CN104801856B - 一种薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法，该拼焊装置包括输送待焊接薄钢板的输送辊道、设于所述输送辊道两侧的对中装置及设于待焊接薄钢板下方的真空定位装置；该拼焊方法利用薄钢板连续拼焊装置实现薄钢板的焊接；本发明使得薄钢板焊接过程平稳、不会发生变形和翘曲，焊接完成后焊缝整齐、焊接速度增快，焊接质量好，焊接后的钢板平整性好。

Description

一种薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法

技术领域

本发明涉及电工钢的生产、加工方式和设备，具体涉及一种薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法。

背景技术

电工钢尤其是高牌号电工钢，横向与纵向磁性能差别很大，纵向磁性能好，横向磁性能差。为了获得横向磁性能优异的冷轧无取向电工钢带，需要对钢卷通过剪切、旋转90°再焊接，获得横向磁性能优异的电工钢钢卷。

这种钢卷对特别适合缠绕方式加工的铁芯。旋转电机的铁芯制造，即冷轧无取向电工钢钢卷用纵切机组按照纵向剪切为窄带，按照横向的方式冲为电机线圈的齿槽，带有齿槽的窄带弯曲、缠绕为圆形的铁芯。这种制造方法是完全利用电工钢一个方向的磁性能，即横向的磁性能。

冷轧无取向高牌号电工钢的标准厚度为0.35毫米和0.5毫米，其它厚度均为特制产品。钢卷宽度不大于1300mm，为了剪切、旋转、焊接获得宽带钢卷，焊接质量是必须解决的问题。

现有的薄电工钢采用少量焊接方式，焊接质量能够保证；对于厚度0.2～0.5mm的薄钢板大量焊接变为钢卷的需求，焊接质量难以保证，焊接质量不良，必然造成下游用户使用不便和失去利用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能保证连续焊接质量，满足用户需求的薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该薄钢板连续拼焊装置，包括输送待焊接薄钢板的输送辊道、设于所述输送辊道两侧的对中装置及设于待焊接薄钢板下方的真空定位装置。

所述对中装置包括设于所述输送辊道一侧的粗对中机构，还包括设于所述述输送辊道另一侧的精对中机构。

所述粗对中机构包括气缸及和气缸的活塞杆连接推动待焊接薄钢板移动的推块Ⅰ；所述精对中机构包括液压缸及和液压缸的活塞杆连接推动待焊接薄钢板移动的推块Ⅱ，所述液压缸上设有编码器。

所述真空定位装置包括设于待焊接薄钢板下方的真空吸盘；还包括安装所述真空吸盘的精对中平台，所述精对中平台连接有精对中液压缸，所述精对中液压缸连接有对中编码器。

该薄钢板连续拼焊装置，还包括实现待焊接薄钢板拼焊的激光拼焊机及卷取焊接好钢带的卷取装置；所述卷取装置包括夹送辊及卷取从夹送辊穿出的钢带的卷取机。

所述夹送辊通过传动电机传动，所述传动电机带有电机编码器，穿入夹送辊的钢带末端下方设有真空吸盘。

所述真空吸盘为长条形，所述真空吸盘长度大于二分之一待焊接薄钢板宽度小于待焊接薄钢板宽度。

所述待焊接薄钢板两端端部和中部下方均设有真空吸盘，待焊接薄钢板两端端部下方的吸盘以中部下方的吸盘为对称线对称设置。

所述真空吸盘连接有软管，所述软管和真空泵通过控制气管连接，所述控制气管上设有控制阀。

该薄钢板的拼焊方法，利用上述的薄钢板连续拼焊装置来实现，具体工作过程如下：

输送辊道将待焊接薄钢板依次输送到初始工位；

粗对中机构将待焊接薄钢板依次推到设定位置，精对中机构再将待焊接薄钢板依次推到工作位置，实现待焊接薄钢板宽度方向定位；

控制真空吸盘实现待焊接薄钢板的吸附固定；

精对中液压缸推动精对中平台至工作位置，实现待焊接薄钢板焊缝的长度方向上的对中；

激光拼焊机在焊缝位置实现待焊接薄钢板的拼焊；

焊接好的钢带穿入夹送辊，再由卷取机进行卷取，带尾下方的真空吸盘实现带尾的定位，为下一周期工作做准备。

本发明的优点在于：该薄钢板连续拼焊装置及拼焊方法，对中装置实现待焊接薄钢板的宽度方向定位，真空定位装置实现待焊接薄钢板的固定及焊缝长度方向定位；待焊接薄钢板焊接过程平稳、不会发生变形和翘曲，焊接完成后焊缝整齐、焊接速度增快，焊接质量好，焊接后的钢板平整性好。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明薄钢板连续拼焊装置的俯视结构示意图。

