塑料焊接裝置以及相應(yīng)的塑料焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種塑料焊接裝置W及一種相應(yīng)的塑料焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料焊接裝置通常包括其中布置了下部工具且其中還布置了上部工具的殼體。下 部工具緊固至升降臺，而上部工具剛性地安裝至上部工具板。另外，運(yùn)類已知的塑料焊接裝 置包括用于在焊接之前加熱第一部件和第二部件的預(yù)熱組件。一般而言，預(yù)熱組件此處聯(lián) 接至升降臺。通過升降臺，下部工具可W在上部工具的方向上移動，尤其是通過摩擦焊接將 下部工具中的第一部件焊接至上部工具中的第二部件。
[0003] 運(yùn)類塑料焊接裝置用于例如汽車工業(yè)或醫(yī)療技術(shù)中。在汽車工業(yè)中，運(yùn)類塑料焊 接裝置用于生產(chǎn)燈，但也可W用于生產(chǎn)由塑料組成或含有塑料的其他部件或部件組。W類 似方式，塑料焊接裝置可W用于生產(chǎn)醫(yī)療技術(shù)中的裝置和/或部件組或者用于生產(chǎn)消費(fèi) 品D
[0004] 已知的具有預(yù)熱組件的塑料焊接裝置的操作如下。首先，使用者將第一部件放置 在下部工具上。隨后，他將第二部件定位在下部工具中的第一部件上。之后，上面布置了下 部工具和部件的升降臺在上部工具的方向上從初始位置開始移動直到第二部件鄰接上部 工具為止。運(yùn)種運(yùn)動僅沿相對于上面布置了塑料焊接裝置的地板或地面而言垂直的一個軸 線發(fā)生。
[0005] 之后，升降臺沿運(yùn)個垂直軸線移回到中間位置，在此處，可W將預(yù)熱組件從中立位 置布置成所述部件之間的對齊位置。在將預(yù)熱組件布置在兩個部件之間之后，通過升降臺 的一個新的垂直運(yùn)動來將預(yù)熱組件定位在預(yù)熱位置上，W使得可在待焊接的位置處加熱兩 個部件。在加熱之后，升降臺再次沿垂直軸線移到中間位置上，并且因此使預(yù)熱組件回到對 齊位置上。在預(yù)熱組件之后移回到中立位置之后，升降臺沿垂直軸線移到焊接位置上。
[0006] 現(xiàn)在，發(fā)生了第一部件與第二部件通過摩擦焊接或通過彼此擠壓預(yù)熱部件的焊 接。在結(jié)束焊接之后，升降臺與下部工具和上面布置了第一部件和第二部件的化合物沿垂 直軸線一起從焊接位置移回到初始位置。一旦升降臺到達(dá)初始位置，使用者就可W去除第 一部件和第二部件的化合物。
[0007] 上述具有預(yù)熱組件的塑料焊接裝置的一個缺點(diǎn)在應(yīng)當(dāng)加熱和焊接具有復(fù)雜突出 或底切的部件的情況下變得明顯。突出或底切會導(dǎo)致摩擦焊接，尤其是因?yàn)榇附拥牟考?相對于彼此存在非任意可變的角位置。特別地，兩個部件必須放置在相應(yīng)的工具中，其方式 使得摩擦焊接力可W有效地傳遞到連接相應(yīng)部件的部分。由于運(yùn)并不是兩個部件相對于彼 此可自由確定的角位置并且工具僅沿垂直軸線具有可移動性，底切或突出結(jié)果取決于彼此 有待焊接的部件。在沿垂直軸線運(yùn)動期間，運(yùn)些將導(dǎo)致至少一個部件和/或一個工具或預(yù) 熱組件的損壞和/或毀壞。
[0008] 為了消除運(yùn)個缺點(diǎn)，BRANSON公司在摩擦焊接領(lǐng)域開發(fā)了一種塑料焊接裝置，所述 塑料焊接裝置的下部工具在升降臺上在空間內(nèi)尤其是沿控制線可任意移動。上部工具的運(yùn) 動是不可能的，因?yàn)檎駝雍附踊蚰Σ梁附訒r會產(chǎn)生力，并且因此未進(jìn)行設(shè)想。
[0009] 然而，運(yùn)種已知的塑料焊接裝置不包括預(yù)熱組件。另外，布置在升降臺上的所有工 具都同等地移動，因此在相同方向上尤其如此。運(yùn)可W通過布置在升降臺上的滑動臺的實(shí) 例來說明。雖然升降臺允許沿垂直軸線運(yùn)動，但滑動臺允許沿X，y-平面內(nèi)的軸線運(yùn)動。實(shí) 際上，針對其上布置的所有工具，滑動臺允許相對于塑料焊接裝置的開口同時向前（因此 在使用者的方向上）、或向后（W及因此離開使用者）運(yùn)動。對工具的運(yùn)種控制需要至少= 個驅(qū)動器，一個用于垂直方向并且兩個用于平面運(yùn)動。另外，對相應(yīng)驅(qū)動器的協(xié)同控制是復(fù) 雜的，運(yùn)會使控制總體成本太高。
[0010] 此外，已知的塑料焊接裝置并不適合于用于將兩個部件彼此焊接，所述兩個部件 鏡像對稱地布置在下部工具上。已知裝置的使用尤其是在具有復(fù)雜突出或底切的兩個鏡像 對稱地布置的部件的同時焊接期間將會進(jìn)一步導(dǎo)致至少一個部件和/或預(yù)熱組件或者預(yù) 熱組件中的至少一個預(yù)熱裝置的損壞或毀壞，因?yàn)閮蓚€工具始終在相同方向上移動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目標(biāo)因此是提供一種塑料焊接裝置，通過所述塑料焊接裝置，具有復(fù)雜 底切的部件同樣可容易地且快速地焊接。另外，應(yīng)當(dāng)提供一種相應(yīng)的塑料焊接方法。
