用于使切割及焊接金属带材的装置移动的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部的装置移动的设备，以及涉及一种与根据权利要求1的前序部分和权利要求14的前序部分中的每一者的所述装置相关联的方法。
【背景技术】
[0002]在对在包括处理模块(磨床、刨机、熔炉、酸洗、镀锌、退火等)的线上移动的金属带材进行冶金处理的领域中，金属带材从相继解绕的带卷理想地插入以将金属带材顺序地定位在所述线上。为了实现正被处理的带材的连续的物理运动，需要切割解绕的第一带材的尾部和已至少部分地解绕的第二带材的头部、并随后将解绕的第一带材的尾部焊接至已至少部分地解绕的第二带材的头部，为此，所述带材尾部和所述带材头部被带至特别地称作焊接机的焊接装置中。在焊接操作期间，带材尾部和带材头部必须通过爪固定以便焊接(在切割之后)，因而在此期间，需要在焊接机的下游的处理处至少限制或者不减慢(已焊接的)带材的运动速度。此外，带材长度累积装置安装在焊接机的下游以及可能安装在焊接机的上游，以便由于带材在带材长度累积装置中的累积和/或进给，即使在焊接机处停留和/或减慢时期，也能使处理过程或多个处理过程连续。这些累积装置由于它们昂贵且笨重而应该被最小化。具体地，用于这些带材的处理线必须趋于能够使带材从线入口处的解绕机连续地运动至线出口处的卷取机或切割带材部段堆。因此，希望使每个带材(至少尾部和/或头部)在线的某点处、诸如在焊接机中停留的持续时间最小化，同时减少非生产性累积，原因在于停留的持续时间和非生产性的累积仅代表与由带材在处理线中运动的平均速度减小以及由诸如使用带材累积装置之类的用于缓解带材在线的某部段中速度放慢的设备的增加所引起的线上的生产率的降低对应的成本。
[0003]此外，成卷带材在进入焊接机时可以具有不同的冶金性能、厚度和宽度，特别在处理不同类型和规格的成卷带材的情况下更是如此。考虑到通过由焊接机下游的处理所引发的操作而施加在焊接区域上的应力，目前，存在用于焊接具有不同宽度和厚度的金属带材的两种主要类型的焊接机，即，轻型焊接机和重型焊接机。换句话说，为了在“轻型或重型”领域中的每一者中的更广泛的焊接应用，希望能够将焊接范围扩展至更大的带材规格和类型、或者甚至更小的带材规格和类型。然而，在设计用于小规格带材的焊接机的情况下，如果期望将焊接扩展至更大的规格(假设:带材的宽度、厚度和冶金特性没有超出所述焊接机的能力)，则焊接时间将至少与和所需宽度有关的焊接长度的增大而成比例地增大。这降低了处理线(下游)的生产率并且在下游潜在地需要附加的累积装置。除了非生产时间具有负面影响的事实以外，还需要提供设计用于较宽带材规格的增大容量储存累积器。因此，明显的是，对于适于焊接较大的带材规格的焊接机而言，这种下游累积装置(以及在适用的情况下的上游累积装置)将还必定比以前更重且更昂贵。
[0004]首先，本发明基于用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备的现有技术，所述至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并随后将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，所述设备包括至少一个第一滑架，所述至少一个第一滑架保持有至少一个焊接头，所述第一滑架能够沿着依循跨过带材的至少一个横向区域(通常称为“宽度”)的第一路线的导引路径移动。此外，该设备包括至少一个第二滑架，所述至少一个第二滑架能够独立于第一滑架移动并保持有切割头，所述第二滑架能够在依循第二路线的导引路径上移动。这种设备在公开文献DE102007023017A1 (参见图2a、图2b、图2c)中进行了充分地示出和描述，该公开文献示出了下述的两滑架式布局，每个滑架均具有能够在切割模式与焊接模式之间切换的头。主要由至少一个激光源供应的这种可切换类型的头为目前最适于切割及焊接具有不同形状的金属坯料的灵活操作方法技术。