CN110382155B - 用于对容器体进行辊缝焊的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造容器体(3至6)的设备(1)，在所述设备中设置有具有校准工具(8)的焊接装置。对由所述容器体施加到所述校准工具上的力进行测量并且将所述力作为用于相应的体的搭接宽度的说明进行分析处理。这允许在设立所述设备时调设所述校准工具并且允许在生产容器体时移除以过大或过小搭接焊接的容器体。

Description

用于对容器体进行辊缝焊的方法和设备
同族申请的说明
本申请要求瑞士专利申请0578/17的优先权，其在2017年4月28日申请并且其全部公开内容就此通过援引被收入。
技术领域
本发明涉及一种用于对容器体
Figure GDA0003303139450000011
进行辊缝焊的方法。此外，本发明涉及一种用于对容器体进行辊缝焊的设备。
背景技术
文首提及类型的设备和方法是已知的。在对容器体的接缝进行焊接时，通常力求被弄圆成容器体的板材的板材棱边尽可能少地搭接，以便获得紧凑的接缝。然而，在此存在危险，即，由于电阻焊接机的焊接辊的压力并且由于容器体的板材在搭接部内部的焊接点中的软化，板材棱边侧向偏移并且彼此引离。为了阻止它，所述体(Zarge)在焊接区域中通过校准工具引导，该校准工具由轮缘式设置的成型辊构成并且因此也称为校准轮缘。所述成型辊围绕容器体在很大程度上无间隙地建立与所述容器体的周边的接触，以便阻止由于焊接辊的压力容器体的板材向外偏移。所述校准轮缘通常包括两个相对彼此可调校的半体并且是基于确定的容器体直径设计的工具。每个容器体的板材棱边的初始搭接在朝焊接机运输时通过所谓Z轨的端部上的头部件确定。所述Z轨以已知的方式承担对还未焊接的被弄圆的体在焊接机的前臂中的引导。这个前臂也承载下焊接辊。在所述头部件或者说所述前臂的端部与由焊接辊确定的所谓“焊接平面”之间不存在容器体的板材棱边在前臂中的引导。校准工具与容器体的接触区、所谓的校准工具的或者说校准轮缘的“平面”设置在焊接辊上游的不远处，以便在焊接平面上游就已经使相应的容器体的搭接的板材棱边的位置稳定。由校准轮缘施加到容器上的力决定了在相应的容器体进入到校准工具时由容器体材料的弹性变形产生的反力，因为由头部件预给定的搭接还比由校准工具为焊接预给定的搭接略小。在焊接容器体时的接缝质量与很多参数有关，即：在头部件中调设的搭接；校准轮缘的几何形状及其与焊接平面的间距；焊接辊、校准轮缘与头部件相对彼此的高度错位；焊接力以及焊接电流频率；焊接电流形式以及焊接电流强度。在这个参数的范围内存在多种产生良好焊缝的可能性，其中，设备的操作者的经验值通常具有重要作用。如果缺乏这些经验值或者改变框架条件、例如板材质量，则借助于制造和检验测试体对良好调设的追求会变得困难和费时。已经证实：在此经常调设过大的校准力，这利用较大的焊接力和较大的焊接电流补偿。这会导致：用于容器体的制造工艺不再持久稳定地运行并且在设备上产生高磨损。
在制造容器体时，多个干扰变量可能对纵缝的焊接有影响。EP2243584A1列举了这样的干扰变量并且将这些干扰变量配置给用于其补偿的可能性。特别是将板材的几何形状错误或者在板材剪裁时的错误称为干扰变量。为了识别几何形状错误，除了其他可能性之外，也考虑在电阻焊接机的校准工具中的校准棍上的力测量并且给出相应的补偿措施，以便尽管有几何形状错误也能制造正确的罐体。
发明内容
本发明的目的在于：一方面简化对用于制造容器体的设备的调设，并且另一方面在运行中在制造大量容器时基于搭接错误在任何情况下都可以确定被错误焊接的容器体。
为此，本发明提供一种用于制造容器体的方法，由输送装置将被弄圆的体运输到辊缝焊机，并且所述体在所述辊缝焊机的焊接辊上游穿过具有多个轮缘式设置的校准辊的校准工具，对由相应的体施加到所述校准工具的多个校准辊上的力进行测量，将所测量的力作为用于所述体的搭接宽度的说明进行分析处理，其特征在于，所述校准工具包括两个部分，所述两个部分分别承载校准辊，并且对由相应的体施加到所述两个部分上的力进行测量，设置有连接所述两个部分的轭，并且测量所述轭的变形，并且将所述变形用作所测量的力。
