米巴赫激光焊机.docx

1、米巴赫激光焊机米巴赫激光焊机HSL 211焊机总体描述激光焊机位于酸轧线入口段，它能够自动将单个钢带焊接成一个无 限长的板带。焊机结构图如下：3剪子驱动6激光聚焦头9平整轮1焊接小车4剪子装置7激光焊接头2焊接小车驱动5焊接边沿定位8激光束导向11打孔装置14废料槽10加热装置感应加热12废料排出 13板带边沿检测2 数据2.1 焊机类型 板带激光束焊机 制造商： Hugo Miebach， Dortmund 类型： HSL 212.2 板带尺寸和来料材料 板带宽度 930-2080mm 板带厚度 +/-10% 焊接范围 钢种等级 激光可焊接钢、 普通低碳钢、 高强度低合金钢、 高强钢板和热轧

2、钢带钢类型 普通商用钢、冲压钢、深冲钢、超高深冲钢、高强钢 强度 340、 590、 7802.3 板带通过方向 从操作侧看： 从左到右 板带通过线高度 1100mm3 技术数据3.1 机器参数 板带水平通道宽 2300mm板带垂直通道宽 140mm大约 400KN主夹紧力每一边先导头夹紧力 双切剪和打孔机剪切力剪刀之间的距离打孔机冲头直径板带中心线上冲孔距焊缝的距离焊缝平整力焊接小车速度无级可调焊接和平整后超厚量大约40KN大约800KN140mm14mm100mm50KN1m/mi n.至 U 12m/mi n.0%尺寸 焊机尺寸依据图纸，不含开关柜和液压装置长度线上： 大约10 000m

3、m宽度： 大约18 800mm高度： 大约 4 300mm总重包括所有的附属设备在内总重：大约 焊机在运输时要拆卸成几个局部 最大单体重量：大约87吨3.3 CO?激光源涡轮轴承输出激光功率板带通过线以上高度220吨无油润滑12KW波长lm功率稳定性长期激光束长度固定液压站1个三相电机带有泵加一个备用压力水平1个油箱油粘度动力粘度依据 DIN51562 mm2 /sec. =cSt推荐用油1个油液循环泵加一个备用用于过滤和油水冷却器1个加热装置作为冷却介质的水_2%大约7 100mm90KW/380V, 1500RPMMax.18MPa ； 2601/min标准1 500 lISO，VG 46

4、40 C 时 46cStHLP 46 依据 DIN51524 ,第二局部矿物油NAS 6, 1401/mi n电机8KW最大入口温度35 C 最大出口温度45 C 水量大约15m3/h 压力2bar 开式循 环冷却水工业用水4公用介质5 到 7bar等级3参照ISO8573-1CO2 99.995%He 99.996%N2 99.996%He 99.996%380V，50Hz, 3 相带有最大偏差为-10%110kVA用于激光冷却400kVA用于附属装置220V/50Hz，和 QCDS220V/50Hz，Max 5KVA24 V DC ； 220 V AC24 V DC气动和气体冲刷焊机上装载

5、的阀组气体压力压缩气体质量激光气体纯洁度惰性气体焊接区域保护气供电电气数据主电源电压主电源功率照明供电不间断电源用于PLC、HMI米巴赫内部电磁阀接近开关/光电管5消耗品矿物油2000升依据规定进行更换和再补充冷却水521液压和水冷用冷却水522预加热和后加热的冷却闭式循环激光发生器的冷却水闭式循环：操作中没有冷却液的消耗。时，整个水量就要改变。供应水量:发生器对水的要求：导电率气动压缩空气不连续气体HeN2CO2水用量大约15m3/ h温度：入口最大35C压力2bar 开式循环冷却水工业用水脱盐水、去离子水或蒸馏水，150升当导电率超过200吒/cm1000 升脱盐水、去离子水或蒸馏水大约

