外，纵边的纵向错位会使罐体两端边缘不平整，这可能会对安装罐盖和罐底造成困难。
因此，本发明的目的是进一步提供一种本文开始时所述的方法和装置，以这种方法工作，一旦通过导向件实现了纵边的定位，在罐体从导向体送至焊接设备的运送过程中一直保持那种定位不变，而纵边则规整地相互组对在一起被送至焊接设备的工作区。
在本文开始时所述的方法中，按照本发明的方法所述问题的解决在于使罐体的纵边从导向件至焊接设备的运送途中被磁化成相反极性，从而使其保持相互紧密对靠的状态。
磁力使纵边一脱离导向件就在整个区域中互相接触，并且在罐体被磁化的期间一直保持这种接触状态。使纵边保持对靠的压力基本上只取 决于磁场强度，而不取决于可以在一定限度内变化的罐体直径，直径的这种变化是由于在截取卷制罐体用的毛坯尺寸时的误差造成的。磁力防止相互对靠的纵边相互错位，但与罐体从导向件运送至焊接设备的运送方式无关，这一点非常重要。
根据对本发明方法的进一步研究开发，磁化作用也用来传输对罐体的输送力。
另外，由于磁化而相互对靠在一起的纵边的位置可以在导向件与焊接设备之间的途中受到监测，如果需要，可以通过在导向件和焊接设备之间垂直于纵边的相对移动来修正纵边的位置。在这种情况下，从原理上讲可以沿着垂直于纵边的方向调节导向件或焊接设备。
罐体磁化的另外的优点是可以通过测量磁化期间纵边范围内的杂散磁场来检测纵边的位置。这种检测方法可以比光学检测更容易实现，尽管光学检测可能更精确。
本发明的另一个主题是在一个提供一种用于执行上述方法的装置，它装有一个定径器和一个导向件，可以限定运送轴线的位置;一套焊接设备，特别是一套激光焊接设备，它的工作轴线与运动方向互相垂直;另外还有一套用于沿运送轴线运送罐体的运输机。根据本发明，进一步研究这样一种装置：一块磁铁的两个极分别设在包含传送轴线的平面的两侧，每个磁极构成传送机的传送带的一个支撑面。
根据本发明的装置，如果一条与磁铁的两个极相配合的共同传送带与焊接设备分别位于罐体直径的对侧处时，则此装置就非常简单。不过也可以设置两个平行的传送带，每一个传送带各自配合两个磁极中的一个磁极，在两个传送带之间留有足够的空隙，可以使焊接工作在两者之间自由进行。
如果焊接设备可以沿着垂直于运送轴的方向调节，并且调节过程由设在焊接设备和导向件之间的传感元件来控制，则更为有利。
传感元件可以是响应于杂散磁场而起作用的传感元件。
以下将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的详述。
图1所示是根据本发明绘制的一套装置的斜视图，
图2所示是由图1的Ⅱ-Ⅱ断面斜视的放大详图，
图3所示是由图1的Ⅲ-Ⅲ断面斜视的放大详图。
图中所示的装置属用以制造罐体10的机器，罐体10的纵边12和14对焊在一起。罐体由传统结构的设备（图中未绘出）卷成圆筒，然后，如图1左边部分所示，就位成准备状态，罐体的两条纵边12和14位于罐体的顶部，它们彼此之间有一个很小的间隙，罐体的两条纵边12和14位于罐体的顶部，它们彼此之间有一个很小的间隙，罐体的两个端面16和18分别位于一个垂直面中。在机器的每个工作周期中，传送带20将一个罐体10由此位置运送给导向件22。
导向件22是轨道形的，它起始于传送带20端部的上方（如图1所示）沿运送方向平行延伸，它包括位于同一水平上彼此相对的两条纵向槽24和26。纵边12和14被推插进各自的纵向槽中，并且在向前移动期间，使该两条纵边受导向槽的导向而彼此接近。
导向件22入口端后面不远处有一个笼状定径器28，该定径器28与导向件构成一导向装置（22，28）。定径器28卡在罐体10上，罐体10卡在纵向槽24和26之中，对罐体10运动进行导向，它使纵边12和14分别可靠地沿着插入的纵向槽24或26的底面滑动。图中所示的定径器是示意图，它可以采用通常的方式在径向上安装回弹辊。导向件22和定径器28确定了运送轴线A的位置，而轴线A又与罐体10在图1中由左向右移动过程中的几何轴线重合。
在轨道式导向22件的上方设有一台链条运输机30。运输机上装有若干个推爪32。推爪成双安装，彼此之间的间距根据罐体10的长度而定。在链条运输机的下段成对的推爪骑在导向件22上向前运动时，该推爪推 动每一个罐体10的后端面18，使其向前移。
链条运输机30的端部和导向件22基本上处于同一个Ⅱ-Ⅱ剖面上。而设在罐体10下方的另一台运输机34的起点也基本上位于同一个Ⅱ-Ⅱ剖面上，它的入口部分与定径器28互相搭接，从而当每一个罐体10运动到运输机34上时，定径器仍然能够对它的运动进行导向。
