焊接机器及相关方法发明领域1.本发明涉及一种用于纵向金属产品(例如坯料(billet)、棒材(bar)或方坯(bloom))的闪光焊接(flashwelding)类型的焊接机器(weldingmachine)，其适于沿着通常布置在轧机上游的辊道(rollertable)焊接两个连续纵向产品的头部和尾部。本发明还涉及一种焊接方法，该方法可以通过前述机器来执行。
背景技术：
：：2.在轧机中，特别是，在循环运转类型(endlessoperatingtype)的轧机中，来自铸造机或外部仓库的金属产品被焊接在一起，然后被轧制。3.焊接的金属产品通常是半成品金属产品(semi-finishedmetalproduct)，如坯料、棒材或方坯。4.焊接是通过将一个产品的尾部连结到后续产品(successiveproduct)的头部来进行的。5.焊接是通过电源产生的电击来实现的，电源为待焊接的产品供电。这项技术被称为闪光焊接。6.在焊接过程中，产品必须被有效锁定。为此，提供了夹紧装置，该夹紧装置用于在焊接过程中将产品保持在适当的位置，并时常将电流传输到待焊接的产品。7.这种夹紧装置通常包括直接与待焊接产品接触的元件，特别是夹具(clamp)。随着焊接的逐步进行，保持待焊接产品的头部和尾部的夹具通过气缸(称为倾覆气缸(upsettingcylinder))拉近。这种操作是必要的，以补偿由熔化造成的材料损失，并允许形成接头的两个被焊接的部件之间的有效附着(effectiveadhesion)。然而，由于焊接过程中熔融材料向外排出，因此在接头周围形成了一串毛刺，如果过量，则必须去除(或减少)，以免在轧制过程中引起问题。8.不利的是，已知的焊接机器不能完美地使待焊接的两个产品的头部和尾部对准。9.通常，两个产品的头部和尾部到达焊接机器时交叠(fold)，例如，由于加热炉(rhf)中的传导，和/或由于夹具的磨损、夹具的脏状态或夹具的不正确组装导致焊接机器自身使坯料交叠或不对准的事实。10.这在焊接接头中造成台阶或凹陷，使得在后续加工中难以清洁，也在连续轧制中造成进一步的困难。11.因此，感到需要克服所述缺点。12.发明概述13.本发明的一个目的是生产一种闪光焊接类型的焊接机器，该焊接机器设置有用于对准待焊接的两个产品的头部和尾部的有效对准系统。14.本发明的另一个目的是生产一种设置有对准系统的焊接机器，该焊接机器从结构的角度来看是简单的并且仍然允许执行已知焊接机器的必要移动。15.本发明的另一个目的是生产一种设置有自动对准系统的焊接机器，该焊接机器允许增加操作者的安全性。16.本发明通过一种闪光焊接类型的焊接机器来实现这些目的以及根据本说明书将变得清楚的其他目的中的至少一个，该焊接机器用于将第一纵向金属产品的尾部与第二纵向金属产品的头部沿着所述纵向金属产品的送料方向焊接，该机器包括适于沿着送料方向滑动的滑架(carriage)，所述滑架支撑：[0017]-固定到所述滑架的第一结构；[0018]-第一夹紧装置，其设置在所述第一结构上，用于夹紧第一金属产品的尾部或者第二金属产品的头部；[0019]-第二结构，其连接到所述第一结构，以便相对于第一结构和滑架二者平行于送料方向滑动；[0020]-第二夹紧装置，其设置在所述第二结构上，用于夹紧第二金属产品的头部或者第一金属产品的尾部；[0021]其中，第一调节装置设置成用于使第二结构沿着所述送料方向靠近第一结构或远离第一结构移动；[0022]并且其中，第二调节装置设置成用于通过第二结构的提升来沿着横向于所述送料方向的平面调节第二结构相对于第一结构的位置，以便对所述准头部和所述尾部。[0023]根据本发明的另一方面，提供了一种闪光焊接类型的焊接方法，其用于将第一纵向金属产品的尾部焊接到沿着所述纵向金属产品的送料方向供给的第二纵向金属产品的头部，该方法可通过前述机器来执行，并且包括以下步骤：[0024]a)通过设置在所述第一结构上的第一夹紧装置夹紧第一金属产品的尾部或第二金属产品的头部，并通过设置在所述第二结构上的第二夹紧装置夹紧第二金属产品的头部或第一金属产品的尾部；[0025]b)借助于所述第二调节装置，通过第二结构的提升沿着横向于所述送料方向的平面调节第二结构相对于第一结构的位置，以便对准所述尾部和所述头部；[0026]c)通过借助于所述第一调节装置使第二结构沿所述送料方向靠近第一结构移动，焊接所述尾部和所述头部。