JP2010503541A5

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Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2012-06-21
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Description

シート金属ストリップを溶接結合する装置

この発明は、一般にレーザービームによって二つのシート金属ストリップを突合せ溶接させる装置の分野に関する。この発明は特に鋼鉄工業においてシート金属連続コンベアラインの入口においてシート金属コイルを一体に結合させるために行われる溶接に適合している。

更に特に、この発明は、少なくとも主フレームと；結合するシート金属ストリップを溶接するためにレーザービームの発生器を備えるレーザー溶接ユニットと；シート金属ストリップを固定するために前記フレームにより保持されたクランプユニットと；結合するシート金属ストリップの頭部と末尾を剪断する剪断ユニット（Ｃ）とを備える製鋼所の連続処理において走行するシート金属ストリップをレーザー溶接結合する装置に関する。

鋼の生産、変形と被覆のラインは今日では製鋼所の生産性を改良するために中間工程なしに幾つかの連続的処理をしばしば連結させる連続的処理として設計されている。

そうするために、しばしば、鋼コンベアラインで走行できる非連続性なしにシート金属ストリップを得るために二つのシート金属を突合せ溶接することが必要である。それ故に、そうするために、人はコンベアラインに挿入されたシート金属ストリップの末尾を次のストリップとして知られた他のストリップの頭部と溶接結合させる。

全セットのコンベアラインに連続したままでなければならないストリップの走行と結合は一定位置で実現されて、連続コンベアラインは結合中に複数ループによりストリップを蓄積させ、次にストリップを戻す装置を備える。このタイプの蓄積装置は欧州特許第０９７４４０８号明細書（特許文献１）に記載されている。

結合作用は、溶接装置自体に加えて（フラッシングによる、電極輪による、金属不活性ガスによる、レーザーによる突き合せ溶接）シート金属を固定する二つのクランプを備え、一方のクランプがシート金属ストリップ走行方向と比較して下流に、コンベアラインに既に挿入されたコイル末尾を固定するために配置されていて、他方のクランプが丁度挿入されたコイル頭部を選択的に固定させるために上流に配置されている溶接機により実現される。

これら溶接機は高品質の突き合せ結合を形成できるに違いない。本当に、シート金属ストリップの走行中の溶接の破壊或いは不正確と考えられた溶接をやり直す必要性は、重要な作用損失を生じて、破壊或いは再溶接の割合が出来るだけ低く維持しなければならない。

溶接品質の重大な基準は本質的に：溶接により熱的に影響される領域の可能な冶金学的劣化に感応する鋼用の溶接した突合せ結合の冶金学的品質と；理想的には過剰厚さと下回る厚さである溶接部分と；溶接した突合せ結合の連続性と簡潔性である。

冶金学的品質は使用された溶接処理と、影響された領域にこの処理により誘導された熱周期並びに溶接機自体に局部的に或いは直接に下流に形成された予熱と後加熱或いは焼き鈍し種々の処理に基づいている。

溶接部分の状態は処理や溶接後に準備された仕上り手段に基づいている。フラッシングによる突合せ溶接は平面に必要である重なりを形成し、「火花突合せ」としてこの分野に知られたフラッシングによる溶接機が一般に埋め込まれた企画ユニットを備えている。電極車輪による溶接が溶接するシート金属の重なりによる過剰厚さを形成し、ほとんどしばしば溶接機に埋め込まれたアイロンロール装置により絞り込まれなければならない。レーザー溶接は熱により影響された極めて限定された領域と連動された溶接部分の敏感な管理をできる。

突合せ結合の連続性と簡潔性は本質的に使用された溶接パラメータに依存している。ほとんど部品のために、これらパラメータは電気的であり、一般に確実な形式に管理することが容易である。しかしながら、他のパラメータは、突合せ結合の部分、即ち溶接する縁の直線性や溶接中の相対的位置決めと同じに多くの溶接した突合せ結合の連続性と簡潔性が最も重要である。結合溶接品質を保証するために、溶接するストリップの端が整合されて直線にされることを要する。そうするために、結合組立体は、シート金属ストリップとシート金属ストリップの頭部と末尾を剪断する手段とを整合できる溶接機から上流と下流の種々の心合せ装置を備える。

それで、溶接機は一般に結合するストリップの端部の切断を行うことができる剪断手段を備える。連続的コンベアラインで処理された金属タイプや鋼厚さの著しい範囲の拡張と一定に強化された生産性要件が２０年間にインライン結合溶接機をレーザー処理に働かした。レーザー処理が実に広範な製品（溶接するシート金属）を非常に薄い厚さへ延ばすようできる。このレーザー処理が非常に広い範囲の金属タイプの熱的に影響された領域を限定できて、金属タイプの中から自動車産業のために設計された特殊な冶金学的鋼が算出され得る。

