CN115091204A - 一种焊接剪切机调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接剪切机调整方法，属于冷轧生产线焊接剪切机调整技术领域，该调整方法包括：获得上剪胎向下运动的轨迹；根据轨迹调整所述上导向柱与竖向的夹角，直至所述轨迹沿竖向分布；获得第一安装面的多个位置的第一高度以及第二安装面的多个位置的第二高度；在上剪胎与上底座间设置与第一高度匹配的第一垫块，在下剪胎与下底座间设置与所述第二高度匹配的第二垫块，以使上剪胎和下剪胎水平设置，完成焊接剪切机的调整。本发明提供的方法，实现了对激光焊接剪切机空间姿态的微米级调整量精密检测及调整；实现了全局的评价和整体功能精度的控制，且该方法简单，不依赖于技术人员的经验，检测效果高。

Description

一种焊接剪切机调整方法

技术领域

本发明属于冷轧生产线焊接剪切机调整技术领域，具体涉及一种焊接剪切机调整方法。

背景技术

冷轧产线的焊接剪切机可以对前一根带钢切除尾部，后一根带钢切除头部后进行焊接，焊接剪切机剪切后前后两根带钢的切口平直度会影响焊接质量，而焊接质量又对产品的质量起着至关重要的作用，因此焊接剪切机的剪切精度成为冷轧连续产线提升产能的关键。

焊接剪切机中的焊接为激光焊接，焊接剪切机包括上底座、下底座、上剪胎、下剪胎、上导向柱和下导向柱，上底座和下底座沿竖向相对设置，上剪胎和下剪胎分别连接于上底座的第一安装面和下底座的第二安装面，上底座可移动地连接于上导向柱，下底座连接于下导向柱，以使上剪胎和下剪胎顶紧或分离。

现有技术中，下底座的水平度调整通过如下方式：将百分表设在下剪胎上，百分表的表针打在上剪胎的导向板处，使上剪胎与相连的下导向柱在液压缸的作用向下实现上、下动作，进而测量上剪导向柱与下剪胎的相对平行度。这种方法仅可以测量下底座水平度，而上剪胎水平度和上导向柱的垂直度无法测量，缺少对激光焊接剪切机整体功能精度的控制能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种焊接剪切机调整方法，实现了对激光焊接剪切机空间姿态的微米级调整量精密检测及调整；实现了全局的评价和整体功能精度的控制，且该方法简单，不依赖于技术人员的经验，检测效果高。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种焊接剪切机调整方法，所述焊接剪切机包括上底座、下底座、上剪胎、下剪胎、上导向柱和下导向柱，所述上底座和所述下底座沿竖向相对设置，所述上剪胎和所述下剪胎分别连接于所述上底座的第一安装面和所述下底座的第二安装面，所述上底座可移动地连接于上导向柱，所述下底座连接于下导向柱，以使所述上剪胎和所述下剪胎顶紧或分离，

所述方法包括：

获得所述上剪胎的剪刃向下运动的轨迹；

根据所述轨迹调整所述上导向柱与竖向的夹角，直至所述轨迹沿竖向分布；

获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度；

在所述上剪胎与所述上底座间设置与所述第一高度匹配的第一垫块，在所述下剪胎与所述下底座间设置与所述第二高度匹配的第二垫块，以使所述上剪胎和所述下剪胎水平设置，完成所述焊接剪切机的调整。

进一步地，所述获得上剪胎的剪刃向下运动的轨迹，包括：

获得上剪胎的剪刃多个点向下运动过程中的坐标；

根据所述坐标拟合出所述多个点的运动轨迹。

进一步地，采用激光干涉测距仪测量所述多个点的坐标。

进一步地，所述上剪胎的剪刃向下运动的步进量为50-100mm。

进一步地，获得所述上剪胎的剪刃3-8个点向下运动过程中的坐标。

进一步地，所述剪切焊接机的底部设有四个轮子，四个所述轮子分别位于入口操作侧、入口传动侧、出口操作侧和出口传动侧，通过调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱的角度。