6、20-30 JS/cm大约 36Nm3/h48NI/h连续10 Nl/h连续2 Nl/h连续保护气He大约70 Nl/min仅在焊接过程中用用于冲刷的气体N2消耗 大约135 Nl/min6设备的说明激光焊机HSL21，提供者：米巴赫本激光焊机将完全由米巴赫提供主要设备如下：1.带有精密导轨的框架2.滚珠丝杠驱动的C型焊接小车，可以无级调速，包括：-激光先导焊接系统LPS,包括：焊缝和带钢边沿导向的上辊和下辊液压缸，导向内置式激光焊接头水冷和高度自动调整，带有反射铜镜和聚焦铜镜基于不同带钢厚度的动态高度调整两边高度都可调-上下焊接区域的保护气体He-C型小车内部的防尘柜，由防护罩保护，底部有小

7、气流-长度优化、稳定的密封式激光束导向，带有水冷铜镜和铝保护管内部的保护系统空气枯燥系统-激光电气柜，带有可控式无线电频率发生器两边都有,安装于框架 上-高频感应加热装置，用于带钢边沿的预加热和后加热，包括：-高频转换器-带有感应线圈、适宜的变压器、电容振荡回路和水冷的加热 单元-高精密度的双切剪，便于激光焊接。剪刃安装在剪盒内便于快速 更换。双切剪带有内置式打中心孔的打孔设备。为了维护剪刀的方便，还带有精密研磨设备。 剪子的研磨要按照米巴赫研磨说明来进行。-剪切废料传送带，放置于下剪处便于自动废料排出 -废料溜槽将废料传送至与生产线平行的主传送带上主传送带不 是米巴赫的供货范围 。-用于带钢

8、边沿检测的光电控制激光束的开启与停止-LPS 前面的预定位辊-带有导向和液压缸驱动的上下焊缝平整辊-焊接小车所有介质供应的电缆拖链-作为根底设备 QCDS 13.带钢入口夹紧装置，带有辅助装置和编码器4.带钢出口夹紧装置，带有辅助装置和编码器5.入口、出口提升辊，带钢线上运行时提升，焊接时下降6.单独安装于地面水平位置的液压单元，带有油箱、油冷、过滤 和加热7.单独安装的液压阀台和焊机上的阀焊机上的气动阀8.单独的电气开关柜，带有电气软件和程序队列控制型西门子 S7, 机上外部接口以太网第一人机界面悬挂式操作面板触摸屏幕 中文，买方再次检验翻译对错用 于控制入口和出口侧焊机的功能，带有激光功能

9、面板放置于焊机 上第二人机界面一个人机界面在控制室里的控制台， 基于标准电脑带有彩色标准监 控器19 .该人机界面作用如下：-帮助和知道操作者-焊接参数输入 -预选-带钢数据-故障诊断-互锁-如果需要，实施自动重焊带钢对中设备入口侧：-一个带钢活套辊一个带钢转向一个外部带钢对中单元MCD夹送辊光栅控制来跟踪带钢头一个衬垫式带钢对中单兀 MCD集成在焊接入口夹送装置 内。带有带钢夹持辊，来保证带钢头在横移过程中维持活 套，从而防止带钢头向焊机滑移。出口侧：一个衬垫式带钢对中单兀 MCD集成在焊接出口夹送装置 内。带有带钢夹持辊，来保证带钢尾部在横移过程中维持活套，从而防止带钢尾部向焊机滑移-夹送

10、辊-一个外部带钢对中单元MCD，安装在支撑台上-带钢转向-一个带钢活套辊焊缝质量控制数据系统 QCDS 3代替QCDS1 可选焊机带有在线焊缝跟踪和质量控制系统。焊接完成后，三个高分辨 率的相机将焊接区域的详细情况拍摄下来。拍摄结果将在单独的 QCDS监控设备上显示。另外，6个模拟数值、焊接参数可以被记录并且显示下来。存储能 力为最近的5000个焊缝参数。模拟值：激光功率焊接速度预加热功率后加热功率平整压力LPS辊压力切边剪带有内部传送带的双切边剪剪子中心线位置： 距离焊机中心线位置大约 2340mm剪切局部：带钢每边最大150mm的宽度差值，剪切废料尺寸180x 635mm埃氏焊缝检测仪液压