[0027]有利的是，本发明的焊接机器设置有对准系统，该对准系统被设计成在需要时提升进入机器的金属产品(例如，坯料)的头部(或者反之亦然，离开机器的金属产品的尾部)，以便将两个头部表面和尾部表面对准在相同的位置。[0028]特别地，焊接机器的两个结构或部分，一个(保持第一产品的尾部)和另一个(保持第二产品的头部)通过梁(beam)可滑动地相互约束：机器的一部分固定到滑架，相反，另一部分通过梁以悬臂的方式悬挂。[0029]在本发明的一个实施例中，悬臂悬挂部分的夹紧装置的提升是通过推动设备(例如，液压系统)发生的，该推动设备使滚子旋转，该滚子安装到旋转轴的偏心部分上并与下部悬臂梁接触。[0030]在本发明的变型中，由于结构或可移动部分的滑动滚子的特殊构造(即，机器的可滑动且可提升部分没有一体地被约束至滑架)，因此所述滑动滚子允许可移动部分相对于固定部分滑动，并且前述可移动部分可以通过绕水平旋转轴线略微向上旋转而被提升，导致可移动部分的夹紧装置的提升，直到两个金属产品的头部和尾部对齐。事实上，可移动部分沿着圆弧的略微移动导致由所述可移动部分维持的金属产品(例如，坯料)的大体竖直的移动。[0031]在另一种变型中，倾覆气缸端的特定构造有助于这种提升。[0032]在本发明的另一变型中，提供至少一个传感器(例如，照相机、探针、激光传感器或另一合适的传感器)，其适于检测进入焊接机器的金属产品的头部相对于前面的金属产品的尾部的位置之间的高度差。软件获取该高度差的值，并向第二调节装置发送命令，以通过沿着横向于(优选垂直于)金属产品的送料方向的平面的摆动(oscillation)来调节可移动部分相对于固定部分的位置。[0033]在使用照相机的情况下，可以将图像传输到监视器，允许操作者在离机器的安全距离处检查金属产品的对准，以便检查焊接接头的居中位置(centeringposition)。[0034]根据示例性但非排他性的实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显。[0035]从属权利要求描述了本发明的特定实施例。[0036]附图简述[0037]参考了通过非限制性示例提供的本发明的说明书中所附的图表，其中：[0038]图1示出了根据本发明的焊接机器的第一实施例的第一侧视图；[0039]图2示出了图1中的机器的第二侧视图；[0040]图3a示出了图1中的机器的第三侧视图；[0041]图3b示出了处于不同操作位置的前述的第三侧视图；[0042]图4示出了图3a中的机器沿平面a-a的横截面；[0043]图5示出了图4中的第一部分的放大图；[0044]图6示出了图4中的第二部分的放大图；[0045]图7示出了图1中的机器的俯视图；[0046]图8示出了图3b中的机器的部件的横截面；[0047]图9示出了根据本发明的焊接机器的第二实施例的侧视图。[0048]附图中参考的相同的数字和字母表示相同的元件或部件。[0049]本发明的示例性实施例的描述[0050]参考附图，示出了根据本发明的闪光焊接类型的焊接机器的一些示例。[0051]在本发明的所有实施例中，适于将第一纵向金属产品的尾部与第二纵向金属产品的头部沿所述纵向金属产品的送料方向焊接的焊接机器包括滑架1，滑架1适于沿着所述送料方向在辊道(未示出)上方滑动，纵向金属产品例如坯料、方坯或棒材在辊道上前进。[0052]滑架1支撑：[0053]-第一结构或主体2，其连接(例如固定)到所述滑架1；[0054]-第一夹紧装置3、4，其设置在第一结构2上，用于夹紧第一金属产品的尾部或者第二金属产品的头部；[0055]-第二结构或主体5，其连接到第一结构2，以便相对于第一结构2和滑架1二者平行于送料方向滑动；[0056]-第二夹紧装置6、7，其设置在第二结构5上，用于夹紧第二金属产品的头部或者第一金属产品的尾部；[0057]-第一调节装置22、23，其用于使第二结构5沿着送料方向靠近第一结构2或远离第一结构2移动，即沿着所述送料方向调节从第一结构2到第二结构5的距离。