DE202023103480U1

DE202023103480U1 - Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil sowie Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil

Info

Publication number: DE202023103480U1
Application number: DE202023103480.2U
Authority: DE
Original assignee: Gefasoft Automatisierung und Software Regensburg GmbH
Current assignee: Gefasoft Automatisierung und Software Regensburg GmbH
Priority date: 2023-06-22
Filing date: 2023-06-22
Publication date: 2023-07-05
Anticipated expiration: 2033-06-23

Abstract

Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil (8, 10, 12) mittels Laserschweißen, wobei die Vorrichtung eine erste Bauteilaufnahme (1) und eine zweite Bauteilaufnahme (3) zur Aufnahme und zum Halten eines Fügepartners und eine Bestrahlungseinheit (5) zum Erhitzen von Fügeflächen von in den Bauteilaufnahmen (1, 3) angeordneten Fügepartnern mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Emission von Strahlung enthält, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung folgender Schritte eingerichtet ist:
(a) Halten eines ersten Fügepartners (6) durch die erste Bauteilaufnahme (1) nach erfolgtem Bestücken der ersten Bauteilaufnahme (1) mit dem ersten Fügepartner (6);
(b) Halten eines zweiten Fügepartners (7) durch die zweite Bauteilaufnahme (3) nach erfolgtem Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme (3) mit dem zweiten Fügepartner (7);
(c) Erhitzen der Fügeflächen der in den Bauteilaufnahmen (1, 3) angeordneten Fügepartner (6, 7) durch die zumindest eine Laserstrahlquelle aufweisende Bestrahlungseinheit (5), wobei die erste Bauteilaufnahme (1) und die zweite Bauteilaufnahme (3) in jeweils einer Heizposition angeordnet sind, in der die Fügepartner (6, 7) derart zu der Bestrahlungseinheit (5) angeordnet sind, dass die für das Zusammenfügen vorgesehenen Fügeflächen der Fügepartner (6, 7) durch diese erhitzbar sind;
(d) Anordnen der Bauteilaufnahmen (1, 3) mit den durch diese gehaltenen Fügepartnern (6, 7) in einer Fügeposition, in der die Fügeflächen der Fügepartner (6, 7) gegenüberliegend angeordnet sind;
(e) Zusammenfügen der Fügepartner (6, 7) zu einem ersten Bauteil (8), insbesondere umfassend einen Schritt des Bewegens der Bauteilaufnahmen (1, 3) aufeinander zu;
(f) Lösen des zweiten Fügepartners (7) von der zweiten Bauteilaufnahme (3) und Halten des ersten Bauteils (8) in der ersten Bauteilaufnahme (1); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zu einem mindestens einmaligen Wiederholen der Schritte (b) bis (f) eingerichtet ist, wobei die zweite Bauteilaufnahme (3) mit einem weiteren Fügepartner (9) bestückt wird und mit dem in der ersten Bauteilaufnahme (1) verbliebenen ersten Bauteil (8) zu einem zweiten Bauteil (10) zusammengefügt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laserschweißen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laserschweißen nach Anspruch 17.
Aus dem Stand der Technik gemäß DE 10 2019 215 516 B4 ist eine Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden zweier aus Kunststoff bestehender Werkstücke mittels Laserschweißen, welches auch als Kunststoffschweißen bezeichnet wird, bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei Aufnahmen zur Anordnung von je einem der zwei zu einem Bauteil zusammen zu fügenden Werkstücke in diesen. In einer ersten Position der Aufnahmen werden die in den Aufnahmen angeordneten Werkstücke über von einer Strahlquelle emittierte Laserenergie an den jeweiligen für das Fügen vorgesehenen Flächen erwärmt. Durch eine gesteuerte Bewegung werden die Aufnahmen anschließend in eine zweite Position bewegt, in der sich die Fügeflächen der Werkstücke parallel beabstandet gegenüberstehen. Anschließend erfolgt ein Bewegen der Aufnahmen aufeinander zu in einer Richtung senkrecht zu den Fügeflächen in eine dritte Position, in der die Werkstücke in Kontakt gebracht sind. Nachdem Fügen der Werkstücke zu dem Bauteil werden die Aufnahmen mit dem erzeugten Bauteil in einer der beiden Aufnahmen wieder in die erste Position verbracht und das Bauteil wird abschließend aus dieser Aufnahme entnommen. Die beschriebenen Bewegungen der Aufnahmen erfolgen dabei speziell durch eine zwangsgeführte Kurvensteuerung.
Weiter ist aus DE 10 2021 209 203 B3 eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von zwei Fügepartnern mit einer ersten und einer zweiten Bauteilaufnahme zur Aufnahme jeweils eines Fügepartners bekannt. Die erste Bauteilaufnahme ist dabei um eine erste Rotationsachse und die zweite Bauteilaufnahme um eine zweite Rotationsachse, welche senkrecht zu der ersten Rotationsachse steht, rotierbar. Speziell erfolgt dabei eine Rotation der Bauteilaufnahmen zwischen einer Be- und Entladeposition, in der ein Be- bzw. Entladen der Fügepartner erfolgt, einer Heizposition, in der ein Erhitzen der Fügefläche des jeweiligen Fügepartners erfolgt, und einer Fügeposition, in der die Fügepartner zusammengefügt werden. Die beiden zu einem in einer der Bauteilaufnahmen verbleibenden Werkstück verbundenen Fügepartner werden in der Entladeposition abschließend aus dieser entnommen.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe, eine Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern unter Einsatz des Prinzips des Laserschweißens sowie eine Vorrichtung mit einer derartigen Steuereinrichtung bereitzustellen, die ein flexibles Zusammenfügen von Fügepartnern zu komplexen Bauteilen auf einfache und vorteilhafte Weise ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laserschweißen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Eine Vorrichtung für ein Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laser- bzw. Kunststoffschweißen umfasst eine erste Bauteilaufnahme und eine zweite Bauteilaufnahme zur Aufnahme und zum Halten eines Fügepartners sowie eine Bestrahlungseinheit zum Erhitzen von Fügeflächen von in den Bauteilaufnahmen angeordneten Fügepartnern mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Emission von Laserstrahlung. Die Steuereinrichtung für die Vorrichtung ist dabei zur Durchführung der im Folgenden im Einzelnen beschriebenen und vorzugsweise in der genannten Reihenfolge ablaufenden Schritte eingerichtet.