[0012] W上目標(biāo)通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的塑料焊接裝置W及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求 10所述的塑料焊接方法來實(shí)現(xiàn)。另外的優(yōu)選實(shí)施方案來源于下文描述、附圖W及所附權(quán)利 要求書。
[0013] 本發(fā)明塑料焊接裝置包括布置在第一支撐件上的第一工具，W及布置在第二支 撐件上的第二工具，其中第一工具可通過第一驅(qū)動器相對于第一支撐件線性移到第一位 置與第二位置之間的第一方向上，同時第一假想球形坐標(biāo)系的原點(diǎn)布置在第一位置上， 優(yōu)選地布置在第一工具上，其中Z-軸線作為第一 Z-軸線延伸到第二支撐件的方向上， 并且在第二支撐件的方向上為正的第一 Z-軸線與第一方向之間的第一傾角的范圍滿足 0《31/2,借此第一工具處的第一部件可與第二工具處的第二部件接合。
[0014] 為了更好的理解，下文描述了操作期間的本發(fā)明優(yōu)選的塑料焊接裝置。對于示例 性操作，第一支撐件是升降臺，并且第二支撐件是上部安裝板。因此，第一工具是下部工具， 并且第二工具是上部工具。
[0015] 另外，第一部件是例如其中布置例如夾住或卡住安裝零件的殼體。運(yùn)個安裝零件 具有一個或多個突出，在從頂側(cè)觀察第一部件時，所述突出突出超出第一部件的邊緣。然 而，由于邊緣屬于連接部分，第二部件必須是可與其接合的。運(yùn)可通過如下文將說明的本發(fā) 明優(yōu)選的塑料焊接裝置來實(shí)現(xiàn)。
[0016] 通常，第一部件首先布置在本文中同義使用的第一工具上或處，因此例如布置在 下部工具上。優(yōu)選地，第一工具此處處于第一位置上。在運(yùn)個第一位置上，第一工具布置在 第一支撐件上，即，特別是直接鄰近第一支撐件。為簡化起見，假定第二部件已布置在第二 工具中。
[0017] 現(xiàn)在為了使第一部件與第二部件接合，第一工具從第一位置移到第二位置上。運(yùn) 優(yōu)選地通過僅一個第一驅(qū)動器線性地沿第一方向進(jìn)行。如上文已描述，在第一位置上，第一 工具鄰近第一支撐件布置。在第二位置上，第一工具距離第一支撐件的距離大于第一位置 上的距離。第一方向由第一 Z-軸線與第一方向之間的第一傾角界定。第一假想球形坐標(biāo) 系的原點(diǎn)布置在處于第一位置的第一工具處，其中Z-軸線作為第一 Z-軸線在上面布置了 第二工具的第二支撐件的方向上延伸。對于第一傾角，其范圍為O《31/2。優(yōu)選的 是，第一 Z-軸線相對于X，y-平面形成法線。另外，在假想球形坐標(biāo)系中，優(yōu)選地，X-軸線 作為第一 X-軸線且y-軸線作為第一 y-軸線包圍出90度的角度。根據(jù)第一實(shí)施方案，第 一位置位于X，y-平面內(nèi)。特別地，且假定第一球形坐標(biāo)系的X，y-平面優(yōu)選地平行于第一 支撐件和/或第二支撐件的表面延伸，對于第一傾角，優(yōu)選地其范圍為〇< U 1< /2。因此， 第一部件可W通過相對于第一支撐件沿第一方向線性地移動第一工具而與第二工具中的 第二部件接合。另外，在移動期間可實(shí)現(xiàn)第一工具的特定旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)，其中所述旋轉(zhuǎn)角界 定在平面上通過第一 X-軸線與第一 y-軸線形成的，第一 X-軸線與第一方向的突起之間。 可替代地，旋轉(zhuǎn)角保持恒定。
[0018] 在第一工具到達(dá)第二位置并且第一部件與第二部件因此而接合之后，第一部件和 第二部件從而焊接至彼此。最終，第一工具之后移回到第一位置，W使得使用者可W將焊接 至彼此的被焊接的第一部件和第二部件的化合物從塑料焊接裝置去除。
[0019] 通過本發(fā)明的塑料焊接裝置，第一工具因此在空間中相對于第一支撐件對角線地 或傾斜地移動。W此方式，第一部件與第二部件的接合是可實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檠剡\(yùn)個方向的運(yùn) 動，不存在底切或底切因此被避免。本發(fā)明運(yùn)種塑料焊接裝置的一個優(yōu)點(diǎn)因此還在于僅通 過一個驅(qū)動器，第一工具相對于第一支撐件的對角或橫向運(yùn)動是可實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)提供了控制 的相應(yīng)簡化W及因此相對常規(guī)塑料焊接裝置的成本的降低。
[0020] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，塑料焊接裝置是具有預(yù)熱組件或紅外焊接裝置的摩擦焊接 裝置。優(yōu)選地，此處第一支撐件和第二支撐件可相對于彼此沿第一 Z-軸線移動。再次起始 于W上初始條件，即，第一工具中的第一部件和第二部件已布置在第二工具中，W下另外的 步驟在本發(fā)明塑料焊接裝置的操作期間得出結(jié)果，所述塑料焊接裝置的支撐件可相對于彼 此移動。
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