CN113498366A - 用于对焊工件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对工件、尤其是对金属丝、绞合线和型材进行对焊、尤其是用于进行双压电阻对焊的对焊设备和方法，该对焊设备包括用于接收工件的待接合的端部的第一夹紧工具和第二夹紧工具。至少一个夹紧工具能够在初始位置与焊接位置之间移动。设置用于对经焊接的工件端部进行去毛刺的至少一个去毛刺器具。此外，设置用于确定待接合的工件在接合平面上或基本上与之平行的平面上的几何尺寸、尤其是直径、宽度或高度的至少一个传感器，其中控制装置根据几何尺寸控制夹紧工具的移动和/或去毛刺器具的移动。

Description

用于对焊工件的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于根据权利要求1和权利要求7的前序部分来对焊工件的设备和方法。

背景技术

根据类型已知的是，借助相应的对焊设备来连接工件，尤其是金属丝、绞合线或型材的端部。因此，通过优选地自动的对焊来进行工件的连接，使得产生所希望的长度的工件。

在已知的设备中，例如金属丝的端部在端侧彼此焊接。为此，该设备通常具有两个可相对于彼此移动的夹紧爪，金属丝端部被夹紧在夹紧爪中。随后，将具有金属丝端部的夹紧爪朝彼此运动，并且开始焊接过程。因此，在焊接时，金属丝端部的材料被压缩，并且在焊接部位或焊缝部位形成毛刺。这些毛刺例如能够借助刨刀类型的设备来去除。

待焊接的材料通常是混凝土肋骨钢，然而其他材料质量也能够这样连接，如高碳钢或合金钢以及非铁材料，例如铜、铝或其合金。

根据质量而定，能够实现不同的退火选项，包括对焊接过程和退火过程的可编程的微处理器控制，或者当然也包括可调节的红外高温计。

同样已知的是所谓的具有自动去毛刺的双压缩对焊设备(Doppelstauch-Stumpfschweiβ-Vorrichtung)。通过双压缩产生了出色的焊接质量。几乎所有加热的、变成液体的材料都被压出连接。以该方式产生了极高的强度的焊接。集成到流程中的自动去毛刺提供与原始材料相比相同直径的焊接部位。此外，几乎消除了由于过度的去毛刺而导致金属丝断裂的风险。换言之，即使在难加工的材料的情况下准确重复的、可精准再现的直径相同的焊接连接形成了对于进一步生产流程的坚实基础。

此外，从DE 21 43 917 A1中已知一种电阻对焊机，该电阻对焊机使用包围绳索端部的陶瓷管来焊接绳索，其中在用于待焊接的绳索端部的夹紧设备之间布置了在焊接时不可移动地包括一体式或分体式陶瓷管的保持器。

从DE 29 34 423 A1中已知一种用于对呈金属丝或绞合线形式的金属导体进行电学对焊的方法，其中，将金属导体的待连接的端部与端部横截面对焊，并且在高温下对焊的导体的连接部位墩粗。随后，通过冷成形将压缩区域的增大的横截面减小到端部横截面。

从DE 28 39 537 A1中还已知一种用于供应和自动对焊铁丝的设备，其中，用于推进铁丝的配置有止挡件的支撑机构和引导机构成对地布置。夹紧工具保持铁丝的端部，并且能够实现阻塞在设备的夹紧爪中的铁丝的随后运动。此外，设置了用于抛出所焊接的铁丝的工具。

DE 1 130 541 A1涉及一种用于带端部的端侧的电阻燃烧对焊(Widerstands-Abbrenn-Stumpfschweiβen)以及用于随后通过将带逐步输送到固定的加工站来加工焊缝部位的方法和设备。

已知的用于对焊工件、例如金属丝、绞合线或型材的设备的缺点在于，在焊接部位对焊接的毛刺进行去毛刺时，在接合平面上或基本上与之平行的平面上的几何尺寸不同的情况下，例如待连接的金属丝或型材的金属丝直径或型材高度不同的情况下，可能会对工件以及去毛刺器具造成损坏。因此，这尤其可能是去毛刺器具从具有较小金属丝直径的一侧作用到焊接部位的毛刺上的这种情况。因为在去毛刺时，去毛刺开口相应于金属丝直径调整。对于去毛刺器具从金属丝直径较小的一侧接近待去毛刺的焊接部位的情况，去毛刺开口相对于具有较大直径的金属丝被调整得过小。由于未正确地调整预调整的开口，这会导致损坏具有较大直径的金属丝以及还会损坏去毛刺器具本身。不期望的毛刺残留也可能残留在焊接部位上。

