CN105377502B - 用于使切割及焊接金属带材的装置移动的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备，至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材(B1)的尾部和第二金属带材(B2)的头部、并随后将第一金属带材(B1)的尾部与第二金属带材(B2)的头部焊接，所述设备包括：保持有至少一个焊接头(SI)的至少一个第一载运车(Ch1)，所述第一载运车(Ch1)能够在沿着跨过横向带材区域的第一行程(C1)的导引路径(Cg1)上移动；至少一个第二载运车(Ch2)，至少一个第二载运车(Ch2)能够独立于第一载运车(Ch1)移动并且保持有切割头(DI)，所述第二载运车(Ch2)能够在沿着第二行程(C2)的导引路径(Cg2)上移动；焊接头(S1)仅专用于焊接模式；第二载运车(Ch2)仅专用于切割模式；两个载运车(Ch1、Ch2)设置在带材(B1)的尾部宽度和带材(B2)的头部宽度的两侧的停驻位置中。还描述了一种与根据本发明的设备相关联的焊接方法。用于使切割及焊接金属带材的装置移动的设备。本发明描述了一种用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备，至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材(B1)的尾部和第二金属带材(B2)的头部、并随后将第一金属带材(B1)的尾部与第二金属带材(B2)的头部焊接，所述设备包括：保持有至少一个焊接头(SI)的至少一个第一载运车(Ch1)，所述第一载运车(Ch1)能够在沿着跨过横向带材区域的第一行程(C1)的导引路径(Cg1)上移动；至少一个第二载运车(Ch2)，所述至少一个第二载运车(Ch2)能够独立于第一载运车(Ch1)移动并保持有切割头(D1)，所述第二载运车(Ch2)能够在沿着第二行程(C2)的导引路径(Cg2)上移动，其特征在于，焊接头(S1)仅专用于焊接模式，第二载运车(Ch2)仅专用于切割模式。还描述了一种与根据本发明的设备相关联的焊接方法。

Description

用于使切割及焊接金属带材的装置移动的设备
技术领域
本发明涉及一种用于使切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部的装置移动的设备，以及涉及一种与该设备相关联的方法。
背景技术
在对在包括处理模块(磨床、刨机、熔炉、酸洗、镀锌、退火等)的线上移动的金属带材进行冶金处理的领域中，金属带材从相继解绕的带卷理想地插入以将金属带材顺序地定位在所述线上。为了实现正被处理的带材的连续的物理运动，需要切割解绕的第一带材的尾部和已至少部分地解绕的第二带材的头部、并随后将解绕的第一带材的尾部焊接至已至少部分地解绕的第二带材的头部，为此，所述带材尾部和所述带材头部被带至特别地称作焊接机的焊接装置中。在焊接操作期间，带材尾部和带材头部必须通过爪固定以便焊接(在切割之后)，因而在此期间，需要在焊接机的下游的处理处至少限制或者不减慢(已焊接的)带材的运动速度。此外，带材长度累积装置安装在焊接机的下游以及可能安装在焊接机的上游，以便由于带材在带材长度累积装置中的累积和/或进给，即使在焊接机处停留和/或减慢时期，也能使处理过程或多个处理过程连续。这些累积装置由于它们昂贵且笨重而应该被最小化。具体地，用于这些带材的处理线必须趋于能够使带材从线入口处的解绕机连续地运动至线出口处的卷取机或切割带材部段堆。因此，希望使每个带材(至少尾部和/或头部)在线的某点处、诸如在焊接机中停留的持续时间最小化，同时减少非生产性累积，原因在于停留的持续时间和非生产性的累积仅代表与由带材在处理线中运动的平均速度减小以及由诸如使用带材累积装置之类的用于缓解带材在线的某部段中速度放慢的设备的增加所引起的线上的生产率的降低对应的成本。