图2为图1薄钢板连续拼焊装置在未安装精对中平台时的A方向结构简图。

图3为图1及图2薄钢板连续拼焊装置的精对中平台的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、原料带钢，2、输送辊道，3，4，5、待焊接薄钢板，6，7，8，9、精对中装置，10、液压缸，11、编码器，12、推板Ⅰ，13、夹送辊，14、卷取机，15、焊接好钢带，16，17，18，19、粗对中装置，20、气缸，21、激光拼焊机，22，23，24，25、真空吸盘，26，27，28，29、控制气缸，30，31，32，33、控制阀，34、真空泵，35、软管，36、对中液压缸，37、对中编码器，38、精对中平台。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1及图2所示，该薄钢板连续拼焊装置，包括输送待焊接薄钢板3，4，5的输送辊道2、设于输送辊道2两侧的对中装置及设于待焊接薄钢板3，4，5下方的真空定位装置。输送辊道2包括多个有驱动电机驱动的输送辊，实现待焊接薄钢板3，4，5的输送，对中装置实现待焊接薄钢板3，4，5的宽度方向定位，真空定位装置实现待焊接薄钢板3，4，5的固定及焊缝长度方向定位；待焊接薄钢板3，4，5焊接过程平稳、不会发生变形和翘曲，焊接完成后焊缝整齐、焊接速度增快，焊接质量好，焊接后的钢板平整性好。

对中装置包括设于输送辊道2一侧的粗对中机构16，17，18，19，还包括设于输送辊道2另一侧的精对中机构6，7，8，9。粗对中机构16，17，18，19实现待焊接薄钢板3，4，5的初始定位，然后再有精对中机构6，7，8，9实现精确定位。

进一步地，粗对中机构16，17，18，19包括气缸20及和气缸20的活塞杆连接推动待焊接薄钢板3，4，5移动的推块Ⅰ12；精对中机构6，7，8，9包括液压缸10及和液压缸10的活塞杆连接推动待焊接薄钢板3，4，5移动的推块Ⅱ，液压缸10上设有编码器11。气缸20的活塞杆伸出带动推块Ⅰ12运动，从而将待焊接薄钢板3，4，5推动到设定位置；带有编码器11的液压缸10的活塞杆伸出使推块Ⅱ推动待焊接薄钢板3，4，5移动到工作位置。

如图1-图3所示，真空定位装置包括设于待焊接薄钢板3，4，5下方的真空吸盘22，23，24；还包括安装真空吸盘22，23，24的精对中平台38，精对中平台38连接有精对中液压缸10，精对中液压缸10连接有对中编码器37。精对中平台38设在输送辊道2的输送辊下方，精对中平台38不干涉输送辊的工作。待焊接薄钢板3，4，5移动到工作位置时，真空吸盘22，23，24工作吸附住待焊接薄钢板3，4，5，实现待焊接薄钢板3，4，5宽度方向的定位。带有对中编码器37的精对中液压缸10的活塞杆推动，精对中平台38移动，以使相邻待焊接薄钢板3，4，5在焊缝位置对齐，实现待焊接薄钢板3，4，5的焊缝长度方向的定位。由于相邻待焊接薄钢板3，4，5间间距较小，精对中平台38移动时，真空吸盘22，23，24不会和输送辊产生干涉。

对中装置及真空定位装置的共同作用下，待焊接薄钢板3，4，5实现了精确定位，且待焊接薄钢板3，4，5在焊接时被固定住，待焊接薄钢板3，4，5不会产生变形和翘曲，保证焊接好钢带的具有良好的平整性，提高了焊接质量。