通常，在已知的设备中，在接合时总是从右侧去除在焊接部位产生的毛刺。出于该原因，设备的右夹紧爪可运动地设计，以便跟踪在焊接过程中插入在设备右侧的金属丝。左侧带有金属丝的夹紧爪是固定不动的。由于对于插入金属丝的设备的操作人员无法用肉眼识别金属丝中的哪一个可能具有稍大或稍小的金属丝直径，因此经常会出现去毛刺器具从具有较小金属丝直径的一侧作用到待去毛刺的焊接部位。因此，由此导致先前所描述的工件上和器具上的损坏。

从以上所描述的缺点出发，本发明所基于的任务是提供一种避免这些缺点的用于对焊的设备和方法。

该技术问题通过根据权利要求1的对焊设备以及通过根据权利要求7的用于对焊的方法来解决。

发明内容

能够本发明涉及一种用于对工件、尤其是金属丝、绞合线和型材进行对焊、尤其是用于进行双压电阻对焊(Doppelstauch-Widerstandspressstumpfschweiβen)的对焊设备，其包括第一夹紧工具和第二夹紧工具和至少一个去毛刺器具，所述第一和第二夹紧工具用于接收工件的待接合的端部，其中至少一个夹紧工具能够在初始位置与焊接位置之间移动，所述至少一个去毛刺器具用于对所焊接的工件端部进行去毛刺。

这些夹紧工具中的每一个配有一个待夹紧的工件、例如金属丝。夹紧工具例如能够借助驱动器在静止位置与焊接位置之间相对于彼此移动，使得被夹紧的工件端部能够相对于彼此运动，直到它们对接。在通过焊接电流加热在对应边缘区域中的工件端部之后，夹紧工具重新相对于彼此移动，其中金属丝端部连接并且在焊缝或连接部位周围形成毛刺。必须借助去毛刺器具去除这些毛刺。

根据本发明，设置至少一个传感器，用于确定待接合的工件在接合平面上或基本上与之平行的平面中的几何尺寸、尤其是直径、宽度或高度，其中，控制装置根据几何尺寸控制夹紧工具的运动和/或去毛刺器具的运动。

夹紧工具或去毛刺器具能够借助控制装置这样操控，使得已经焊接的金属丝根据几何尺寸从焊接部位的左侧或右侧去毛刺。特别地，应该从具有较大的几何尺寸、尤其是具有较大的金属丝直径的一侧对金属丝进行去毛刺。由此，则在很大程度上避免了对金属丝和去毛刺器具的损坏。

根据本发明的第一有利的扩展方案，至少一个传感器构造为行程测量传感器。通过行程测量传感器测量对象(例如夹紧工具)与(例如在设备的固定部位上的)参考位置之间的行程。附加地，行程测量传感器能够用于针对尺寸测量的行程测量，用于确定工件的高度、厚度和宽度。根据要求范围而定，能够借助光或磁场或声波或与工件直接接触来执行测量。以该方式，能够容易执行地并且准确地测量工件的几何尺寸。特别地，从所测量的尺寸出发，能够足够精度地确定工件的几何尺寸(例如金属丝的直径)，并将其传输至控制装置。

传感器能够布置在用于设备上的夹紧工具的接收部上，尤其是侧面地布置在所谓的爪架上方。

在本发明的另一有利的构型中设置，去毛刺器具分别布置在夹紧工具上，并且能够与夹紧工具一起运动。以该方式，去毛刺器具能够与夹紧工具一起运动，使得不需要附加的驱动器使去毛刺器具运动，尤其是使去毛刺器具平行于工件运动。

因此能够设置，去毛刺器具能够根据夹紧工具沿夹紧工具的运动方向移动。替代地，也能够考虑的是，去毛刺器具能够独立于夹紧工具沿夹紧工具的运动方向移动。由此，为去毛刺器具的运动产生了较大的自由度。

尤其是为了补充调节去毛刺器具、特别是布置在去毛刺器具上的去毛刺刀，本发明的另一有利的构型设置了，去毛刺器具可调整地接收在保持器上，该保持器必要时与夹紧工具连接。以该方式，如果去毛刺器具例如具有磨损，则能够补充调节该去毛刺器具，这些磨损将导致去毛刺器具的对于去毛刺所需的特性、例如去毛刺刀的刀片锋利度不再足够。

