CN110582372B - 修复金属板的设备、操作设备的方法及修复金属板的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于修复金属板的设备及操作该设备的方法。该设备包括：基座单元、切割单元和焊接单元，基座单元包括：框架和在框架上的附接特征件，切割单元可移除地附接至基座单元，以切掉金属板的受损部分，焊接单元可移除地附接至基座单元。切割单元包括：包括切割刀片的切割臂以及用于操作切割臂的马达。焊接单元包括：固定平台、用于在固定平台上移动可移动平台的焊接移动马达以及焊接组件，焊接组件附接到可移动平台上以用于将替换件自动焊接到金属板。在操作中，在切割受损部分和焊接替换件的期间，框架持续地附接到金属板，从而提供稳定且可重复的参考框架。

Description

修复金属板的设备、操作设备的方法及修复金属板的方法

技术领域

本公开涉及一种用于修复金属板的设备和操作该设备以修复金属板(例如，钢带中的金属板)的方法。另外，本公开涉及一种修复金属板的方法。更具体地，本公开涉及移除金属(例如钢)带的受损区域并且用新的金属件替换受损的区域，而不需要边缘磨削。本公开还涉及新的金属件的自动焊接操作。无需移动或重新定位设备，即可进行受损区域的移除、用新的金属件替换以及焊接。

背景技术

在随后的讨论中，参考了某些结构和/或方法。然而，以下参考文献不应被解释为承认这些结构和/或方法构成了现有技术。申请人明确保留证明此类结构和/或方法不作为本发明的现有技术的权利。

图1是常规钢带的侧视图。图1示出了钢带100，其包括围绕两个端鼓120、130缠绕成带状的钢板110。端鼓120、130同步旋转以绕着端鼓120、130连续地馈送钢板从而提供输送带。这种类型的带可以被称为“环形带”。钢带100用在各种制造过程中，并且可以非常大，例如，几米宽且几十米长。

在使用中，钢板110中可能会出现缺陷，例如裂纹、断裂或磨损，这可能是由使用应力引起的，包括钢板110绕着端鼓120、130的弯曲。通常需要在不移除整个钢板110的情况下修复这些缺陷。由于钢板110的尺寸较大，因此其非常重并且移除起来很麻烦。

修复缺陷的一种方法是围绕缺陷切孔，并用新的钢件替换它，然后将新的钢件焊接到位。通常，这可以通过切掉包括缺陷的特定尺寸的区域并且然后用相同尺寸的新钢件代替切口区域来完成。

然而，在常规的修复方法中，切口的尺寸通常受到限制，即，限制为约75cm²，如此大的缺陷无法用单个切口来修复。另外，在传统的修复方法中，在切割受损区域时使用支撑结构，并且在放置焊接支撑结构和将新的件放置到位之前必须将支撑结构移除，这使过程复杂化并引入缺陷或不良结果。因此，常规方法使用喷灯进行手工焊接，这很费时。此外，必须进行两次手工焊接—一次从钢带100的上表面进行，且然后再从底部进行。

发明内容

因此，本公开针对一种用于修复金属板的设备及操作该金属板的方法，其基本上消除了由于传统方法的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。

本公开的目的是提供一种用于修复金属板的设备，该设备包括工具，由此，在用于修复金属板的整个切割和焊接操作中，用于支撑金属板的基座单元保持与该金属板的持续接触和/或保持持续附接至该金属板。

本公开的另一个目的是提供一种用于修复金属板的设备，该设备的切口面积大于传统方法中的切口面积。

本公开的另一个目的是提供一种用于修复金属板的设备，该设备自动将替换金属盘焊接到切口位置中，或者自动地将替换金属盘焊接到切口位置中而无需使设备相对于金属板上的修复位置进行任何移动或重新定位。

本公开的另一个目的是提供一种用于修复金属板的设备，该设备仅从金属板的一侧进行焊接而无需从另一侧进行焊接。

其他特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分特征将从描述中变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获悉。通过在书面说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本公开的目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点，并且根据本公开的目的，如具体实施和广泛描述的那样，提供了一种用于修复金属板的设备，该设备包括：基座单元，其包括：框架，附接至框架的底表面的多个附接特征件，以及附接至框架的多个引导销；配置用于切掉金属板的受损部分的切割单元，该切割单元包括：轴杆，用于为切割单元提供旋转切割力的马达，马达和轴杆下方包括至少一个切割刀片的切割臂，以及在轴杆上的多个切割单元引导孔，多个切割单元引导孔分别对应于多个引导销，以用于将切割单元可拆卸地连接到基座单元；以及焊接单元，该焊接单元包括：包括多个焊接单元引导孔的固定平台，多个焊接单元引导孔分别对应于多个引导销，以用于可移除地将焊接单元附接至基座；固定平台上的齿轮环；用于使旋转平台在齿轮环上旋转的焊接旋转马达；配置为与齿轮环接触的驱动齿轮，驱动齿轮还被配置为由焊接旋转马达旋转以使旋转平台在齿轮环上旋转；以及被配置用于将替换金属板自动焊接到金属板的焊接组件，该焊接组件包括配置为执行焊接的焊枪。