Zunächst erfolgt eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Halten bzw. Fixieren eines ersten Fügepartners durch die erste Bauteilaufnahme nach Bestücken der ersten Bauteilaufnahme mit dem ersten Fügepartner. Das Bestücken der Bauteilaufnahme kann dabei manuell oder auch automatisiert, insbesondere durch eine entsprechend ansteuerbare Bestückungseinrichtung der Vorrichtung, erfolgen. Das Bestücke sowie das Halten des ersten Fügepartners erfolgt dabei vorzugsweise in einer Ausgangsposition der ersten Bauteilaufnahme. Weiter erfolgt eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Halten bzw. Fixieren eines zweiten Fügepartners durch die zweite Bauteilaufnahme nach erfolgtem (manuellen oder automatisierten) Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme mit dem zweiten Fügepartner, insbesondere in einer Ausgangsposition der zweiten Bauteilaufnahme. Bei den Fügepartnern handelt es sich bevorzugt um aus (reversiblem bzw. thermo-plastisch verformbaren) Kunststoff bestehende Fügepartner, insbesondere Fügepartner aus einem Thermoplast, die durch Absorption von Laserenergie bzw. Laserstrahlung auf eine Temperatur größer gleich der Schmelztemperatur des Kunststoffs gebracht und zumindest teilweise geschmolzen werden können. Die in die Bauteilaufnahmen eingebrachten Fügepartner können dabei insbesondere aus demselben Kunststoff oder aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen oder auch unterschiedliche Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Rußpartikel, Glasfasern, Carbonfasern etc., aufweisen. Weiter können die einzelnen Fügepartner eine identische Geometrie oder unterschiedliche Geometrien aufweisen. Das Halten der Fügepartner durch die Bauteilaufnahmen bzw. das Fixieren der Fügepartner in den Bauteilaufnahmen kann beispielsweise durch Klemmen der Fügepartner durch eine durch die Steuereinrichtung ansteuerbare Klemmvorrichtung erfolgen. Ein Halten bzw. Fixieren ist jedoch auch durch eine Saugvorrichtung oder durch eine magnetische Halteeinheit oder sonstige Fixierungseinheit möglich.
Weiter erfolgt eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Erhitzen der Fügeflächen der durch die Bauteilaufnahmen gehaltenen Fügepartner durch die zumindest eine (Laser-) Strahlquelle aufweisende Bestrahlungseinheit. Für das Erhitzen sind die erste Bauteilaufnahme und die zweite Bauteilaufnahme in jeweils einer Heizposition angeordnet. In den Heizpositionen sind die in den Bauteilaufnahmen angeordneten Fügepartner derart zu der Bestrahlungseinheit positioniert, dass die für das Zusammenfügen vorgesehenen Fügeflächen der Fügepartner durch die Bestrahlungseinheit erhitzbar sind. Bevorzugt trifft die von der zumindest einen Laserstrahlquelle emittierte (Laser-) Strahlung dabei im Wesentlichen senkrecht auf die jeweilige Fügefläche. Das Anordnen der Bauteilaufnahmen in der Heizposition kann durch eine Ansteuerung zur Bewegung der Bauteilaufnahmen ausgehend von der jeweiligen Ausgangsposition, in der die Bauteilaufnahmen mit den Fügepartnern bestückt werden, erfolgen. Die Bauteilaufnahmen sind hierfür entsprechend beweglich ausgestaltet und durch entsprechende Ansteuerung eines zugeordneten Antriebs bewegbar. Neben einer Bewegung der Bauteilaufnahmen von der jeweiligen Ausgangsposition in die Heizposition ist es jedoch auch möglich, dass es sich bei der Ausgangsposition der jeweiligen Bauteilaufnahme bereits um die Heizposition handelt, so dass keine Bewegung der Bauteilaufnahme zur Anordnung dieser in der entsprechenden Heizposition erforderlich ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar und von der Erfindung umfasst, dass eine Ansteuerung zur Bewegung der Bestrahlungseinheit relativ zu den Bauteilaufnahmen erfolgt, um diese in der Heizposition anzuordnen. Bei den für das Fügen vorgesehenen Fügeflächen bzw. Fügebereichen der Fügepartner handelt es sich insbesondere um zueinander korrespondierende bzw. in deren Form im Wesentlichen identische Fügeflächen. Die geometrische Ausgestaltung der Fügeflächen, insbesondere auch die Tiefe der Fügefläche ins Innere des Fügepartners, ist dabei insbesondere in Abhängigkeit der Ausgestaltung der zu fügenden Fügepartner bzw. des zu fügenden Bauteils gewählt. Für das Fügen der Fügepartner erfolgt speziell ein Erhitzen auf Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des jeweiligen Fügepartners. Das Erhitzen der beiden Fügepartner erfolgt dabei bevorzugt zeitgleich. Allerdings ist auch ein zeitlich versetztes Erhitzen möglich. Insbesondere in Abhängigkeit der Materialien der Fügepartner, speziell der Absorptionsfähigkeit der Fügeflächen, sowie auch der zu erhitzenden Tiefe der Fügefläche, können sich dabei die Parameter für die Erhitzung der Fügeflächen, wie beispielsweise die jeweilige Erhitzungsdauer oder die eingebrachte Energiemenge, unterscheiden.
In einem weiteren Schritt erfolgt, insbesondere unmittelbar im Anschluss an das Erhitzen der Fügeflächen bzw. zeitnah hierzu, eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Anordnen der Bauteilaufnahmen mit den in diesen angeordneten, an den Fügeflächen erhitzten Fügepartnern in einer Fügeposition, wobei die Fügeflächen der Fügepartner in der Fügeposition gegenüberliegend angeordnet sind. Das Anordnen der Bauteilaufnahmen in der jeweiligen Fügeposition kann durch eine Bewegung der Bauteilaufnahmen ausgehend von der jeweiligen Heizposition erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei einer der Heizpositionen der Bauteilaufnahmen bereits um die Fügeposition dieser Bauteilaufnahme handelt, so dass keine Bewegung dieser Bauteilaufnahme zur Anordnung in der Fügeposition erforderlich ist und lediglich die andere Bauteilaufnahme von der Heizposition in die Fügeposition bewegt wird.
Weiter erfolgt eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Zusammenfügen der Fügepartner zu einem ersten Bauteil. Dies erfolgt speziell durch Bewegen der Bauteilaufnahmen aufeinander zu und Aufeinanderpressen der erhitzten Fügeflächen. Die Bewegung der Bauteilaufnahmen aufeinander zu kann dabei durch Bewegung einer oder auch beider Bauteilaufnahmen in Richtung der anderen Bauteilaufnahme erfolgen. Beispielsweise kann das Bewegen der Bauteilaufnahmen aufeinander zu, wie auch unten näher beschrieben ist, kraftgesteuert, d.h. bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kraft für das Zusammenführen der Bauteilaufnahmen bzw. Fügepartner, oder positionsgesteuert, d.h. bis zum Erreichen einer vorgegebenen Endposition der Bauteilaufnahmen bzw. eines vorgegebenen Abstands der Fügepartner relativ zueinander, erfolgen. Die Fügepartner werden dabei solange in der zusammengeführten Position gehalten, bis ein ausreichendes Erkalten der Fügeflächen erfolgt ist. Insbesondere werden die Fügepartner bis zum Erreichen einer vorgegebenen Haltezeit in dieser zusammengeführten Position gehalten, speziell solange, bis die Fügeflächen eine Temperatur unterhalb der jeweiligen Schmelztemperatur aufweisen, so dass eine feste Verbindung entsteht. Grundsätzlich ist hierbei auch eine aktive oder gesteuerte Kühlung denkbar, um den Kühlprozess zu beschleunigen bzw. zu kontrollieren. Durch das Zusammenfügen sind die beiden Fügepartner an den Fügeflächen fest und stoffschlüssig miteinander verbunden.
Weiter erfolgt eine Ansteuerung der Vorrichtung zum Lösen des zweiten Fügepartners von der zweiten Bauteilaufnahme und Halten des ersten Bauteils, welches aus den beiden zusammengefügten Fügepartnern besteht, in der ersten Bauteilaufnahme.
Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung zum zumindest einmaligen Wiederholen der oben genannten Schritte beginnend mit dem Halten eines weiteren Fügepartners in der zweiten Bauteilaufnahme nach erfolgtem (manuellen oder automatisierten) Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme mit dem weiteren Fügepartner eingerichtet, wobei dieser weitere Fügepartner mit dem in der ersten Bauteilaufnahme verbliebenen ersten Bauteil zu einem zweiten Bauteil zusammengefügt wird. Das mit dem weiteren Fügepartner zu dem zweiten Bauteil zusammenzufügende erste Bauteil ist im Folgenden, insbesondere zur Vereinfachung der Beschreibung, an entsprechenden Stellen auch als „Fügepartner“ bezeichnet. Die Heizpositionen sowie die Fügepositionen der Bauteilaufnahmen und die Position in der das Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme erfolgt, können sich in dem weiteren bzw. sich wiederholenden Prozessdurchlauf von den Positionen des vorangehenden Durchgangs unterscheiden. Weiter kann die Ansteuerung für das Zusammenfügen, speziell betreffend das Bewegen der Bauteilaufnahmen aufeinander zu und die Verweildauer in der zusammengepressten Position bis zum Erkalten der Fügeflächen, abweichend von der vorangehenden Ansteuerung zum Zusammenfügen ausgestaltet sein bzw. individuell an die neuen Fügepartner angepasst sein. Beispielsweise kann eine andere Ansteuerung bei der Bewegung der Bauteilaufnahmen aufeinander zu, insbesondere auch eine andere Bewegungssteuerung der Bauteilaufnahmen, speziell eine angepasste kraft- oder positionsabhängige Ansteuerung sowie angepasste Zielwerte, oder eine andere Haltezeit bis zum Erkalten gegeben sein. Zudem kann das Material des weiteren Fügepartners sich von dem des ersten oder zweiten Fügepartners unterscheiden oder auch identisch zu diesem sein. Entsprechendes gilt für die Geometrie des weiteren Fügepartners. Durch das Wiederholen der genannten Schritte, wobei die Ansteuerung der Vorrichtung durch die Steuereinrichtung insbesondere individuell an die beiden zu dem zweiten Bauteil zusammenzufügenden Fügepartner angepasst ist, ist ein flexibles Aneinanderfügen zu einem finalen, aus mehreren Fügepartnern zusammengesetzten, komplexen Bauteil auf schnelle, einfache und prozesstechnisch vorteilhafte Weise ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Bestücken der ersten Bauteilaufnahme und/oder das Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme sowie vorzugsweise auch ein Fixieren der Fügepartner in diesen in einer Ausgangsposition der jeweiligen Bauteilaufnahme. Die Ausgangsposition ist speziell eine Position, in der ein möglichst freier Zugang zu der jeweiligen Bauteilaufnahme gegeben ist und somit ein einfaches Bestücken dieser mit einem Fügepartner erfolgen kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich dabei um eine feste bzw. eine bei jeder Wiederholung des Prozesses gleichbleibende Ausgangsposition. Es ist jedoch auch eine angepasste Wahl der Ausgangsposition, insbesondere in Abhängigkeit des einzubringenden Fügepartners, möglich. Beispielsweise kann bei sehr großen Fügepartnern eine Ausgangsposition mit verbessertem Zugang zu der Bauteilaufnahme gewählt werden. Die erste und/oder die zweite Bauteilaufnahme können insbesondere nach dem Schritt des Lösens des vorangehenden Fügepartners aus der zweiten Bauteilaufnahme, bevorzugt unmittelbar im Anschluss an diesen Schritt, entsprechend zur Bewegung in die jeweilige Ausgangsposition angesteuert werden. Hierdurch kann unmittelbar eine Fortführung der erfindungsgemäßen Ansteuerung der Vorrichtung durch die Steuereinrichtung, insbesondere ein Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme mit dem weiteren Fügepartner und eine Ansteuerung zum Halten des weiteren Fügepartners durch die zweite Bauteilaufnahme, erfolgen. Nachdem das erste Bauteil für das Fügen mit dem weiteren Fügepartner in der ersten Bauteilaufnahme verbleibt und kein Bestücken der ersten Bauteilaufnahme mit einem neuen Fügepartner erfolgt, kann die erste Bauteilaufnahme in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch unmittelbar nach dem Schritt des Zusammenfügens zu dem ersten Bauteil bzw. dem Lösen des zweiten Fügepartners aus der zweiten Bauteilaufnahme in die neue Heizposition bewegt werden. Hierdurch wird insbesondere eine unnötige Bewegung der ersten Bauteilaufnahme in deren Ausgangsposition vermieden.
Wie auch bereits angeführt, kann die Heizposition der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme grundsätzlich der Ausgangsposition der jeweiligen Bauteilaufnahme entsprechen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung können sich die Ausgangsposition und die Heizposition einer oder beider Bauteilaufnahmen jedoch voneinander unterscheiden, so dass ggf. eine Ansteuerung zur Bewegung der ersten Bauteilaufnahme und/oder der zweiten Bauteilaufnahme von der Ausgangsposition in die Heizposition erfolgt. Hierdurch ist insbesondere eine für den jeweiligen Prozessschritt vorteilhafte Positionierung der Bauteilaufnahme gegeben, speziell derart, dass in der Ausgangsposition ein freier und insbesondere ein nicht durch die Bestrahlungseinheit beeinträchtigter Zugang zu der jeweiligen Bauteilaufnahme und in der Heizposition eine für das Erhitzen optimale Position des Fügepartners relativ zur Bestrahlungseinheit vorliegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Fügeflächen in der Heizposition jeweils eine fest vorgegebene Position relativ zur Bestrahlungseinheit auf, insbesondere einen vorgegebenen Abstand und/oder eine vorgegebene Ausrichtung zu dieser. Bevorzugt sind die Heizposition der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme in Abhängigkeit des in der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme angeordneten Fügepartners bzw. zuvor zusammengefügten Bauteils gewählt. Alternativ oder zusätzlich können die Heizpositionen in Abhängigkeit der Form des zu fügenden Bauteils gewählt sein. Neben dem Abstand der Bauteilaufnahme zur Bestrahlungseinheit kann folglich eine für jeden Durchlauf des Prozesses passende Orientierung der Bauteilaufnahme zur Bestrahlungseinheit gewählt werden. Die Orientierung der Bauteilaufnahme zur Bestrahlungseinheit hängt insbesondere von der Anordnung des Fügepartners in der Bauteilaufnahme und der Position der Fügefläche, an die der in der anderen Bauteilaufnahme angeordnete Fügepartner angefügt werden soll, ab. Beispielhaft ist es denkbar, dass ein Anfügen des in der zweiten Bauteilaufnahme angeordneten weiteren Fügepartners an das in der ersten Bauteilaufnahme verbliebene erste Bauteil an dessen von der ersten Bauteilaufnahme wegweisenden Oberseite oder an einer der Seitenflächen des Bauteils erfolgt. Entsprechend hierzu ist die hierzu entsprechend beweglich ausgestaltete erste Bauteilaufnahme in die passende Heizposition, in der ein Erhitzen der vorgesehenen Fügefläche erfolgen kann, zu bewegen. Die Bewegung der Bauteilaufnahmen in die Heizposition kann hierbei neben einer translatorischen Bewegung auch eine Rotation oder Kippbewegung sein oder eine Kombination aus diesen umfassen. Die für jeden Durchlauf des Prozesses individuell gewählte Heizposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme kann sich folglich von der vorangehenden Heizposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme unterscheiden. Bevorzugt wird die Position der Bauteilaufnahmen durch eine mit der Steuereinrichtung verbundene Detektionseinheit erfasst, beispielsweise durch ein Kamerasystem, wobei in Abhängigkeit der erfassten Position der Bauteilaufnahmen ggf. eine Korrektur vorgenommen wird, um die gewünschte Positionierung in der Heizposition zu erzielen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die Bewegung der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme von der jeweiligen Heizposition in die Fügeposition fest vorgegeben und speziell unabhängig von der individuell gewählten Heizposition der Bauteilaufnahmen sein. Hierdurch wird eine gezielte und genaue Anordnung der Bauteilaufnahmen in der jeweiligen Fügeposition erreicht.