根据本发明的另一有利的构型，每个夹紧工具分别具有两个可轴向调节的夹紧爪，工件可被夹紧在两个夹紧爪之间。金属丝、尤其是金属丝的端部分别被夹在这些夹紧爪之间，并且与夹紧工具一起移动，使得被夹紧的金属丝端部能够邻接并最终彼此焊接。以有利的方式，夹紧工具、尤其是夹紧爪也能够附加地用于电流引导，即，对于焊接过程所需的电流能够借助夹紧爪被引入到待接合的工件中。

为了更容易地将工件插入到设备中，能够设置用于在设备中布置和定向定向工件中的至少一个工件的止挡件。就这点而言，能够首先将第一工件插入到设备中并紧靠止挡件定向。以该方式，随后将工件精确定位在设备中。随后能够移除止挡件，例如将止挡件后撤，使得其不再与工件处于接触。最后，能够将另一的待接合的工件插入到设备中，其中已经插入设备中的工件能够用作用于插入和布置的止挡件。

根据本发明的一种独立的构思，一种用于尤其通过对焊设备来对工件、尤其是对金属丝、绞合线和型材进行对焊、优选地进行双压电阻对焊的方法的特征在于以下步骤：

a)将待彼此连接的工件插入到对焊设备中，

b)将工件的待连接的端部安置到焊接部位，

c)在对焊之前，确定工件在接合平面上或基本上与之平行的平面上的至少一个几何尺寸、尤其是直径、宽度或高度，

d)对工件的待连接的端部的端部横截面进行对焊，

e)在提高的温度下使对焊的工件的焊接部位墩粗，用于引起横截面的显著增大，

f)借助去毛刺器具将增大的横截面减小到工件的预先给定的端部横截面，和

g)依据待彼此接合的工件的几何尺寸操控去毛刺器具中的至少一个。

根据本发明的方法的第一有利的构型，在待彼此连接的工件的几何尺寸不同的情况下，使用去毛刺器具，该去毛刺器具配属于具有较大几何尺寸的工件。此外，将去毛刺高度或去毛刺开口调整为该较大的几何尺寸，例如，金属丝的较大直径。因此，使用具有相应正确调整的去毛刺开口的、配属于较大几何尺寸的去毛刺器具。以该方式，能够很大程度上避免对去毛刺器具或金属丝的损坏。

对于待接合的工件的相关几何尺寸没有明显区别的情况，控制器默认指示去毛刺器具中例如始终在右侧的一个以进行去毛刺。这是因为该侧被设置在从现有技术已知的用于去毛刺的设备中，即对于设备的操作者而言是已知的。

附图说明

由实施例的以下说明借助附图得出本发明的其它目标、优点、特征和应用可能。在此，所描述和/或以图示出的所有特征单独地或以任何有意义的组合形成本发明的主题，而不管其如何在权利要求或其回引中进行概括。

在此，部分示意性地示出：

图1示出了具有两个夹紧工具而不带插入工件的对焊设备，

图2示出了具有插入工件的根据图1的设备，其中具有相对较大直径的工件位于设备的右侧，

图3示出了根据图2的设备，其中，具有相对较大直径的工件位于设备的左侧，

图4以详细视图示出了根据图2的设备，

图5是用于以第一布置方式对焊工件的方法步骤a)至j)，以及

图6是用于以第二布置方式对焊工件的方法步骤a)至j)。

相同或等效的构件在示图的以下示出的附图中根据实施方式配置有附图标记，用于改善可读性。

具体实施方式

图1示出了不具有置入工件3、4的对焊设备10。导线3、4或金属丝例如用作工件3、4，用于通过根据图2至6的根据本发明的设备10来执行根据本发明的方法。这些导线或金属丝例如是从供电线圈引出的，并且被供应给也可用于电流供应的第一和第二夹紧工具1、2的相对于彼此液压或气动轴向可调节的夹紧爪15、16、17、18。

金属丝3、4、尤其是金属丝端部或工件端部13、14配属于这些具有夹紧爪15、16、17、18的夹紧工具1、2中的每个，该金属丝借助于夹紧工具1、2被夹紧。夹紧工具1、2能够例如借助驱动器9在静止位置和焊接位置之间彼此相对移动，使得被夹紧的金属丝端部13、14能够水平地彼此相对运动，直到金属丝端部13、14对接。当然，替换地，在未示出的实施方式中设置，夹紧工具1、2这样定向布置，使得其能够沿垂直方向移动。