11、驱动焊缝检测仪，用于线下检测焊缝质量。检测时考虑: 如果焊缝是在轧制方向上破裂，没有问题。如果焊缝是在焊接方向上破裂，有问题。气站包括：一个带有3X 2个激光气瓶的气站氦气、氮气和二氧化碳，该气 站带有：转换开关自起泡信号装置两级减压阀激光柜内气体混合装置两个保护气体气瓶氦 ，带有：开关功能洗气 两级减压阀流量计9.0 功能描述9.1 机器结构 焊机主要包括四个主要局部 A 带钢入口局部B 带钢出口局部C 激光焊机本体D 液压站这里不描述B77777777777777/带钢出口局部机器部件A1提升辊A2夹送辊A3活套A4夹钳对中装置A5边部开槽A5A3MA2A1A1提升辊提升辊安装在夹送辊的框

12、架上。为了保护焊机和支撑带钢，在 带钢运行时，提升辊处于上升状态。当“带尾接近信号从生 产线输送到焊机，提升辊在夹送辊下降之前下降。升降辊在焊 接准备和整个焊接过程中处于下降位。边部开槽后，焊机发出“释放带钢信号到生产线，升降辊再 次升起用于过带。出口提升辊由一个液压缸来驱动，实现提升 和下降入口相同。A2夹送辊夹送辊输送和精确定位 带钢边沿进入双切剪最大速度 m/min 。两个液压缸一个在驱动侧另一个在操作侧驱动从动 辊上夹送辊升降。夹送辊下辊固定安装在水平平台的下部。从动辊下降，实现 带钢的传输和夹紧。夹送辊是由液压马达驱动的。为了保证夹送辊能够可靠停止，在 方向控制阀和液压马达之间安装有

13、回流阀。带钢就是这样在两个转动的辊子之间实现传送的。为了实现活套 的形成，夹送辊输送速度要比线上速度快。从动辊上的脉冲发生器检测带钢尾部送入剪子的距离。A3 活套 为了在焊机后面形成活套，在带钢出口局部安装了一个活套辊。 一个液压缸向上移动起活套臂，撑起带钢，形成活套后活套臂下 降。A4 夹钳对中装置 带钢出口局部装配有两个对中滑块，每一个都带有对中夹钳，由 液压缸和齿轮齿条机构驱动。对中夹钳以对中速度相向运动直到夹紧压力到达调节压力。带钢 即被定位到生产线中心。夹钳最大距离：大约 2300mm 夹钳最小距离：大约 550mmA5 边部开槽侧冲剪 当不同宽度的带钢焊接在一起的时候，焊缝的边部将

14、会阻碍带钢 顺利通过穿过生产线后续的其它部件。这些边部能被侧冲剪切掉。侧冲剪由驱动侧及操作侧的冲切小车、 冲切工具和输送通道组成冲切小车和冲切工具由液压缸驱动，相应的初始位、最终位以及 冲切小车的定位由传感器极限开关完成。为切掉焊缝边角以及消除带钢宽度上的不同，带钢在焊接完毕后 需进一步输送到侧冲剪。冲切小车向带钢边部移动直至冲切位置。 在冲切工具切削掉焊缝的边角后，冲切小车退回到初始位。冲切 完毕后，冲切的边部废料由内部输送皮带输送至辅助皮带。废料 可以由内部皮带送至操作侧或驱动侧。最大距离：大约 2300mm最小距离：大约 550mm9.3 带钢出口局部机器部件B1 夹钳对中装置B2 活套

15、B3 夹送辊B2日3B1B1夹钳对中装置同出口夹钳对中装置略B2活套同出口活套略B3夹送辊同出口夹送辊略B4带钢检测器两个光栅检测进来的带钢激光焊机本体机器部件C1底座 C2空项 C3夹紧台C4夹紧装置 C5辅助夹紧装置 C6对中装置C7焊接小车 C8焊接小车驱动 C9剪子装置C10剪子驱动C11剪切废料输送C12空项C13打孔机C16预加热C19激光支撑辊头C22激光气体装置C25焊缝检测系统C14带钢检测器 C15焊接边沿定位C17激光焊接头导向 C18激光焊接头C20后加热 C21平整辊导向C23激光源柜 C24激光束导向系统C1底座横移通道底座是几个组件的静止的支承架，另外在它上面装配