此外，成卷带材在进入焊接机时可以具有不同的冶金性能、厚度和宽度，特别在处理不同类型和规格的成卷带材的情况下更是如此。考虑到通过由焊接机下游的处理所引发的操作而施加在焊接区域上的应力，目前，存在用于焊接具有不同宽度和厚度的金属带材的两种主要类型的焊接机，即，轻型焊接机和重型焊接机。换句话说，为了在“轻型或重型”领域中的每一者中的更广泛的焊接应用，希望能够将焊接范围扩展至更大的带材规格和类型、或者甚至更小的带材规格和类型。然而，在设计用于小规格带材的焊接机的情况下，如果期望将焊接扩展至更大的规格(假设：带材的宽度、厚度和冶金特性没有超出所述焊接机的能力)，则焊接时间将至少与和所需宽度有关的焊接长度的增大而成比例地增大。这降低了处理线(下游)的生产率并且在下游潜在地需要附加的累积装置。除了非生产时间具有负面影响的事实以外，还需要提供设计用于较宽带材规格的增大容量储存累积器。因此，明显的是，对于适于焊接较大的带材规格的焊接机而言，这种下游累积装置(以及在适用的情况下的上游累积装置)将还必定比以前更重且更昂贵。
首先，本发明基于用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备的现有技术，所述至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并随后将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，所述设备包括至少一个第一滑架，所述至少一个第一滑架保持有至少一个焊接头，所述第一滑架能够沿着依循跨过带材的至少一个横向区域(通常称为“宽度”)的第一路线的导引路径移动。此外，该设备包括至少一个第二滑架，所述至少一个第二滑架能够独立于第一滑架移动并保持有切割头，所述第二滑架能够在依循第二路线的导引路径上移动。这种设备在公开文献DE102007023017A1(参见图2a、图2b、图2c)中进行了充分地示出和描述，该公开文献示出了下述的两滑架式布局，每个滑架均具有能够在切割模式与焊接模式之间切换的头。主要由至少一个激光源供应的这种可切换类型的头为目前最适于切割及焊接具有不同形状的金属坯料的灵活操作方法技术。然而，这些头具有下述缺陷：不提供与专门用于切割金属带材或焊接金属带材的独立的切割头和焊接头相同的切割性能水平和焊接性能水平。该缺陷由于下述原因而更加明显：待切割及焊接的带材可能具有不同的规格、厚度以及冶金、物理/机械特性并且因此可能呈现在切割性能和焊接性能方面的严格要求，这些严格要求难以利用通用的切割及焊接头技术实现。此外，在DE102007023017A1中描述的设备包括在切割步骤(图2a)与焊接步骤(图2c)之间的中间步骤(图2b)，该中间步骤用于相对于所述两个滑架中的至少一个滑架调整所述两个滑架中的另一个滑架，以使待被切换至焊接模式的纵向对准的切割头移动至相对于初始的带材运动方向横向地对准的位置。该中间步骤具有两个缺陷：首先，在改变头的对准和滑架的对准时的时间损耗，这必然降低生产率或需要附加的累积容量；其次，用于这种动态的滑架/头装置所需的高度的对准精度，这需要昂贵的对准装置来实现所需的可靠性和稳定性。用于精确地对准滑架及其头的这种装置有利地使根据DE102007023017A1的设备能够容易地用于通过使用自由形式的焊接来焊接两个金属片材的部段，而本发明涉及切割和焊接带材尾部的线性边缘和带材头部的线性边缘，即较简单的轮廓。
最后，本发明还意在提供对配装有焊接头和切割头的被称为“单个滑架”的常规技术的一种替代方案，例如，提供对在如在相同的公开文献DE102007023017A1(图1a、图1b、图1c)中以及在JPS60-257983中提出的包括配装有具有多个可切换切割/焊接头的枢转臂的单个滑架的设备中的“单个滑架”的替代方案。这种类型的结构还具有与双重功能的切割及焊接头以及如上所述的在循环方面占据太多时间和需要太高精度的中间步骤(诸如，在DE102007023017A1中的图1b中)相关的缺陷。
还应该指出的是，需要由一个或更多个支撑及导引元件支撑的对准和/或枢转装置的切割及焊接设备要求这些元件为复杂的并且因此为笨重和/或沉重的，由于对夜以继日地工作的设备而言要求这些装置具有精度和可靠性，因而更是如此。通常来说，这些元件是大的并且为C形的，以使切割头、焊接头、抛光头、质量控制头和加热头等能够在带材的旁侧运动，无论所述带材存在与否都是如此。