此外，本发明提供一种用于制造容器体的设备，所述设备包括用于运输被弄圆的体的输送装置和辊缝焊机，在所述辊缝焊机中能借助所述辊缝焊机的焊接辊焊接具有搭接边缘的坯件，所述设备具有校准工具，所述校准工具具有多个轮缘式设置的校准辊，所述校准工具沿运输方向设置在辊缝焊机的焊接辊上游，并且所述校准工具具有力测量装置，通过所述力测量装置能在至少一个校准辊上实施对由相应的体施加到所述校准辊上的力的测量和分析处理，通过所述力测量装置能产生表示所测量的力的信号，并且所述信号能在所述设备中作为用于所述体的搭接宽度的说明被分析处理，其特征在于，所述校准工具多件式地构造，并且所述力测量装置构造用于对作用在所述校准工具的各部分之间的力进行测量，所述设备具有连接所述校准工具的各部分的轭，并且所述力测量装置构造用于对所述轭的变形进行测量。
这允许以简单的方式如此调设校准力，使得获得既不过小也不过大的搭接，这以这种方式也能由经验少的操纵人员实施。由此，在设立时可能的是：以少量的测试体达到对制造设备的适当调设并且找到一种调设，其避免不必要的磨损并且在生产中稳定运行。在生产期间可以确定搭接处于期望值之外的容器体，并且在焊接之后可以将对应的容器体从批次中移除。
优选如此进行，使得对施加到多个校准辊上的力进行测量，并且特别是对施加到所述校准辊上的力进行测量。这优选如此完成，使得所述校准工具包括两个部分，所述两个部分分别承载校准辊，并且对由相应的体施加到所述两个部分上的力进行测量。为此可以设置有连接所述校准工具的两个部分的轭，并且测量所述轭的变形，并且将所述变形用作力测量信号。
当对于力测量信号而言将未超过或超过预先确定的极值用作所述体的搭接宽度处于额定值之外的说明时，产生制造设备的特别简单的可调设性和对在任何情况下错误焊接的容器体的简单的可识别性。
如已经阐述的那样，所述方法特别是如此实施，使得将所述方法应用在测试容器体上并且在开始批量生产容器体之前应用于调设所述校准工具。此外，所述方法特别是如此实施，使得将所述方法在批量生产容器体期间应用在容器体上并且在焊接之后将搭接宽度处于预先确定的下极值或上极值之外的容器体从批次中移除。
本发明的目的还在于：实现一种用于容器体的制造设备，所述制造设备具有用于制造容器体的简单的可调设性并且另一方面在运行中在制造大量容器体时避免在任何情况下由于搭接错误被错误焊接的容器体的交付。
这个目的在文首提及类型的设备中通过以下方式得以实现，即，通过所述力测量装置能产生表示所测量的力的信号，并且所述信号可以在所述设备中作为用于罐体的搭接宽度的说明被分析处理。
这种设备也允许经验少的操纵人员以简单的方式如此调设校准力，使得获得既不过大也不过小的搭接。由此可能的是：利用少量的测试体达到对制造设备的适当设立，并且找到一种设立，其避免不必要的磨损并且在生产中稳定运行。在生产期间可以确定搭接处于期望值之外的容器体，并且在焊接之后可以将对应的容器体从批次中移除。
所述力测量装置可以设计用于分析处理所述信号，或者所述设备可以具有焊接监视器，所述焊接监视器与所述力测量装置连接并且构造用于分析处理力测量信号。也可能的是：所述设备具有控制装置，所述控制装置与所述力测量装置连接并且构造用于分析处理力测量信号。
优选地，所述力测量装置构造用于对施加到所述校准工具的多个校准辊上的力进行测量，并且特别是所述校准工具多件式地、特别是两件式地构造，并且所述力测量装置构造用于对作用在所述校准工具的各部分之间的力进行测量。这优选如此实施，使得所述设备具有连接所述校准工具的各部分的轭，并且所述力测量装置构造用于对所述轭的变形进行测量。
本发明的目的还在于：实现一种校准工具，所述校准工具在用于容器体的制造设备中使用时避免所述缺点。利用这样的校准工具可能的是：对已有的制造设备加装备，从而能获得前述优点。
