塑料焊接裝置以及用于該塑料焊接裝置的塑料焊接方法
【技術領域】
[0001 ]本方法涉及一種用于自動焊接至少三個部件的塑料焊接裝置以及用于至少三個部件的塑料焊接方法。
【背景技術】
[0002]塑料焊接裝置通常包括殼體，在殼體中設置有下層工具和上層工具。下層工具固定在升降臺上，而上層工具剛性固定在上層工具板上。通過升降臺，下層工具可在朝著上層工具的方向上移動，以(例如)通過摩擦焊接方式將下層工具中的第一部件和上層工具中的第二部件焊接在一起。
[0003]例如，該塑料焊接裝置可用于汽車工業或醫療工程中。在汽車工業中，該塑料焊接裝置可用于生產前大燈，也可以用于生產由塑料或包含有塑料的材料制成的其他部件或部件組。類似地，塑料焊接裝置可用于生產醫療工程中的裝置和/或部件組，或用于生產日用消費品。
[0004]現有塑料焊接裝置的工作流程如下所述。首先，操作員將第一部件安置到下層工具的接收器中。之后，該操作員將第二部件定位在下層工具中的第一部件上。然后該操作員啟動焊接過程，其中，首先要將殼體開口關閉，這樣，操作員就不能將手伸入塑料焊接裝置，從而保護操作員。在殼體被關閉后，帶有下層工具的升降臺和位于升降臺上的組件在上層工具的方向上從起動位置移出，直到第二部件靜止在上層工具中以及升降臺和兩個部件被定位在焊接位置。這樣就可以通過摩擦焊接進行第一部件和第二部件的焊接。在摩擦焊接完成后，帶有下層工具的升降臺以及位于該升降臺中的、由第一和第二部件構成的組合物從焊接位置移動到起動位置。此時殼體開口再次被打開，操作員可將由第一和第二部件構成的組合物移除。
[0005]如果操作員進一步想將第三部件與由第一和第二部件構成的組合物焊接到一起，則操作員需要將第三部件安置到位于下層工具中的、由第一和第二部件構成的組合物上，再從頭執行該過程。
[0006]該現有的焊接裝置以及對應描述的焊接方法存在缺點，這是因為殼體開口的打開、第三部件的裝載以及過程的重啟動都是時間敏感性、耗時的。
【發明內容】
[0007]因此，本發明的目的在于提供一種塑料焊接裝置，該裝置可實現至少三個部件的自動焊接。更進一步地，提供一對應的塑料焊接方法。
[0008]上述目的可由根據獨立權利要求1的、用于至少三個部件自動焊接的塑料焊接裝置以及根據獨立權利要求15的、用于至少三個部件的自動塑料焊接方法來實現。進一步有利的實施例可由以下描述、附圖以及從屬權利要求獲得。
[0009]本發明用于自動焊接至少三個部件的塑料焊接裝置包括至少一第一工具、至少一第二工具以及至少一傳送裝置，一第一部件可定位在該第一工具上，其中，第一和第二工具可相對彼此移動，以將第一部件和第二部件焊接在一起，傳送裝置可相對工具中的至少一個工具可移動，通過傳送裝置至少一第二和/或一第三部件可自動被提供給工具中的一個，這樣，通過第一和第二工具、或第一與一第三工具、或第二工具與一第三工具，至少一第三部件可與由第一和第二部件構成的組合物焊接在一起。
[0010]優選地，塑料焊接裝置為塑料摩擦焊接裝置、塑料紅外焊接裝置或兩者組合的裝置。作為示例地，塑料焊接裝置首先被描述為一塑料摩擦焊接裝置。
[0011 ]此時，第一工具可安置在一第一支架上，具體地，安置在一升降臺上。優選地，第二工具安置在一第二支架上，具體地，安置在上固定板上。優選地，第一和第二支架相對彼此可移動。基于該設計，第一和第二工具相對彼此也可移動，這樣，至少兩個部件可相互連接。因此，作為示例地，優選地，第一支架被剛性安置，而工具和部件通過升降臺的移動可相對彼此移動。該結構已在前面的介紹中進行了簡單描述。
[0012]而且，不同于現有的塑料焊接裝置，本發明塑料焊接裝置包括至少一傳送裝置，通過該傳送裝置，第三部件可被自動提供給工具中的一個工具，如下面的所述。為了達到該目的，從一開始，第三部件已被存儲或分別安置在塑料焊接裝置中。為了更好地理解，本發明的塑料焊接裝置被作為一塑料摩擦焊接裝置被描述。
[0013]如在傳統塑料焊接裝置中一樣，操作員要將第一部件安置在第一工具中。第二部件由操作員安置在第一部件上。可選地，操作員也可以將第二部件直接安置第二工具中。第三部件由操作員安置在塑料焊接裝置中的一存儲位置。在所有部件都被安置在塑料焊接裝置中各自的位置后，操作員可啟動塑料焊接裝置。作為操作員的可選方式，所有或部分的這些初始裝載步驟可由一機器人、裝載設備或裝載和移除設備執行。優選地，焊接方法的這些步驟或隨后的步驟可由塑料焊接裝置的一控制裝置指定。
[0014]在第一步驟中，帶有第一工具的升降臺朝著第二工具的方式開始從一起動位置移動到第一焊接位置。可選地，在完全移動到第一焊接位置之前，第一和第二部件相對彼此以及相對各自的工具被自動定位到中心。在焊接位置，通過摩擦焊接，第一和第二部件相互焊接在一起。