Entsprechend zu der individuellen Wahl der jeweiligen Heizposition, insbesondere auch ergänzend hierzu, erfolgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch eine individuelle Wahl der Fügeposition der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme in Abhängigkeit des in der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme angeordneten Fügepartners bzw. Bauteils und/oder in Abhängigkeit der Form des zu fügenden Bauteils. Insbesondere unterscheidet sich die neue Fügeposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme von der vorangehenden Fügeposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme. Es ist dabei auch denkbar, dass eine der beiden Bauteilaufnahmen eine feste Fügeposition aufweist und nur die Fügeposition der anderen Bauteilaufnahme individuell an das zu fügende Bauteil angepasst gewählt wird. Bevorzugt wird auch hierbei die korrekte Positionierung der Bauteilaufnahmen durch eine mit der Steuereinrichtung verbundene Detektionseinheit erfasst, wobei in Abhängigkeit der erfassten Position der Bauteilaufnahmen ggf. eine Korrektur zur Erzielung der gewünschten Positionierung der Bauteilaufnahme vorgenommen wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Entfernen der ersten Bauteilaufnahme relativ zur Bestrahlungseinheit bei Bewegen der ersten Bauteilaufnahme von der Heizposition in die Fügeposition, insbesondere durch eine Relativbewegung der ersten Bauteilaufnahme im Wesentlichen parallel zu einer Bestrahlungsrichtung der Bestrahlungseinheit, entlang der das Bestrahlen des in der ersten Bauteilaufnahme angeordneten Fügepartners erfolgt. Die auch im Folgenden verwendeten Bezeichnung „im Wesentlichen parallel“ ist insbesondere dahingehend zu verstehen, dass die genannten Richtungen einen Winkel kleiner oder gleich 30°, bevorzugt kleiner oder gleich 20°, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10°, einschließen. Weiter erfolgt in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Verschwenken der zweiten Bauteilaufnahme bei Bewegen der zweiten Bauteilaufnahme von der Heizposition in die Fügeposition, insbesondere ein Verschwenken der zweiten Bauteilaufnahme um eine senkrecht zu der Bestrahlungsrichtung der Bestrahlungseinheit verlaufende Schwenkachse. Bevorzugt ist dabei ein Verschwenken um mehr als 90°, besonders bevorzugt ein Verschwenken im Bereich von 120° bis 180°, und ganz besonders bevorzugt ein Verschwenken um etwa 180°, vorgesehen. Durch die genannten Ausgestaltungen ist ein vorteilhaftes und insbesondere gezieltes Verbringen der Bauteilaufnahmen von der Heizposition in die jeweilige Fügeposition gegeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bestrahlungseinheit derart ausgestaltet, dass diese (Laser-) Strahlung mit zumindest zwei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren kann. Insbesondere kann die Bestrahlungseinheit dabei zwei oder mehrere Laserstrahlquellen aufweisen, die Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Hierbei kann es sich insbesondere um Strahlungsquellen handeln, die Strahlung mit einer Wellenlänge im nahinfraroten Bereich (NIR) bzw. im kurzwelligen Infrarotlichtbereich (780 nm bis 3000 nm), im mittleren Infrarotlichtbereich (3000 nm bis 8000 nm) oder im langwelligen Infrarotlichtbereich (8000 nm bis 15000 nm) emittieren. Aus Kosten- und Leistungsgründen sind insbesondere Laserstrahlquellen mit Wellenlängen im Bereich von 800 nm bis 1070 nm bevorzugt. Bei einer bevorzugten Einrichtung der Steuereinrichtung erfolgt eine Auswahl der für die Erhitzung eines Fügepartners eingesetzten Strahlung in Abhängigkeit des jeweiligen Fügepartners, insbesondere in Abhängigkeit des durch eine mit der Steuereinrichtung verbundenen Detektionseinheit erfassten oder auch vorbekannten Materials bzw. Absorptionsverhaltens des jeweiligen Fügepartners. Es ist hierbei insbesondere auch möglich, dass die beiden zu fügenden Fügepartner durch Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge erhitzt werden. Hierdurch ist ein an den jeweiligen Fügepartner angepasstes Erhitzen der Fügefläche möglich. Weiter kann die Bestrahlungseinheit auch eine entsprechende ansteuerbare optische Vorrichtung zur Ausrichtung und Fokussierung der Strahlung aufweisen, insbesondere eine steuerbare Spiegelanordnung. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt eine Anpassung des Fokusdurchmessers der Strahlung in Abhängigkeit eines zu erhitzenden Fügepartners oder der beiden zu erhitzenden Fügepartner bzw. der jeweils zu erhitzenden Fügeflächen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung zum Erfassen der Temperatur der Fügeflächen zumindest eines oder beider Fügepartner während des Erhitzens, speziell durch eine mit der Steuereinrichtung verbundene Detektionseinheit der Vorrichtung, eingerichtet. Insbesondere erfolgt das Erfassen bis zum Erreichen eines für den jeweiligen Fügepartner vorgegebenen Temperaturwerts, speziell eines Temperaturwerts oberhalb der Schmelztemperatur des Fügepartners. Durch das Erfassen der Temperatur ist eine kontrollierte Erhitzung des Fügepartners möglich, wobei in Abhängigkeit der erfassten Temperatur gegebenenfalls eine Anpassung der Erhitzung durch die Bestrahlungseinheit erfolgen kann, um eine gewünschte bzw. vorgegebene Erhitzung zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Erhitzen des oder der Fügepartner innerhalb einer vorgegebenen Erhitzungs- bzw. Bestrahlungsdauer, beispielsweise einer Erhitzungsdauer von wenigen Sekunden, insbesondere von weniger als 60 Sekunden, besonders bevorzugt von weniger als 40 Sekunden. Ergänzend oder alternativ hierzu kann ein Erhitzen bis zur Erfassung einer Rauchentwicklung an der Fügefläche oder ein Erhitzen bis zur Erfassung einer vorgegebenen, infolge der Erhitzung auftretenden Veränderung der Reflexionseigenschaften der Fügefläche erfolgen. Die Erfassung der Rauchentwicklung oder der Reflexionseigenschaften der Fügefläche kann durch eine entsprechende, mit der Steuereinrichtung verbundene optische Detektionseinheit der Vorrichtung erfolgen. Durch die genannten Ausgestaltungen lässt sich auf einfache Weise eine gewünschte Erwärmung der Fügefläche erzielen.
