TW201436909A - 用於滾壓縫焊容器本體的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

在滾壓縫焊容器本體時，用焊輥(10，11)執行第一焊接操作，隨後饋送受焊本體至藉助焊輥(20，21)的第二焊接操作。根據在第一焊接操作期間偵測關於焊接品質的參數來設定第二焊接操作的焊接力。以此方式，也有可能焊接難以焊接成有提高焊接品質的金屬板，以及可改善焊接品質。

Description

用於滾壓縫焊容器本體的方法及裝置

本發明係有關於一種用於滾壓縫焊一序列容器本體坯料之重疊或對接邊緣的方法，藉此形成一序列的容器本體，其中在一容器本體坯料的焊接操作期間，偵測及評估與焊接品質有關的至少一焊接參數。本發明更有關於一種包含數個焊輥(weld roll)、傳送單元及校準單元的滾壓縫焊裝置用於饋送有重疊或對接邊緣的數個容器本體坯料至該裝置的焊輥，也包含控制單元，其係經設計成可偵測及評估與容器本體在焊接操作期間產生之焊縫之品質有關的至少一焊接參數。

已知焊接先前經圓化之容器本體坯料(特別是，罐頭本體坯料)的縱向焊縫是用滾壓縫焊法。容器(特別是，食品或噴霧劑的罐頭)的焊縫必須滿足高品質要求。除了要有液密及氣密性以外，焊縫也必須適合以塗料無瑕疵地塗佈於容器的內鍍層及外鍍層。包裝工業想要使用電解鉻鍍層鋼板(ECCS)，而不是已知用於容器的鍍錫鋼板(馬口鐵)，這對焊接製程提出更高的需求。也渴望進一步增 加焊接速度。為了改善焊接品質，歐洲專利第EP-A 2 243 584號提議在焊接期間偵測至少一擾動變數以及在焊接期間改變機械或電氣控制變數，以便減少擾動變數的影響。

本發明的目標是要在滾壓縫焊容器本體時改善焊接品質。旨在允許使用難以焊接及/或提高焊接速度的金屬板。

此目標是用以下方式達成：一序列容器本體之至少一容器本體的先前生成焊縫係經受第二滾壓縫焊操作，其中根據至少一偵得焊接參數來設定該第二焊接操作的焊接力(welding force)。

已發現，該第二焊接操作使用基於在第一焊接操作容器本體之焊縫期間偵得之參數的焊接力，容器可產生品質極優良的縱向焊縫，即使以高速焊接，其中特別是非鍍錫板(non-tinned sheet)，例如ECCS板，也可以此方式焊接而有高品質的焊縫。

在容器坯料及容器本體通過焊接機器的同一個通行一個直接在另一個後面地執行這兩個焊接操作為較佳。在此一具體實施例中，被該等第一焊輥焊接的容器本體在離開該等第一焊輥時可直接被該等第二焊輥接管。或者在另一具體實施例中，在該焊接機器內，被該等第一焊輥焊接的容器本體可被一傳送構件拾取以及用該傳送構件傳送至該等第二焊輥。

作為替代例，第二焊接機器可連接於第一焊接機器的下游。然後，用於該等罐頭本體的一輸送帶會連接這兩個焊接機器。

在一較佳具體實施例中，該焊縫溫度當作一焊接參數來偵測。這顯示根據常在任何地方用焊接監視器測量的第一焊接之 焊接溫度，可方便地設定第二焊接的焊接力。替換地，該等第一焊接電極間之壓降的能量值以及該焊接電流當作一焊接參數來偵測，以及該焊接參數可用來確定該第二焊接力。也有可能偵測兩個焊接參數，其中該焊縫溫度當作第一焊接參數來偵測，以及該等第一焊接電極間之壓降的能量值以及該焊接電流當作第二焊接參數來偵測，以及根據這兩個焊接參數來設定該等焊接電極的焊接力。取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成低於在該第一焊接期間的。或可取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成等於在該第一焊接期間的。或可取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成高於在該第一焊接期間的。實際完成該第二焊接力取決於該至少一焊接參數的設定步驟便於藉由焊接該第一及該第二焊接所焊接的許多測試本體然後用視覺及機械方式檢驗該焊縫的品質。

本方法用來焊接電解鉻鍍層鋼板特別有利。

本發明的另一目標是要產生改良的滾壓縫焊裝置。

此目標是用前述滾壓縫焊裝置達成：該滾壓縫焊裝置包含第二組焊輥，該第二組焊輥在該容器本體傳送方向是在該等第一焊輥後面，以及該控制單元經設計成對於一容器本體可根據偵得焊接參數來設定該第二組焊輥的焊接力。