此外，除根据本发明的设备以外，如果需要其他模块，诸如以下模块中的至少一者：
-焊接质量控制装置，
-焊接区域抛光单元，
-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置，
则上述设备将甚至更大且更笨重，并且上述设备将极其复杂或者甚至不可能将这些模块结合在其中(例如，将抛光装置结合在枢转或执行非线性轮廓切割/或焊接的滑架上)。因此，用于使至少一个切割及焊接装置移动的已知设备明显地缺乏模块化。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备，所述至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并且随后将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，所述设备解决了以上在现有技术中所描述的已知问题。
特别地，本发明通过提出以下优点来解决问题：
-减少用于累积移动带材的装置、提高生产率、缩短切割及焊接循环的持续时间，
-简化切割及焊接循环，
-利用(独立的)高性能切割头和焊接头，
-增强对不同带材规格和性能的适应性，
-改善支承/托架结构的简单化、模块化、一体化和流线型化/紧凑化，
-特别地是对利用动态精度特征来用于滑架和切割/焊接头在可变的切割及焊接路线——这些线路可以在十厘米与几米之间变化——上的运动和定位所需的过度的机械结构公差进行限制，
-用于焊接带材所需的重复的功能的可靠性和稳定性，
-特别地由于易于接近不同的头和模块而便于机械维护操作。
与这种移动设备相关联地，还提出了用于切割并随后焊接的方法，特别地，所述方法特别利用了该移动设备使在带材在焊接机中的最小停留时间方面最优化，即防止在带材尾部和带材头部的切割步骤和焊接步骤以外的时间损耗。
因此，借助于本申请提出这种移动设备和相关的焊接方法。
本申请的优选实施方式还陈述了本发明的优势。
首先，在用于使能够切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并随后将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部的至少一个切割及焊接装置移动的设备的基础上，本发明提出了一种如下的设备：该设备包括第一滑架，第一滑架保持有至少一个焊接头，所述第一滑架能够沿着依循跨过带材的一个横向区域的第一路线的导引路径移动，带材的该横向区域根据所述带材尾部和所述带材头部的切割和焊接宽度确定。该设备包括至少一个第二滑架，所述至少一个第二滑架能够独立于第一滑架移动并且保持有切割头，所述第二滑架能够在依循第二路线的导引路径上移动。最后，根据本发明的设备特征在于：
-焊接头专门用于已切割带材的尾部和头部的焊接模式，
-第二滑架专门用于切割模式，即第二滑架仅包括至少一个切割单元，所述至少一个切割单元理想地由分别布置在所述两个带材的尾部边缘和头部边缘上的两个切割头形成。
换句话说，第一滑架不执行切割功能，由于其仅载运至少一个焊接头(即，不能切换至切割模式)。
由于第一滑架和第二滑架能够独立地移动并且具有独立的焊接模式和切割模式，因此根据本发明的设备提供了极好的模块化程度，从而使该设备能够从切割模式相继地且直接地改变至焊接模式。与DE102007023017A1(图1b)和JP S60-257983(通过使臂15枢转)不同，在切割步骤与焊接步骤之间不需要用于对所述两个滑架中的至少一个滑架和/或所述两个滑架的头中的至少一个头进行重新定位的中间步骤。因此能够有利地对特别地借助于动态精度特征用于滑架和切割/焊接头在切割步骤与焊接步骤之间的运动和固有定位所需的机械结构公差进行限制。仅在可变的切割路线和焊接路线上需要非常精确的机械结构公差。此外，用于在所述切割模式与所述焊接模式之间进行中间平移运动或枢转运动的复杂、笨重且昂贵的装置从而被消除。因此，根据本发明的设备还被显著地简化，并且该设备的将单个导引路径(理想地，简单的长形)用于两个滑架的支撑结构与现有技术中描述的结构相比可以更小且不太笨重。