为此，本发明提供一种用于经辊缝焊接的容器体的制造设备的校准工具，其中，所述校准工具具有多个轮缘式设置的校准辊和用于对由穿过所述校准工具的容器体施加到校准辊中的至少一个校准辊上的力进行测量的力测量装置，其中，通过所述力测量装置能产生和能输出表示所测量的力的信号，或者通过所述力测量装置能发出由所测量的力导出的信号，所述力测量装置构造用于对施加到所述校准工具的多个校准辊上的力进行测量，所述校准工具两件式地构造，其中，所述力测量装置构造用于对作用在所述校准工具的各部分之间的力进行测量，并且所述设备具有连接所述校准工具的两个部分的轭，并且所述力测量装置构造用于测量所述轭的变形。
附图说明
本发明的其他设计方案、优点和应用由从属权利要求并且由现在在下面的借助附图的描述得出。附图中：
图1粗略示意地示出用于制造容器体的设备的一部分；
图2示出沿运输方向观察的校准工具的图解图；
图3示出校准工具和力测量装置的示意图；
图4示出力关于时间或者说关于在校准工具中的依次的容器体的曲线图。
具体实施方式
图1示出在制造容器体时的进程，这些容器体以搭接的棱边被纵缝焊接。设备1具有电阻焊接机，该电阻焊接机具有焊接辊10和11。因此，由相应的体包围的下焊接辊10在图中实际上是不可见的；然而为了较好的阐述在附图中可见地示出该下焊接辊，好像体是透明的。这个焊接辊10支承在焊接机的未示出的前臂上。上焊接辊11可被驱动地旋转地支承，并且将该上焊接辊压到下焊接辊上的力是可调设的，以便能够调设焊接力。通过对应布置的驱动和焊接力调设以盒子12示出。通常还设置有用于焊接的经由焊接辊延伸的中间电极丝(Drahtzwischenelektrode)。这对本领域技术人员来说是已知的并且在这里为了简化图示而未示出。由设备1的未示出的弄圆机构成的容器体坯件3至6的序列2沿着设备1的运输装置的所谓的Z轨9朝着焊接机朝向焊接辊10和11的方向运输。Z轨在图1中仅勾画出并且为了简化图示而未示出容器体坯件的棱边如何在Z轨上引导。然而，这对于本领域技术人员来说是已知的。序列2的容器体坯件以彼此间的小间距沿着Z轨9被运输，其中，除了Z轨9之外在这里没有示出对于本领域技术人员来说已知的运输装置。在焊接辊10、11上游设置有校准工具8，该校准工具在图1中仅示意性示出。使得将容器体的要焊接的纵向棱边置于搭接的Z轨9和校准工具8为焊接如此准备了容器体坯件，使得用于焊接的棱边层是正确的并且在焊接过程期间保持。容器体6的纵缝在图1中被焊接并且这个体随后离开焊接机并且以本领域技术人员已知的步骤被进一步加工成成品容器。容器体3、4、5还是具有还未焊接的搭接棱边的坯件。
取代对搭接的棱边的搭焊也可以对相互贴靠的棱边进行对焊，于是Z轨由所谓的S轨取代。
下焊接辊10通常能绕刚性支承的旋转轴旋转，上焊接辊11弹性地和能被驱动地旋转地支承并且允许借助于所阐述的驱动装置和焊接力调设装置12调设焊接力，该焊接力调设装置与焊接机的控制装置15连接。已经由具有焊接变压器13的焊接电源14提供的焊接电流I经由导电轨引导到上焊接辊11、经由容器体的要焊接的棱边流到下焊接辊10并且经由焊接机的未示出的前臂和其他导电轨又引导到焊接电流变压器13。为了控制所述设备并且特别是其焊接机，设置有所阐述的控制装置15。可以是控制装置15的一部分的所谓的焊接监视器16可以检测焊接的数据并且将其发出给控制装置15。这是已知的。根据本发明设置有力测量装置17，该力测量装置测量由相应的罐体施加到至少一个校准辊上的力。并且规定：将所测量的力作为用于相应的罐体的搭接宽度的说明进行分析处理。对所测量的力的分析处理可以在力测量装置17自身中进行并且在任何情况下都得到显示。所述力测量装置也可以与焊接监视器16连接，以便在该焊接监视器中分析处理并且在任何情况下都显示力测量信号。所述力测量装置也可以与控制装置15连接，以便在该控制装置15中分析处理并且在任何情况下都显示力测量信号。