歴史的に、レーザー溶接機は、前記「火花突合せ」タイプや溶接機を交換するよう企図する電極車輪タイプの溶接機構成に基づいて設計されている。ストリップの頭部と末尾を剪断するシステムはシート金属ストリップコンベアラインのオフラインであり、二つの切断部を形成させるように溶接機フレームに挿入されるグースネック形状ブラケットに据付けられ、次にオフラインに戻させて溶接作用の室を形成させる。レーザー溶接機と結合的に使用された剪断システムは出来るだけ後に１９８４年に米国特許第４６２６６５１号明細書（特許文献２）に記載されている。

シート金属ストリップの溶接結合できて、明白に定義されたタイプの結合装置は例えば欧州特許第１１５７７５３号明細書（特許文献３）に記載されている。図１に記載されている先行技術のこの装置は、主フレーム１と比較して且つシート金属ストリップの走行の軸線「Ａ」と比較して一定位置で溶接ユニット４を備えている。この溶接ユニット４はレーザービームの発生器４５を備える。この装置０は更に主フレーム１と比較して移動する剪断ユニットＣを備え、剪断ユニットＣと主フレーム１との間の隙間の寸法を変更させ、次に剪断ユニットは剪断ユニットＣがストリップ走行軸線「Ａ」に心合せされる剪断位置と剪断ユニットＣが前記軸線と比較して片寄って心合せされる直立戻り位置との間に移動している。

欧州特許第０９７４４０８号明細書米国特許第４６２６６５１号明細書欧州特許第１１５７７５３号明細書欧州特許第１５９１１９０号明細書

これに関連して、この発明は、溶接均質性を可能とし且つ例えば溶接破壊のためにシート金属ストリップの停止の危機を減少させるために、シート金属ストリップの結合の精度を改良できる結合装置を提供することを目的とする。

その目的のために、この発明のシート金属ストリップのレーザー溶接結合装置は、明白に定義された前文に与えられた一般的定義による外に、本質的に、剪断ユニットが互いに移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適した少なくとも一つの第１の上ブレードと少なくとも一つの第１の下ブレードを備え、そして剪断ユニットが前記第１ブレードの少なくとも結合構造を備え、この結合構造が前記フレームに固定されていることを特徴とする。

この発明は、前記フレームに固定されている前記第１ブレードの結合構造により装置フレームと比較して（即ちフレームと比較して固定される）一定位置にある剪断ユニットの切断の精度と反復性を改良できる。シート金属ストリップ縁の剪断の品質のこの改良により、これらストリップがストリップ端の位置の測定と修正の必ず必要な手段なしに直接にレーザー溶接され得る。
切断精度のこの改良により、この発明は、互いから剪断されたシート金属ストリップを再位置決めして金属ストリップを溶接する前に互いに平行に金属ストリップを形成することが必ずしも更に必要とされないから、シート金属ストリップを結合させる処理を簡略化できる。

この同じ目的のために、この発明は、少なくとも主フレームと；結合するシート金属ストリップを溶接するためにレーザービームの発生器を備えるレーザー溶接ユニットと；シート金属ストリップを固定するために前記フレームにより保持されたクランプユニットと；結合するシート金属ストリップの頭部と末尾を剪断する剪断ユニットとを備える製鋼所の連続処理において走行するシート金属ストリップをレーザー溶接結合する装置に関する。

この発明の装置は、剪断ユニットが上ブレードホルダーと、互いに間隔を置いた関係にあるように前記上ブレードホルダーに固定された第１と第２上ブレードと、上ブレードと比較して移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適した第１と第２下ブレードとを備え、剪断ユニットが前記第１ブレードの少なくとも一つの結合構造を備え、この結合構造が前記フレームに固定されており、さらに、溶接ユニットが上ブレードホルダー間に配置された空間に移動できるために、摺動するように据え付けた溶接ヘッドを備えることを特徴とする。

同じブレードホルダーにより保持された上ブレードを有する事実は、切断の相対的位置決めの精度として上ブレードにより形成された各切断のストリップの精度を改良させる、互いからこれら上ブレードを固定できる。その結果は、正確に切断されたストリップの溶接の品質の改良である。
上ブレードホルダーと下ブレードがフレームに固定された結合構造を介して一体に連結される事実は、切断の精度を改良させる。

溶接ヘッドが上ブレードホルダーと下ブレードの間に移動され得る事実は、上ブレードホルダーと比較してこのヘッドの位置決め精度を改良し且つ結果としてブレードにより前もって切断されたストリップの縁部に溶接ヘッドにより作用されたレーザービームの位置決め精度を改良できる。