考虑到在切割步骤与焊接步骤之间的中间步骤紧随根据本发明的设备的两个滑架的运动通过启动而执行，从而切割及焊接循环的持续时间被最小化，这有利地减少了对移动带材累积装置的需求并且提高了生产率。
优选地，在根据本发明的设备中，在切割头或焊接头在滑架中的每个滑架上的定位在滑架的运动被启动之前预先确定的情况下，第一滑架和第二滑架的两个导引路径为至少平行或相同的。此外，可以在第一滑架上附加用于对焊接头在第一滑架上的位置进行精细地调整的简单轻质装置。
根据出于其简易性而优选的一个实施方式，在根据本发明的设备中，第二滑架具有至少两个切割头，所述至少两个切割头理想地具有固定的间隙，以在两个横向切割平面之间具有恒定距离的情况下同时且横向地切割待对接焊接的两个带材的头部和尾部。所述距离由间隙值(Ec)来确定，间隙值(Ec)特别地取决于夹持爪的尺寸、第一滑架的底架的尺寸和第一滑架的专用头的尺寸(这些尺寸为已知的并且因此为可预先限定的)。
理想地，第一滑架的导引部分和第二滑架的导引部分具有至少一个简单的长形导引件，所述至少一个简单的长形导引件与待切割及焊接的带材的切割平面平行。所述导引件的长度至少为切割滑架的路线的长度和两个滑架的在最大规格的带材尾部和带材头部的两侧上的停驻位置中的可使用的长度的总和。该导引件可以利用至少一个滑动件、至少一个轨道或用于滑架的任何其他线性导引装置以不同的方式设置成面向待焊接带材的尾部和头部的共同面中的至少一个面。与现有技术中已知的导引装置、诸如加强成承载内嵌的移动件/枢转件的C形支撑件或任何其他支撑件相比，所述导引件的高度简化的结构使该导引件更小且不太笨重。
附图说明
根据本发明的设备和相关联的方法的其他优势和实施方式有利地为可能的并且利用下述的附图提供：
图1示出根据本发明的处于预切割位置的移动设备，
图2示出根据本发明的处于与切割步骤结束对应的位置以及预焊接位置的移动设备，
图3示出根据本发明的设置有用于对焊接头的位置进行精确/精细地调整的装置的移动设备，
图4示出根据本发明的处于与焊接步骤结束对应的位置的移动设备，以及
图5示出从相对于带材运动方向的前方观察的根据本发明的处于预切割位置的移动设备。
具体实施方式
图1为沿纵向方向Def(即，与坐标轴Ox相反的方向)移动穿过焊接机的具有不同宽度的一组金属带材B1、B2、B1’、B2’的俯视图。出于清晰的目的，仅两个焊接爪M1、M2被示出以简单地表示所述焊接机，所述爪用于分别将带材B1、B1’的尾部和带材B2、B2’的头部阻滞在夹持位置中并且随后使带材B2、B2’的头部朝向带材B1、B1’的尾部移动。焊接机包括根据本发明的用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备。图1示出了处于预切割位置的所述设备。
首先，用于使至少一个切割及焊接装置移动的所述设备能够切割第一金属带材B1的尾部和第二金属带材B2的头部、并随后将第一金属带材B1的尾部焊接至第二金属带材B2的头部。该设备包括第一滑架Ch1，第一滑架Ch1保持有至少一个焊接头S1，所述第一滑架Ch1能够在依循跨过横向带材区域的第一路线C1的导引路径Cg1上移动。第一路线C1的长度使得能够在已切割带材尾部和已切割带材头部的宽度中的至少最小宽度上有效地焊接。该设备包括至少一个第二滑架Ch2，该至少一个第二滑架Ch2能够独立于第一滑架移动并且保持有切割头D1，所述第二滑架Ch2能够在依循第二路线C2的导引路径Cg2上移动。第二路线C2的长度使得能够在待切割带材的尾部和待切割带材的头部的宽度中的至少最大宽度上有效地切割。
最后，根据本发明的设备特征在于：
-焊接头S1专门用于焊接模式，
-第二滑架Ch2专门用于切割模式。
在图1中的焊接机的俯视图中，两个滑架布置在带材B1尾部和带材B2头部的一侧上，即处于利用第二滑架Ch2开始切割步骤之前的停驻位置中。两个导引路径Cg1、Cg2为至少平行或相同的，从而尤其使该设备非常简单，原因在于，首先，切割步骤和焊接步骤中的所有步骤可以直接且相继地实施。其次，滑架的由所述设备引起的运动仅是沿着导引路径Cg1、Cg2的简单的线性的，导引路径具有用作支承装置的至少一个长形导引件。