在另一方面，提供一种操作用于修复金属板的设备的方法，该方法包括：基于金属板的受损区域的尺寸确定修复直径，将基座单元直接附接到金属板的第一表面，于受损区域上方，将切割单元附接到基座单元，由切割单元切掉金属板的受损区域，从基座单元上移除切割单元而无需将基座单元从金属板上移除，在基座单元保持附接至金属板的同时，移除金属板的受损区域，在与基座单元所附接的金属板的第一表面相反的金属板的第二表面上将背衬支撑件附接至金属板，将替换盘放置在移除受损区域后保留在金属板中的修复孔中，替换盘由背衬支撑件支撑，使得替换盘的上表面与金属板的第一表面齐平，将焊接单元附接到基座单元，并由焊接单元将替换盘自动焊接到金属板上。

在另一方面，提供了一种用于修复金属板的设备，包括：基座单元，其包括：框架、附接至框架的至少一个附接特征件以及附接至框架的多个引导销；切割单元，其可移除地附接到基座上，配置用于切掉金属板的受损部分，该切割单元包括：切割臂，该切割臂包括至少一个切割刀片，以及用于操作该切割臂的马达；以及可移除地附接到基座单元的焊接单元，该焊接单元包括：固定平台；用于在固定平台上移动可移动平台的焊接移动马达；以及配置用于将替换金属件自动焊接到金属板的焊接组件，该焊接组件附接至可移动平台。

在另一方面，提供一种操作用于修复金属板的设备的方法，该方法包括：将基座单元直接附接到金属板的表面，于受损区域上方，将切割单元附接到基座单元，由切割单元切掉金属板的受损区域，在不将基座单元从金属板上移除的情况下将切割单元从基座单元上移除，在基座单元保持附接至金属板的同时移除金属板的受损区域，将焊接单元附接到基座单元，以及由焊接单元自动将替换盘焊接到金属板。

通过检查以下附图和具体实施方式，其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是或将变得显而易见。旨在将所有这样的附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书内，在本公开的范围内，并由所附权利要求书保护。本节中的任何内容均不应视为对这些权利要求的限制。进一步的方面和优点将结合本公开的实施例在下面讨论。应当理解，本公开的前述总体描述和以下详细描述都是示例和解释性的，旨在进一步解释所要求保护的公开内容。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解并且并入本说明书中构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是常规钢带的侧视图。

图2A是根据本公开的示例性实施方式的用于修复金属板的设备的基座单元的侧视图。

图2B是图2A的基座单元的立体图。

图3A是根据本公开的示例性实施例的用于修复金属板的设备的切割单元的立体图。

图3B是图3A的切割单元的侧视图。

图3C是图3B的切割单元沿线A-A’截取的剖视图。

图3D是根据本公开的示例性实施例的用于修复金属板的设备的剖视图，该设备处于切割配置中，包括图2A的基座单元和图3A的切割单元。

图3E是处于图3D的处于切割配置中的设备的透视图。

图3F是包括在图3B的切割单元中的切割臂的侧视图。

图4A是根据本公开的示例性实施例的用于修复金属板的设备的焊接单元的侧视图。

图4B是根据本公开的示例性实施例的用于修复金属板的设备的侧视图，该设备处于焊接配置中，包括图2A的基座单元和图4A的焊接单元。

图4C是处于图4B的焊接配置中的设备的俯视图。

图4D是图4A的焊接单元的立体图。

图5示出了包括在图4A的焊接单元中的焊接组件的立体图。

图6是用于控制图5的焊枪组件的操作的焊接控制单元的侧视图。

图7是图6的焊接控制单元的布线图。

图8是示出根据本公开的实施例的操作用于修复金属板的示例设备的示例方法的流程图。

在整个附图和具体实施方式中，除非另有说明，否则相同的附图标号应理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚说明和方便起见，可能会夸大这些元件的相对大小和图绘。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另有指示，否则在不同附图中使用相似或相同的符号通常表示相似或相同的项目。

在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不背离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。所描述的处理步骤和/或操作的进度是一个例子；然而，步骤和/或操作的顺序不限于本文阐述的顺序，并且可以按照本领域中已知的方式改变，除了步骤和/或操作必须以一定顺序发生之外。

