CN114952297A - 一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，设于焊机上，包括：极性换向切换控制单元，用以控制直流电输出的极性换向切换；消磁单元，用以对所述焊机上被磁化的部件进行消磁处理；喷吹单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料进行喷吹压制；废料吸附检测单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料吸附情况进行实时检测；废料吸附排除单元，若所述废料吸附检测单元发现异常情况，则启动所述废料吸附排除单元对所述剪切废料进行定点清除作业。本发明克服了焊机的双切剪及其剪刃等导磁材料被焊接大电流磁场所磁化，而导致剪切薄带钢废料吸附影响焊接的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁加工业中冷轧薄钢板剪切焊接工业设备及装置，更具体地说，涉及一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置。
背景技术
冷轧成品机组焊机采用的是大电流窄搭接焊机，焊接时熔融钢板的电流达到数万安培，大电流焊接过程中产生的磁场对周围的导磁材料产生比较大的影响，即局部磁化导磁材料，如焊机的夹钳、焊机的双切剪及其剪刃等部位，所以当焊机焊接薄料带钢(如0.18mm及其以下)时，剪切后的带钢废料会被磁化后的双切剪剪刃或是夹钳所吸附，吸附后的废料会影响焊接而导致焊接失败。现有解决的技术是在焊机的夹钳上安装铜的钳口衬板，因为铜是非导磁材料，来解决夹钳被磁化后而吸附废料的问题。而双切剪剪刃为保持足够的剪切强度而无法使用非导磁材料，现有解决的技术是在剪刃上方安装压缩气体喷嘴，通过喷嘴喷出的压缩气体将被磁化剪刃吸附的废料吹落，有一定效果，但不能保证每次都可以吹落废料，所以可靠性不高，该问题严重影响机组的正常焊接生产。
在现有的专利申请中，如中国专利201320461168.3所公开的一种焊机双切剪用防止剪切废料磁性吸附的装置，上切剪在其剪刃之间的内部管路上设置有一上切剪内置喷吹组件，下切剪在其剪刃侧面处设置有一下切剪吸气引流组件，且上切剪内置喷吹组件与下切剪吸气引流组件的位置相互对应。本实用新型通过其设计的上切剪内置喷吹组件和下切剪吸气引流组件可以有效的对剪切下来的带刚废料进行掉落引导控制，确保其克服磁性吸附问题而稳妥的掉落到焊机剪切废料皮带上，且本实用新型解决了焊机剪切废边因磁性吸附导致的溢出卡钢等问题，减少了为处理卡钢而导致生产暂缓的问题，同时也减少了人员操作事故的发生，提高了生产的连续性和安全性，本实用新型适用于各种冷轧焊机设备上的薄带钢双切剪装置领域。
如中国专利201020524439.1所公开的一种窄搭接焊机的三片式夹紧装置，该夹紧装置包括上、中、下三块夹紧板，上、中两夹紧板为活动板，下夹紧板为固定板，该夹紧装置还包括磁性吸力部件，磁性吸力部件分别设于上、下两夹紧板的一端内部。当剪切后两层带钢的带头发生粘连时，通过磁性吸力部件分别对带钢进行磁吸，从而将两层带钢的带头强行分开，避免因带头粘连而发生虚焊或无法焊接的问题。
上述两件专利技术虽然都有解决磁性吸附的问题，但本发明技术与上述两件专利技术在结构原理上还是有很大区别，从产生磁化的源头来解决现有技术的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，克服了焊机的双切剪及其剪刃等导磁材料被焊接大电流磁场所磁化，而导致剪切薄带钢废料吸附影响焊接的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，设于焊机系统上，包括：
极性换向切换控制单元，用以控制直流电输出的极性换向切换；
消磁单元，用以对所述焊机上被磁化的部件进行消磁处理；
喷吹单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料进行喷吹压制；
废料吸附检测单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料吸附情况进行实时检测；