有利地，在根据本发明的设备中，第二滑架Ch2具有至少两个切割头D1、D2，所述至少两个切割头D1、D2理想地具有固定间隙Ec，以在两个横向切割平面Pc1、Pc2之间具有恒定距离的情况下同时且横向地切割待对接焊接的两个带材的头部和尾部。该距离由间隙值Ec而容易地确定，间隙值Ec特别地取决于夹持爪(在切割位置中打开)的尺寸和所述滑架的底架的尺寸。
第一滑架Ch1具有以下模块M中的至少一者：
-焊接质量控制装置，
-焊接区域抛光单元，
-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置。
特别地，包括焊接压辊的抛光单元还非常易于构造到第一滑架中，原因在于，与焊接头S1一样，该辊布置在仅横向的平面Oy、Oz中并且不占用爪之间的有限空间，特别是当夹持爪在焊接步骤期间靠近时，也是如此。对于将用于检查焊接质量的装置和/或用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置集成在第一焊接滑架上(即设置在焊接头的上游和/或下游)而言同样如此。
图2示出了根据本发明和图1的移动设备，而该移动设备处于与切割步骤结束对应的位置以及预焊接位置，也就是说，一旦第二滑架Ch2已经在用于带材B1尾部和带材B2头部的切割模式下在第二路线C2上移动，则移动设备就处于图1中描述的切割步骤的结束。因此，第一焊接滑架Ch1仍定位在带材B1、B2的一侧的初始停驻区域中，并且第二滑架Ch2处于带材B1、B2的另一侧的停驻区域位置中。在该阶段，夹持在带材B2上的焊接爪中的至少一个焊接爪M2沿轴向方向Ox、Mid朝向另一爪M1移动，以将带材的尾部和带材的头部布置成(使切割平面Pc1、Pc2完美匹配)关于焊接平面Ps1彼此相对，在图2中，该焊接平面Ps1与切割平面Pc1相同。
但仍有可能的是，取决于待焊接带材的规格、厚度和物理性能以及焊接方法，带材的切割头部边缘和切割尾部边缘可能具有或大或小的间隙，从而需要焊接平面从带材B1尾部的初始完成切割平面Pc1大致轴向地(即，沿带材的运动方向Def以及沿方向Ox纵向地)偏移并调整。为此，提出了图3中的精确/精细的调整装置，在图3中，第一滑架Ch1的至少焊接头S1安装在移动单元UM上，该移动单元UM使得能够实现所述头S1相对于切割平面Pc1和焊接平面Ps1的位置的轴向调整Ra。更具体且非常简单地，移动单元UM布置在刚性地连接至第一滑架Ch1的导引路径上，该导引路径作为相对于切割平面Pc1和焊接平面Ps1成角度α——例如1°<α<90°——的线性导引路径Cg_lin。因此，例如，如果选定的角度为约10°，则沿着线性导引路径Ch_lin线性平移运动10mm将能够实现沿方向Ox、Mid更精细地实际轴向偏移约1mm。如此，线性平移运动不需要高精度的移动装置(高精度的移动装置昂贵并且可能更大且更重)，原因在于，“更精细”的轴向调整所需的精度通过根据需要减小角度α而简单地提高。沿着线性导引路径Ch_lin的线性平移运动和/或角度的变化可以根据正被焊接的带材的类型和规格而利用小且低精度的机构手动或自动地执行。
图4示出了根据本发明的移动设备处于与沿着第一焊接路线C1的焊接步骤结束对应的位置，第一滑架Ch1和第二滑架Ch2位于带材B1、B2的与在图1中最初限定的侧相反的侧的停驻区域位置中。随后，执行切割步骤和焊接步骤，无需用于对滑架或头重新定位的中间步骤。
图5示出了从相对于带材运动方向Ox的前方(平面Oy、Oz)观察的根据本发明的处于预切割位置(参见图1)的移动设备。根据本发明的设备具有第三滑架Ch3，第三滑架Ch3能够独立于第一滑架Ch1和第二滑架Ch2移动并且能够在依循至少与导引路径Cg1、Cg2平行的路线C3的导引路径Cg3上移动，并且第三滑架Ch3包括以下模块M中的至少一者：
-可选地至少一个焊接头，
-焊接质量控制装置，
-焊接区域抛光单元，
-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置。