运输机34上装有一非磁性材料（例如橡胶或塑料）制成的环形运输带36，它的上段受两条导轨38导向，从而使它能够与导向件22和笼式定径器28的共同的运输轴线A保持精确平行。运输带36的上段贴在磁铁40上，在所示的实施例中，磁铁40是永磁体;为本发明的目的其Ns极和Sn极分别具有相应的微凹的支撑面42和44，Ns和Sn两极之间用一层非导磁介质层46分隔。
来自Ns极的磁力线大部分穿过运输带36传到运输带上的罐体10中，然后进一步传到罐体10的薄板材金属中。一部分磁力线由罐体10底部跨过中间隔离层46传到Sn极，而一部分磁力线则顺着罐体10的薄板材金属壁上，从而在纵边12和14之间产生磁吸力。
沿罐体10运输方向的下游距导向件22内一小段距离处，磁吸力就使纵边12和14紧紧地靠在一起，彼此之间不再有分隔间隙。与此同时，运输机34将罐体10继续向前运输。由磁铁40直接传给罐体10的磁力保证了运输皮带36沿图1箭头B所指的方向以匀速一个接一个地运送罐体10。
运输皮带36的速度略低于链条运输机30的速度，从而使后面一个罐体的前端面16与业已离开链条运输机器30工作范围的罐体10的后端面18紧靠在一起，其间没有间隙。在这个过程中，由于磁力线的作用，使端面16和18相互找正定位，从而使罐体10一个接一个摆正。就像是一条连续不断的管子。
在沿运输方向上导向件22的下游比一个罐体10的长度略长的距离处，在托架48上装有一个传感元件50。在托架48上除了装有传感元件50外， 还装有垂直工作轴线为C的焊接设备52。
传感元件50可以通过一个普通电路（图中未绘出）来控制托架48，在这种方式下，焊接设备52的工作轴线C总是一直对准两条相互靠紧的纵边12和14并将其焊接在一起。焊接设备52最好采用激光枪，而该工作轴线C与激光束的轴线相重合。
焊接设备也可以不作直线运动，而是沿着与运输轴线A平行的一条轴线摆动;以这种方式运动可以保证激光束总是射在两条紧靠的纵边12和14上，即便当它们的位置偏离了所要求的位置时，例如待焊接罐体的直径发生变化引起位置偏离时，同样可以做到这一点。
在纵边12和14的横向位置发生偏离时，在两条纵边范围内的杂散磁场的位置也发生变化。这种杂散磁场的位置变化可以由例如构成传感元件50的霍尔效应发生器进行检测。另一个可供选择的方法，传感元件50也可改用光学传感元件。

Claims (8)

1、卷制罐体(10)对纵边(12、14)对焊焊接设备(52)相对定位和纵向移动的方法，对靠就位的两条纵边(12、14)沿着上游的导向装置(22，28)向焊接设备移动，其特征在于：在从导向装置(22，28)至焊接设备(52)的途中，罐体(10)的纵边(12，14)被磁化成相反极性，从而互相紧靠在一起。
2、如权利要求1中所要求的方法，其特征在于：磁化也被用来传输对罐体（10）的运输力。
3、如权利要求1或2中所要求的方法，其特征在于：由于磁化而互相紧靠在一起的纵边（12，14）的位置在导向件（22）和焊接设备（52）之间的运输途中受到检测，如果需要，可以通过导向件（22）和焊接设备（52）之间沿着垂直于纵边（12，14）的方向的相对移动来进行修正。
4、如权利要求3中所要求的方法，其特征在于：通过测量在磁化期间在纵边（12，14）范围内产生的杂散磁场来检测纵边（12，14）的位置。
5、一种实现权利要求1-4中的一个所要求的方法的装置，其中有罐体焊接机，上面装有定径器（28）和导向件（22），确定运输轴线（A）;还有焊接设备（52），特别是工作轴线（C）垂直于运输轴线（A）的激光焊接设备;还有用于沿运输轴线（A）运送罐体（10）的运输机（34）;其特征在于：一块磁铁（40）的两个极（Ns，Sn）分别设在一个包含运输轴线（A）的平面的两侧，该磁铁构成运输机（34）的传送带（36）的支承面（42，44）。
6、如权利要求5中所要求的装置，其特征在于：与磁铁（40）的两个磁极（Ns、Sn）相配合的一条共同的传送带（36）与焊接设备（52）分别位于罐体直径的相对侧处。
7、如权利要求5或6中所要求的装置，其特征在于：焊接设备（52）可以沿着与运输轴线（A）垂直的方向调节，调节动作由设在它和导向件（22）之间的传感元件（50）进行控制。
8、如权利要求7中所要求的装置，其特征在于：传感元件（50）是响应于杂散磁场而起作用的传感元件。
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