废料吸附排除单元，若所述废料吸附检测单元发现异常情况，则启动所述废料吸附排除单元对所述剪切废料进行定点清除作业。
较佳的，所述焊机系统包括C型架小车、设于所述C型架小车上的上电极轮单元、下电极轮单元、焊机双切剪上刀装置、焊机双切剪下刀装置；
所述极性换向切换控制单元分别与所述上电极轮单元、所述下电极轮单元相连接；
所述消磁单元设于所述C型架小车上，与所述焊机双切剪上刀装置、所述焊机双切剪下刀装置相对应；
所述喷吹单元设于所述焊机双切剪上刀装置上；
所述废料吸附检测单元设于所述下电极轮单元上，与所述焊机双切剪上刀装置、所述焊机双切剪下刀装置相对应；
所述废料吸附排除单元设于所述焊机双切剪下刀装置上。
较佳的，所述极性换向切换控制单元包括换向切换控制电路和自动换向切换开关；
所述自动换向切换开关分别与所述上电极轮单元、所述下电极轮单元电连接；
所述切换控制电路接收所述焊机系统的控制信号来控制所述自动换向切换开关的动作。
较佳的，所述自动换向切换开关通过上电极轮导电母排与所述上电极轮单元电连接，所述自动换向切换开关通过下电极轮导电母排与所述下电极轮单元电连接。
较佳的，所述消磁单元包括移动部件、设于所述移动部件上的消磁头部件、为所述消磁头部件提供大电流消磁脉冲能源的发生部件以及用以连接所述消磁头部件与所述发生部件的输送部件。
较佳的，所述移动部件采用旋转式单支撑拖链。
较佳的，所述消磁头部件包括设于所述移动部件上的倒L型下剪刃刃口消磁头、通过消磁头高度调节机构设于所述倒L型下剪刃刃口消磁头上的L型上剪刃刃口消磁头；
所述倒L型下剪刃刃口消磁头与所述焊机双切剪下刀装置相对应，所述L型上剪刃刃口消磁头与所述焊机双切剪上刀装置相对应。
较佳的，所述喷吹单元包括压缩空气加压泵、通过气体管路与所述压缩空气加压泵相连接的集束式气体喷管；
所述集束式气体喷管设于所述焊机双切剪上刀装置内；
所述集束式气体喷管上设有多个喷嘴。
较佳的，所述气体管路上设有输出压力控制阀、脉冲喷吹控制阀。
较佳的，所述废料吸附检测单元包括设于所述下电极轮单元上的废料吸附摄像检测头、与所述废料吸附摄像检测头数据连接的废料吸附检测图像分析处理部件。
较佳的，所述废料吸附排除单元包括设于所述焊机双切剪下刀装置上的往返式废料输送带、用以驱动所述往返式废料输送带的输送带驱动部件、设于所述往返式废料输送带上的伸缩式废料输送挡板。
本发明所提供的一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，采用焊接大电流的周期性正负极性换向切换控制来消除单一方向的磁场对导磁材料的持续磁化影响，即通过改变直流电的电流方向来改变磁场方向从而削弱磁场磁化能力。其次通过在双切剪剪刃刃口安装大电流脉冲的消磁单元来消除剪刃刃口已经形成的磁力，另外采用压缩空气的加压及脉冲优化喷吹等方法进一步消除磁性吸附废料问题。彻底杜绝磁性吸附薄带钢废料导致的焊接失败，提高机组运行可靠性，克服了现有技术的不足。
附图说明
图1是本发明剪切焊接装置的结构示意图；
图2是本发明剪切焊接装置中极性换向切换控制单元的示意图；
图3是本发明剪切焊接装置中消磁单元的示意图；
图4是本发明剪切焊接装置中喷吹单元的示意图；
图5是本发明剪切焊接装置中废料吸附检测单元、废料吸附排除单元的示意图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合图1所示，本发明所提供的一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，安装在焊机系统上，包括：
极性换向切换控制单元10，用以控制焊接直流电输出电极的极性换向切换。
大电流脉冲的消磁单元20，用以对焊机上被磁化而产生磁性吸力的部件(双剪刃刃口)进行消磁处理。
压缩空气加压及脉冲优化的喷吹单元30，用以对焊机上被磁化的部件上的剪切废料进行喷吹压制。
废料吸附检测单元40，用以对焊机上被磁化的部件上的剪切废料吸附情况进行实时检测。
废料吸附排除单元50，若废料吸附检测单元40发现异常情况，则启动废料吸附排除单元50对剪切废料进行定点清除作业。
再结合图1所示，本实施例中，焊机系统包括C型架小车1、安装在C型架小车1上的上电极轮单元2、下电极轮单元3、焊机双切剪上刀装置4、焊机双切剪下刀装置5。