[0058]第一结构2通过至少一个约束件(constraint)33固定到滑架1，优选地仅有一个约束件。约束件33可以允许第一结构2围绕约束件略微摆动(oscillation)。因此，也连接到第一结构2的第二结构5可以围绕约束件33略微摆动。[0059]在图1-图8所示的焊接机器的第一实施例中，第一结构2界定了纵向轴线z(图1)，该纵向轴线相对于由滑架1界定的水平面倾斜成锐角，优选地在30°和50°之间(例如，45°)。界定其纵向轴线z’的第二结构5(图2)大体平行于第一结构2布置，并且沿着待焊接产品的送料方向与第一结构2间隔开。[0060]在图9所示的焊接机器的第二实施例中，第一结构2界定了大体水平的纵向轴线z(未示出)。类似地，界定其纵向轴线z’的第二结构5(图9)被布置成大体平行于第一结构2，并且沿着待焊接产品的送料方向与第一结构2间隔开。[0061]在所有实施例中，第一结构2的第一夹紧装置3、4包括相应的上部夹具和下部夹具。当下部夹具是固定夹具时，上部夹具可以由相应的移动气缸34移动(图1)。[0062]第二结构5的第二夹紧装置6、7包括相应的上部夹具和下部夹具。在这种情况下，当下部夹具是固定夹具时，上部夹具也可以由相应的移动气缸35移动(图2和图9)。[0063]可选择地，还也可以使下部夹具可移动。[0064]焊接机器设置有分别连接到结构2和结构5的变压器36和导体37，以便以已知的方式向待焊接的产品提供电流。[0065]有利的是，提供第二调节装置，用于通过第二结构5的提升沿着横向于(优选地垂直于)所述送料方向的平面调节第二结构5相对于第一结构2的位置，以便沿着送料方向对准两个产品的尾部和头部。这种提升可以通过第二结构5绕平行于送料方向的旋转轴线c略微旋转而发生(图2和图9)。在第一实施例中(图2)，所述旋转轴线c优选地布置在与变压器36所在侧相对的一侧(图2)。[0066]特别地，第二结构5以悬臂的方式连接到第一结构2，所述第二结构5在优选为悬臂梁的至少两个支撑件8、9上滑动，该至少两个支撑件8、9固定到第一结构2并且具有彼此平行并且平行于产品的送料方向的纵向轴线。[0067]优选地，第二调节装置被集成到第二结构5中并且包括推动设备20，该推动设备20被构造成推动悬臂梁8、9中的至少一个，以相对于第一结构2略微提升第二结构5。[0068]在附图所示的实施例中，仅提供了一个第一悬臂梁8和一个第二悬臂梁9，其分别固定到第一结构2的第一端和第二端。[0069]可选地，第二结构5的第一端(在图2中焊接机器倾斜的情况下是上端)可以通过第一悬臂梁8或上部悬臂梁可滑动地连接到第一结构2的第一端。而第二结构5的第二端(在图2中焊接机器倾斜的情况下是下端)可以通过第二悬臂梁9或下部悬臂梁可滑动地连接到第一结构2的第二端。[0070]因此，第二结构5在上部悬臂梁8和下部悬臂梁9上滑动，以便靠近第一结构2或远离第一结构2移动。[0071]优选地，推动设备20被构造成推动下部悬臂梁9以提升第二结构5。[0072]如图3a和图3b中的变型所示，但是该变型对于本文描述的两个实施例可以都是有效的，上部悬臂梁8具有其第一部分8’，第一部分8’具有四边形截面，该第一部分8’远离第一结构2并插入第二结构5的具有四边形截面的通孔10(图5)中。优选地，上部悬臂梁8具有其第二部分，该第二部分靠近第一结构2并一体地固定到第一结构2，而第一部分8’是悬臂式的，并且可选地，在所述第一部分8’和相邻的第二部分之间设置有肩部(shoulder)。可选地，悬臂梁8的第二部分也具有四边形截面，并且，优选地，所述第二部分的侧表面平行于第一部分8’的相应侧表面。[0073]通孔10在至少两个相对的侧表面上设置有第一滚子12(图4和图5)，用于第二结构5在悬臂梁8上滑动，特别是在悬臂梁8的部分8’上滑动。[0074]优选地，一对第一滚子12设置在通孔10的所述两个相对的侧表面中的每一个上。不排除在通孔10内，在所述两个相对的侧表面中的每一个上可以仅设置一个滚子12，或者三个或更多个滚子12。