本领域的技术人员将认识到，为了概念上的清楚起见，本文描述的组件(例如，操作)、设备、对象以及对它们的讨论被用作示例，并且可以构想各种配置修改。因此，如本文所使用的，所阐述的具体示例和所附的讨论旨在代表它们的更一般的类别。通常，任何特定示例的使用旨在代表其类别，并且没有包含特定组件(例如，操作)、设备和对象不应视为限制性的。

为了清楚起见，本申请使用形式上的大纲标题。然而，应理解，大纲标题是出于展示目的，并且可以在整个申请中讨论不同类型的主题(例如，可以在过程/操作标题下描述设备/结构，和/或可以在结构/过程标题下讨论过程/操作；和/或单个主题的描述可以跨越两个或多个主题标题。因此，形式上的大纲标题的使用无意以任何方式进行限制。

<设备的描述>

图2A是根据本公开的示例性实施例的用于修复金属板的设备的基座单元的侧视图。图2B是图2A的基座单元的立体图。参考图2A和图2B，基座单元200包括框架210。框架210可以是例如圆形或环形形状，但是实施例不限于此。圆形或环形形状可以允许设备的特征旋转而对其他特征的干扰最小。圆形或环形形状还可以通过多次重叠行程来操作，例如，以更简单的径向尺寸而不是笛卡尔(Cartesian)尺寸来确定和/或跟踪切割位置。作为另一示例，圆形或环形形状可以允许使用旋转马达作为比其他形状可能需要的工程设计更简单的工程设计。圆形或环形形状可以允许更好地稳定钢带，因为没有应力集中角，因此与其他形状相比，结果可以得到改善。框架210的直径限定了应该在框架210内部的修复区域的最大直径。在一个实施例中，最大修复直径可以是480mm，但是可以设想更大的最大修复直径。可以例如基于受损区域的大小来选择修复直径，以基于可用的修复材料等来最小化或减小修复区域。应当注意，在最大直径内，可以进行较小直径的修复。例如，一些修复直径可以是210mm、300mm、400mm、480mm等。在一些实施例中，框架210可以包括多个层，例如层211-216。这些层可以是例如铝，并且可以比实心一件式结构的框架轻，以便于用户携带。层数不限于所示出的示例。框架210还可在所述层中一个或多个层的圆周内包括内环，例如环217。基座单元200可以包括用于将切割单元(例如，下面的图3A的切割单元300)和焊接单元(例如，下面的图4A的焊接单元400)引导到基座单元210上方的位置以供使用的多个引导销220。引导销220可以设置在层211-216之一和内环217之间。层的尺寸还可以被设计和/或层还可以被形成用于适应本文所述的设备的各种其他特征，例如，用于容纳附接特征件的切口，各种互连紧固件和/或用于电力、真空和控制特征的导管，以及出于重量考虑的区域移除。

应当注意，尽管本文描述的示例实施例讨论了圆形修复区域，但是可以使用其他形状，例如正方形、矩形、三角形、八边形、正多边形、不规则多边形、自由形状等。如将另一形状用于修复区域，那么修复区域的几何形状、切割形状和焊接图案将被适当地调整以适应例如设备和/或修复区域的几何形状，如本领域普通技术人员理解的那样。

基座单元200包括多个附接特征件。附接特征件将基座单元固定至钢带110。附接特征件的示例包括真空吸盘230。在图2B中的示例中，示出了8个真空吸盘230。然而，实施例不限于此。例如，可以利用不同类型的附接特征件，例如使用磁性或粘合剂的附接特征件，或者这些特征的组合。此外，附接特征件的数量可以根据需要改变，以便以本文中所讨论的方式牢固地定位设备，例如，在修复金属板的整个切割和焊接操作中持续地进行，并且使得金属板处于稳定且平坦的构造中，以减少或最小化翘曲，同时在修复完成后仍然能够移除设备。换句话说，在操作中，在切割受损部分和焊接替换部分期间，基座单元的框架持续地附接到金属板上，这为设备的操作提供了稳定且可重复的参考框架。在相关技术中，当在切割之后将基座移除以准备焊接时，下方的金属板的某些运动可能会导致那里出现替换件的配合不良，并且最终的修复表面可能比根据实施例的修复表面的平面度差。另外，可重复的参考框架允许根据切割位置自动确定焊接位置，因此可以自动执行焊接而不会产生偏移。