Bevorzugt erfolgt das Zusammenfügen der Fügepartner zu einem Bauteil durch eine positionsgesteuerte Bewegung der Bauteilaufnahmen entlang eines vorgegebenen Bewegungswegs bzw. einem Bewegungsweg mit vorgegebener Wegstrecke aufeinander zu. Die Bewegung der Bauteilaufnahmen lässt sich dabei insbesondere über die Ansteuerung entsprechender Bewegungsantriebe der Bauteilaufnahmen, beispielsweise einen Servomotor, steuern und erfassen. Ergänzend oder alternativ hierzu ist jedoch auch eine Erfassung der Bewegung über eine mit der Steuereinrichtung verbundene optische Detektionsvorrichtung der Vorrichtung, beispielsweise eine Kamera, und eine Steuerung der Bewegung der Bauteilaufnahme in Abhängigkeit der hierdurch erfassten Bewegung möglich. Alternativ kann das Zusammenfügen der Fügepartner auch kraftgesteuert erfolgen, nämlich derart, dass die Fügepartner bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kraft bzw. eines vorgegebenen Widerstands beim Bewegen der Bauteilaufnahmen aufeinander zu, aufeinander gepresst werden. Die Bauteilaufnahmen können hierfür einen entsprechenden, mit der Steuereinrichtung verbundenen Kraftsensor aufweisen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch eine entsprechende Steuerung unter Berücksichtigung einer Leistungsabnahme der Antriebe beim Bewegen der Bauteilaufnahme erfolgen. Durch die genannten Ausgestaltungen lässt sich die Verbindung der Fügepartner, insbesondere die Eindringtiefe der Fügepartner an den aufgeschmolzenen Fügeflächen ineinander, steuern und je nach Bedarf einstellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung zu einem Erfassen zumindest einer Abmessung der zu einem Bauteil zusammengefügten Fügepartner eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann eine Erfassung der Fügestelle der zu einem Bauteil zusammengefügten Fügepartner erfolgen. Ebenso kann eine Erfassung des Bewegungswegs der Bauteilaufnahmen beim Zusammenfügen zu einem Bauteil erfolgen. Die genannten Erfassungen können dabei durch eine entsprechende, mit der Steuereinrichtung verbundene Detektionsvorrichtung der Vorrichtung, beispielsweise durch ein Kamerasystem oder durch einen mit der Bauteilaufnahme gekoppelten Bewegungssensor etc., erfolgen. Die Ansteuerung der Vorrichtung zur Durchführung der nachfolgenden Schritte, speziell des nachfolgenden Durchgangs zum Fügen zu dem weiteren Bauteil, erfolgt dann speziell in Abhängigkeit der erfassten Parameter. Hierdurch kann eine Korrektur einer von einem vorgegebenen Zielwert des Bauteils erfassten Abweichungen erfolgen. Speziell kann dies durch eine Anpassung der Erhitzung der Fügeflächen der nachfolgend zu fügenden Fügepartner oder durch eine angepasste Steuerung der Bewegung der Bauteilaufnahmen beim Zusammenfügen der nachfolgend zu fügenden Fügepartner erfolgen. Beispielsweise können bei einem Bauteil aus mehreren, zu einem Stapel bzw. aufeinander zu fügenden Fügepartner, Höhenabweichungen eines vorangehenden Zwischenbauteils von einem Zielwert ausgeglichen werden. Durch eine höhere Aufschmelztiefe der Fügepartner und eine entsprechend angepasste positions- oder kraftabhängige Ansteuerung der Bewegung der Bauteilaufnahmen beim Zusammenfügen kann z.B. eine größere Eindringtiefe erzielt werden, wodurch ein Überschreiten eines vorgegebenen Höhenwerts ausgeglichen oder die Abweichung zumindest reduziert werden kann. Entsprechend hierzu kann bei einem Unterschreiten eines Abmessungszielwerts eine Reduktion der Eindringtiefe beim Zusammenfolgen erfolgen, beispielsweise durch Bewegen der Bauteilaufnahmen nur bis zu einem vorgegebenen Abstand aufeinander zu.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung zum Lösen des ersten Fügepartners aus der ersten Bauteilaufnahme erst nach dem Zusammenfügen aller Fügepartner zu einem fertigen bzw. finalen Bauteil, d.h. ohne ein zwischenzeitliches und zeitaufwendiges Lösen des ersten Fügepartners aus der ersten Bauteilaufnahme, eingerichtet. Die Entnahme des finalen Bauteils erfolgt dabei besonders bevorzugt nach Bewegung der ersten Bauteilaufnahme in eine Ausgangsposition der ersten Bauteilaufnahme, in der ein freier Zugang gegeben und somit eine einfache Entnahme des fertigen Bauteils möglich ist.
Weiter umfasst die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laserschweißen. Die Vorrichtung umfasst hierbei eine erste Bauteilaufnahme und eine zweite Bauteilaufnahme zur Aufnahme und zum Halten jeweils eines der Fügepartner. Die Bauteilaufnahmen sind dabei beweglich, insbesondere translatorisch bewegbar, rotierbar oder schwenkbar, und zu einer gewünschten Bewegung ansteuerbar ausgestaltet. Insbesondere weisen die Bauteilaufnahmen entsprechend ansteuerbare Antriebe auf. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Bestrahlungseinheit mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Emission von (Laser-) Strahlung entlang zumindest einer Bestrahlungsrichtung zum Erhitzen von Fügeflächen von in den Bauteilaufnahmen angeordneten Fügepartnern. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass diese eine Steuereinrichtung aufweist, die wie oben beschrieben eingerichtet ist. Speziell kann die Vorrichtung dabei auch eine der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen.
Bevorzugt erfolgt das Erhitzen der Fügepartner derart, dass in den Heizpositionen der Bauteilaufnahmen die zu erhitzenden Fügeflächen im Wesentlichen senkrecht zu der zumindest einen Bestrahlungsrichtung ausgerichtet sind. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Bestrahlungseinheit ist diese zur Emission einer ersten Strahlung entlang einer ersten Bestrahlungsrichtung zur Bestrahlung der Fügefläche eines in der ersten Bauteilaufnahme angeordneten Fügepartners sowie zur Emission einer zweiten Strahlung entlang einer zweiten Bestrahlungsrichtung zur Bestrahlung der Fügefläche eines in der zweiten Bauteilaufnahme angeordneten Fügepartners ausgestaltet. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Bestrahlungseinheit zur Emission von (Laser-) Strahlung mit zumindest zwei unterschiedlichen Wellenlängen ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Bestrahlungseinheit dabei zumindest zwei Laserstrahlquellen aufweisen, die (Laser-) Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Bestrahlungseinheit zur Anpassung des Fokusdurchmessers der für die Erhitzung der Fügeflächen verwendeten Strahlung in der Lage. Durch die genannten Ausgestaltungen ist eine gezielte und für die jeweiligen Fügepartner geeignete Bestrahlung zum Erreichen einer gewünschten Erhitzung möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Bauteilaufnahme und/oder die zweite Bauteilaufnahme im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zu der einen Bestrahlungsrichtung bzw. einer zu der jeweiligen Bauteilaufnahme zugehörigen Bestrahlungsrichtung einer Bestrahlungseinheit, die Strahlung entlang zweier Bestrahlungsrichtungen emittiert, verschiebbar. Zusätzlich oder alternativ kann die erste und/oder die zweite Bauteilaufnahme um eine parallel zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung verlaufende Rotationsachse rotierbar oder um eine senkrecht zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung verlaufende Kipp- bzw. Schwenkachse verschwenkbar sein. Durch die genannten Ausgestaltungen ist eine hohe Beweglichkeit der Bauteilaufnahmen gegeben, durch die eine hohe Flexibilität für die Anordnung der Bauteilaufnahmen in der Ausgangs-, Heiz- und Fügeposition bzw. eine Bewegung in diese gegeben ist und sich komplexe Bauteile fügen lassen. In einer konstruktionstechnisch besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Bauteilaufnahme zumindest im Wesentlichen parallel zu der einen bzw. der zugehörigen Bestrahlungsrichtung verschiebbar und die zweite Bauteilaufnahme ist um eine senkrecht zu der einen bzw. der zugehörigen Bestrahlungsrichtung verlaufende Schwenkachse, insbesondere um einen Winkel größer als 90°, bevorzugt um einen Winkel größer als 120° bzw. 150°, besonders bevorzugt um einen Winkel von etwa 180°, verschwenkbar.