极性换向切换控制单元10分别与上电极轮单元2、下电极轮单元3相连接，控制直流输出换向切换，一般每次焊接完成后进行换向，即第一次焊接是上电极轮单元2为正极，下电极轮单元3为负极；第二次焊接是上电极轮单元2为负极，下电极轮单元3为正极；第三次焊接又是上电极轮单元2为正极，下电极轮单元3为负极，依次循环，焊接大电流的周期性正负极性换向切换控制来消除单一方向的磁场对导磁材料的持续磁化影响，即通过改变直流电的电流方向来改变磁场方向从而削弱磁场磁化能力。
消磁单元20安装在C型架小车1上，与焊机双切剪上刀装置4、焊机双切剪下刀装置相对应5，通过大电流消磁脉冲对已经被磁化而产生磁性吸力的焊机双切剪上刀装置4、焊机双切剪下刀装置上的剪刃刃口进行消磁处理，一般每焊接4到8次(优选6次)进行一次消磁处理。
喷吹单元30安装在焊机双切剪上刀装置4内来对废料进行喷吹压制，进一步避免吸附。
废料吸附检测单元40安装在下电极轮单元3上，与焊机双切剪上刀装置4、焊机双切剪下刀装置5相对应，对废料吸附情况进行实时检测，发现有废料吸附异常的情况，启动废料吸附排除单元50对焊机双切剪下刀装置5上的废料进行定点清除作业。
请结合图2所示，本实施例中，极性换向切换控制单元10包括换向切换控制电路11和自动换向切换开关12。
自动换向切换开关12通过上电极轮导电母排13与上电极轮单元2电连接，自动换向切换开关12通过下电极轮导电母排14与下电极轮单元3电连接。
切换控制电路11接收焊机系统的控制信号来控制自动换向切换开关12的动作，其通过改变直流电的电流方向来改变磁场方向从而削弱磁场磁化导磁材料的能力。
请结合图3所示，本实施例中，消磁单元20包括移动部件21、安装在移动部件21上的消磁头部件、为消磁头部件提供大电流消磁脉冲能源的发生部件22以及用以连接消磁头部件与发生部件22的输送部件23。
移动部件21采用旋转式单支撑拖链。
消磁头部件包括安装在移动部件21上的倒L型下剪刃刃口消磁头24、通过消磁头高度调节机构25安装在倒L型下剪刃刃口消磁头24上的L型上剪刃刃口消磁头26。
倒L型下剪刃刃口消磁头24与焊机双切剪下刀装置5相对应，L型上剪刃刃口消磁头26与焊机双切剪上刀装置4相对应。
请结合图4所示，本实施例中，喷吹单元30包括压缩空气加压泵31、通过气体管路与压缩空气加压泵31相连接的集束式气体喷管32。
集束式气体喷管32安装在焊机双切剪上刀装置4内。
集束式气体喷管21上等间隔设置了多个喷嘴。
气体管路上设置了输出压力控制阀33、脉冲喷吹控制阀34。
压缩空气加压泵31将压缩空气加压到12KG，加压后的气体通过气体管路输送到集束式气体喷管32，由喷嘴喷吹吸附废料。
请结合图5所示，本实施例中，废料吸附检测单元40包括安装在下电极轮单元3上的废料吸附摄像检测头41、与废料吸附摄像检测头41数据连接的废料吸附检测图像分析处理部件42。
废料吸附摄像检测头41实时采集焊机双切剪上刀装置4、焊机双切剪下刀装置5上废料吸附的图像，通过废料吸附检测图像分析处理部件42对图像分析比对来发现废料吸附异常。
废料吸附排除单元50包括安装在焊机双切剪下刀装置5上的往返式废料输送带51、输送带驱动部件52、安装在往返式废料输送带51上的伸缩式废料输送挡板53。
输送带驱动部件52用以驱动往返式废料输送带51，通过伸缩式废料输送挡板53的内置电磁线圈得电产生吸力，在推送过程中将异常废料吸住送走。
综上所述，本发明剪切焊接装置克服了原技术方法存在的焊机双切剪及其剪刃等导磁材料被焊接大电流磁场所磁化导致的剪切薄带钢废料吸附而影响焊接问题。通过采用焊接大电流的周期性正负极性换向切换控制来消除单一方向的磁场对导磁材料的持续磁化影响，即通过改变直流电的电流方向来改变磁场方向从而削弱磁场磁化能力。其次通过在双切剪剪刃刃口安装大电流脉冲消磁单元来消除剪刃刃口已经形成的磁力，另外采用压缩空气的加压及脉冲优化喷吹等方法进一步消除磁性吸附废料问题。彻底杜绝磁性吸附薄带钢废料导致的焊接失败，提高机组运行稳定性。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (11)
1.一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，设于焊机系统上，其特征在于，包括：