该薄钢板连续拼焊装置，还包括实现待焊接薄钢板3，4，5拼焊的激光拼焊机21及卷取焊接好钢带15的卷取装置；卷取装置包括夹送辊13及卷取从夹送辊13穿出的钢带的卷取机14。激光拼焊机21实现待焊接薄钢板3，4，5的拼焊，卷取机14卷取焊接好钢带15，夹送辊13为一对，上下各一个，焊接好钢带15从上下夹送辊13中间穿过后进入卷取机14内，夹送辊13为卷取提供张力。

夹送辊13通过传动电机传动，传动电机带有电机编码器，电机编码器能够实现穿入夹送辊13的钢带末端位置的标定；穿入夹送辊13的钢带末端下方设有真空吸盘25，穿入夹送辊13的钢带末端和待焊接薄钢板5焊接。

电机编码器11实现穿入夹送辊13的钢带末端位置的标定后，真空吸盘25吸附固定住钢带末端。穿入夹送辊13的钢带末端下方的真空吸盘25优选为两个，两个真空吸盘25，提供均匀的吸附力，提高焊接好钢带15末端的定位可靠性。真空吸盘25实现焊接好的钢带末端的定位，为焊接好的钢带末端与待焊接钢带拼焊提供定位基准，进一步的保证焊接好的钢带的表面平整性，提高钢带的整体质量。

真空吸盘22，23，24，25为长条形，真空吸盘22，23，24，25长度大于二分之一待焊接薄钢板3，4，5宽度小于待焊接薄钢板3，4，5宽度。真空吸盘22，23，24，25为长条形，能增大和待焊接薄钢板3，4，5在宽度方向的接触面积，进一步的提高待焊接薄钢板3，4，5的定位可靠性，防止待焊接薄钢板3，4，5在焊接时发生变形和翘曲。

待焊接薄钢板3，4，5两端端部和中部下方均设有真空吸盘22，23，24，待焊接薄钢板3，4，5两端端部下方的吸盘以中部下方的吸盘为对称线对称设置。待焊接薄钢板3，4，5下方的吸盘对称设置，能够提供均匀的定位作用力，以进一步的防止待焊接薄钢板3，4，5在焊接时发生变形和翘曲，保证焊接质量。

真空吸盘22，23，24，25连接有软管35，软管35和真空泵34通过控制气管26，27，28，29连接，控制气管26，27，28，29上设有控制阀30，31，32，33。控制阀30，31，32，33控制真空吸盘22，23，24，25处于工作状态及非工作状态。

该薄钢板连续拼焊装置，能够采用手工机械方式控制，也可采用全自动化方式控制。采用全自动方式控制时，该薄钢板连续拼焊装置，还包括和输送辊的驱动电机、气缸20的电磁阀、编码器11、对中编码器37、控制阀30、激光拼焊机21及卷取机14的驱动电机连接的PLC，通过PLC控制，实现薄钢板连续拼焊各工序的自动化生产，以实现薄钢板全自动化的连续拼焊工艺，保证焊接钢带品质的同时，极大的提高生产效率。

该种薄钢板的拼焊方法，利用上述的薄钢板连续拼焊装置来实现，具体工作过程如下：

输送辊道2将待焊接薄钢板3，4，5依次输送到初始工位；

粗对中机构16，17，18，19将待焊接薄钢板3，4，5依次推到设定位置，精对中机构6，7，8，9再将待焊接薄钢板3，4，5依次推到工作位置，实现待焊接薄钢板3，4，5宽度方向定位；