[0075]有利的是，第一滚子12具有凸起的侧表面30，即略微凸起的侧表面，该侧表面与上部悬臂梁8的相应侧表面接触，以促进第二结构5沿着横向于(优选地垂直于)送料方向的平面围绕轴线c进行小的旋转。[0076]第一滚子12是空转滚子(idleroller)，其被容纳在第二结构5中获得的相应座中，即，在通孔10的所述两个内部且相对的侧表面中获得的座中。这种滚子12略微突出到所述通孔10中，以与上部悬臂梁8的相互相对的表面接触。[0077]类似地，下部悬臂梁9具有其第一部分9’，第一部分9’具有四边形截面，该第一部分9’远离第一结构2并插入第二结构5的具有四边形截面的通孔11(图6)中。优选地，下部悬臂梁9具有其第二部分，该第二部分靠近第一结构2并一体地固定到第一结构2，而第一部分9’是悬臂式的，并且，可选地，在所述第一部分9’和相邻的第二部分之间设置有肩部。可选地，悬臂梁9的第二部分也具有四边形截面，并且，优选地，所述第二部分的侧表面不平行于第一部分9’的对应侧表面(图3a)。[0078]可选择地，下部悬臂梁9的第一部分9’的横截面形状可以不是四边形(例如，圆拱形(round))。[0079]在一种变型中，通孔11设置有四个第二滚子13、14、17、18。每个第二滚子13、14、17、18布置在通孔11的相应的内侧表面处，用于第二结构5在悬臂梁9上的滑动。[0080]具体地，每个第二滚子13、14、17、18容纳在第二结构5中获得的相应座中，即，容纳在通孔11的对应的内侧表面中获得的相应座中，并且这些滚子突出到所述通孔11中，用于可能与下部悬臂梁9的相应的侧表面接触。两个侧滚子13、18和下部滚子17是空转滚子，而上部滚子14是受控滚子，但是上部滚子14在旋转时空转。[0081]有利的是，所述四个第二滚子中的上部滚子14安装在旋转轴21的偏心部分上，并且推动设备20适于旋转所述旋转轴21，使得上部滚子14(从其座突出更多)推动下面的下部悬臂梁9，以便提升第二结构5。[0082]事实上，在静止位置，下部悬臂梁9的第一部分9’与处于部分地缩回其座内的位置的上部滚子14接触，并且第一部分9’与所述第二滚子的两个侧滚子13、18接触，而间隙19可以存在于所述第二滚子的下部滚子17和下悬臂梁9的第一部分9第之间。[0083]然而，在推进位置，相对于静止位置，上部滚子14处于从其座更突出的位置，使得第二结构5被提升，直到下部滚子17和第一部分9’之间可能地接触。[0084]在可选择的变型中，没有设置下部滚子17，并且在推进位置，第二结构5被提升，而通孔11的下部内侧表面(即没有设置滚子的内侧表面)和第一部分9’之间没有接触。[0085]在图6所示的本发明的优选变型中，推动设备20包括致动器16(优选地为液压缸)，其适于(例如，通过连接到活塞(不可见)的杆31)在操纵杆15的第一端处致动操纵杆15，所述操纵杆15在其第二端处与旋转轴21成一体，上部滚子14键接到旋转轴21的偏心部分。[0086]因此，通过致动致动器16，杆31沿着箭头a向下移动，降低连接到杆31的操纵杆15的第一端，并因此导致操纵杆15的第二端(例如，键接到轴21)围绕与轴21相同的旋转轴线旋转。这样，轴21将旋转，也导致上部滚子14旋转。优选地，轴21绕其轴线的最大旋转以及因此上部滚子14的最大旋转是小于或等于180°的角度(例如在45°至135°之间)。在上部滚子14旋转后，上部滚子14将从其座更突出，导致第二结构5的下部部分沿着箭头b提升(图6)，直至也可能使下部滚子17与下悬臂梁9的部分9’接触。[0087]优选地，如图2和图9所示，上部悬臂梁8被构造成使得其第一部分8’具有对称平面x，该对称平面x垂直于第一部分8’的与第一滚子12接触的相互相对的两个侧表面；而下部悬臂梁9被构造成使得其第一部分9’具有对称平面y，对称平面y平行于第一部分9’的与上部滚子14接触的侧表面。对称平面x和对称平面y是相交的(incident)，界定了轴线c，该轴线c平行于送料方向并且第二结构5可以围绕该轴线c略微旋转。在图2所示的第一实施例中，在静止位置(即，当第二结构5未被提升时)，由平面x和平面y界定的锐角α可以在40°和90°之间(优选地在45°和65°之间)。