已發現，用允許第二焊接操作使用基於在第一焊接操作容器本體坯料之焊縫期間偵得之參數的焊接力的第二組焊輥，容器可產生品質極高的縱向焊縫，即使以高速焊接以及容器為特殊類型的金屬板。

將該焊接機器設計成被該等第一焊輥焊接的容器本 體在離開該等第一焊輥時被該等第二焊輥拾取為較佳。

在另一具體實施例中，在該焊接機器內裝設一傳送構件，該傳送構件經設計成可拾取被該等第一焊輥焊接的容器本體，以及傳送該容器本體至該等第二焊輥。

該裝置可經裝設成可偵測該焊縫溫度當作焊接參數及/或該裝置可經設計成可偵測該等第一焊接電極間之壓降的能量值以及該焊接電流當作焊接參數。

1‧‧‧滾壓縫焊裝置

2‧‧‧序列

3-7‧‧‧容器本體坯料

7‧‧‧容器本體/罐頭本體

8‧‧‧校準工具

9‧‧‧Z形軌道/傳送單元

10、11‧‧‧焊輥

12‧‧‧方盒/驅動單元及焊接力調整單元

12'‧‧‧系統

13‧‧‧焊接變壓器/焊接電流變壓器

14‧‧‧焊接電流源

15‧‧‧控制單元

16‧‧‧焊接監視器

20、21‧‧‧焊輥

25‧‧‧傳送構件

由申請專利範圍的附屬項和以下基於附圖的描述可明白本發明的其他具體實施例、優點及應用。

第1圖示意圖示先前技術的滾壓縫焊裝置及其程序；以及第2圖也示意圖示本發明的程序和本發明的滾壓縫焊裝置。

第1圖根據先前技術圖示焊接容器本體(特別是，罐頭)時的程序。焊接裝置1包含焊輥10及11。被各個本體包圍的下焊輥10(但是附圖圖示成可看見仿佛本體是透明的以便解釋)裝在焊接機器的下臂(未圖示)上。上焊輥11可驅動旋轉地裝上，以及可人工設定壓在下焊輥上的力以便能夠調整焊接力。用方盒12圖示用適當系統調整的驅動及焊接力。由用圓化機(未圖示)形成之容器本體坯料3至6組成的序列2沿著焊接機器的所謂Z形軌道9在焊輥10及11的方向中傳送。序列2的罐頭本體坯料係以彼此距離短的方式 沿著Z形軌道9傳送，其中除Z形軌道9以外，在此未圖示傳送方向，因為這為熟諳此藝者所習知。僅以示意方式圖示的校準工具8大體設在焊輥10、11前方。Z形軌道9促使待焊接在一起之容器本體的縱向邊緣進入重疊位置，以及校準工具8預備用於焊接操作的容器本體坯料，藉此在焊接製程期間修正及保持用於焊接的邊緣位置。容器本體6的縱向焊縫在第1圖是焊上的，以及此本體隨後離開焊接機器成為容器本體而用熟諳此藝者所習知的步驟進一步加工以形成完成容器。本體3、4及5仍為有未焊接邊緣的坯料。

也有可能相互對接地焊接相鄰的邊緣，而不是疊焊重疊的邊緣，其中Z形軌道則換成所謂S形軌道。

下焊輥10大體可繞著剛性固定的旋轉軸旋轉，以及上焊輥11以彈簧加壓(spring-loaded)及可驅動旋轉的方式固定以及允許用上述驅動單元及焊接力調整單元12(其係連接至焊接機器的控制單元15)設定焊接力。有焊接變壓器13之焊接電流源14所提供的焊接電流I經由導電軌傳導至上焊輥11，流動越過待焊接本體坯料的邊緣至下焊輥10，經由焊接機器的下臂(未圖示)及附加導電軌至焊接電流變壓器13。提供前述控制單元15用以控制焊接機器。可為控制單元15之一部份的所謂焊接監視器16可偵測焊接操作的資料以及輸送至控制單元15。這都是已知的。

第2圖圖示與第1圖之示意圖類似的本發明程序。與用於第1圖相同或功能等效的元件用相同的元件符號表示。也提供焊接罐頭本體坯料6的焊輥10及11。已被焊輥10、11焊接的一罐頭本體已離開焊輥。根據本發明，接著是先前已予焊接之容器本體的第二焊接操作，在此是先前已予焊接之罐頭本體7的焊接操作。 提供用於此一目的的焊輥20及21。用由第一焊接操作之焊接參數導出的焊接力來執行該第二焊接操作。