借助夹紧爪15、16、17、18，以本身已知的方式(DE-OS 25 41 022)来进行先前被整齐地切割的待彼此连接的金属丝3、4的金属丝端部13、14的对焊。在焊接时产生的焊接毛刺21也以本身已知的方式(DE-OS 25 41022)通过夹紧爪15、16、17、18与布置在其上的去毛刺器具5、6的相对位移来去除。

在对焊之后，连接部位或焊接部位11在例如至少450℃的升高的温度下墩粗，用于引起例如至少总计40％的横截面扩大。

焊接过程所需的焊接电流能够借助分别布置在夹紧工具1、2上的夹紧爪15、16、17、18引入到金属丝3、4中。

在通过焊接电流加热边缘区域中的金属丝端部13、14之后，夹紧工具1、2重新相对于彼此移动，其中金属丝端部13、14连接并且在焊缝或连接部位11周围形成焊接毛刺21。单个方法步骤在图5和6中详细描述。

去毛刺器具5、6由分别布置在夹紧工具1、2上的具有其上布置的去毛刺刀20的刀架22形成。在当前情况下，去毛刺器具5、6借助螺栓固定在夹紧工具1、2上。刀架22能够与夹紧工具1、2一起基本上平行于金属丝方向在焊缝或连接部位11之上移动。

对于如在现有技术中去毛刺器具5、6完全独立于工件3、4的几何尺寸而总是仅从一侧在焊缝11上移动的情形，产生了缺点，该缺点由根据本发明的设备和根据本发明的方法来解决。因为在去毛刺器具5、6借助控制装置19开始去毛刺过程之前，通过传感器7、8来确定待接合的工件3、4在接合平面中或基本上与之平行的平面上的至少一个几何尺寸。

在本实施例中，待接合的金属丝3、4的直径借助传感器7、8来确定。然而也能够考虑，尤其在型材部件的情况下确定在接合平面中或基本上与之平行的平面上的宽度或高度。

所使用的传感器7、8能够是行程测量系统，该行程测量系统以电位方式、光学方式或例如借助电缆拉力以机械方式来测量行程区段。也能够考虑使用由配置有一行非常细的线的玻璃棒组成的行程传感器，这些线被光学扫描。

借助传感器7、8，确定工件3、4在接合平面中或基本上与之平行的平面上的几何尺寸。例如，能够借助传感器7、8来测量分别配属的夹紧爪15、16、17、18的夹持工件3、4所需的距离，使得随后可由此数据来确定相应的金属丝3、4的直径。此测量的精度能够约为1/10mm。

在当前情况下，传感器7、8布置在侧面并且在所谓的爪架上方，即在用于夹紧工具1、2的设备10的接收部上，如图1至图3所示。

尤其是为了重新调整去毛刺器具5、6，例如布置在去毛刺器具5、6上的去毛刺刀20，去毛刺器具5、6可调整地接收在必要时与夹紧工具1、2连接的保持器或刀架22上。以此方式，如果例如去毛刺器具5、6具有磨损，该磨损导致去毛刺器具5、6的去毛刺所需的特性(例如，去毛刺刀20的刀片锋利度)不再足够，则能够重新调整去毛刺器具5、6。

下面借助图5和6阐述用于对焊工件3、4的方法步骤。

图5a)至j)示出了用于对焊两个金属丝3、4的方法步骤，其中，在本实施例中，在左侧23插入设备10中的金属丝3与在右侧24插入设备的金属丝4相比具有较小的直径。

详细地说，本发明的导线3、4的对焊是通过以下步骤进行的：

图5a)将第一金属丝4插入设备10中，b)借助第一夹紧工具1的夹紧爪15、16来固定金属丝4。随后根据步骤c)将第二金属丝插入设备10中，并且在步骤d)中借助夹紧爪17、18来夹紧。

随后根据图5e)以本身已知的方式进行焊接过程。随后在步骤e)至h)中释放焊接部位，由此能够进行去毛刺过程。

在借助传感器7、8确定在本实施例中右侧24插入的金属丝4与另一金属丝2相比具有相对较大的直径之后，传感器7、8将相应的信号传送到控制装置19。随后，如由图5i)所示，移动配属于设备10的右侧24(即，具有较大金属丝直径的一侧)的夹紧工具2，以便实施去毛刺过程。最后，夹紧工具1、2释放经焊接的金属丝(参照图5h)。

对于将具有较大金属丝直径的金属丝3用于设备10的左侧23而不是右侧24的情形，以类似的方式进行对焊。在这方面，图6a)至f)的方法步骤相应于图5a)至f)的方法步骤。

