专利名称：一种采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光加工领域，用于 提高轧钢板成材率，实现目前连续轧钢生产线中这一关键设备的国产化。
背景技术：
在冶金工业中，热(冷)轧卷板的拼焊联接机组是连续冷轧生产、酸洗和涂层生产线中的关键技术装备。目前我国绝大多数连续冷轧、酸洗和涂层生产线所采用的是闪光焊机。生产实践表明闪光焊机焊缝不能正常通过轧机，致使焊缝通过轧机必需抬辊缝造成超差长度过长，成材率大大降低；闪光焊缝通过轧机时断带次数多，一般断带率高于2.5%，所造成的冷轧机组的停机时间占整个生产周期高达5 10%，显著降低了生产效率。激光焊接是采用高能密度激光束使金属材料熔融并连接，形成冶金结合焊接接头的工艺过程。冷轧在线使用的激光焊接机的开发工作始于1994年。由日本三菱重工为日本新日铁钢铁公司开发的冷轧卷板激光拼焊联接机组是国际上将激光焊接机组用于在线拼焊的最早尝试。我国首台激光焊接机组是宝钢1995年从德国Miebach公司引进的，这也是德国Miebach公司生产的第一台样机，宝钢引进的激光焊接机组先于日本新日铁投入生产，因此成为世界上第一套冷轧在线成功使用的激光焊接机。该焊机代表了世界钢铁生产领域的最先进水平。据介绍，上海宝钢集团公司的1420激光焊机是德国Miebach公司在全球范围内将激光焊接技术应用于钢卷焊接联接的首台机组。自那以后，该公司陆续在世界范围内建立了十几条焊接生产线，设备的售价在1000万美圆以上。我国鞍山钢铁集团公司和武汉钢铁集团公司也已经先后弓I进钢卷焊接联接机组用于酸轧联机生产。经过十几年的运行考核，目前1420机组和1520机组的焊缝断带率都低于1/5000。拼缝装置的技术关键点是拼缝精度，激光焊机要求拼缝直线度为O. 01_，位置精度为O. 01_，焊缝位置精密可调节.完成拼缝动作的机械传动方式及其驱动动力源尤为重要。搭接焊机采用滑动导轨，双气缸驱动，其定位精度及直线度在O. IOmm左右，达不到激光焊机要求，而且气缸行程固定，焊缝位置不方便自动调节，其优点是使用气源，对环境无污染；德国Miebach激光焊机及其闪光焊机采用滑动导轨，双伺服油缸驱动，其精度控制可以满足激光焊机要求，但油缸密封圈易磨损，存在维修调试困难、价格昂贵、污染环境等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备。为满足激光拼焊设备对拼缝精度的要求，本申请人采用的技术方法是采用进口直线导轨、滚珠丝杆副传动，双伺服电机驱动，拼缝直线度达到O. 01mm，位置精度为O. 003mm，同时具备安装调试焊缝位置方便，使用寿命长，价格适中，对环境无污染等优点。冶金工业中，热(冷)轧卷板的轧制、酸洗、涂镀及退火等生产线需要连续生产，以保证产品质量、产量及成品率。为实现上述目的，生产线需要在规定时间内将前后板带进行拼接。拼接的方式根据生产规模、工艺水平等因素的不同，最原始的方式是采用人工拼缝、氩弧焊接；其次是搭接焊机采用的板带搭接、电子束焊接；再次是闪光焊机采用的边加热边挤压的拼接方法。随着装备工艺水平的不断提高，目前最先进的工艺就是激光拼焊方法。为满足激光拼焊设备对拼缝的技术要求，本实用新型公开了一种采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备，其特征在于1)激光拼焊设备的拼缝装置包括入口钳座、出口钳座，面对面布置，安装于激光拼焊设备的床身上，其钳口分别夹持入口板带及出口板带，完成焊缝的拼接，入口钳座及出口钳座均采用两套伺服电机同步驱动，同时可以实现入口及出口四个伺服电机的联动；2)激光拼焊设备入口钳座及出口钳座均采用两套传动机构，安装于下钳座的两侧下方；3)入口钳座及出口钳座均采用进口高精度的直线导轨、滚珠丝杆副传动；4)当入口及出口板带因切割产生误差，拼缝出现两端松紧不一致时，通过对伺服电机位置参数的补偿，可以完成整条焊缝的紧密拼接；5)当外光路产生偏差时，通过对伺服电机位置参数的调节，很方便地调整拼缝位置。 本激光拼焊设备传动精度高，运行可靠性高，调整方便，完全可以满足在线激光拼焊的要求。下面结合采用同步双驱拼缝装置的“在线激光拼焊设备”具体应用对本实用新型作进一步说明。