在圖示的示範具體實施例中，焊輥20及21直接配置於第一焊輥10及11後面。在同一焊接機器中，在第一焊輥10、11之後因而焊接於第一焊輥10、11之間的本體7進入第二焊輥20、21之間而不離開焊接機器。為此，可提供與本體外側接合的傳送構件25(與校準工具類似或相同)在第一焊接操作後輸送罐頭本體至第二焊接操作。如果第二焊輥靠近第一焊輥以致於被第一焊輥10、11焊接的罐頭本體在離開該等焊輥時已進入第二焊輥20、21之間使得它被拾取供進一步傳送，則不需要傳送構件25。就此情形而言，這兩對焊輥的距離係小於容器本體的高度。

作為替代例，第二焊接機器可直接在包含第一焊輥的第一焊接機器後面，該第二焊接機器係包含第二焊輥及被控制單元適當地操作，藉此根據至少一參數來執行該第二焊接操作。在此情形下，在第一焊接機器與第二焊接機器之間裝設一輸送配置用來由第一焊接機器的出口輸送受焊本體至第二焊接機器的入口。用於此種目的的輸送裝置為本技術所習知。

可用控制單元15驅動第二上焊輥21旋轉以及可設定它對於第二下焊輥20的壓制力。這用原則上設計與已知系統12相同的系統12'圖示。在第2圖中，為了顯示系統12’能夠設定焊接力，繪出連接至系統12’以及指向焊接力的灰色箭頭。圖示與此箭頭連接的方盒，其中係以符號圖示有彈簧以力F作用於上焊輥。用此圖示方式可更好地了解系統12’的功能。第二下焊輥20同樣可旋轉地附接至焊接機器的下臂(未圖示)。此輥在圖中圖示成可看到，即使 它被本體包圍而因此看不到。焊接監視器16用熟諳此藝者所習知的方式確定在使用焊輥10、11之第一焊接操作期間針對焊接品質的至少一參數，該至少一參數用習知方式作為第一焊接之焊接品質的指標。此焊接參數用來對於藉助焊輥20及21的第二焊接操作導出焊接力調整。以下描述一實施例：在一實施例中，對於由DR8材料製成的容器本體，用50達因牛頓(=500牛頓)的焊接力及4500安培的焊接電流來執行第一焊接操作。用控制單元或監視器偵測作為焊接參數的焊縫溫度。實現此事可藉由在離該等第一焊輥有一段小距離處做溫度測量以及這可用習知焊接監視器來實現習知的測量。可偵測焊接電極間的壓降能量值以及焊接電路的電流作為第二參數。該等參數中之一者或兩者用來設定第二焊接操作的焊接力。同樣，這可用人工完成，因為顯示器顯示待設定的焊接力，或可用調整裝置自動以氣動或磁性方式設定第二焊輥的焊接力，例如經由電動馬達。

取決於該一焊接參數或取決於這兩個焊接參數，會將焊輥20、21之第二焊接的焊接力設定成等於第一焊接的焊接力，或會將第二焊接的焊接力設定成高於第一焊接期間的，或會將第二焊接的焊接力設定成低於第一焊接期間的，在以上所給出的實施例中，第二焊接的焊接力可設定至50達因牛頓以下，以及例如可設定於25至45達因牛頓之間。或者，第二焊接力可設定至50達因牛頓。或者，第二焊接力可設定至50達因牛頓以上，例如55至70達因牛頓之間。這在第二焊接力用人工根據該焊接參數或該等焊接參數來設定時可做到，或在第二焊接力自動地依賴該一焊接參數或該兩個焊接參數來設定時可做到，不論是第二焊接應該以低於還是高於第 一焊接期間的焊接力實現，為了在第二焊接結束時有最佳焊接結果，都藉由焊接測試本體然後檢查它們的焊接品質來完成選擇。焊接品質的確定習知方式是一方面藉由焊縫的視覺控制，另一方面是用機械方式撕開焊縫。用不同的焊接參數值(焊接溫度及/或該等焊接電極間之壓降的能量值以及焊接電路中的電流)以及第二焊接用較高、相等及較低的焊接力來焊接測試本體。在發現第二焊接力的數值導致更好的焊接品質時，可用此方式焊接有相同特性的整個坯料序列。或者，在一序列的焊接期間，可做隨機或周期性測試以確定第二焊接力的數值仍然非常適用於這種板材。當然，可儲存該等焊接參數值以及第二焊接力的對應值，以及在必須焊接相同類型的板材時，可再度選擇，藉此在要球焊接相同類型的板材時，可避免測試本體的焊接或測試本體可減到較少的個數。特別是，本發明方法及裝置的優點在生產由電解鉻鍍層鋼板製成的容器本體時展現。