进一步地，所述调整方法还包括：

根据所述轨迹确定所述轨迹与竖直方向、带钢运行方向以及带钢宽度方向的夹角；

根据所述夹角调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱。

进一步地，所述轮子的调整量为d/tanθ，其中，d为调整侧与非调整侧的所述轮子间的距离，θ为所述轨迹在过所述调整侧的两个轮子的水平面的角度分量。

进一步地，调整所述轮子的过程中，在需要调整的所述轮子上设置百分表。

进一步地，所述获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度，包括：

获得所述第一安装面的多个位置的第一坐标以及所述第二安装面的多个位置的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度。

本发明的有益效果至少包括：

本发明所提供的一种焊接剪切机调整方法，该调整方法包括：获得上剪胎的剪刃向下运动的轨迹；根据所述轨迹调整所述上导向柱与竖向的夹角，直至所述轨迹沿竖向分布；获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度；在所述上剪胎与所述上底座间设置与所述第一高度匹配的第一垫块，在所述下剪胎与所述下底座间设置与所述第二高度匹配的第二垫块，以使所述上剪胎和所述下剪胎水平设置，完成所述焊接剪切机的调整。采用本发明提供的调整方法，通过检测计算出上剪胎的运动轨迹，并根据运动轨迹实现了对上导向柱的调整量计算以及对下导向柱的调整；对上底座的第一安装面和下底座的第二安装面进行平面度检测，并根据检测结果调整，实现了对激光焊接剪切机空间姿态的精密检测及调整；该方法实现激光焊剪切机的微米级调整量测量及调整，方法简单，不依赖于技术人员的经验；相对于通过百分表测量上导向柱与下导向柱相对直线度的方法，换向的液压阀以及焊接剪切机均设于焊接小车上，因此液压阀的换向会产生液压冲击导致焊接剪切机振动，本申请的方法不受液压阀换向过程的振动影响；还可以实现上导向柱、上底座和下底座的精度调节，调节范围广，调节效果精度和效率高，实现了全局的评价和整体功能精度的控制。

附图说明

图1为本实施例的上底座和上剪胎的结构示意图；

图2为本实施例的下底座和下剪胎的结构示意图。

图3为上剪胎和下剪胎的结构示意图。

图4为上导向柱的结构示意图。

图5为下导向柱的结构示意图。

图6为焊接剪切机构的整体图。

图7为一种焊接剪切机调整方法的工艺步骤图。

附图标记说明：

1-上底座，2-下底座，3-上剪胎，4-下剪胎，5-上导向柱，6-下导向柱。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

图1至图6示出了焊接剪切机的结构，结合图1至图6，焊接剪切机包括上底座1、下底座2、上剪胎3、下剪胎4、上导向柱5和下导向柱6，所述上底座1和所述下底座2沿竖向相对设置，所述上剪胎3和所述下剪胎4分别连接于所述上底座1的第一安装面和所述下底座2的第二安装面，所述上底座1可移动地连接于上导向柱5，所述下底座2连接于下导向柱6，以使所述上剪胎3和所述下剪胎4顶紧或分离。上底座1沿着上导向柱5的长度方向移动，如果上导向柱5竖向设置，则可以保证上底座1连接的上剪胎3在竖向往复运动的过程的垂直精度；上剪胎3的顶面如果可以保证水平设置，那么可以保证上剪胎3的剪刃的任何位置均与带钢同时作用，因此必须保证上剪胎3竖向往复且剪刃水平设置，方可保证带钢切口的质量。需要说明的是，在剪切过程中，下剪胎4不动，上剪胎3沿着竖向往复运动，使得上剪胎3与下剪胎4顶紧或分离，实现带钢的切断；带钢剪切时，前一根带钢的尾部和后一根带钢的头部均置于剪切位，对两根带钢同时剪切；切断后两根带钢通过夹钳被牵引至焊接位形成拼缝进行激光焊接，焊接结束后进入冷轧机组进行轧制。需要说明的是，在带钢剪切的过程中，下剪胎4不动作，在剪切就位前，需要下剪胎4先上升至剪切位，因此，下剪胎4可移动地连接于下导向柱6。