全体的に、この組合せの特性は、レーザービームと比較してシート金属縁の切断と位置決めの精度を許容することにより溶接の品質を改良できる。
好ましくは下上ブレードが前記第１と第２クランプ間に移動するように配置されている。例えば剪断ユニットはさらに、第１上ブレードと間隔を置いた関係にある第２上ブレードと、これら上ブレードが互いに一定関係にあること；第１下ブレードと間隔を置いた関係にある第２下ブレードと、これら下ブレードが互いに一定関係にあり、第２ブレードが互いから移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適しているものとを備えることを見ることができる。

この実施例は、二つのシート金属ストリップを同時に切断し、剪断／切断の作用における時間の節約を可能とする。
好ましくは、上下ブレードが互いに平行であり、第１ブレードが第１剪断平面に沿って且つその剪断平面の両側に摺動して、第２ブレードが第２剪断平面に沿って且つその剪断平面の両側に摺動している。
ブレード間のこの並行は、互いに平行にシート金属ストリップの縁部の切断を得ることができ、この並行が起こると、これら切断はシート金属の末尾の切断と他のシート金属の頭部の切断である。

このブレード並行は、溶接する端部が互いに平行に切断され、それで互いにより閉鎖でき、均質溶接を得ることができるシート金属の全幅に沿って（即ち切断に沿って）制御されて且つ比較的に一定である隙間にインナーシート金属を維持している。その目的のために、下ブレードが好ましくは下ブレードにより分配された下工具ホルダー支持体に据え付けられ、上ブレードが好ましくは上ブレードにより分配された上工具ホルダー支持体と呼ばれた上ブレードホルダーに据え付けられる。

例えばクランプユニットがシート金属ストリップの固定に適した第１と第２クランプを備え、前記クランプが前記第１と第２クランプの間に移動するように配置されている。この実施例では、剪断平面が第１と第２クランプの間に配置されている。

例えば前記結合構造が前記主フレームに固定されている二つのポストとこれらポスト間に延びるビームとを備え、前記少なくとも一つの上ブレードが前記ビームを通して支持されていることがわかる。
この実施例は有利であり、というはビームにより一体に連結されたポストが例えばグースネック形状構造の剛性に比較して堅いブレードの結合構造を形成しているからである。

ブレードの結合構造のこの増加した剛性は、剪断応力に沿ってすべてを位置決めするブレードの精度を支持している。この長所はビームにより連結された二つのポストを備えた結合ユニットとグースネック形状結合構造を備える剪断ユニットを比較させる図６を参照して更に記載される。

例えば前記結合構造が前記第１と第２下ブレードと比較して前記第１と第２上ブレードを移動するように前記ビームにより支持された剪断ジャッキを備えることができる。
この実施例は、切断品質を改良する結合構造の堅い場所であるビームにて切断応力を集中できる。

例えば前記上下ブレードが前記上下ブレードの貫通の位置を採用するために移動するように据え付けられ、第１下上ブレードが離れた第１ブレード隙間であり、第２下上ブレードが離れた第２ブレード隙間であり、さらに、前記第１と第２上ブレード隙間を変更するのに適した機械的作用手段を備える装置がブレード隙間の制御の電子システムの効果により変化することがわかる。

ブレード隙間を変更するように配置された機械的作用手段の使用は、ブレード隙間の制御の電子システムから来る指令により変更することが特に長所である、というのは、ブレード隙間の修正により調整できる切断品質を有することができるからである。
これらブレード隙間が剪断するシート金属ストリップの特性によって選択される。

好ましくは、前記機械的作用手段が互いから前記下ブレードを移動して且つそれで前記第１と第２上ブレード隙間を変更するのに適していることがわかる。

好ましくは、電子制御システムは剪断するシート金属ストリップに特定データを集めるのに適して且つ収集データにより作用するデータ収集手段により前記ブレード隙間を自動的に変更するのに適したデータ収集手段を備える手段を備える。
それらデータは例えばシート金属の厚さ、その幅、その硬度である。

例えばレーザー溶接ユニットが前記フレームと比較して並進するように据付けられたグースネック形状構造とそのグースネック形状構造により保持された溶接ヘッドとを備える。

このグースネック形状構造はスタンド溶接応力に十分な剛性を有し、それで、溶接ヘッドの案内不正確性を減少させながら、溶接するストリップの領域と反対に溶接ヘッドを移動できる。

例えば少なくとも一つのポストがこのポストと交差する切断部を備え、そして溶接ヘッドを搬送する前記グースネック形状構造の少なくとも一部がこの切断部の内側に配置されていて、このポストと交差し且つポスト内に摺動できることがわかる。

この実施例は、グースネック形状構造をこの発明の装置の領域内に比較的にしっかりと位置決めでき、グースネック形状構造が上ブレード支持ビームに接近する領域であって、ひどくは捩じられ得ない。この実施例は長所である、というのは、この構造が溶接中に生産された応力の下で装置の捩じれの危機を減少させ、それで、溶接の均質性を改良させるからである。