在附接特征件包括真空吸盘的示例中，真空吸盘230可以通过真空压力(或吸力)固定到金属板上，并且在用于修复金属板的整个切割和焊接操作中持续保持在适当位置。以环形围绕基座单元200的真空吸盘230的使用使金属板保持在稳定且平坦的构造，以减少或最小化金属板的翘曲。真空单元(未示出)可以在角联接器245上的接头240处附接到基座单元200，并且真空单元可以例如通过压缩空气来提供真空压力。真空压力可以至少为6巴或600升/分钟，尽管实施例不限于此。例如，真空吸盘230可能需要不同(例如更小)的真空压力。基座单元200还可包括一个或多个手柄250，用于在设备操作之前和之后定位和移动基座单元200。金属板可以是例如钢，并且可以是如上所述的钢带的一部分。然而，实施例不限于此。

图3A至3F是切割单元300的示例实施例的示意图。图3A是根据本公开的实施例的用于修复金属板的设备的切割单元的立体图。图3B是图3A的切割单元的侧视图。图3C是图3B的切割单元沿线A-A’截取的剖视图。图3D是根据本公开的实施例的用于修复金属板的设备的剖视图，处于切割配置中，包括图2A的基座单元和图3A的切割单元。图3E是处于图3D的切割配置中的设备的立体图。图3F是包括在图3B的切割单元中的切割臂的侧视图。

参考图3A至图3F，所示的切割单元300包括供用户移动或旋转切割单元300的手柄305、在手柄305上方的用于为切割单元300提供旋转切割力的切割马达单元310、轴杆320、保护盖325、切割器支架330和由切割器支架330保持的切割臂350。轴杆320包括至少两个臂。尽管在图3A的示例中显示了四个臂，但实施例不限于此。轴杆320的每个臂可包括相应的切割单元引导孔321，该切割单元引导孔321对应于引导销(例如，上面的图2B的引导销220)并且可被布置在该引导销中，以用于将切割单元300稳定且牢固地定位在基座单元200上以供使用，如图3D所示。例如，每个切割单元引导孔321可在相应的引导销220上滑动并围绕着该引导销220，以在切割单元200被布置在基座单元200上时给切割单元200提供侧向稳定性。如图3D所示，当切割单元300被固定在基座单元200上方时，切割臂350被布置在框架210的圆周内。

当切割单元300固定在基座单元200上时，即便保护盖325没有完全覆盖开口(例如覆盖开口的100％)，即框架210的内圆周，保护盖325也基本上覆盖开口，例如覆盖开口的至少90％，例如以保护切割操作并减少从框架210中出来的来自金属板的碎屑(例如金属屑)的量。保护罩325可包括狭槽或孔，例如，用于通风或可见。保护罩325可以装配在切割单元引导孔321所限定的圆周内。但是，如果保护罩325没有装配在切割单元引导孔321所限定的圆周内，则保护罩325将设置在框架210的顶表面上方。当切割单元300被固定在基座单元200上时，保护盖325可以全部或部分地凹入框架210的顶边缘下方，或者可以位于框架210的顶边缘处或顶边缘上方。但是，保护盖325不应干扰切割操作。

切割单元300还可包括用于保持切割马达单元310的马达轴340、用于调节切割臂350的高度的高度调节环341、开口环342、轮毂343(轴杆320从其延伸)、上距离轴承344、轴向轴承345和下距离轴承346。一个或多个切割刀片351可以附接到切割臂350以用于切割金属板。

如图3F的示例中所示，切割臂350可包括一个或多个切割刀片351。尽管图3F中示出了2个切割刀片，但实施例不限于此。切割刀片351可以是例如硬质合金切割器，但是实施例不限于此。切割刀片351设置在切割杆臂352中，切割杆臂352可以包括相应的切割刀片孔353，每个切割刀片351可以设置在切割刀片孔353中以切割盘355。在图3F中，其中布置有切割刀片351的切割刀片孔354被阴影化。切割杆臂352可包括多个切割刀片孔353，这些切割刀片孔353距切割器保持器330不同距离。切割刀片351离切割器保持器330的距离限定了将从金属板中被切割并在该金属板中被更换的盘355的修复直径。根据要切割的期望直径，切割刀片351可被放置在不同的切割刀片孔353中。切割臂350可以是可移除的，使得不同的切割臂350可以具有在不同距离处用于不同修复直径的孔。切割马达310可以例如通过压缩空气来驱动，以使切割臂350旋转，从而使得切割刀片351切入金属板以产生盘355，然后可以从金属板上移除盘355。切割臂可以旋转多次，其中切割刀片351随着每次旋转而降低，从而切穿金属板。在一个实施例中，切割刀片351可以设置在切割臂350的每一端处，使得均匀向下的压力可以提供均匀的圆形切口并且可以防止切口孔的内表面翘曲。