第一滑架Ch1和第三滑架Ch3分别布置在带材尾部面和带材头部面的各侧，并且特别地，所述滑架中的每个滑架均能够在两个平行且独立的导引路径Cg1、Cg3上独立地移动。第一滑架Ch1的路线和第三滑架Ch3的路线是平行的，并且第一滑架Ch1和第三滑架Ch3的运动在焊接、抛光、质量控制和退火步骤期间在空间和时间上至少是同步的，特别地，以使得在两个滑架的运动期间能够对在给定区域上受到作用的焊接接合部的上部面和下部面进行抛光，从而确保完美的双侧点压缩。为了承载第三滑架Ch3，在第一滑架Ch1和第二滑架Ch2的长形导引件相对于带材B1、B2的面布置在焊接机的上部部分中的情况下，可以在夹持爪的下面布置与设置用于第一滑架Ch1和第二滑架Ch2的长形导引件相当的单独的长形导引件，在该情况下，该单独的长形导引件布置在焊接机的下部部分中。
一般地，并且对在图1至图5中示出的示例中的所有示例而言，在根据本发明的设备中，焊接头和/或切割头具有适于焊接金属带材的激光输出端，所述输出端特别地耦合至光纤或空气波导，从而实现波导至与滑架中的和所述头中的一个头相关的至少一个滑架同步地运动的激光输出端的耦合。换句话说，焊接头和/或切割头在其输入端处经由光纤或空气波导的倍减而耦合至至少一个激光源。该实施方式使激光源能够与根据本发明的所述设备远程地定位，以不使滑架超载并且从而避免滑架支承件和长形导引装置变得过大且过重。
替代性地，切割头可以使用机械方法、利用等离子或高压流体喷射来执行带材B1尾部和带材B2头部的切割阶段。在这种情况下，就激光切割而言，由于用于切割头的所有的能量或机械进给模块远离第二切割滑架远程地定位，因此滑架仅必须承载最少数目的切割元件。因此，第二切割滑架的尺寸和重量保持最小值，从而有利地减小了根据本发明的设备的尺寸和重量。
此外，在根据本发明的设备中，保持有至少第一焊接头S1的第一滑架Ch1还可以保持有至少一个附加焊接头，该至少一个附加焊接头被保持在第一滑架上的在横向焊接方向Oy上的至少一个中间位置中，当所述滑架移动成使得位于支撑元件的端部上的焊接头S1诸如例如在带材B1、B2的上方在带材的至少一半宽度的距离处与带材B1、B2的面中的一个面相对时，该附加头定位在可变宽度的带材的边缘上，即具有最小宽度的带材的边缘上。如此，焊接宽度被分成至少两半宽度，这使利用一个焊接头的原始的焊接循环的持续时间减半。还可以增加两个附加焊接头、三个附加焊接头等，以增加跨待焊接带材的宽度的焊接接合部部段。于是，在第一滑架Ch1上安装有一个或更多个附加焊接头调整支撑单元以承载并移动所述附加焊接头。附加焊接头或多个附加焊接头在第一焊接滑架上的中间位置还可以根据至少具有最小宽度的带材的可变宽度L1、L1’、L2、L2’沿横向方向Oy被调整，该位置特别地以手动或自动的方式调整并且理想地被机械化。因此，至少一个附加焊接头借助于调整支撑单元安装在第一焊接滑架Ch1上，所述调整单元使得能够进行该至少一个附加焊接头的横向定位过程。
这在附加头的数目大于二的情况下，由于至少两个附加头以及可能更多个附加头而有利地减少了焊接步骤的持续时间。最后，用以对待焊接产品执行焊接(利用固定头和附加头)所需的路线中的每个路线同样地由于两个或更多个附加头而减短，这使得能够在具有低机械结构公差的有限路线上进行高精度引导，这使实施成本有利地最小化。这能够使头保持支撑件的设计简化，即避免了所述支撑元件的任何的超尺寸(并且甚至能够使所述尺寸减小)，并且免去了尤其在较长路线上对用于确保更大的承载精度的支撑元件的性能的设计。
最后，本发明结合与示出的移动设备相关的实施方式而提出了切割及焊接方法，该切割及焊接方法能够将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，两个带材在金属处理线上连续地移动(Def)，其中，第一带材和第二带材插入到焊接机中，该焊接机包括根据本发明的移动设备以及用于尾部和头部的至少两对夹持爪，并且其中，至少第一滑架Ch1、第二滑架Ch2以及可能的第三滑架Ch3根据在焊接区域上进行切割、焊接、可能的质量控制、抛光和退火操作的顺序循环而处于中间停驻位置(即，带材宽度的两侧)或者沿着单个物理导引路径Cg1、Cg2移动或者在完全独立且平行的两个导引路径Cg1、Cg3上移动。