图2以图解图示出具有校准辊23的校准工具8，所述校准辊分别可旋转地保持在支承装置24中。支承装置24保持在设备1的焊接机的支架25上。在图2中仅示出上焊接辊11并且示出两个容器体5、6，其中，沿运输方向上游的罐体在即将进入到校准工具之前示出。校准工具在图2的实例中是具有部分18、18’的两件式校准工具8。为力测量装置17示出一种优选实施方案，其中，该力测量装置具有轭26，该轭连接力校准工具的两个部分18、18’并且在该轭上进行力测量，其方式是，测得所述轭的变形，该变形与每个容器体施加到校准工具上的力有关。这个具有校准工具8的两个部分18、18’并且具有连接这两个部分的轭26的优选实施方案在简化的图3中可较好地看到。轭26在这个实例中在中间承载传感器19、例如具有应变片的传感器，该传感器如此固定在所述轭上，使得所述传感器将轭的变形转换为信号，该信号说明由罐体施加到校准工具上的力。所述信号可以是电信号或者可选地可以是光学信号，视传感器的实施方案而定。传感器的概念在这里理解为所有能够测得轭(或校准工具的其他构件的或设置在校准工具上的构件)的与力相关的变形的器件。取代应变片，这样的器件也可以是光学传感器或电磁传感器或具有基于声波的测量的传感器。这样的用于测量轭的变形或用于测量在至少一个校准辊上的力作用的传感器对本领域技术人员来说是已知的并且在这里不进一步阐述。传感器的信号可以在力测量装置自身中被分析处理，并且在这种情况下力测量装置进一步传输已经分析处理的信号或将所述信号示出，例如根据图4。所述信号为了分析处理也可以经由未示出的导线发出、特别是发出到焊接监视器16和/或控制装置15上并且也可以在那里示出，例如同样根据图4。
根据本发明，力测量信号用作用于相应的罐体的搭接宽度的说明，其在校准工具中已经引起力测量信号。在此不必要的是：以毫米为单位用数字来说明真实的搭接宽度。当力测量信号作为说明提供搭接宽度时，其允许说明搭接宽度是否处于适用于焊接容器体纵缝的区域中。或者搭接宽度是否处于该区域之外。
图4示出在容器体穿过校准工具时用于所测量的力曲线30的实例。力曲线30用作关于在相应的罐体中的搭接宽度的说明并且示出极值28和极值29，搭接宽度或者说力测量信号应处于这些极值之内。在每个罐体中可以在所述罐体进入到校准工具中时识别力峰值31并且在所述罐体从校准工具出来时识别力下降。力峰值与力下降之间的关系从所述轭在各个容器体之间的小间距中的相应变形产生。可以设置有显示装置，该显示装置为所述设备的操纵者根据图4或以类似形式示出图示。水平轴要么表示时间t要么表示焊缝长度。竖直轴可以表示力。这样的显示可以在力测量装置17中和/或在焊接监视器16和/或控制装置15中设置。取代校准工具中的力及其优选极值28、29的图表显示也可以仅设置有向操纵人员说明校准力要增大还是减小的简化显示，或者校准工具的开口要减小还是增大。根据图4的图示或校准力测量的其他图示用于在设立设备1时快速地找到对所述设备的良好调设并且特别是避免过大的校准力或者说过大的搭接、或者避免过小的校准力和由此过小的搭接。
在运行中批量制造容器体时不需要根据图4的图示。然而，通过焊接监视器和/或控制装置15或在任何情况下仅通过力测量装置17为每个容器体确定：其在校准工具8上的力测量值是否在预先确定的极值之内。如果这对于一个容器体而言不是这种情况，则该容器体可以在焊接之后被从其制造路径中抛出。
由此，根据本发明确定的力说明或者说搭接宽度的说明可以以不同的方式得到使用。一方面可以在批量生产容器期间为每个罐体确定：由其引起的力曲线或者说其搭接信号是否处于预先调设的极值之内。另一方面所述搭接宽度的说明可以在设立设备1时在开始生产之前使用。如果搭接宽度的说明处于极值28或29之外，则设立设备1的人员可以以已知的方式如此调设校准工具，使得搭接宽度处于所述极值之内。这利用测试罐体实施。为了调设所述校准工具，特别是所述工具的两个部分可以相互聚拢地或相互远离地运动并且然后固定在相应的位置中。这如所阐述的那样对本领域技术人员而言是已知的并且在这里不进一步阐述。
在本申请中描述本发明的优选实施方案，要明确指出：本发明不局限于这些实施方案并且也可以在随后的权利要求范围内以其他形式实施。

Claims (12)