16、有运行轨道。 运行轨道是焊接小车的运行通道。C2空项C3夹紧台夹紧台安装在底座的入口侧和出口侧。夹紧台与夹紧装置连在一起动作。 夹紧装置下降与夹紧台一起夹 紧带钢头。剪切完成后，剪切后的带钢头尾被夹紧台牵引至焊接 位置。夹紧台由一个控制阀控制驱动。由液压缸行程 70mm完成的夹紧台的牵引动作和调节动作都由一个线性传感器检测。C4 夹紧装置夹紧装置安装在夹紧台上。这两个组件的共同功能是：在剪切过程中夹紧和和焊接过程中定 位带钢边部。由两个液压缸来提供每一个夹紧装置的夹紧压力。初始位和夹紧 位由限位开关监控。在带钢运行时，夹紧装置的夹钳处于张开状态初始位 。带钢自 由通过夹紧板和夹紧平台之间。为夹

17、紧带钢，夹紧装置的夹钳向下移动压住带钢。为了进行对中动作，必须让夹紧装置移动到相应的便于带钢对中的位置。因此在进行带钢头尾对中时，必须使夹钳在下移的同时向上移动一个小行程。在此期间，带钢由相应的夹紧单元辅助夹紧装置的横辊夹持。在对中过程完毕后，夹紧装置向下移动 一个同样的小行程压紧带钢。紧接着带尾被剪切，夹紧台移动将 它们输送到焊接位置。C5 夹紧单元辅助夹紧装置焊机的入口侧和出口侧都装配有一个辅助夹紧装置，它们具有以 下功能：在带钢对中过程中夹紧带钢以维持活套。辅助夹紧装置有两个辊子，一个在上面一个在下面C6 夹钳对中装置夹钳对中装置安装在焊机入口和出口侧装置内。对中装置装配有两个对中滑块，

18、每一滑块上有夹钳。由液压缸和齿轮齿条驱动。对中夹钳以对中速度相向移动，直至到达调定压力值，实现对中。A4和c6的组合，在出口局部形成了一个 4点对中装置。B1和C6的组合，在入口局部形成了一个 4点对中装置。C7 焊接小车焊接小车通过运行轮和导向轮在焊机基架上的导轨上移动。焊接小车驱动装置实现机架的运动。C8 焊接小车驱动焊接小车驱动使得焊接小车在运行通道上以不同的速度运行。主轴螺母通过法兰连接至焊接小车的驱动侧。主轴由运行通道驱动侧的马达驱动。同样是在驱动侧，丝杠主轴通过牙型皮带带动一个绝对值主轴编码器多圈的动作，来检测焊接小车的运行速度。C9 剪子装置剪子装置包括上下剪块。它是双切剪形式，

19、带有 4个剪刃 2 个上剪刃在上剪盒中， 2 个下剪刃在下剪盒中 。带头和带尾的边沿在同一个剪切动作中被剪下C10 剪子驱动双切剪驱动与焊接小车安装成一个整体。上下剪刃驱动是分开 的。上、下剪的上下移动由液压缸驱动。被切下的碎料掉到两个下刀刃之间的剪切废料运输皮带上。在剪切后，上、下剪同时后退至初始位置。C11 剪切废料输送 在焊接小车驱动侧的剪切废料输送机由马达驱动着， 将废料输送至驱动侧的主传送皮带不是米巴赫的供货范围上。C12 剪刃更换工具线下 该工具和厂房天车一起来实现整个剪刃 上下两个剪刃的更换。C13 打孔机 打孔机使用与否，是可以在控制面板上进行选择的。打孔工具安装在出口侧的上剪