极性换向切换控制单元，用以控制直流电输出的极性换向切换；
消磁单元，用以对所述焊机上被磁化的部件进行消磁处理；
喷吹单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料进行喷吹压制；
废料吸附检测单元，用以对所述焊机上被磁化的部件上的剪切废料吸附情况进行实时检测；
废料吸附排除单元，若所述废料吸附检测单元发现异常情况，则启动所述废料吸附排除单元对所述剪切废料进行定点清除作业。
2.根据权利要求1所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述焊机系统包括C型架小车、设于所述C型架小车上的上电极轮单元、下电极轮单元、焊机双切剪上刀装置、焊机双切剪下刀装置；
所述极性换向切换控制单元分别与所述上电极轮单元、所述下电极轮单元相连接；
所述消磁单元设于所述C型架小车上，与所述焊机双切剪上刀装置、所述焊机双切剪下刀装置相对应；
所述喷吹单元设于所述焊机双切剪上刀装置上；
所述废料吸附检测单元设于所述下电极轮单元上，与所述焊机双切剪上刀装置、所述焊机双切剪下刀装置相对应；
所述废料吸附排除单元设于所述焊机双切剪下刀装置上。
3.根据权利要求2所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述极性换向切换控制单元包括换向切换控制电路和自动换向切换开关；
所述自动换向切换开关分别与所述上电极轮单元、所述下电极轮单元电连接；
所述切换控制电路接收所述焊机系统的控制信号来控制所述自动换向切换开关的动作。
4.根据权利要求3所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述自动换向切换开关通过上电极轮导电母排与所述上电极轮单元电连接，所述自动换向切换开关通过下电极轮导电母排与所述下电极轮单元电连接。
5.根据权利要求2所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述消磁单元包括移动部件、设于所述移动部件上的消磁头部件、为所述消磁头部件提供大电流消磁脉冲能源的发生部件以及用以连接所述消磁头部件与所述发生部件的输送部件。
6.根据权利要求5所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述移动部件采用旋转式单支撑拖链。
7.根据权利要求5所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述消磁头部件包括设于所述移动部件上的倒L型下剪刃刃口消磁头、通过消磁头高度调节机构设于所述倒L型下剪刃刃口消磁头上的L型上剪刃刃口消磁头；
所述倒L型下剪刃刃口消磁头与所述焊机双切剪下刀装置相对应，所述L型上剪刃刃口消磁头与所述焊机双切剪上刀装置相对应。
8.根据权利要求2所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述喷吹单元包括压缩空气加压泵、通过气体管路与所述压缩空气加压泵相连接的集束式气体喷管；
所述集束式气体喷管设于所述焊机双切剪上刀装置内；
所述集束式气体喷管上设有多个喷嘴。
9.根据权利要求8所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述气体管路上设有输出压力控制阀、脉冲喷吹控制阀。
10.根据权利要求2所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述废料吸附检测单元包括设于所述下电极轮单元上的废料吸附摄像检测头、与所述废料吸附摄像检测头数据连接的废料吸附检测图像分析处理部件。
11.根据权利要求2所述的可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置，其特征在于：所述废料吸附排除单元包括设于所述焊机双切剪下刀装置上的往返式废料输送带、用以驱动所述往返式废料输送带的输送带驱动部件、设于所述往返式废料输送带上的伸缩式废料输送挡板。
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