第二结构5围绕轴线c的旋转可以发生在1°和5°之间(优选地在1°和3°之间)的范围内。[0088]由于第一滚子12的凸起侧表面30与上部悬臂梁8的相应侧表面接触，这有助于该旋转。[0089]在一个变型中，对称平面x与由滑架1界定的水平面形成25°至45°之间的锐角；而对称平面y与所述水平面形成15°到20°之间的锐角。这两个锐角之和等于锐角α(图2)。[0090]此外，轴线c相对于焊接机器布置在与变压器36所在的一侧相对的一侧(图2)。[0091]在图9所示的第二实施例中，在静止位置，由平面x和平面y界定的锐角α’可以在5°和85°之间，优选地在30°和60°之间。第二结构5围绕轴线c的旋转可以发生在1°和5°之间(优选地在1°和3°之间)的范围内。[0092]由于第一滚子12的凸起侧表面30与上部悬臂梁8的相应侧表面接触，这有助于该旋转。[0093]在该实施例中，对称平面y大体上是水平的，并且在静止位置，也平行于第二结构5的纵向轴线z’。[0094]优选地，在两个实施例中，轴线c是焊接机器外部的轴线，即，不与焊接机器的任何部件相交的轴线。[0095]可选地，第一调节装置是倾覆气缸22、23，优选地数量仅为两个。[0096]倾覆气缸22、23通过相应的销24、25在其第一端处铰接到第一结构2，并且在其第二端处铰接到第二结构5。有利的是，每个倾覆气缸22、23的第一端和第二端都设有相应的球形接头26、27。在每个倾覆气缸的两端处的这些球形接头允许第二结构5相对于固定到滑架1的第一结构2被提升，有利于相同的倾覆气缸相对于其通常水平的位置略微倾斜，该通常水平的位置平行于产品的送料方向。[0097]优选地，在附图所示的变型中，第一倾覆气缸22布置在焊接机器后方底部处(即，在第一结构2和第二结构5后方底部处)，在与上部悬臂梁8固定在的一侧和/或在变压器36设置在其上的一侧相对的一侧。替代地，第二倾覆气缸23布置在焊接机器的一端处，例如，在图1的变型的情况下，布置在第一结构2和第二结构5二者的下部处。优选地，在所有实施例中，第二倾覆气缸23布置成靠近与设置第一倾覆气缸22的一侧相对的一侧。[0098]优选地，倾覆气缸22的销24、25的轴线界定了一个平面，该平面是横向于(图1和9)(例如，大体上垂直于)由倾覆气缸23的销的轴线界定的平面。[0099]在本发明的一个有利的变型中，提供至少一个传感器32，例如照相机、探针、激光传感器或其他合适的传感器，其适于检测进入焊接机器的金属产品的头部和前面的金属产品的尾部之间的高度差。合适的软件获取所述高度差的值，并向第二调节装置(优选为推动设备20)发送命令，以自动地调节第二结构5相对于第一结构2的位置。[0100]在使用照相机的情况下，可以将图像传输到监视器，允许操作者在离机器的安全距离处检查和调整金属产品的对准，以便检查和调整焊接接头的居中位置。[0101]下面描述根据本发明的闪光焊接方法的步骤。[0102]可以通过上述机器执行的焊接方法包括以下步骤：[0103]a)通过设置在第一结构2上的第一夹紧装置3、4夹紧第一金属产品的尾部或第二金属产品的头部，并通过设置在第二结构5上的第二夹紧装置6、7夹紧第二金属产品的头部或第一金属产品的尾部；[0104]b)借助于第二调节装置，通过所述第二结构5的提升(优选地，通过所述第二结构5的旋转)沿着横向于所述送料方向的平面调节第二结构5相对于第一结构2的位置，以便沿着送料方向对准尾部和头部；[0105]c)通过借助于第一调节装置使第二结构沿所述送料方向靠近第一结构移动来焊接尾部和头部。[0106]在步骤b)中，第二结构5的旋转围绕平行于送料方向的轴线c发生，旋转的范围在1°和5°之间，优选在1°和3°之间。[0107]优选地，以下步骤被包括在步骤a)和步骤b)之间：[0108]-通过至少一个传感器32检测进入焊接机器的金属产品的头部和前面的金属产品的尾部之间的高度差；[0109]-通过软件获得所述高度差的值，并向第二调节装置发送命令，以调节第二结构5相对于第一结构2的位置。当前第1页1 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