20、块上。 底部工具安装在下剪块上。C14 带钢边沿检测光栅检测带钢焊接的开始与完成。C15 焊接边沿定位在激光焊接头的前面竖直安装有 2 个辊子一个上面，一个下 面，来校准带钢头尾边沿。辊子直径： 100mmC16 加热装置预加热预加热装置安装在激光焊接头和剪子之间。 随着焊接小车的移动，该加热装置在带钢底部沿着焊接方向移动。 感应器在离带钢一定距离处移动，从下至上地将焊接区域进行加 热。预加热功率： 50KW为了满足特殊钢种的需要例如 HSS 钢等，加热处理装置可 以减少焊接区域的冷却时间。从而保证热影响区的硬度和根底材 料的硬度一致，这样利于带钢轧制。C17 激光焊接头导向激光焊接头导向将激

21、光焊接头下移， 进行焊接动作。 液压缸调定 好激光焊接头的压紧压力， 将激光焊接头压紧在激光支撑辊头上。C18 激光焊接头激光焊接头至带钢外表的聚焦距离是一定的。对于不同厚度和不同钢种的带钢，激光聚焦点是可调的。在焊接过程中，激光焊接头的辊子滚过带钢外表，将需要焊接 的带钢边沿压紧在激光支撑辊头带钢下面的辊子上。从而保 证带钢边沿焊接位置和正确的聚焦距离。C19 激光支撑辊头在焊接过程中，激光支撑辊头在带钢下外表运行。激光焊接头的 辊子将带钢压紧在激光支撑辊头的辊子上面。这种组合保证需要焊接在一起的带钢尾部在焊接过程中处在焊 接水平位 。C20 加热装置后加热后加热装置安装在 C 型架上，安装

22、在激光焊接头和平整辊之间。随着焊接小车的移动，后加热装置在带钢底部沿着焊接方向移 动。感应加热距离带钢一定距离，从下至上地将带钢边沿的焊接 区域加热。后加热的功率： 50KW为了满足特殊钢种的需要例如 HSS 钢等，加热处理装置可以 减少焊接区域的冷却时间。从而保证热影响区的硬度和根底材料 的硬度一致，这样利于带钢轧制。C21 平整辊导向和平整辊平整辊导向安装在焊接小车操作侧。焊接工作完成之后，开始 对带钢进行平整。在平整过程中，焊缝外表和焊缝根部在上下平整辊之间被平整 完成。所以，相对于根底带钢，焊接区不会出现过厚量。当平整不同厚度的两个带钢的焊接区时，仅对厚带钢实现了平 整。平整辊直径：

23、100mmC22 激光气体装置激光气体装置有如下作用：为激光发生器提供气源二氧化碳、氦气和氮气 在焊接过程中为焊接区域提供保护气 焊机供气装置由一个单独的单元来执行。为了保证激光发生器能够得到稳定的气体压力， 首先气体通过一个预 设好压力调定值的外部减压阀，然后进入发生器。激光发生器所 需的气体量由发生器自身设定。焊接保护气体在焊接过程中覆盖住整个焊接区， 由管道输送至焊缝的 上下外表。外部减压阀保证焊缝区域得到稳定的气体压力。C23 激光发生器激光发生器安装在焊接小车的驱动侧激光束在激光发生器产生之后，通过一个窗口，在翻开一个快门之后 进入激光束导向系统。C24激光束导向系统激光束导向系统处

24、于激光发生器和焊接区之间，是一个密闭的管 路系统。它能够保证激光束不会失控性地发生分散。激光束离开发生器之后，就要在激光束导向系统的导向下进入焊 接区。该导向系统含有两个反射铜镜和一个激光聚焦铜镜。其中 一个反射镜安装在系统上部，另一个反射镜和激光聚焦镜安装于 激光工作头内部。每个镜子都是合金铜材质的。C25焊缝检查系统QCDS 3 可选带有入口和出口夹送辊的 HSL21焊机的工作主要步骤工作循环出口侧 线上 焊机带钢头接近焊机 X出口夹送辊压下，活套辊升起，出口夹送辊形成活套，并且将带钢头部定位在焊机剪刃之间 5 秒夹紧装置和带钢夹持辊下降 2 秒出口带钢对中时间取决于带钢宽度 5-7 秒出