根据本发明的所述方法有利地提供使滑架Ch1、Ch2、Ch3根据成对的爪之间的距离而移动，成对的爪之间的距离基于每一对爪的至少两个间隙值，这两个间隙值为成对的爪在切割时打开以及在焊接时靠近的间隙值。相反地，切割滑架和焊接滑架中的每一者的瞬时位置(在带材旁侧停驻)向用于对爪的位置进行控制的模块提供信息，以使切割步骤和焊接步骤无缝地连接。
仅以示例的方式，就具有约2m的宽度和小于10mm的厚度的解绕金属带材而言，根据本发明的焊接方法能够在每一对爪之间的第一最大间隙值(例如450mm)的情况下启动用于第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部的第一同时切割阶段，在每一对爪之间的第二最小值(例如6mm)的情况下进行的尾部和头部的焊接阶段之前实施第一同时切割阶段。一旦第二切割滑架在切割之后离开其切割区域至停驻位置，爪从450mm至6mm的运动就被触发。

Claims (19)

1.一种用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备，所述至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材(B1)的尾部和第二金属带材(B2)的头部、并随后将所述第一金属带材(B1)的尾部焊接至所述第二金属带材(B2)的头部，所述设备包括：
-至少一个第一滑架(Ch1)，所述至少一个第一滑架(Ch1)保持有至少一个焊接头(S1)，所述第一滑架(Ch1)能够在依循跨过横向带材区域的第一路线(C1)的导引路径(Cg1)上移动，
-至少一个第二滑架(Ch2)，所述至少一个第二滑架(Ch2)能够独立于所述第一滑架移动并且保持有切割头(D1)，所述第二滑架(Ch2)能够在依循第二路线(C2)的导引路径(Cg2)上移动，
-所述焊接头(S1)专门用于焊接模式，
-所述第二滑架(Ch2)专门用于切割模式，
其特征在于：
所述第一滑架和所述第二滑架具有在带材尾部宽度和带材头部宽度的两侧的停驻位置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一滑架的所述导引路径(Cg1)和所述第二滑架的所述导引路径(Cg2)至少是平行的。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第二滑架(Ch2)具有至少两个切割头(D1、D2)，所述至少两个切割头(D1、D2)具有固定间隙，以在两个横向切割平面(Pc1、Pc2)之间具有恒定距离的情况下同时且横向地切割待对接焊接的所述第二金属带材的所述头部和所述第一金属带材的所述尾部。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一滑架的所述导引路径(Cg1)和所述第二滑架的所述导引路径(Cg2)包括至少一个长形导引件。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，至少所述焊接头(S1)安装在移动单元(UM)上，所述移动单元(UM)使得能够轴向调整(Ra)所述焊接头(S1)相对于切割平面(Pc1)和焊接平面(Ps1)的位置。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述移动单元(UM)布置在刚性地连接至所述第一滑架(Ch1)的导引路径上，刚性地连接至所述第一滑架(Ch1)的所述导引路径作为相对于所述切割平面(Pc1)和所述焊接平面(Ps1)成角度α的线性导引路径。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一滑架(Ch1)具有下述模块(M)中的至少一者：
-焊接质量控制装置，
-焊接区域抛光单元，
-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置。