例えば溶接ヘッドがガイドシステムを介してグースネック形状構造と比較して摺動するように据え付けられることがわかる。

この実施例は、溶接ヘッドと比べて比較的に重いグースネック形状構造を移動させる必要なしに溶接を形成するように溶接ヘッドを移動でき、この実施例が溶接ヘッドの送り速度を制御するのを可能とする。

例えばこの発明の装置が並進運動によりこの溶接ヘッドと共に移動するために溶接ヘッドに機械的に連結された第１と第２ガイドロールを備え、第１と第２ガイドロールの機械的リンクがクランプユニットのクランプの第１側と反対に第１ガイドロールを位置決めし且つクランプユニットのクランプの第２側と反対に第２ガイドロールを位置決めするのに適していて、各これらガイドロールがクランプ側に対してシート金属ストリップを押圧して、ストリップがクランプ側と反対に位置決めされるのに適している。

この実施例は、長所である、というのは、溶接するシート金属ストリップの縁と比較して溶接ヘッドの位置決め拡散を制限でき、その拡散が得られた溶接の均質性を支持するからである。

例えば少なくとも一つの上ブレードと第１と第２ガイドローラの機械的リンクが接近でき且つ第１と第２ガイドローラから離れてそれぞれの第１と第２クランプ側へ或いは第１と第２クランプ側から移動するのに適した少なくとも油圧式ジャッキを備えることがわかる。

例えばクランプユニットが互いから間隔を置いた関係における第１と第２クランプと、前記主フレームにクランプをリンク仕掛けする機械式手段とを備え、前記主フレームにクランプをリンク仕掛けするこれら手段が互いから前記第１と第２クランプを移動し且つ主フレームとの比較により適していることがわかる。

この実施例は、一体に接近でき且つクランプを開放する必要なしにシート金属ストリップを切断した後にシート金属ストリップを位置決めすることができる。ストリップの結果が結合処理における時間の節約や精度改良である。

例えば前記第１クランプが下つめと上つめとを有し、第１クランプのこれらのつめの一方が他方より短く、シート金属ストリップの剪断中に前記ブレードの一方を通過でき、それで、このブレードが第１クランプの最大つめに対してぜん剪断シート金属ストリップを圧縮する位置に配置されるように適していることがわかる。

この実施例は、長所である、というのは、ブレードがシート金属の剪断平面とこのシート金属を保持するクランプの間の隙間の寸法を制限するクランプに最も接近して位置決めされているからである。

例えば前記第２クランプが下つめと上つめとを有し、第２クランプのこれらのつめの一方が他方より短く、シート金属ストリップの剪断中に前記ブレードの一方を通過でき、それで、このブレードが第１クランプの最大つめに対してぜん剪断シート金属ストリップを圧縮する位置に配置されるように適していることがわかる。

この実施例は、前記実施例に補足していて、同じ長所を阻止する。

例えばこの発明の装置は、この伸縮可能なストッパがクランプユニットのクランプ間に位置された空間に配置される上位置と、このストッパが第１と第２クランプの間に位置された空間から離れている下位置との間に移動する伸縮可能なストッパを備えることがわかる。

下位置におけるこの伸縮可能なストッパは、このシート金属ストリップが剪断ユニットに自由に走行するためにシート金属ストリップ走行平面の外側である。
上位置には、クランプ間に延びるこの伸縮可能なストッパは、第１ブレードと比較して第１クランプに保持された第１シート金属ストリップの位置決めに使用され；そして第２ブレードと比較して第２クランプに保持された第２シート金属ストリップの位置決めに使用されるように、役立つ。

本当にストッパが上位置にあるときに、ストッパが第１シート金属ストリップの末尾と第２シート金属ストリップの頭部とを突合せするように使用され得て、それで剪断ユニットと主フレームと比較してそれら末尾と頭部とを位置決めする。
この伸縮可能なストッパは、好ましくは剪断ユニットに属し、好ましくは第１と第２ブレードの摺動平面の間に延びている。

この発明は、前記実施例のどれかによる発明の装置の制御方法に関して、結合するシート金属ストリップの末尾が第１クランプにより保持され、そして結合するシート金属ストリップの頭部が第２クランプにより保持され、前記シート金属ストリップの末尾と頭部が前記剪断ユニットにより剪断され、次にそれで剪断されたシート金属ストリップが一体に接近されて位置決めされ、これら剪断シート金属ストリップがレーザービームにより溶接されて、剪断、接近、位置決めと溶接のこれら作用がクランプを開放することなしに実現されることを特徴とする。