25、口带钢头部夹紧 1 秒入口侧焊机夹送辊将入口带钢头部定位在焊机剪刃之间 5 秒夹紧装置和带钢夹持辊下降 2 秒活套辊上升形成入口活套 X焊接周期开始入口带钢对中时间取决于带钢宽度5-7入口带钢头部夹紧主机器底部剪刃上升2秒上部剪刃下降-剪切两个带钢头4秒两个夹紧装置退回1秒底部剪刃下降，上剪刃上升4秒入口、出口夹紧装置关闭剪缝2秒对于非常软或者非常硬的材质的带钢，要用到 EWC带钢边沿剪切。请在上述步骤中加上4秒的时间。在上述动作进行的同时：- 激光束盖翻开预加热辊下降-LPS下降-平整辊下降焊接准备 2 秒焊接过程依据不同的厚度/质量/宽度材料尺寸K 2080mm28秒K 2080mm30秒

26、K 2080mm34秒5.0mm 2080mm39秒6.0mm 2080mm46秒焊接速度要依据不同的带钢厚度、宽度和质量来确定。这里给的时间和上面给出的不同材质是对应的出入口提升辊升起，夹紧装置开启 3 秒带钢被释放用于线上进一步的处理或者如果开槽选项被选择每边最大开槽量 150mr夹送辊将带钢夹持至开槽机8-10对操作侧和驱动侧带钢进行开槽取决于带钢宽度提升辊升起带钢被释放用于进一步处理最大焊接周期为89秒10操作模式设备能在手动或自动操作模式下操作。通过控制面板选择操作模式自动操作模式在自动操作模式下，所有动作和过程都是与生产线通过信号互换 来执行的。带尾定位带尾以低速穿过，接近焊机生产

27、线来信号：带尾速度v= 30m/min机架从驱动侧到操作侧提升辊降下出口夹送辊压下：拖动模式LS1#光栅探测到带尾出口夹送辊开始驱动LS1LS2 #光栅探测带尾并运转1.开始计算距离2.出口活套辊抬起 带钢向前运动，同时起活套FFI带尾定位在剪切位夹紧装置压下到夹紧位，夹紧带钢夹紧元件辅助夹紧装置压下带尾定位，继续夹紧装置提升到对中位 夹送辊抬起带尾对中过程对中前状况flTmem8对中后结果带钢中心线=生产线中心线带尾定位和对中之后 带钢夹紧装置压下 夹紧元件辅助夹紧装置抬起 对中装置返回到原始位带头定位带头穿过生产线 入口夹送辊压下LSI #光栅探测到带头 入口夹送辊开始驱动光栅LS2井探测

28、到带头开始以下操作1.开始计算距离2.活套辊抬起带钢向前移动，同时起活套带头定位在剪切位 夹紧装置压下到夹紧位带头定位，继续夹紧装置抬起到对中位 夹送辗抬起 活套辐降下对中前状况mmrhu对中结果 带钢中心线=中心线带头定位和对中之后带钢夹紧夹紧装置压下夹紧元件辅助夹紧装置抬起 对中装置返回到原始位剪切动作F剪刃上升带钢剪切上剪刃下降 冲孔上下剪刃退回原始位带钢头尾定位过程剪切间隙闭合通过焊接间隙调整装置准确定位剪切后带钢头尾焊接准备焊机机架处于操作侧焊接边部定位辊，激光焊接头与激光工作头、焊缝监视器与平整辊向下降到 焊接位激光焊接头轮将带头带尾压在激光支撑辊上激光工作头焊接准备，继续不同厚度的带钢定位 带钢由激光支撑轮头来提升不同厚度的带钢定位和厚度比例焊接过程焊接小车以焊接速度从操作侧移到驱动侧激光束激光焊接头轮激光工作头 上保护气体喷嘴反射镜带钢边部探测器焊缝监视器十字喷嘴平整轮带