8.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备还包括第三滑架(Ch3)，所述第三滑架(Ch3)能够独立于所述第一滑架(Ch1)和所述第二滑架(Ch2)移动并且能够在依循第三路线(C3)的至少与所述第一滑架的所述导引路径(Cg1)和所述第二滑架的所述导引路径(Cg2)平行的导引路径(Cg3)上移动，并且所述第三滑架(Ch3)包括下述模块(M)中的至少一者：
-焊接质量控制装置，
-焊接区域抛光单元，
-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，保持有所述至少一个焊接头(S1)的所述第一滑架(Ch1)在所述第一滑架上的至少一个中间位置保持有至少一个附加焊接头，当所述第一滑架移动成使得位于支撑元件的端部上的所述焊接头(S1)在所述第一金属带材和所述第二金属带材的至少一半宽度的距离处与所述第一金属带材(B1)和所述第二金属带材(B2)的面中的一个面相对时，所述附加焊接头定位在可变宽度的所述第一金属带材和所述第二金属带材的边缘上，所述边缘是所述第一金属带材和所述第二金属带材中的具有最小宽度的带材的边缘。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一滑架(Ch1)和所述第三滑架(Ch3)分别布置在所述第一金属带材的尾部和所述第二金属带材的头部的面的各侧上。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述焊接头和/或切割头具有适于焊接金属带材的激光输出端。
12.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述焊接头和/或切割头在所述焊接头和/或切割头的输入端处经由光纤或空气波导的倍减而耦合至至少一个激光源。
13.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述切割头使用机械方法，利用等离子或高压流体喷射。
14.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一滑架的所述导引路径(Cg1)和所述第二滑架的所述导引路径(Cg2)是相同的。
15.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述角度α处于以下范围：1°<α<90°。
16.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述第一滑架和所述第三滑架中的每个滑架均能够在两个平行且独立的导引路径(Cg1、Cg3)上独立地移动。
17.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述激光输出端耦合至光纤或空气波导，从而实现所述空气波导至与所述第一滑架和所述第二滑架中的、与所述焊接头和/或切割头中的一者相关的至少一个滑架同步地运动的所述激光输出端的耦合。
18.一种切割及焊接方法，所述切割及焊接方法能够将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，所述第一金属带材和所述第二金属带材在金属处理线上连续地移动(Def)，其中，所述第一金属带材和所述第二金属带材插入到焊接机中，所述焊接机包括根据权利要求1-17中的任一项所述的设备以及用于所述尾部和所述头部的至少两对夹持爪，并且其中，至少第一滑架(Ch1)和第二滑架(Ch2)以及潜在的第三滑架(Ch3)根据在焊接区域上进行切割、焊接、潜在的质量控制、抛光和退火操作的顺序循环处于中间停驻位置中、或者沿着单个的导引路径(Cg1、Cg2)移动或者在独立且平行的两个导引路径(Cg1、Cg3)上移动。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一滑架(Ch1)、所述第二滑架(Ch2)和所述第三滑架(Ch3)根据成对的夹持爪之间的距离而移动，成对的夹持爪之间的所述距离基于每一对夹持爪在切割时打开以及在焊接时靠近的至少两个间隙值。
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