图4A是根据本公开的实施例的用于修复金属板的设备的焊接单元的侧视图。图4B是根据本公开的实施例的用于修复金属板的设备的侧视图，其处于焊接配置中，包括图2A的基座单元和图4A的焊接单元。图4C是处于图4B的焊接配置中的设备的俯视图。图4D是图4A的焊接单元的立体图。

参照图4A至图4D，所示的焊接单元400包括用于使旋转平台410旋转的焊接旋转马达405，该旋转平台410可以设置在齿轮环415上。焊接单元400可以进一步包括铰链420、托盘425、固定铰链430、用于接触齿轮环415的驱动齿轮435、用于保持焊接旋转马达405的马达底座440、锁定支架445、以及侧支架450。焊接旋转马达405可以使驱动齿轮435旋转，驱动齿轮435可以具有与齿轮环415上的相应齿轮齿互锁的齿轮齿，以使旋转平台410在齿轮环415上旋转。

焊接组件500可以附接到旋转平台410，并且可以例如与焊接旋转马达405正相对地设置，尽管实施例不限于此。焊接组件500可以从焊丝进给器460接收焊丝，焊丝进给器460可以包括用于保持焊丝线轴(未示出)的线轴保持器461和支撑线轴保持器461的线轴臂462。可以通过焊接控制单元600控制焊接组件。应当注意，焊接控制单元600的位置和方向不限于附图中的配置。焊丝进给和焊接速度可以由焊接控制单元600自动控制。焊枪510的位置和焊丝的位置可以被手动调节。

焊接旋转马达405和焊接组件500可以从电力单元470接收电力。电力单元470可以从例如壁装电源插座、便携式发电机、电池等能量源接收例如在90-220V的交流电(AC)下的电力，并提供电流驱动，例如直流电(DC)，以用于为焊接旋转马达405和焊接组件500供电。在一个示例中，DC电力可以是36V。实施例不限于这些示例电力值。

焊接单元400可以包括固定平台475，齿轮环415附接到固定平台475。固定平台475可包括焊接单元引导孔480，焊接单元引导孔480对应于引导销(例如，上面的图2B的引导销220)并可设置在该引导销上，以将焊接单元400稳定且牢固地定位在基座单元400上以供使用，如图4C所示。例如，每个焊接单元引导孔480可在相应的引导销220上滑动并围绕着该引导销220，以在焊接单元400布置在基座单元200上方时向焊接单元400提供侧向稳定性。

图5示出了包括在图4A的焊接单元中的焊接组件的立体图。参考图图5，部分(a)、(b)和(c)示出了焊接组件500的不同立体图。所示的焊接组件500包括用于手动调节焊枪510(见图4A)和焊丝位置的调节旋钮520、530。在图5中，圆箭头示出了用于调节旋钮520、530的操作的顺时针旋转，但是实施例不限于此。图5中的直箭头示出焊枪510可行的运动方向，该运动基于相应调节旋钮520、530的调节而发生。部分(c)示出了用于调节与块550相关联的夹紧的锁定杆540。

图6是用于控制图5的焊枪组件的操作的焊接控制单元的侧视图。参照图6，所示的焊接控制单元600包括壳体610、紧急停止控制器620，焊丝速度控制器630、焊接组件旋转速度控制器640、用于控制焊丝的进给和方向(例如，进入、停止和退出)的第一开关650以及用于控制焊接组件500的运动方向(例如，顺时针、停止和逆时针)的第二开关660。第一开关650和第二开关660可以各自是三路开关。焊接控制单元600可以经由连接件670电连接到焊接组件500。焊接控制单元600的实施例不限于这些控制特征。

图7是图6的焊接控制单元的布线图。参考图7，紧急停止装置620可以电连接至电源710，以立即阻止来自电源的电力到达焊接组件500。电源710可以是图4A的电力单元470，或可以是一个单独的单元。速度控制器630可以是例如电位计，用于为焊接组件500提供速度控制。第二开关660可以是例如三向开关，用于在关闭到焊接组件500的电力、启动焊接组件500的向前(例如，顺时针)运动以及使焊接组件500的运动反向(例如，逆时针)之间切换。焊接组件500可以包括焊接马达720，从电源710向焊接马达720供应电力(例如36V DC)。焊接马达720可通过触点730电连接到电源710，触点730可通过电缆740相应电连接到连接面板750。图7中的图例中示出了一些示例性连接。焊接控制单元600的布线的实施例不限于所示出的示例配置。