随后根据图6f)至i)来进行去毛刺。因为具有较大金属丝直径的金属丝3在设备10的左侧23上插入，因此从左侧23进行去毛刺，如由图6g)至i)所示。最后，在该实施例中，经焊接的金属丝3、4也被释放并且可被移除，参照图6j)。

当然，也可能发生的是，待彼此焊接的金属丝3、4在其几何尺寸、尤其是金属丝直径方面没有差异或仅具有很小的差异。在该情形中，去毛刺总是从设备的右侧24进行。当然也能够设置，替换地根据标准操控左侧23。

在根据图5和图6的实施例中，第一金属丝4首先被插入设备10的右侧24上。然而，在本发明的意义上，还能够考虑，第一金属丝3、4首先插入在设备10的左侧23上。在该情形中，根据图5和6的方法步骤将相应类似地进行。

附图标记列表

1 第一夹紧工具

2 第二夹紧工具

3 工件

4 工件

5 去毛刺器具

6 去毛刺器具

7 传感器

8 传感器

9 驱动器

10 设备

11 焊接部位

12 止挡件

13 工件端部

14 工件端部

15 夹紧爪

16 夹紧爪

17 夹紧爪

18 夹紧爪

19 控制装置

20 去毛刺刀

21 焊接毛刺

22 刀架

23 左侧

24 右侧。

Claims (10)

1.一种用于对工件(3、4)、尤其是对金属丝、绞合线和型材进行对焊、尤其是用于进行双压电阻对焊的对焊设备(10)，所述对焊设备包括第一夹紧工具(1)和第二夹紧工具(2)和至少一个去毛刺器具(5、6)，所述第一夹紧工具和第二夹紧工具用于接收所述工件(3、4)的待接合的端部(13、14)，其中，至少一个夹紧工具(1、2)能够在初始位置与焊接位置之间移动，所述至少一个去毛刺器具用于对所焊接的工件端部(13、14)进行去毛刺，

其特征在于，

设置至少一个传感器(7、8)，所述传感器用于确定待接合的工件(3、4)在接合平面上或基本上与之平行的平面上的几何尺寸、尤其是直径、宽度或高度，其中，控制装置(19)根据所述几何尺寸控制夹紧工具(1、2)的运动和/或去毛刺器具(5、6)的运动。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个传感器(7、8)构造为行程测量传感器。

3.根据权利要求1或2所述的设备(10)，其特征在于，各一去毛刺器具(5、6)分别布置在一夹紧工具(1、2)上，并且能够与所述夹紧工具(1、2)一起运动。

4.根据权利要求1至3所述的设备(10)，其特征在于，所述去毛刺器具能够根据夹紧工具而沿所述夹紧工具的移动方向移动。

5.根据权利要求1至4之一所述的设备(10)，其特征在于，所述去毛刺器具可调节地接收在保持器上，所述保持器必要时与所述夹紧工具连接。

6.根据上述权利要求之一所述的设备(10)，其特征在于，每个夹紧工具(1、2)分别具有两个可轴向调节的夹紧爪(15、16、17、18)，所述工件(3、4)能够夹紧在所述两个夹紧爪之间。

7.一种用于尤其通过根据上述权利要求之一所述的对焊设备来对工件(3、4)、尤其是对金属丝、绞合线和型材进行对焊、优选地进行双压电阻对焊的方法，其特征在于以下步骤：

a)将待彼此连接的工件(3、4)插入到对焊设备中，

b)将所述工件(3、4)的待连接的端部(13、14)安置到焊接部位(11)，

c)在对焊之前，确定所述工件(3、4)在接合平面中或基本上与之平行的平面中的至少一个几何尺寸、尤其是直径、宽度或高度，

d)对所述工件(3、4)的所述待连接的端部(13、14)的端部横截面进行对焊，

e)在提高的温度下将对焊的工件(3、4)的所述焊接部位(11)墩粗，用于引起横截面显著增大，

f)借助去毛刺器具(5、6)将所增大的横截面减小到所述工件(3、4)的预先给定的端部横截面，以及

g)根据待彼此接合的工件(3、4)的几何尺寸操控所述去毛刺器具(5、6)中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述待彼此连接的工件(3、4)的几何尺寸不同的情况下，使用所述去毛刺器具(5、6)，所述去毛刺器具配属于具有较大几何尺寸的工件(3、4)。

9.根据权利要求7或8之一所述的方法，其特征在于，至少一个夹紧工具(1、2)也具有至少一个去毛刺器具(5、6)。

10.根据权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，至少一个夹紧工具(1、2)独立于去毛刺器具(5、6)运动。

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