Bevorzugt weisen die Bauteilaufnahmen eine Fixierungseinheit zur Fixierung eines Fügepartners in dieser auf. Insbesondere kann die Fixierungseinheit dabei als Klemmeinheit, als magnetische Fixierungseinheit, als Saugeinheit oder als sonstige Einrichtung, die ein sicheres und positionsgenaues Halten der Fügepartner in der Bauteilaufnahme gewährleistet, ausgestaltet sein.
Weiter weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung zumindest eine Detektionseinheit auf, beispielsweise ein Kamerasystem, über die Eigenschaften und Veränderungen zumindest einer, bevorzugt beider Fügeflächen, beispielsweise deren Temperatur oder Reflexionseigenschaft oder eine Rauchentwicklung an dieser, erfassbar sind. Ergänzend oder alternativ hierzu kann die Detektionseinheit zumindest eine Abmessung der zu einem Bauteil gefügten Fügepartner oder die aktuelle Position bzw. Bewegung der Bauteilaufnahmen, insbesondere die Bewegung der Bauteilaufnahmen beim Zusammenfügen zu einem Bauteil, erfassen. Durch die Detektionseinheit ist eine kontrollierte und gezielte Steuerung der Fügeprozesse und insbesondere die Möglichkeit einer Anpassung der Ansteuerung der Vorrichtung in den nachfolgenden Prozessschritten in Abhängigkeit der erfassten Parameter gegeben.
Diese und weitere Merkmale sowie Vorteile und Wirkungen der erfindungsgemäß eingerichteten Steuereinrichtung sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil mittels Laserschweißen ergeben sich aus den nachfolgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Zeichnungen zeigen:

1 bis 6 eine Ablaufskizze eines beispielhaften Zusammenfügens zweier Fügepartner zu einem ersten Bauteil;
7 bis 13 eine Ablaufskizze eines beispielhaften Zusammenfügens eines weiteren, dritten Fügepartners und des durch 1 bis 5 erzeugten ersten Bauteils zu einem zweiten Bauteil;
14 bis 17A Ablaufskizzen beispielhafter Zusammenfügungen eines weiteren, vierten Fügepartners und des durch 6 bis 14 erzeugten zweiten Bauteils zu einem dritten Bauteil.

In 1 bis 6 ist beispielhaft der Ablauf eines ersten Zusammenfügens zweier Fügepartner 6, 7 bzw. die Ansteuerung der hierfür eingesetzten Vorrichtung durch eine entsprechend eingerichtete Steuereinrichtung skizziert. Die in den Figuren stark vereinfacht dargestellte Vorrichtung weist eine erste Bauteilaufnahme 1 mit einer ersten Fixierungseinheit 2 und eine zweite Bauteilaufnahme 3 mit einer zweiten Fixierungseinheit 4 auf. Über die hier als Klemmvorrichtungen skizzierten Fixierungseinheiten 2, 4 können die Fügepartner 6, 7 in der jeweiligen Bauteilaufnahme 1, 3 lösbar gehalten werden. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Bestrahlungseinheit 5 mit zumindest einer Laserstrahlquelle zur Emission von Laserstrahlung. Die vereinfacht dargestellte Bestrahlungseinheit 5 kann insbesondere auch mehrere Laserstrahlquellen sowie eine optische Einrichtung zur Ausrichtung und Fokussierung der emittierten Laserstrahlung, wie beispielsweise eine steuerbare Spiegelanordnung, aufweisen. Vorliegend wird zur vereinfachten Beschreibung der Prozessabläufe davon ausgegangen, dass die Bestrahlungseinheit 5 eine zentrale Bestrahlungsrichtung R aufweist, wobei das Aussenden von Laserstrahlung durch die Bestrahlungseinheit 5 zumindest im Wesentlichen in Bestrahlungsrichtung R erfolgt. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise kann die Bestrahlungseinheit 5 zur Emission von Strahlung entlang einer ersten und einer davon verschiedenen zweiten Bestrahlungsrichtung ausgebildet sein. 1 zeigt das Bestücken der Bauteilaufnahmen 1, 3 mit jeweils einem Fügepartner 6, 7. Speziell ist dabei die erste Bauteilaufnahme 1 bereits mit einem durch die erste Fixierungseinheit 2 fixierten ersten Fügepartner 6 bestückt und in die zweite Bauteilaufnahme 3 wird ein zweiter Fügepartner 7 eingegeben und, wie auch in 2 gezeigt ist, durch die zweite Fixierungseinheit 4 gehalten. Die Bauteilaufnahmen 1, 3 befinden sich für das in 1 gezeigte Bestücken jeweils in einer Ausgangsposition, in der insbesondere ein einfacher Zugang zu den Bauteilaufnahmen 1, 3 gegeben ist. Bei den Fügepartnern 6, 7 handelt es sich speziell um Fügepartner aus einem (reversibel bzw. thermo-plastisch verformbaren) Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast. Die Fügepartner 6, 7 können, müssen aber nicht zwingend aus denselben Materialien bestehen. Weiter könne die Fügepartner 6, 7 die gleichen oder auch unterschiedliche Geometrien aufweisen.
2 zeigt das Erhitzen der Fügepartner 6, 7 durch die Bestrahlungseinheit 5. Speziell werden hierbei die für das Zusammenfügen vorgesehenen Fügeflächen der Fügepartner 6, 7 durch Laserstrahlung der Bestrahlungseinheit 5 auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des jeweiligen Fügepartners 6, 7 erhitzt. Bevorzugt trifft die Laserstrahlung zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die Fügeflächen. Dies kann beispielsweise durch eine Bestrahlungseinheit 5 mit mehr als einer Laserstrahlquelle oder durch eine optische Einrichtung zur Ausrichtung der Strahlung erzielt werden. Die für die einzelnen Fügepartner 6, 7 vorgesehene Erhitzung, speziell die eingesetzte Laserstrahlung, die Bestrahlungsdauer, die Bestrahlungsintensität-/leistung oder die vorgesehene Endtemperatur, können individuell in Abhängigkeit des Fügepartners 6, 7 bzw. der zu erhitzenden Fügefläche gewählt werden. Für das Erhitzen werden die Bauteilaufnahmen 1, 3 in einer Heizposition angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Fügeflächen einen vorgegebenen Abstand zur Bestrahlungseinheit auf. Bei der Heizposition kann es sich, wie vorliegend, bereits um die Ausgangsposition handeln. Je nach Ausgestaltung der Fügepartner 6, 7 ist allerdings auch ein Verschieben einer oder beider Bauteilaufnahmen 1, 3 parallel zur Bestrahlungsrichtung R möglich, um den vorgegebenen Abstand der Fügefläche zur Bestrahlungseinheit 5 zu erhalten. Anstelle einer Bewegung der Bauteilaufnahmen 1, 3 ist grundsätzlich auch ein Verschieben der Bestrahlungseinheit 5 relativ zu den Bauteilaufnahmen 1, 3 denkbar.