<操作说明>。

图8是示出根据本公开的实施例的用于修复金属板的设备的操作方法的流程图。参考图8，方法800可以包括：找到金属板(例如在钢带上)的损伤，并且确定(或选择)至少与出现损伤的区域一样大的修复直径(操作810)。可以使用例如一个或多个附接特征件(例如，图2A的真空吸盘230)将基座单元(例如图2A的基座单元200)附接到金属板(操作815)。可以将基座单元附接在金属板的一侧上的受损区域上方。可以将切割单元(例如图3A的切割单元300)附接到基座单元(操作820)。可以从金属板上切掉与所选直径相对应的盘，以使受损区域在切口之内(操作825)。然后可以将切割单元从基座单元上移除(操作830)。

在将切割单元从基座单元移除之后，可以在基座单元通过真空吸盘而保持附接至金属板的同时移除受损的盘(操作835)。可以清洁通过切割操作形成的金属板中的孔的表面，例如，可以去除毛刺，并且可以平滑孔的内表面以接收替换盘(操作840)。

如果先前没有清洁替换盘，那么也可以对替换盘进行清洁。替换盘可以被预切割到与修复直径相对应的特定直径，例如作为预切割毛坯(blank)，或者可以在修复时制作。替换盘可以与金属板的材料相同。

接下来，可以在金属板的与基座单元相反的表面(例如，底表面)上将背衬支撑件(未示出)附接到金属板(操作845)，并且可以将替换盘放置在孔中并被背衬支撑件支撑，从而使替换盘的顶表面与金属板的顶面齐平(操作850)。

随后，可将焊接单元(例如图4A的焊接单元400)附接到基座单元(操作855)。然后，焊接单元可以将替换盘自动焊接到金属板(操作860)。在一实施例中，焊接可在一次旋转中(in one revolution)进行。与传统技术不同的是，焊接操作仅需要从金属板的一侧进行，而传统技术则必须进行两次焊接-从每侧进行一次。另外，本公开的自动焊接比传统技术的手工焊接花费更少的时间。

在焊接完成之后，可以从基座单元上移除焊接单元(操作865)。在该阶段还可以移除基座单元和背衬支撑件。可以在焊接单元仍附接到基座单元时移除基座单元。可选地，可执行退火过程以加强焊点(操作870)。最后，可以在焊点的任何凸起部分上进行磨削，以在修复的金属板上形成平坦的表面(操作875)。

尽管已经结合本发明的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行未具体描述的增加、删除、修改和替换。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据情况和/或应用，从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见，本文未明确提出各种单数/复数置换。

本文描述的主题有时示出了包含在不同的其他部件中或与不同的其他部件连接的不同部件。应当理解，这样描绘的架构仅是示例性的，并且实际上可以实施实现相同功能的许多其他架构。从概念上讲，实现相同功能的部件的任何设置被有效关联，从而得以实现期望功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任意两个部件可以被视为彼此“关联”，从而实现期望的功能，而不考虑架构或中间组件。同样地，如此关联的任意两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能，并且能够如此关联的任意两个部件也可以被视为是相互“可操作地耦接的”，以实现期望的功能。可操作地耦接的具体示例包括但不限于物理上可配合和/或物理上相互作用的部件，和/或无线上可相互作用的，和/或无线相互作用的部件，和/或逻辑上可相互作用的，和/或逻辑上可相互作用的部件。

在某些情况下，一个或多个部件在本文中可被称为“配置为”、“由…配置”、“可配置为”、“可操作为/操作为”、“适于/可适于”、“能够”、“可符合/符合于”等。本领域技术人员将认识到，除非另有规定，否则此类术语(例如，“配置为”)通常可以涵盖活动状态的部件和/或非活动状态的部件和/或待机状态的部件，除非上下文另有需要。

尽管已经示出并描述了本文所述的本主题的特定方面，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，基于本文的教导，可以在不脱离本文描述的主题及其广义方面的情况下进行改变和修改，因此，所附权利要求书将在本文所述主题的真实精神和范围内的所有这些改变和修改都包含在其范围内。本领域技术人员将理解，通常，本文中，尤其是在所附权利要求中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含”应当解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员将进一步理解，如果引入的权利要求叙述中的特定数目是有意的，则将在权利要求中明确地陈述这种意图，并且在没有这种陈述的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，下面的所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求的叙述。但是，此类短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求陈述将任何包含这种引入的权利要求陈述的特定权利要求限制为仅包含一个此类陈述的权利要求，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“一个”(例如，“一”和/或“一个”通常应解释为“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求陈述的定冠词也是如此。另外，即使明确叙述了具体数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员也会认识到，这样的叙述通常应解释为至少等于所叙述的数目(例如，“两个叙述”的裸露叙述，如果没有其他修饰符，则通常表示至少两次叙述，或两次或多次叙述。此外，在那些使用“A，B和C中的至少一个等”约定俗成用语的情况下，通常这样的构造旨在以本领域技术人员会理解该约定的意义(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”将包括但不限于单独包含A，单独包含B，单独包含C，包含A和B，包含A和C以及包含B和C的系统，和/或A，B和C等等)。本领域技术人员将进一步理解，通常无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代术语的析取词和/或短语都应被理解为考虑包括这些术语之中的一个、任一个或两个都可以的可能性，除非上下文另有规定。例如，短语“A或B”通常将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