この発明は、処理製鋼所に走行するシート金属ストリップのレーザー溶接結合方法に関し、結合するシート金属ストリップの末尾が第１クランプにより保持され、そして結合するシート金属ストリップの頭部が第２クランプにより保持され、前記シート金属ストリップの末尾と頭部が前記剪断ユニットにより剪断され、次にそれで剪断されたシート金属ストリップが一体に接近されて位置決めされ、これら剪断シート金属ストリップがレーザービームにより溶接される。剪断、接近、位置決めと溶接のこれら作用がクランプを開放することなしに実現されることを特徴とする。

この発明による方法は、溶接品質を改良できる、というのは、この方法が固定／開放の繰り返し作用中にストリップの再位置決めによって通常に発生される不正確さを回避できる。

好ましくはこの発明の結合方法の実施のために、剪断作用のために使用された剪断ユニットが上ブレードホルダーと、上ブレードホルダーに固定された第１と第２上ブレードとを備え、第１と第２上ブレードが互いに且つ上ブレードと比較して移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適した第１と第２下ブレードから間隔を置いた関係にあり、他方では、剪断ユニットが少なくとも前記第１ブレードの結合構造を備え、この結合構造が前記フレームと一定位置にあることがわかり、人は上ブレードホルダーにより保持された上ブレードを下ブレードに接近させることにより剪断作用を実現させる。

この実施例は、切断の相対的位置決めの不確実性を制限でき、というのは、一方では、ストリップの末尾と頭部の切断が切断応力を平衡させるブレードホルダーに据え付けられた互いに一定関係にブレードによりそれぞれに同時に実現されて、他方では、上下ブレードが結合構造を介して固定された前記フレームと一体に連結されるからである。

この発明の結合方法の実施のために、溶接は上ブレードホルダーと下ブレードの間に配置した空間に移動する溶接ヘッドにより実現されて、前記ブレードが前記第１と第２クランプの間に移動するように配置されていることがわかる。

上ブレードホルダーと下ブレードの間に溶接ヘッドを移動する事実は、インターブレード隙間の外にストリップの頭部と末尾を移動させるよう強制されることなしに上下ブレードの間に直接に溶接を形成できる。その結果は時間と空間の節約や精度の改良であり、というのは、シート金属の剪断頭部と末尾の移動が最小に減少されるからである。好ましくはこの発明のレーザー溶接結合方法の実施のために、溶接は上ブレードホルダーと下ブレードの間に配置した空間に移動する溶接ヘッドにより実現されて、前記ブレードが前記第１と第２クランプの間に移動するように配置されていることがわかる。

好ましくは、溶接ヘッドの移動用のこの空間は、上ブレードホルダーと下ブレードが少なくとも一定最小距離を離れているときのみに存在するように設計されている。

この発明の他の特徴と長所は、添付図面を参照して、発明を形成させる記述によって明白に強調され、その後に情報のために且つ少なくとも例示ではなく記述される。

装置の主フレームと比較して移動する剪断ユニットを備える先行技術の装置を示す。後面斜視図に見られたこの発明による装置を示す。前面斜視図に見られたこの発明による装置を示す。シート金属が結合装置に走行しながら、シート金属ストリップの軸線と平行な平面によるこの発明の装置の概略側面図を示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。二つの離脱されたシート金属ストリップを結合するようにこの発明の装置に実施される進行順工程をそれぞれに示す。フレームに固定された二つのポストを備える剪断プレスタイプの剪断ユニットとグースネック形状剪断ユニットの概略的表示であり、そしてこれら剪断ユニットの各ユニットのシート金属切断中の応力と彎曲を示す図面であり、この図はグースネック形状剪断装置に比較して剪断プレスの長所を強調する。

前述されるように、この発明は、端部BtとBqを切断した後にシート金属ストリップＢをレーザー溶接結合する結合装置０に関する。

図２ａ−図３に表示されるようなこの発明の装置は、地上に固定され且つプラットホーム１１を備える主フレーム１と、互いに平行に且つビーム１３により相互連結された二つのポスト１２と、その二つの下ブレード１４１ａ，１４１ｂを備えた下剪断フレーム１４とを備える。下剪断フレーム１４は各上下対のブレードのブレード隙間の調整を可能とするために二つの下ブレードの隙間を変更できるのに適している。その目的のために、フレームの部品がシート金属ストリップ走行の軸線と平行にガイドに据え付けられている。二つのポスト１２は上剪断フレーム２とその二つのブレード２１ａと２１ｂを受ける縦ガイド１２１の各システムを保持している。上剪断フレーム２はビーム１３により支持された剪断ジャッキ２２によって縦方向に作用される。