Nach erfolgter Erhitzung werden die Bauteilaufnahmen 1, 3 in die in 3 gezeigte Fügeposition bewegt. Speziell wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Bauteilaufnahme 1 parallel zur Bestrahlungsrichtung R nach unten bewegt und die zweite Bauteilaufnahme 3 wird um etwa 180° um eine senkrecht zur Bestrahlungsrichtung R verlaufende Schwenkachse S geschwenkt. Wie in 3 gezeigt ist, sind die für das Zusammenfügen vorgesehenen, erhitzen Fügeflächen in der Fügeposition einander gegenüberliegend angeordnet. Neben der beispielhaft gezeigten Bewegung der Bauteilaufnahmen 1, 3 in die Fügeposition sind auch zahlreiche weitere Bewegungsabläufe bzw. hierzu entsprechende Ausgestaltungen der Bauteilaufnahmen 1, 3 denkbar. Beispielsweise ist ein Rotieren der Bauteilaufnahme 3 um 180° um eine mittig durch diese verlaufende Rotations- bzw. Schwenkachse zusammen mit einer translatorischen Bewegung der zweiten Bauteilaufnahme 3 parallel zur x-Achse nach links möglich.
Zum Zusammenfügen der Fügepartner 6, 7 zu einem ersten Bauteil 8 werden die Bauteilaufnahmen 1, 3, wie in 4 gezeigt ist, aufeinander zu bewegt, wodurch die erhitzen Fügeflächen aneinandergedrückt werden. Speziell wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Bauteilaufnahme 1 parallel zur Bestrahlungsrichtung R bzw. entlang der z-Achse nach oben bewegt. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch eine Bewegung der zweiten Bauteilaufnahme 3 parallel zur Bestrahlungsrichtung R nach unten denkbar. Die Bewegung der ersten Bauteilaufnahme 1 kann dabei entweder kraftabhängig, d.h. bis zum Erreichen eines durch einen Sensor erfassten vorgegebenen Kraft- bzw. Widerstandswerts bzw. einer entsprechenden Leistungsabnahme eines zur Bewegung der Bauteilaufnahmen 1 eingesetzten Antriebs, erfolgen. Alternativ ist in Kenntnis der Abmessungen der Fügepartner 6, 7 auch eine positionsabhängige Bewegung der ersten Bauteilaufnahme 1 entlang eines vorgegebenen Bewegungswegs nach oben möglich. Zum festen Verbinden der Fügepartner 6, 7 zu dem ersten Bauteil 8 werden die Bauteilaufnahmen 1, 3 so lange in der in 4 gezeigten Position gehalten, bis ein vorgegebenes bzw. ausreichendes Abkühlen der Fügeflächen bzw. der Fügezone erfolgt ist und die Fügepartner 6, 7 fest zu dem ersten Bauteil 8 verbunden sind.
Nach erfolgtem Zusammenfügen der Fügepartner 6, 7 zu dem ersten Bauteil 8 wird der zweite Fügepartner 7, wie in 5 skizziert ist, durch Öffnen der zweiten Fixierungseinheit 4 von der zweiten Bauteilaufnahme 3 gelöst, so dass das erste Bauteil 8 nur noch von der ersten Fixierungseinheit 2 in der ersten Bauteilaufnahme 1 gehalten wird. Anschließend erfolgt, wie in 6 gezeigt ist, eine Bewegung der Bauteilaufnahmen 1, 3 zurück in die in 1 gezeigten Ausgangspositionen. Speziell wird dabei vorliegend die erste Bauteilaufnahme 1 zusammen mit dem darin gehaltenen ersten Bauteil 8 parallel zur Bestrahlungsrichtung R nach oben bewegt und die zweite Bauteilaufnahme 3 wird um 180° um die Schwenkachse S zurückgeschwenkt.
7 bis 13 zeigen beispielhaft das Zusammenfügen des in der ersten Bauteilaufnahme 1 verbleibenden ersten Bauteils 8 mit einem weiteren, dritten Fügepartner 9 bzw. eine entsprechende Ansteuerung der Vorrichtung. Speziell wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der dritte Fügepartner 9 oberhalb des zweiten Fügepartners 7 angebracht. Die Geometrie und das Material des dritten Fügepartners 9 können prinzipiell gleich oder verschieden zu denen der ersten beiden Fügepartner 6, 7 sein. Obige Ausführungen zum Fügeprozess des ersten Bauteils 8 gelten in entsprechender Weise, so dass vorliegend im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem ersten Fügeprozess eingegangen wird.
Wie in 7 und 8 skizziert ist, wird der dritte Fügepartner 9 in die zweite Bauteilaufnahme 3 eingegeben und durch die zweite Fixierungseinheit 4 in dieser fixiert. Gleichzeitig oder ggf. auch anschließend hieran wird die erste Bauteilaufnahme 1 parallel zur Bestrahlungsrichtung R nach unten in die neue Heizposition bewegt, in der die vorgesehene Fügefläche des ersten Bauteils 8 einen vorgegebenen Abstand zur Bestrahlungseinheit 5 aufweist. Wie der Vergleich von 2 und 8 zeigt, unterscheidet sich die neue Heizposition der ersten Bauteilaufnahme 1 aufgrund der gegenüber dem ersten Fügepartner 6 größeren Höhe des ersten Bauteils 8 von der vorangehenden Heizposition der ersten Bauteilaufnahme 1. Neben dem skizzierten Bewegungsablauf, bei dem die erste Bauteilaufnahme 1 vor Verbringen in die neue Heizposition in die in 7 gezeigte Ausgangsposition bewegt wird, ist es auch möglich, dass die erste Bauteilaufnahme 1 unmittelbar von der in 5 gezeigten Position in die in 8 bzw. 9 gezeigte Heizposition bewegt wird. Eine Bewegung der zweiten Bauteilaufnahme 3 von der Ausgangsposition in die in 8 gezeigte Heizposition ist vorliegend nicht erforderlich. Je nach Ausgestaltung des dritten Fügepartners 9 kann jedoch auch ein entsprechendes Bewegen der zweiten Bauteilaufnahme 3 von der Ausgangsposition in die Heizposition erfolgen.