关于所附权利要求，本领域技术人员将理解，其中所叙述的操作通常可以以任何顺序执行。而且，尽管以一个或多个顺序示出了各种操作流程，但是应当理解，可以以与所示出的顺序不同的其他顺序执行或者可以同时执行各种操作。除非上下文另外指示，否则这样的替代排序的示例可以包括重叠，交错，中断，重新排序，递增，准备，补充，同步，反向或其他变型排序。此外，除非上下文另有指示，否则诸如“对……作出响应”，“与……有关”或其他过去时形容词之类的术语通常不旨在排除此类变体。

本领域技术人员将理解，前述特定示例性过程和/或设备和/或技术代表本文其他地方所教导的更一般的过程和/或设备和/或技术，例如在与之一起提交的权利要求书中，和/或本申请中的其他地方。

尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (27)

1.一种用于修复金属板的设备，包括：

基座单元，所述基座单元包括：

框架；

附接至所述框架的底表面的多个附接特征件；和

附接至所述框架的多个引导销；

切割单元，所述切割单元配置用于切掉所述金属板的受损区域，所述切割单元包括：

轴杆；

用于为所述切割单元提供旋转切割力的切割马达；

在所述切割马达和所述轴杆下方的切割臂，所述切割臂包括至少一个切割刀片；和

所述轴杆上的多个切割单元引导孔，所述多个切割单元引导孔分别对应于所述多个引导销，以用于将所述切割单元可移除地附接至所述基座单元；和

焊接单元，所述焊接单元包括：

固定平台，所述固定平台包括多个焊接单元引导孔，所述多个焊接单元引导孔分别对应于所述多个引导销，以用于将所述焊接单元可移除地附接至所述基座单元；

所述固定平台上的齿轮环；

焊接旋转马达，所述焊接旋转马达用于使旋转平台在所述齿轮环上旋转；

驱动齿轮，所述驱动齿轮配置成接触所述齿轮环，所述驱动齿轮还配置成通过所述焊接旋转马达而进行旋转，以使所述旋转平台在所述齿轮环上旋转；和

焊接组件，所述焊接组件配置成自动地将替换金属件焊接到所述金属板，所述焊接组件包括配置用于执行焊接的焊枪。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述多个附接特征件包括真空吸盘；并且

所述基座单元还包括连接到所述真空吸盘的真空连接器，用于接收真空压力以将所述真空吸盘附接到所述金属板。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中，所述焊接组件还包括至少一个手动调节控制器，用于调节焊丝和所述焊枪的位置。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括：

焊丝进给器，所述焊丝进给器配置用于将所述焊丝提供给所述焊接组件，其中，所述焊丝进给器包括：

线轴保持器，所述线轴保持器配置用于保持焊丝的线轴，和

线轴臂，所述线轴臂配置用于支撑所述线轴保持器。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述焊接单元还包括焊接控制单元，所述焊接控制单元包括：

壳体；

电连接至电力单元的紧急停止控制器；

焊丝速度控制器；

焊接组件旋转速度控制器；

第一开关，所述第一开关用于控制所述焊丝的进给和方向；和

第二开关，所述第二开关用于控制所述焊接组件的旋转方向。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述框架还包括：

多个层；

内环，所述内环设置在所述多个层中的一层的圆周内，以使得所述多个引导销位于所述内环和所述多个层中的所述一层之间。

7.根据权利要求2所述的设备，其中，所述真空连接器包括在角联接器上的接头。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述基座单元还包括在所述框架的顶表面上的一个或多个手柄。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切割单元还包括：

所述切割马达下方的手柄；

保护盖，所述保护盖配置成基本覆盖所述框架的内圆周以保护切割操作；和

切割器保持器，所述切割器保持器配置用于保持所述切割臂。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切割单元还包括：

马达轴，所述马达轴配置用于保持所述切割马达；

高度调节环，所述高度调节环配置用于调节所述切割臂的高度；

开口环；

轮毂，所述轴杆从所述轮毂延伸；

上距离轴承；

轴向轴承；和

下距离轴承。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切割臂还包括：

切割杆臂；和

所述切割杆臂中的至少一个切割刀片孔，所述至少一个切割刀片孔对应于所述至少一个切割刀片，以用于保持所述至少一个切割刀片。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述焊接单元还包括：