儘管本申請案描述本發明的數個較佳具體實施例，然而應當指出本發明不受限於該等具體實施例而且在下列申請專利範圍的範疇內也可用其他方式實現。

1‧‧‧滾壓縫焊裝置

5、6‧‧‧容器本體坯料

7‧‧‧容器本體/罐頭本體

8‧‧‧校準工具

9‧‧‧Z形軌道/傳送單元

10、11‧‧‧焊輥

12‧‧‧方盒/驅動單元及焊接力調整單元

12'‧‧‧系統

13‧‧‧焊接變壓器/焊接電流變壓器

14‧‧‧焊接電流源

15‧‧‧控制單元

16‧‧‧焊接監視器

20、21‧‧‧焊輥

25‧‧‧傳送構件

Claims (16)

1. 一種用於滾壓縫焊一序列(2)容器本體坯料(3至7)之重疊或對接邊緣的方法，藉此形成一序列的容器本體，在一容器本體坯料之焊接操作期間，偵測及評估與焊接品質有關的至少一焊接參數，其特徵在於：該容器本體序列之至少一容器本體(7)上的先前生成焊縫係經受第二焊接操作，其中根據至少一偵得焊接參數來設定該第二焊接操作的焊接力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該第一焊接操作之後，在同一個焊接機器中執行該第二焊接操作。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中被該等第一焊輥焊接的該容器本體在離開該等第一焊輥(10，11)時被該等第二焊輥(20，21)拾取。
4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中被該等第一焊輥焊接的該容器本體被一傳送構件拾取以及用該傳送構件傳送至該等第二焊輥。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所述的方法，其中被偵測得到的該焊縫溫度作為一焊接參數。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所述的方法，其中係偵測該等第一焊接電極間的壓降能量值及該焊接電流作為一焊接參數。
7. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所述的方法，其中係偵測兩個焊接參數，其中係偵測該焊縫溫度作為第一焊接參數， 以及偵測該等第一焊接電極間的壓降能量值及該焊接電流作為第二焊接參數，以及其中根據這兩個參數來設定該等第二焊接電極的焊接力。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中之任一項所述的方法，其中：焊接電解鉻鍍層鋼板。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中之任一項所述的方法，其中：取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成低於在該第一焊接期間的，或其中：取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成等於在該第一焊接期間的，或其中：取決於該至少一焊接參數，將該第二焊接的該焊接力設定成高於在該第一焊接期間的。
10. 如申請專利範圍第1項至第9項中之任一項所述的方法，其中完成該第二焊接力取決於該至少一焊接參數的設定步驟係藉由焊接該第一及該第二焊接所焊接的許多測試本體然後用視覺及機械方式檢驗。
11. 一種滾壓縫焊裝置(1)，其係包含數個焊輥(10，11)、一傳送單元(9)及一校準單元(8)用於饋送有重疊或對接邊緣之數個容器本體坯料(3至7)至該裝置的該等焊輥，以及包含一控制單元(15，16)，其係經設計成可偵測及評估與容器本體在焊接操作期間產生之焊縫之品質有關的至少一焊接參數，其特徵在於：該焊接裝置包含第二組焊輥(20，21)，該第二組焊輥在該容器本體傳送方向是在該等第一焊輥後面，以及該控制單元(15，16)經設計成對於一容器本體可根據該偵得焊接參數來設定該等第二組焊輥的焊接力。
12. 如申請專利範圍第11項所述之滾壓縫焊裝置，其中其係用以下方式設計：被該等第一焊輥焊接的該容器本體在離開該等第一焊輥(10，11)時被該等第二焊輥(20，21)拾取。
13. 如申請專利範圍第11項所述之滾壓縫焊裝置，其中其係包含一傳送構件，該傳送構件經設計成可拾取被該等第一焊輥焊接的該容器本體以及傳送該容器本體至該等第二焊輥。
14. 如申請專利範圍第11項至第13項中之任一項所述的滾壓縫焊裝置，其中其係經設計成可偵測該焊縫溫度作為該焊接參數。
15. 如申請專利範圍第11項至第14項中之任一項所述的滾壓縫焊裝置，其中其係經設計成可偵測該等第一焊接電極間之壓降能量值及該焊接電流作為該焊接參數。
16. 如申請專利範圍第11項至第15項中之任一項所述的滾壓縫焊裝置，其中其係經設計成可偵測兩個參數，其中該焊縫溫度可當作第一焊接參數來偵測，以及該等第一焊接電極間之壓降能量值及該焊接電流可當作第二焊接參數來偵測，以及其中該滾壓縫焊裝置可根據這兩個參數來設定該等第二焊接電極的焊接力。