1.用于制造容器体的方法，由输送装置将被弄圆的体(3至6)运输到辊缝焊机，并且所述体(3至6)在所述辊缝焊机的焊接辊(10、11)上游穿过具有多个轮缘式设置的校准辊(23)的校准工具(8)，对由相应的体(3至6)施加到所述校准工具的多个校准辊上的力进行测量，将所测量的力作为用于所述体(3至6)的搭接宽度的说明进行分析处理，其特征在于，所述校准工具(8)包括两个部分(18、18’)，所述两个部分分别承载校准辊，并且对由相应的体(3至6)施加到所述两个部分上的力进行测量，设置有连接所述两个部分(18、18’)的轭(26)，并且测量所述轭的变形，并且将所述变形用作力测量信号。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，对施加到所有校准辊上的力进行测量。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，对于所测量的力，将超过或未超过预先确定的极值(28、29)用作所述体(3至6)的搭接宽度处于额定值之外的说明。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其中，将所述方法应用在测试容器体上，并且在开始批量生产容器体之前应用于调设所述校准工具。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其中，将所述方法在批量生产容器体期间应用在体(3至6)上，并且在焊接之后将搭接宽度处于预先确定的极值(28、29)之外的体(3至6)从批次中移除。
6.用于制造容器体的设备(1)，所述设备包括用于运输被弄圆的体(3至6)的输送装置和辊缝焊机，在所述辊缝焊机中能借助所述辊缝焊机的焊接辊(10、11)焊接具有搭接边缘的坯件，所述设备具有校准工具(8)，所述校准工具具有多个轮缘式设置的校准辊(23)，所述校准工具沿运输方向设置在辊缝焊机的焊接辊上游，并且所述校准工具具有力测量装置(17)，通过所述力测量装置能在至少一个校准辊上实施对由相应的体(3至6)施加到所述校准辊上的力的测量和分析处理，通过所述力测量装置能产生表示所测量的力的信号，并且所述信号能在所述设备中作为用于所述体(3至6)的搭接宽度的说明被分析处理，其特征在于，所述校准工具(8)多件式地构造，并且所述力测量装置构造用于对作用在所述校准工具的各部分之间的力进行测量，所述设备具有连接所述校准工具的各部分的轭(26)，并且所述力测量装置构造用于对所述轭的变形进行测量。
7.按照权利要求6所述的设备，其中，所述力测量装置设计用于分析处理所述信号。
8.按照权利要求6或7所述的设备，其中，所述设备具有焊接监视器(16)，所述焊接监视器与所述力测量装置(17)连接并且构造用于分析处理力测量信号。
9.按照权利要求6或7所述的设备，其中，所述设备具有控制装置(15)，所述控制装置与所述力测量装置连接并且构造用于分析处理力测量信号。
10.按照权利要求6或7所述的设备，其中，所述力测量装置构造用于对施加到所述校准工具(8)的多个校准辊(23)上的力进行测量。
11.按照权利要求6或7所述的设备，其中，所述校准工具(8)两件式地构造。
12.用于经辊缝焊接的容器体的制造设备的校准工具(8)，其中，所述校准工具具有多个轮缘式设置的校准辊(23)和用于对由穿过所述校准工具的容器体施加到校准辊中的至少一个校准辊上的力进行测量的力测量装置(17)，其中，通过所述力测量装置能产生和能输出表示所测量的力的信号，或者通过所述力测量装置能发出由所测量的力导出的信号，所述力测量装置构造用于对施加到所述校准工具的多个校准辊上的力进行测量，所述校准工具两件式地构造，其中，所述力测量装置构造用于对作用在所述校准工具的各部分之间的力进行测量，并且所述设备具有连接所述校准工具的两个部分的轭，并且所述力测量装置构造用于测量所述轭的变形。
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