第一铰链，所述第一铰链配置用于将所述焊接旋转马达附接到所述旋转平台；

托盘，所述托盘配置用于将所述焊接旋转马达附接到所述旋转平台；

第二铰链，所述第二铰链配置用于将所述焊接旋转马达附接到所述旋转平台；

马达底座，所述马达底座配置用于保持所述焊接旋转马达；

锁定支架，所述锁定支架附接至所述马达底座；和

侧支架，所述侧支架附接至所述马达底座。

13.一种操作根据权利要求1至12中任一项所述的设备的方法，所述方法包括：

根据所述金属板的所述受损区域的尺寸来确定修复直径；

在所述受损区域上方将所述基座单元直接附接到所述金属板的第一表面；

将所述切割单元附接到所述基座单元；

由所述切割单元切掉所述金属板的所述受损区域；

在不从所述金属板移除所述基座单元的情况下，从所述基座单元移除所述切割单元；

在所述基座单元保持附接到所述金属板的同时移除所述金属板的所述受损区域；

在所述金属板的第二表面上将背衬支撑件附接到所述金属板，所述第二表面与附接有所述基座单元的所述金属板的所述第一表面相反；

将替换盘布置在去除所述受损区域后保留在所述金属板中的修复孔中，所述替换盘由所述背衬支撑件支撑，以使得所述替换盘的上表面与所述金属板的所述第一表面齐平；

将焊接单元附接到所述基座单元；和

由所述焊接单元将所述替换盘自动地焊接到所述金属板。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：在去除所述金属板的所述受损区域之后，但在附接所述背衬支撑件之前，清洁所述修复孔的内表面。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，清洁所述修复孔的所述内表面包括：

去除毛刺；和

使所述修复孔的所述内表面光滑，以接收替换盘。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括清洁所述替换盘。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述替换盘预切割到与所述修复直径相对应的毛坯直径。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述替换盘包括与所述金属板相同的材料。

19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述金属板包括钢材料。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述金属板是钢带。

21.根据权利要求13所述的方法，其中，所述焊接在所述焊接单元的一次旋转中被执行。

22.根据权利要求13所述的方法，还包括：

移除所述焊接单元；

从所述金属板移除所述基座单元；

移除所述背衬支撑件；和

磨削焊点的任何凸起部分，以在所述金属板上产生平坦的修复表面，

其中，所述背衬支撑件的移除可以在移除所述焊接单元和移除所述基座单元之前或之后，并且

其中，所述焊接单元被单独移除或在仍附接至所述基座单元的同时被移除。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括使焊点退火。

24.根据权利要求13所述的方法，其中，所述基座单元通过所述基座单元上的真空吸盘而附接到所述金属板。

25.一种操作根据权利要求1至12中任一项所述的设备的方法，包括：

在所述金属板的受损区域上方将所述基座单元直接附接到所述金属板的第一表面；

将所述切割单元附接到所述基座单元；

由所述切割单元切掉所述金属板的所述受损区域；

在不将所述基座单元从所述金属板移除的情况下，从所述基座单元移除所述切割单元；

在所述基座单元保持附接到所述金属板的同时移除所述金属板的所述受损区域；

在所述金属板的第二表面上将背衬支撑件附接到所述金属板，所述第二表面与附接有所述基座单元的所述金属板的所述第一表面相反；

将替换盘布置在移除所述受损区域后保留在所述金属板中的修复孔中，所述替换盘由所述背衬支撑件支撑，以使得所述替换盘的上表面与所述金属板的所述第一表面齐平；

将所述焊接单元附接到所述基座单元；

由所述焊接单元将所述替换盘自动地焊接到所述金属板；

从所述基座单元移除所述焊接单元；和

从所述金属板移除所述基座单元。

26.一种操作根据权利要求1至12中任一项所述的设备的方法，所述方法包括：

在所述受损区域上方将所述基座单元直接附接到金属板的表面；

将所述切割单元附接到所述基座单元上；

由所述切割单元切掉所述金属板的所述受损区域；

在不从所述金属板移除所述基座单元的情况下，从所述基座单元上移除所述切割单元；

在所述基座单元保持附接至所述金属板的同时移除所述金属板的所述受损区域；

将所述焊接单元附接到所述基座单元；和

由所述焊接单元将替换盘自动地焊接到所述金属板。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，在不将所述基座单元与所述金属板的所述表面分离的情况下，完成切割、移除和焊接的操作。

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