この発明の装置の剪断ユニットＣは上ブレード２１ａ，２１ｂと下ブレード１４１ａ，１４１ｂ並びに上下ブレードを一体に連結する結合構造を備え、この結合構造６がポスト１２を備える。この結合構造はフレーム１に固定されており、シート金属ストリップ走行の軸線Ａの周りに延びている。それで、この構造６は走行軸線Ａと比較して特に頑丈で対称的である。上ブレードがブレードホルダーにしっかりに据え付けられて、上ブレード間の隙間が切断中に一定のままであり、切断応力を平衡させる。上ブレードホルダーは、上ブレードホルダーが図３における場合のように、少なくとも下ブレードから離れるときに、このブレードホルダーと下ブレードの間にレーザー溶接ヘッドを通過できるのに適している。この図３には、上下ブレードが互いから離れるときに、溶接ヘッド４４が剪断ユニットの要所に溶接できる室を有することが示す。この特徴は、位置決め兼溶接の大きな精度並びに剪断や溶接の作用間で順に時間の節約を可能とする。

ブレード隙間が選択されるときはいつも、この発明の装置は、ブレードがいつも互いに平行であるように設計されている。
この並行は、剪断ストリップの縁がそれ自体では平行であることを保証させる。

結合作用の完全自動化できるために、例えば精密ねじジャッキを実施する装置は、増加の方向において上ブレード或いは好ましくは下ブレードの移動或いは製品のデータ、即ち切断するシート金属に特定したデータによる剪断ブレード隙間の減少を保証させる。これらデータは、この発明の装置を備えるコンベアラインの自動化において「一次データ入力」入力のＰＤＩ持続と名付けた一次データから得る。隙間制御の電子システムは、必要に応じて剪断隙間を変更するために精密ねじジャッキを制御できる。

主フレーム１には第１クランプ３ａと第２クランプ３ｂとを備える組のクランプ３が固定されている。

各クランプ３ａと３ｂが溶接するストリップＢの端の捕捉と移動を保証し、各ストリップを保持して示されたクランプ３ａと３ｂで溶接させる。
これらクランプが空間の両側面に配置されていて、ブレードと溶接ヘッド４４を摺動できる。

フレーム１は、ストリップＢの走行方向に垂直な水平ガイド４１のシステムを支持する。これらガイドがフレーム１の外側に横方向に延びている。この拡張が構造４２により支持されている。

特に図５ａに示すように、ガイド４１のシステムが溶接ヘッド４４のグースネック形状ブラケット４３を支持し、前記ブラケット４３が主フレーム１のポスト１２の下で完全に入って組のクランプ３に保持されたストリップＢの二端を溶接できるまで、前記ブラケット４３が構造４２の下でガイド４１上をその静止位置から移動する。この図５ｂでは、上ブレード２１ａと下ブレード１４１ａが互いから離れて、溶接させる溶接ヘッド４４を摺動できることを示す。

レーザー溶接のビームが平行に或いは構造と垂直に構造４２の端に配置された一定発生器４５（図２ａと２ｂに視覚できる）によって発生される。前記レーザービームが鏡から形成された光路４６によって溶接ヘッド４４に向けられている。

フレーム１が剪断ストリップからスクラップを回収取出するシステム５を支持し、このシステムが特に図２ａと４ｄに視覚できる。

この発明の結合装置０は溶接する縁の予熱装置並びに後加熱或いは溶接の熱処理の装置を備えている。

突合せ形成中の溶接突合せ結合の品質の制御装置は、結合装置０を完成できる。

図３によると、この発明の装置がコンベアラインにおけるストリップＢの走行位相にありながら、非溶接作用（インターブレードから離れた溶接ヘッドを備える）であることがわかる。

クランプ３ａと３ｂがコンベアラインＬｄのレべルにあり、そのつめ３１ｓと３１ｉが互いに間隔を置いた関係にあり、ストリップＢの自由路を与える。

上剪断フレーム２がそのガイド１２１の完全に盛り上がった位置にある。

溶接ユニット４のグースネック形状フレーム４３が静止位置にある。
伸縮可能なストッパ３２が下位置にある。

図４ａによると、次のストリップのストリップ末尾端Bqと頭部Btが結合ユニット内にあり、結合ユニットに結合されている。

伸縮可能なストッパ３２が最初に上位置に設置され、溶接ユニットの上流と下流の変形ラインのストリップＢを心合せ兼案内する装置がそれぞれにストッパ３２の側面３２ｂと３２ａに静止するストリップ末尾Bqと他のストリップの頭部Btを位置決めする。クランプ３ａと３ｂのつめ３１ｓと３１ｉ並びに上剪断フレーム２が原点のその位置に残り、シート金属ストリップから離れている。溶接ヘッド４４のグースネック形状フレーム４３がいつも静止位置にある。