图7为焊接剪切机调整方法的工艺步骤图，结合图7，本发明实施例提供了一种焊接剪切机调整方法，该调整方法包括：

S1，获得上剪胎3的剪刃向下运动的轨迹；

在本实施例中，上述获得上剪胎3的剪刃向下运动的轨迹，可以通过下述方法来实现：

S11，获得所述上剪胎3的剪刃多个点向下运动过程中的坐标；

采用激光干涉测距仪测量所述多个点的坐标，剪刃的多个点可以根据需要选取，例如可以选取剪刃靠近操作侧和靠近传动侧各一个点，当然也可以是其他数量，例如3-8个点，当数量多的时候，工作量较大，在此不作限定。坐标系可以根据需要设定，例如在本实施例中，可以以带钢的宽度方向为X轴，带钢的运行方向为Y轴，竖向为Z轴，将设定的坐标系输入至激光干涉测距仪中，就可以进行坐标的测量。将靶球连接于剪刃选定的位置上，然后用激光干涉测距仪测量靶球的坐标；坐标测量时，上剪胎3的剪刃向下运动的步进量可以为50-100mm。上剪胎3每下50-100mm，就采用激光干涉测距仪测量靶球的坐标，直至上剪胎3与下剪胎4顶紧。

靶球是激光干涉测距仪的配套工具，利用光反射，将激光跟踪仪发射的激光按原路反射回给激光跟踪仪的棱镜结构装置，是现有技术，在此不作赘述。

S12，根据所述坐标拟合出所述多个点的运动轨迹。

根据每个靶球在不同位置时的坐标，进行回归拟合，计算出每个靶球的运动轨迹，根据每个靶球的拟合轨迹计算出拟合轨迹与X轴、Y轴的夹角。

S2，根据所述轨迹调整所述上导向柱5与竖向的夹角，直至所述轨迹沿竖向分布；

进一步地，所述剪切焊接机的底部设有四个轮子，四个所述轮子分别位于入口操作侧、入口传动侧、出口操作侧和出口传动侧，通过调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱5的角度。剪切焊接机的四个轮子用于实现剪切焊接机在带钢宽度方向的移动，因此可以通过调整四个轮子的高度，来调整剪切焊接机上的上导向柱5，以使上导向柱5竖向设置，这样使得上底座1竖向往复移动，从而实现上剪胎3的竖向往复移动。

进一步地，所述调整方法还包括：

S21，根据所述轨迹确定所述轨迹与竖直方向、带钢运行方向以及带钢宽度方向的夹角；

由上述的每个靶球的运动轨迹可以获得每个靶球的运动轨迹与带钢运行方向(Y轴)、带钢宽度方向(X轴)以及与竖直方向(Z轴)的夹角。

S22，根据所述夹角调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱5。

进一步地，所述轮子的调整量为d/tanθ，其中，d为调整侧与非调整侧的所述轮子间的距离，θ为所述轨迹在过所述调整侧的两个轮子的水平面的角度分量。

如果靶球的运动轨迹与Y轴有夹角，且运动轨迹的下侧朝向入口侧，运动轨迹与Y轴的角度分量为θ，那么需要调高出口侧的轮子，d为入口侧和出口侧的轮子之间的距离，出口侧的轮子调高量为d/tanθ；同理，运动轨迹与X轴的夹角为θ，运动轨迹的下侧朝向操作侧，那么需要调高传动侧的轮子，此时d为操作侧和传动侧的轮子之间的距离，传动侧的轮子调高量为d/tanθ。