图I是本实用新型采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备的结构示意图。图主要组成部分为激光焊机(I)、入口钳座(2)、出口钳座(3)、床身(4)。图2是本实用新型主关键部件“同步双驱拼缝装置”的结构示意图(主视图)。图主要组成部分为主伺服电机(5)、滑块定位块(6)、主直线导轨(7)、床身安装平台(8)、下钳座(9)、从直线导轨(10)、导轨定位块(11)、从伺服电机(12)。图3是本实用新型主关键部件“同步双驱拼缝装置”的结构示意图(左视图)。图主要组成部分为夹紧油缸(13)、油缸支座(14)、上钳座(15)、前端刀口(16)、工件(17)、滚珠丝杆副(18)、直线导轨副(19)、下钳座(20)、伺服电机(21)、后端刀口(22)、上钳座连接体(23)。
具体实施方式
在线激光拼焊设备同步双驱拼缝装置的具体实施步骤如下I)原理及实施结构在图I示意图中，拼缝装置是激光焊机(I)的主要组成部分之一，入口钳座(2)及出口钳座(3)安装于床身(4)上，面对面布置，通过图2所示主直线导轨(7)与从直线导轨(10)与床身安装平台⑶连接。入口钳座⑵及出口钳座(3)分别通过图3所示夹紧油缸(13)夹持工件(17)，并通过图3所示滚珠丝杆副(18)及伺服电机(21)向心传动，完成工件(17)的拼接。通过图2可见，拼缝装置在板带的宽度方向比较宽，本实用新型的提供的主、从伺服电机同步驱动方法。主直线导轨(7)通过导轨定位块(11)精确定位于床身安装平台(8)上，从直线导轨(10)安装保证与主直线导轨(7)平行；下钳座(20)通过导轨滑块与导轨连接,并通过滑块定位块(6)定位。导轨两侧分别布置主伺服电机(5)及从伺服电机(12)，两个伺服电机同步驱动，完成工件(17)的精确夹送。2)具体实施步骤拼缝装置在激光拼焊设备的自动控制下，图I所示入口钳座(2)及出口钳座(3)均处于零位，当系统检测到图3所示工件(17)尾部到达出口钳座(3)预定位置时，出口钳座(3)上夹紧油缸(13)通过上钳座(15)将工件(17)夹紧，随即完成板带尾部的激光切割；同理，当系统检测到图3所示工件(17)头部到达入口钳座(2)预定位置时，入口钳座(2)上夹紧油缸(13)通过上钳座(15)将工件(17)夹紧，随即完成板带头部的激光切割；当板带头部、尾部均完成激光切割之后，入口钳座(2)及出口钳座(3)分别在其主伺服电机(5)及从伺服电机(12)的驱动下将板带头部及尾部拼接到激光焊接的预定位置。激光焊接完成后，夹紧油缸(13)向上提升，钳口打开，入口钳座(2)及出口钳座(3)分别回到各自零位，进入下一次自动准备状态。本装置定位精度高，定位位置通过参数调节，方便快捷，易于实现设备的自动化控制，能够满足激光拼焊设备对板带拼接的要求，是激光拼焊设备的主关键部件之一。
权利要求1.一种采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备，其特征在于激光拼焊设备的拼缝装置包括入口钳座及出口钳座，面对面布置，安装于激光拼焊设备的床身上，完成焊缝的拼接。
2.根据权利要求I所述的激光拼焊设备，其特征在于入口钳座及出口钳座均采用两套伺服电机同步驱动，同时可以实现入口及出口四个伺服电机的联动。
3.根据权利要求I或2所述的激光拼焊设备，其特征在于入口钳座及出口钳座均采用两套直线导轨、滚珠丝杆副传动机构，安装于下钳座的两侧下方。
专利摘要本实用新型涉及一种采用同步双驱拼缝装置的激光拼焊设备，其特征在于1)激光拼焊设备的拼缝装置包括入口钳座、出口钳座，面对面布置，安装于激光拼焊设备的床身上，完成焊缝的拼接，入口钳座及出口钳座均采用两套伺服电机同步驱动，同时可以实现入口及出口四个伺服电机的联动；2)激光拼焊设备入口钳座及出口钳座均采用两套传动机构，安装于下钳座的两侧下方；3)入口钳座及出口钳座均采用直线导轨、滚珠丝杆副传动；4)当入口及出口板带因切割产生误差，拼缝出现两端松紧不一致时，通过对伺服电机位置参数的补偿，可以完成整条焊缝的紧密拼接；5)当外光路产生偏差时，通过对伺服电机位置参数的调节，很方便地调整拼缝位置。
文档编号B23K26/42GK202571664SQ20112021510
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者黄昭明, 万滋雄 申请人:武汉大族金石凯激光系统有限公司, 黄昭明, 万滋雄