図４ｂによると、クランプ３ａと３ｂのつめ３１ｓと３１ｉが二つのストリップ端BqとBtを保持するように接近している。このモーメントから始動すると、クランプがストリップ端に保持されたままであり、ストリップ端をクランプに固定させ、溶接作用が仕上げられる（溶接作用が図５ａと５ｂに現れる）までこれを固定させる。伸縮可能なストッパ３２が下位置に後下へ行く、シート金属から離れて移動する。

図４ｃによると、クランプ３ａと３ｂがストッパ３３ａと３３ｂと下つめ３１ｉの接触まで固定ブレード１４１ａと１４１ｂのレべルにおいて剪断位置に下方に進む。有益には、これらのストリップのすべて或いは一部が機械の元の調整を容易とする高さに調整され得る。

図４ｄによると、上剪断フレーム２は剪断ジャッキ２２によって下方に押圧され、上ブレード２１ａと２１ｂが下ブレード１４１ａと１４１ｂと協調してストリップの端BqとBtを剪断させる。剪断スクラップＢｃｑとＢｃｔが取出しシステム５によって回収される。

図４ｅによると、上剪断フレーム２と上ブレードの後退した後に、クランプ３ａと３ｂは、溶接平面Ｐｓのレべルに留まりながらストリップの端BqとBtを水平に輸送している。有益には、これらストッパのすべて或いは一部が機械の元の調整を容易とする高さに調整され得る。

図４ｆによると、クランプ３ａと３ｂが溶接平面Ｐｓのレべルに留まりながらストリップの端BqとBtを水平に輸送している。従動移動システム３６ａと３６ｂは、ストリップの厚さや求められている過剰厚さ或いは下回り厚さのようなＰＤＩとして知られたデータから生じる或るパラメータを考慮することによりレーザー溶接のために必要とされた位置においてストリップ端BqとBtの相対位置決めを保証させる。

本発明の装置を適用できるレーザー溶接の過剰厚さの管理処理は欧州特許第１５９１１９０号明細書（特許文献４）に記載されている。これはクランプ３ａと３ｂの剪断と水平移動の不正確さを考慮される。

ストリップの端BqとBtが必要な位置、即ちガイド４１に平行に整合され、次に、溶接ヘッド４４が溶接により結合を提供する。

実施例の態様では、二つのクランプ３ａ或いは３ｂの一方のみが従動移動システム３６ａと３６ｂによって水平に位置決めされ、他方が側面ストッパ３５を接触させるように接近している。有益には、これらストッパのすべて或いは一部が機械の調整を容易とするように調整できる。

ストッパ３３、３４、可能には３５と伸縮可能なストッパ３２のセットの存在と組合せ使用並びに装置３６ａと３６ｂにより溶接する縁間の隙間の自動調整の処理の実施は、結合するストッパの頭部と末尾の精密、迅速と繰り返し位置決めをできる。溶接する縁の位置決め品質がレーザー溶接の要件に完全に適していて、溶接に関する時間が著しく減少され、それでストリップ蓄積の費用を減少させる。

図５ａによると、溶接ヘッド４４を保持して且つガイド４１により案内されたグースネック形状フレーム４３は移動装置４７の効果により溶接する端部BqとBtの上に前記溶接ヘッドを移動させる。レーザービームがストリップの端部の縁に開始され、溶接するストリップの全幅に沿って残留している。有益には、溶接ヘッドの後に直接に且つ溶接された突合せ結合の軸線に沿って配置された二つのロール４９が前記突合せ結合の可能な過剰厚さを強制できる。

図５ｂによると、油圧式或いは空圧式ジャッキにより作動され且つ丁度、溶接ヘッド４４の下に配置された二つのガイドローラ４８がつめ３１ｓの下側において端部BqとBtの上側の追加的締付けを形成させる。