[0015]當摩擦焊接過程完成后，升降臺從焊接位置移動到第一中間位置，這樣，第一和第二工具相互遠離地移開。中間位置可以為起動位置或位于第一焊接位置和起動位置之間的任何位置。作為示例地，在后面描述的由第一和第二部件焊接構成的組合物保持在第一工具中。可選地，該組合物也可以繼續被固持在第二工具中，例如，通過機械固持或通過負壓固持。
[0016]接著，第三部件通過傳送裝置從存儲位置被移出到前述多個工具中的一個工具。傳送裝置可以是任意裝置，通過該傳送裝置第三部件從存儲位置被自動提供給工具中的一個工具。例如，該傳送裝置可以為可移動控制桿和樞轉機構、可移動工具、機器臂或優選地為下述中描述的裝置。在進一步實施例中，傳送裝置也被設計為另一工具。
[0017]將第三部件提供給第一或第二部件時假定第三部件的外廓形狀與第一部件或第二部件的形狀相同。在描述的示例中，第三部件被提供給第二工具，該第三部件的形狀被設計為與第二部件的形狀兼容或相同。可選地，盡管如此，第三部件可被安置在由第一和第二部件構成的組合物上。如果第三部件的形狀與第一部件的形狀相同，則在焊接后，由第一和第二部件構成的組合物保持在第二工具中，這樣，通過傳送裝置，第三部件可自動地被定位在第一工具中。
[0018]在第三部件被設置到工具中的一個工具中之后，升降臺從第一中間位置移動到第二焊接位置，即，朝著第二工具的方向。在這里，在再次到達第二焊接位置之前，也可以先執行定位到中心和/或定位的步驟，正如前面對于第一和第二部件的描述。通過該第二定位到中心的步驟，與第一和第二部件構成的組合物一起的第三部件被對齊。和第二工具一起的第三部件和由第一和第二部件構成的組合物也與第一工具對齊。之后，通過摩擦焊接，第三部件和由第一和第二部件構成的組合物被焊接。
[0019]在摩擦焊接過程完成后，升降臺從第二焊接位置移出，優選地，移出到起動位置。因此，可選地，由第一、第二和第三部件構成的組合物可安置在第一或第二工具中，并對應由操作員移除。可選地，該組合物可通過機器人、移除設備或裝載和移除設備自動地被移除。
[0020]本發明的塑料焊接裝置的一個優點在于:由于消除了將第三部件裝載到塑料焊接裝置的時間，相對于傳統塑料焊接裝置，減少了焊接的生產周期。從而提高了效率，相對于傳統塑料焊接裝置可降低成本。
[0021]如果由第一、第二和第三部件得到的組合物被安置在第二工具中，則之后第一、第二和第三部件的裝載可直接進行，而無需首先移除得到的組合物，這樣，生產周期可進一步縮短。
[0022]在實際情況下第三部件具有的形狀或外廓通常與第一和第二部件不同。在這種情形下，塑料焊接裝置優選地具有第三工具，以用于第二部件。根據處理流程，第三工具被靠近第一或第二工具安置。優選地，如下所述，第三工具被安置在鄰近第二工具的第二支架上，即:優選地，安置在上固定板上。
[0023]該方法的流程和前述的方法步驟一樣，直至第三部件的傳送。作為將第三部件自動傳送到第一或第二工具的代替方式，現在是將第三部件自動傳送到第三工具。進一步地，由于第一工具在第一位置與第二工具對齊以生產由第一和第二部件構成的組合物，因此，第一工具在這里被移動到第二位置，在該第二位置第一工具與第三工具對齊。因此，優選地，第一工具可在第一位置和第二位置之間移動，其中，在該第一位置，第一工具與第二工具對齊，在該第二位置，第一工具與第三工具對齊。如果第三工具被安置在其他地方，則作為示例描述的結構則需要做出相應的變化。在每種情形下，支架或固持由第一和第二部件構成的組合物的工具必須可與處理過程中帶有或固持第三部件的工具對齊。
[0024]在將用于焊接第三部件和組合物的工具對齊后，進一步的方法步驟與前述方法步驟類似。之后，升降臺從第一中間位置朝著第三工具的方向移動到第二焊接位置。在最終焊接位置到達之前，可選的定位到中心或定位的步驟在這里也被執行。之后，通過摩擦焊接，第三部件和由第一和第二部件構成的組合物被焊接。之后，升降臺從第二焊接位置被移出，例如被移回到起動位置。因此，可選地，由第一、第二和第三部件構成的組合物可安置在第一或第三工具中，并對應由操作員移除。可選地，該組合物可通過機器人、移除設備或裝載和移除設備自動地被移除。
[0025]該實施例的一個優點在于:具有不同形狀的至少三個部件可自動地被相互焊接在一起。相對于傳統塑料焊接裝置，如前所述，該實施例具有生產周期優勢。
[0026]在另一優選實施例中，傳送裝置被安置在第一支架上，也就是，具體地安置在升降臺上，該傳送裝置可在存儲位置和傳送位置之間移動。首先，該實施例具有以下優點:傳送裝置可通過升降臺移動到第二和/或第三工具。另一優點在于:傳送裝置自身從一開始提供了用于第三部件的存儲位置。由于不需要首先通過傳送裝置從塑料焊接裝置中一獨立的存儲位置接收第三部件，因此，可得到本方法的又一簡化方式。
[0027]在另一優選實施例中，塑