控制真空吸盘22，23，24实现待焊接薄钢板3，4，5的吸附固定；

精对中液压缸10推动精对中平台38至工作位置，实现待焊接薄钢板3，4，5焊缝的长度方向上的对中；

激光拼焊机21在焊缝位置实现待焊接薄钢板3，4，5的拼焊；

焊接好的钢带穿入夹送辊13，再由卷取机14进行卷取，带尾下方的真空吸盘25实现带尾的定位，为下一周期工作做准备。

待焊接带钢可为两个以上多个，图示带钢为三个焊缝，也可以多于三个，这取决于产量要求与投资的需要。如图所示，切成块后的矩形待焊接钢带3，4，5，由外包橡胶的运输辊道支撑继续前进，依次运输到焊接位置上；已焊接好钢带15由卷取机14进行卷取，卷取机14与机前的夹送辊13建立张力，同时借助于夹送辊13传动电机的电机编码器11，焊接好钢带15末端被精确定位，之后控制气管26上的控制阀33打开，此时焊接好钢带15的末端被吸牢定位。待焊接钢带3，4，5，宽度方向的定位，分别由两组相对的对中装置来进行，对中装置有一组软材料制成的推板和动力部分组成，其中粗对中装置16，17，18，19采用的是气缸20控制打开，精对中装置由带编码器11的液压缸10精确定位，具体的顺序是，在焊接好钢带15末端定位完成之后，带焊接钢带3、4和5按5-4-3的顺序依次进入工作等待位，按粗对中装置17-18-19的先后顺序将待焊接钢带推过输送辊道2的中心线一点，再按精对中装置9-8-7的顺序先后用液压缸10在编码器11的控制下进行精对中，精对中完成之后。控制阀30，31，32打开，待焊接钢带3，4，5被吸牢，待焊接钢带3，4，5下的真空吸盘22，23，24分别被安装在不同的如图所示的精对中平台38上，精对中平台38分别由带对中编码器37的对中液压缸36驱动，所以焊缝的长度方向上的精对中由此精对中平台38完成。之后所有的焊缝将由几组激光拼焊机21同时焊接，完成焊接后的带钢将由卷取机14与夹送辊13的共同作用下卷取到带尾定位到第一个等待位，等待下一组带钢进入、定位、焊接，如此循环。

本发明在生产横向磁性能优异的电工钢钢卷在焊接过程中，能防止或降低薄钢板焊接过程由于焊接热的影响，造成焊接后钢板的变形和翘曲；使焊接过程平稳、焊缝整齐、焊接速度增加，焊接质量好，焊接后钢板的平整。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：包括输送待焊接薄钢板的输送辊道、设于所述输送辊道两侧的对中装置及设于待焊接薄钢板下方的真空定位装置；所述对中装置包括设于所述输送辊道一侧的粗对中机构，还包括设于所述述输送辊道另一侧的精对中机构；所述粗对中机构包括气缸及和气缸的活塞杆连接推动待焊接薄钢板移动的推块Ⅰ；所述精对中机构包括液压缸及和液压缸的活塞杆连接推动待焊接薄钢板移动的推块Ⅱ，所述液压缸上设有编码器；所述真空定位装置包括设于待焊接薄钢板下方的真空吸盘；还包括安装所述真空吸盘的精对中平台，所述精对中平台连接有精对中液压缸，所述精对中液压缸连接有对中编码器。

2.如权利要求1所述的薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：还包括实现待焊接薄钢板拼焊的激光拼焊机及卷取焊接好钢带的卷取装置；所述卷取装置包括夹送辊及卷取从夹送辊穿出的钢带的卷取机。

3.如权利要求2所述的薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：所述夹送辊通过传动电机传动，所述传动电机带有电机编码器，穿入夹送辊的钢带末端下方设有真空吸盘。

4.如权利要求3所述的薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：所述真空吸盘为长条形，所述真空吸盘长度大于二分之一待焊接薄钢板宽度小于待焊接薄钢板宽度。

5.如权利要求1所述的薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：所述待焊接薄钢板两端端部和中部下方均设有真空吸盘，待焊接薄钢板两端端部下方的吸盘以中部下方的吸盘为对称线对称设置。

6.如权利要求3所述的薄钢板连续拼焊装置，其特征在于：所述真空吸盘连接有软管，所述软管和真空泵通过控制气管连接，所述控制气管上设有控制 阀。

7.一种薄钢板的拼焊方法，利用权利要求1-6任一项所述的薄钢板连续拼焊装置来实现，其特征在于：具体工作过程如下：

输送辊道将待焊接薄钢板依次输送到初始工位；

粗对中机构将待焊接薄钢板依次推到设定位置，精对中机构再将待焊接薄钢板依次推到工作位置，实现待焊接薄钢板宽度方向定位；

控制真空吸盘实现待焊接薄钢板的吸附固定；

精对中液压缸推动精对中平台至工作位置，实现待焊接薄钢板焊缝的长度方向上的对中；

激光拼焊机在焊缝位置实现待焊接薄钢板的拼焊；

焊接好的钢带穿入夹送辊，再由卷取机进行卷取，带尾下方的真空吸盘实现带尾的定位，为下一周期工作做准备。