Claims

少なくとも主フレーム（１）と；結合するシート金属ストリップ（Ｂ）を溶接するためにレーザービームの発生器（４５）を備えるレーザー溶接ユニット（４）と；シート金属ストリップ（Ｂ）を固定するために前記フレーム（１）により保持されたクランプユニット（３）であって、このクランプユニットがシート金属ストリップ（Ｂ）を固定するのに適した第１と第２クランプ（３ａ、３ｂ）を備えるものと；結合するシート金属ストリップ（Ｂ）の頭部（Ｂｔ）と末尾（Ｂｑ）を剪断する剪断ユニット（Ｃ）とを備える製鋼所の連続処理において走行するシート金属ストリップ（Ｂ）をレーザー溶接結合する装置（０）において、剪断ユニット（Ｃ）が、上ブレードホルダーと、互いに間隔を置いた関係にあるように前記上ブレードホルダーに固定された第１と第２上ブレード（２１ａ，２１ｂ）と、上ブレードと比較して移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適した第１と第２下ブレード（１４１ａ，１４１ｂ）とを備え、剪断ユニット（Ｃ）が、前記第１ブレード（２１ａ，１４１ａ）の少なくとも一つの結合構造（６）を備え、この結合構造（６）が前記フレーム（１）に固定されており、さらに、溶接ユニットが、上ブレードホルダーと下ブレードとの間に配置された空間に移動できるために、摺動するように据え付けた溶接ヘッドを備えることを特徴とする装置。
前記第１ブレード（２１ａ，１４１ａ）が、前記第１と第２クランプ（３ａ、３ｂ）間に移動するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（０）。
前記結合構造（６）が、前記主フレーム（１）に固定された二つのポスト（１２）と、これらのポスト（１２）の間に延びているビーム（１３）とを備え、前記少なくとも一つの上ブレード（２１ａ）が前記ビーム（１３）により支持されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の装置（０）。
前記結合構造（６）が、前記第１と第２下ブレード（１４１ａ，１４１ｂ）と比較して前記第１と第２上ブレード（２１ａ，２１ｂ）を移動させるように、前記ビーム（１３）により支持された剪断ジャッキ（２２）を備えることを特徴とする請求項３に記載の装置（０）。
前記上ブレード（２１ａ，２１ｂ）と下ブレード（１４１ａ，１４１ｂ）が、前記シート金属ストリップ（Ｂ）を剪断することができる、互いに離れた位置に据え付けられ、第１下と上ブレード（１４１ａ，２１ａ）が第１ブレード隙間を離していて、第２下と上ブレード（１４１ｂ，２１ｂ）が第２ブレード隙間を離していて、さらに、装置（０）が、ブレード隙間を制御する電子システムの効果により前記第１と第２ブレード隙間を変更するのに適した機械式作用手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置（０）。
前記機械式作用手段は、互いから前記下ブレードを移動させ、それで第１と第２ブレード隙間を変更するのに適していることを特徴とする請求項５に記載の装置（０）。
電子制御システムは、剪断するシート金属ストリップ（Ｂ）に特定したデータを集めるのに適して、且つ前記収集したデータにより作用するデータ収集手段によって前記ブレード隙間を自動的に変更するのに適したデータ収集手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置（０）。
レーザー溶接ユニット（４）が、前記フレーム（１）と比較して並進するように据え付けられたグースネック形状フレーム（４３）を備え、溶接ヘッド（４４）が、グースネック形状フレーム（４３）により保持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置（０）。
ポスト（１２）の少なくとも一方が、このポストと交差する切断部を備え、溶接ヘッド（４４）を保持する前記グースネック形状フレーム（４３）の少なくとも一部が、この切断部の内側に配置されていて、このポスト（１２）と交差させ、ポスト内に摺動できることを特徴とする請求項３或いは８に記載の装置（０）。
溶接ヘッド（４４）が、ガイド（４１）のシステムによってグースネック形状フレーム（４３）と比較して摺動するように据え付けられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置（０）。
第１と第２クランプ（３ａ、３ｂ）が、互いに間隔を置いた関係にあり、クランプユニット（３）が、互いから前記第１と第２クランプ（３ａ、３ｂ）を移動させ、且つ主フレーム（１）との比較により適した前記主フレーム（１）に対するクランプの機械式連結手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置（０）。
製鋼所の連続処理において走行するシート金属ストリップをレーザー溶接結合する方法において、結合するシート金属ストリップの末尾が第１クランプにより保持され、結合するシート金属ストリップの頭部が第２クランプにより保持され、次に、前記シート金属ストリップの頭部と末尾が剪断ユニットにより剪断され、剪断作用のために使用された剪断ユニット（Ｃ）が、上ブレードホルダーと、互いに間隔を置いた関係にあるように上ブレードホルダーに固定された第１と第２上ブレード（２１ａ，２１ｂ）と、上ブレードと比較して移動して且つシート金属ストリップを剪断するのに適した第１と第２下ブレード（１４１ａ，１４１ｂ）とを備え、剪断されたシート金属ストリップが一体に接近されて位置決めされ、剪断シート金属ストリップが、上ブレードホルダーと下ブレードとの間に配置された空間に移動する溶接ヘッドのレーザービームにより溶接され、剪断、接近と溶接のこれら作用がクランプを開放させることなしに行われることを特徴とする方法。
剪断ユニット（Ｃ）が少なくとも前記第１ブレードの結合構造（６）を備え、この結合構造（６）が前記フレームに固定されていることがわかり、剪断作用が上ブレードホルダーにより保持された上ブレードを下ブレードに同時に接近させることにより実現させることがわかることを特徴とする請求項１２に記載のレーザー溶接結合する方法。
前記ブレード（２１ａ，２１ｂ，１４１ａ，１４１ｂ）が前記第１と第２クランプ（３ａ、３ｂ）の間に移動するように配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のレーザー溶接結合する方法。