进一步地，调整所述轮子的过程中，在需要调整的所述轮子上设置百分表。

在调整过程中轮子上设置百分表可以快捷的确定轮子的调整量，提高轮子的调整效率。

S3，获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度；

进一步地，所述获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度，包括：

S31，获得所述第一安装面的多个位置的第一坐标以及所述第二安装面的多个位置的第二坐标；

S32，根据所述第一坐标和所述第二坐标，获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度。

由于上导向柱5是通过调节轮子来实现，因此必须先调上导向柱5再调节上底座1和下底座2；如果先调节上底座1和下底座2，再调节上导向柱5，会导致已经调好的上底座1和下底座2在轮子调节过程中平直度变差。在实际操作中可以在上底座1的第一安装面上取多排多列的矩阵点位进行坐标测量，例如可以设置2×8，或者3×6，或者2×7，具体不作限定；对每个点位进行坐标测量，根据坐标的Z向值可以确定矩阵中每个点位相对于其他点位的差值，可以设定最靠下的点为基准点位，计算其他的点位相对于基准点位的Z向差值，这样就可以获得每个点位与基准点位的高度差，然后在对应的点位设置具有高度差厚度的垫片至上底座1和上剪胎3之间，这样就可以保证上剪胎3的安装面水平设置；同理，在下底座2的第二安装面上取多排多列的矩阵点位进行坐标测量，设置高度最高的点位为基准点位，计算获得每个点位相对于基准点位的高度差，然后在每个点位放置对应的高度差的垫片或者垫块，然后将下剪胎4安装至设有垫片或者垫块的第二安装面上，这样就可以保证下剪胎4的安装面水平设置，从而保证上剪胎3的剪刃水平设置。

当然，在其他的实施例中，也可以通过最小二乘法对上述测得的矩阵点位的坐标进行拟合，计算矩阵点位所在平面的解析方程，通过平面法向量x、y、z分量，判定上剪胎3或下剪胎4与XY轴水平面的夹角，以及沿X轴和Y轴方向的分量。测量下底座2的第二安装面的水平度时，可以将靶球放置第二安装面的垫块或垫片上，利用激光干涉测距仪测量靶球所在垫块或垫片的空间坐标值，还可以以此第一次测量的点位为下底座2的坐标原点，也可以其他任意点位为坐标原点，在此不作限定。

S4，在所述上剪胎3与所述上底座1间设置与所述第一高度匹配的第一垫块，在所述下剪胎4与所述下底座2间设置与所述第二高度匹配的第二垫块，以使所述上剪胎3和所述下剪胎4水平设置，完成所述焊接剪切机的调整。

下面将结合具体的实施例对本发明提供的焊接剪切机调整方法做进一步地说明。

实施例1

以带钢的宽度方向即焊机的中心线为X轴，带钢的运行方向即轧制线为Y轴，竖向为Z轴，建立坐标系。

上导向柱5调节：

1、在上剪胎3剪刃取两个点，分别为O₁和O₂，O₁和O₂分别靠近操作侧和传动侧，以O₁为最上位时的位置为坐标原点，将上剪胎3以步进量为100mm向下运动，总行程为500mm，在下降的过程中，采用激光干涉测距仪测得O₁和O₂的5个坐标，分别为：O₁：(0.05，0.03，99.85)(0.12，0.07，200.97)(0.18，0.11，301.42)(0.24，0.14，403.61)(0.30，0.20，500)；O₂：(2090.05，0.03，99.85)(2090.13，0.08，200.97)(2090.18，0.10，301.42)(2090.26，0.15，403.61)(2090.29，0.20，500)。

2、将步骤1获得的O₁和O₂的5个坐标分别进行拟合获得两个运动轨迹方程，分别为：

O₁：z_x＝1617.5882x+13.2393；z_y＝2448.7219y+31.81059807。

O₂：Z_x＝1642.4537x+2.2434；Z_y＝2448.8767y+70.9756。

由上述的拟合方程获知O₁点的运动轨迹下侧偏向操作侧以及入口侧，O₁点的运动轨迹与X轴的夹角为89.96°，O₁点的运动轨迹与Y轴的夹角为89.98°；O₂点的运动轨迹下侧偏向操作侧以及入口侧，O₂点的运动轨迹与X轴的夹角为89.96°，O₂点的运动轨迹与Y轴的夹角为89.98°

3、根据步骤2的夹角计算轮子的调高量：

调高出口侧的轮子，调高量为900/tan89.98°＝0.31mm；

调高传动侧的轮子，调高两为3400/tan89.96°＝2.37mm。

4、根据步骤3的调高量调整出口侧以及传动侧的轮子，使得上导向柱5竖向设置。

上底座1和下底座2调节：

5、拆卸上剪胎3和下剪胎4，对上底座1和下底座2分别取2×8的矩阵点位，编号分别为1#-16#，在带钢宽度方向设置8个，在带钢长度方向设置2个，采用激光干涉测距仪分别测量上底座1和下底座2的2×8的矩阵点位的坐标，上底座1中以最靠下的点位为基准点位，下底座2中以最靠上的点位为基准点位，然后根据坐标计算每个点位的高度差分别为：