然而，这些头具有下述缺陷:不提供与专门用于切割金属带材或焊接金属带材的独立的切割头和焊接头相同的切割性能水平和焊接性能水平。该缺陷由于下述原因而更加明显:待切割及焊接的带材可能具有不同的规格、厚度以及冶金、物理/机械特性并且因此可能呈现在切割性能和焊接性能方面的严格要求，这些严格要求难以利用通用的切割及焊接头技术实现。此外，在DE102007023017A1中描述的设备包括在切割步骤(图2a)与焊接步骤(图2c)之间的中间步骤(图2b)，该中间步骤用于相对于所述两个滑架中的至少一个滑架调整所述两个滑架中的另一个滑架，以使待被切换至焊接模式的纵向对准的切割头移动至相对于初始的带材运动方向横向地对准的位置。该中间步骤具有两个缺陷:首先，在改变头的对准和滑架的对准时的时间损耗，这必然降低生产率或需要附加的累积容量；其次，用于这种动态的滑架/头装置所需的高度的对准精度，这需要昂贵的对准装置来实现所需的可靠性和稳定性。用于精确地对准滑架及其头的这种装置有利地使根据DE102007023017A1的设备能够容易地用于通过使用自由形式的焊接来焊接两个金属片材的部段，而本发明涉及切割和焊接带材尾部的线性边缘和带材头部的线性边缘，即较简单的轮廓。
[0005]最后，本发明还意在提供对配装有焊接头和切割头的被称为“单个滑架”的常规技术的一种替代方案，例如，提供对在如在相同的公开文献DE102007023017A1 (图la、图lb、图lc)中以及在JP S60-257983中提出的包括配装有具有多个可切换切割/焊接头的枢转臂的单个滑架的设备中的“单个滑架”的替代方案。这种类型的结构还具有与双重功能的切割及焊接头以及如上所述的在循环方面占据太多时间和需要太高精度的中间步骤(诸如，在DE102007023017A1中的图lb中)相关的缺陷。
[0006]还应该指出的是，需要由一个或更多个支撑及导引元件支撑的对准和/或枢转装置的切割及焊接设备要求这些元件为复杂的并且因此为笨重和/或沉重的，由于对夜以继日地工作的设备而言要求这些装置具有精度和可靠性，因而更是如此。通常来说，这些元件是大的并且为C形的，以使切割头、焊接头、抛光头、质量控制头和加热头等能够在带材的旁侧运动，无论所述带材存在与否都是如此。
[0007]此外，除根据本发明的设备以外，如果需要其他模块，诸如以下模块中的至少一者:
[0008]-焊接质量控制装置，
[0009]-焊接区域抛光单元，
[0010]-用于对待焊接区域和/或已焊接区域进行退火的装置，
[0011 ] 则上述设备将甚至更大且更笨重，并且上述设备将极其复杂或者甚至不可能将这些模块结合在其中(例如，将抛光装置结合在枢转或执行非线性轮廓切割/或焊接的滑架上)。因此，用于使至少一个切割及焊接装置移动的已知设备明显地缺乏模块化。
【发明内容】
[0012]本发明的一个目的在于提出一种用于使至少一个切割及焊接装置移动的设备，所述至少一个切割及焊接装置能够切割第一金属带材的尾部和第二金属带材的头部、并且随后将第一金属带材的尾部焊接至第二金属带材的头部，所述设备解决了以上在现有技术中所描述的已知问题。
[0013]特别地，本发明通过提出以下优点来解决问题:
[0014]-减少用于累积移动带材的装置、提高生产率、缩短切割及焊接循环的持续时间，
[0015]-简化切割及焊接循环，
[0016]-利用(独立的)高性能切割头和焊接头，
[0017]-增强对不同带材规格和性能的适应性，
[0018]-改善支承/托架结构的简单化、模块化、一体化和流线型化/紧凑化，
[0019]-特别地是对利用动态精度特征来用于滑架和切割/焊接头在可变的切割及焊接路线一一这些线路可以在十厘米与几米之间变化一一上的运动和定位所需的过度的机械结构公差进行限制，
[0020]-用于焊接带材所需的重复的功能的可靠性和稳定性，
[0021]-特别地由于易于接近不同的头和模块而便于机械维护操作。
[0022]与这种移动设备相关联地，还提出了用于切割并随后焊接的方法，特别地，