表1

6、根据表1中的数据，在上底座1的每个点位上设置相应高度的垫片，然后将带有垫片的上底座1与上剪胎3连接，基础点位无法添加垫片；在下底座2的每个点位上设置相应高度的垫块，然后将带有垫块的下底座2与下剪胎4连接，基础点位无法添加垫块。

采用本发明提供的调整方法，通过检测计算出上剪胎3的运动轨迹，并根据运动轨迹实现了对上导向柱5的调整量计算以及对下导向柱6的调整；对上底座1的第一安装面和下底座2的第二安装面进行平面度检测，并根据检测结果调整，实现了对激光焊接剪切机空间姿态的精密检测及调整；该方法实现激光焊剪切机的微米级调整量测量及调整，方法简单，不依赖于技术人员的经验，且该过程不受液压***液压换向阀换向过程的振动影响，还可以实现上导向柱5、上底座1和下底座2的精度调节，调节范围广，调节效果精度和效率高，实现了全局的评价和控制。

通过多点最佳拟合线轨迹方式，还原上剪胎的轨迹运行状态，并提到出现规律性轨迹(如弧形轨迹)的识别及判定方法；通过激光干涉测距设备实现高精度定位，协作目标与被测件表面的多点扫描的方法，实现对上底座和下底座平面状态评价；通过多点最佳拟合平面方式，实现对于上底座和下底座表面姿态还原；通过平面法向与基准网络进行解算，获取上底座和下底座表面与带钢长度方向夹角分量以及带钢宽度方向的夹角分量。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊接剪切机调整方法，所述焊接剪切机包括上底座、下底座、上剪胎、下剪胎、上导向柱和下导向柱，所述上底座和所述下底座沿竖向相对设置，所述上剪胎和所述下剪胎分别连接于所述上底座的第一安装面和所述下底座的第二安装面，所述上底座可移动地连接于上导向柱，所述下底座连接于下导向柱，以使所述上剪胎和所述下剪胎顶紧或分离，

其特征在于，所述方法包括：

获得所述上剪胎的剪刃向下运动的轨迹；

根据所述轨迹调整所述上导向柱与竖向的夹角，直至所述轨迹沿竖向分布；

获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度；

在所述上剪胎与所述上底座间设置与所述第一高度匹配的第一垫块，在所述下剪胎与所述下底座间设置与所述第二高度匹配的第二垫块，以使所述上剪胎和所述下剪胎水平设置，完成所述焊接剪切机的调整。

2.根据权利要求1所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述获得上剪胎的剪刃向下运动的轨迹，包括：

获得上剪胎的剪刃多个点向下运动过程中的坐标；

根据所述坐标拟合出所述多个点的运动轨迹。

3.根据权利要求2所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，采用激光干涉测距仪测量所述多个点的坐标。

4.根据权利要求2所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述上剪胎的剪刃向下运动的步进量为50-100mm。

5.根据权利要求2所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，获得所述上剪胎的剪刃3-8个点向下运动过程中的坐标。

6.根据权利要求1所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述剪切焊接机的底部设有四个轮子，四个所述轮子分别位于入口操作侧、入口传动侧、出口操作侧和出口传动侧，通过调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱的角度。

7.根据权利要求6所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述调整方法还包括：

根据所述轨迹确定所述轨迹与竖直方向、带钢运行方向以及带钢宽度方向的夹角；

根据所述夹角调整所述轮子的高度以调整所述上导向柱。

8.根据权利要求7所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述轮子的调整量为d/tanθ，其中，d为调整侧与非调整侧的所述轮子间的距离，θ为所述轨迹在过所述调整侧的两个轮子的水平面的角度分量。

9.根据权利要求7所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，调整所述轮子的过程中，在需要调整的所述轮子上设置百分表。

10.根据权利要求1所述的焊接剪切机调整方法，其特征在于，所述获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度，包括：

获得所述第一安装面的多个位置的第一坐标以及所述第二安装面的多个位置的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，获得所述第一安装面的多个位置的第一高度以及所述第二安装面的多个位置的第二高度。

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