Anschließend an das in 8 gezeigte Verbringen der Bauteilaufnahmen 1, 3 in die Heizposition und das in 9 gezeigte Erhitzen der Fügeflächen erfolgt das in 10 und 11 skizzierte Zusammenfügen des ersten Bauteils 8 und des dritten Fügepartners 9. Hierbei können durch eine nicht dargestellte Detektionsvorrichtung erfasste Abweichungen des ersten Bauteils 8 von einem vorgegebenen Zielwert berücksichtigt werden. Vorliegend kann es sich bei dem vorgegebenen Zielwert insbesondere um die Höhe des ersten Bauteils 8 in z-Richtung handeln, wobei infolge des Zusammenfügens der ersten beiden Fügepartner 6, 7 zu dem ersten Bauteil 8 Abweichungen von diesem Zielwert entstanden sein können. Zum Ausgleich einer erfassten zu große Höhe des ersten Bauteils 8 kann beispielsweise eine tiefer in das erste Bauteil 8 und/oder den dritten Fügepartner 9 gehende Erhitzung der Fügeflächen sowie ein Aufeinanderpressen des ersten Bauteils 8 und des dritten Fügepartners 9 beim Zusammenfügen derart erfolgen, dass ein größeres Einsinken der Fügeflächen erreicht wird. Entsprechend kann bei einer zu geringen Höhe des ersten Bauteils 8 eine Ansteuerung zu einer weniger tiefgehenden Erhitzung sowie einem geringeren Einsinken der Fügeflächen erfolgen. Selbstverständlich können auch sonstige Abweichungen von einem vorgegebenen Zielwert, beispielsweise erfasste Abweichungen des anzufügenden dritten Fügepartners 9, beim Erhitzen und Zusammenfügen zu dem zweiten Bauteil 10 berücksichtigt werden.
12 und 13 zeigen das anschließende Lösen des dritten Fügepartners 9 von der zweiten Bauteilaufnahme 3 sowie das Bewegen der Bauteilaufnahmen 1, 3 mit dem in der ersten Bauteilaufnahme 1 verbleibenden zweiten Bauteil 10 in deren Ausgangspositionen.
Wenn es sich bei dem zweiten Bauteil 10 bereits um das final zu fertigende Bauteil handelt, kann dieses anschließend von der ersten Bauteilaufnahme 1 gelöst und entnommen werden. Es ist jedoch auch möglich, wie beginnend mit dem Bestücken in 14 angedeutet, das zweite Bauteil 10 und einen weiteren, vierten Fügepartner 11 zu einem dritten Bauteil 12 zusammenzufügen.
In 15 bis 17A sind drei Beispiele eines Zusammenfügens des zweiten Bauteils 10 und des vierten Fügepartners 11 zu einem dritten Bauteil 12 bzw. die entsprechende Ansteuerung der Vorrichtung skizziert. Speziell sind in den Figuren jeweils die Anordnung der Bauteilaufnahmen 1, 3 in den Heizpositionen und das erzeugte dritte Bauteil 12 gezeigt.
In 15 wird der vierte Fügepartner 11 oberhalb des dritten Fügepartners 10 auf das zweite Bauteil 10 zu dem in 15A gezeigten dritten Bauteil 12 gefügt. Wie der Vergleich von 15 mit 2 und 8 zeigt, unterscheidet sich die neue Heizposition aufgrund der gegenüber dem ersten Fügepartner 6 bzw. dem ersten Bauteil 8 größeren Höhe des zweiten Bauteils 10 von den vorangehenden Heizpositionen der ersten Bauteilaufnahme 1.
Bei dem in 16 gezeigten Beispiel wird der vierte Fügepartner 11 ebenfalls oberhalb des dritten Fügepartners 10 auf das zweite Bauteil 10 gefügt, jedoch im Vergleich zu dem Beispiel aus 15 nach rechts versetzt. Wie in 16 skizziert ist, wird die erste Bauteilaufnahme 1 hierbei neben einer Bewegung nach unten auch parallel zur x-Richtung nach links in die Heizposition bewegt. Das resultierende dritte Bauteil 12 ist in 16A gezeigt.
In 17 ist beispielhaft das Fügen des vierten Fügepartners 11 seitlich an das zweite Bauteil 10 zu dem in 17A gezeigten dritten Bauteil 12 skizziert. Vereinfachend ist hierbei die erste Bauteilaufnahme 1 derart ausgestaltet, dass diese auch um eine senkrecht zur Bestrahlungsrichtung R kippbare Kippachse K in die in 17 gezeigte Heizposition kippbar ist. Es sind allerdings auch andere Ausgestaltungen denkbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgehend beschriebenen, beispielhaften Ausgestaltungen beschränkt ist. Insbesondere sind abweichende Ausgestaltungen der stark vereinfacht dargestellten Vorrichtung sowie der beschriebenen Ansteuerung der Vorrichtung möglich.
Bezugszeichenliste

1: Erste Bauteilaufnahme
2: Erste Fixierungseinheit
3: Zweite Bauteilaufnahme
4: Zweite Fixierungseinheit
5: Bestrahlungseinheit
6: Erster Fügepartner
7: Zweiter Fügepartner
8: Erstes Bauteil
9: Dritter Fügepartner
10: Zweites Bauteil
11: Vierter Fügepartner
12: Drittes Bauteil
R: Bestrahlungsrichtung
S: Schwenkachse
K: Kippachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019215516 B4 [0002]
DE 102021209203 B3 [0003]

Claims

Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil (8, 10, 12) mittels Laserschweißen, wobei die Vorrichtung eine erste Bauteilaufnahme (1) und eine zweite Bauteilaufnahme (3) zur Aufnahme und zum Halten eines Fügepartners und eine Bestrahlungseinheit (5) zum Erhitzen von Fügeflächen von in den Bauteilaufnahmen (1, 3) angeordneten Fügepartnern mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Emission von Strahlung enthält, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung folgender Schritte eingerichtet ist: (a) Halten eines ersten Fügepartners (6) durch die erste Bauteilaufnahme (1) nach erfolgtem Bestücken der ersten Bauteilaufnahme (1) mit dem ersten Fügepartner (6); (b) Halten eines zweiten Fügepartners (7) durch die zweite Bauteilaufnahme (3) nach erfolgtem Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme (3) mit dem zweiten Fügepartner (7); (c) Erhitzen der Fügeflächen der in den Bauteilaufnahmen (1, 3) angeordneten Fügepartner (6, 7) durch die zumindest eine Laserstrahlquelle aufweisende Bestrahlungseinheit (5), wobei die erste Bauteilaufnahme (1) und die zweite Bauteilaufnahme (3) in jeweils einer Heizposition angeordnet sind, in der die Fügepartner (6, 7) derart zu der Bestrahlungseinheit (5) angeordnet sind, dass die für das Zusammenfügen vorgesehenen Fügeflächen der Fügepartner (6, 7) durch diese erhitzbar sind; (d) Anordnen der Bauteilaufnahmen (1, 3) mit den durch diese gehaltenen Fügepartnern (6, 7) in einer Fügeposition, in der die Fügeflächen der Fügepartner (6, 7) gegenüberliegend angeordnet sind; (e) Zusammenfügen der Fügepartner (6, 7) zu einem ersten Bauteil (8), insbesondere umfassend einen Schritt des Bewegens der Bauteilaufnahmen (1, 3) aufeinander zu; (f) Lösen des zweiten Fügepartners (7) von der zweiten Bauteilaufnahme (3) und Halten des ersten Bauteils (8) in der ersten Bauteilaufnahme (1); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zu einem mindestens einmaligen Wiederholen der Schritte (b) bis (f) eingerichtet ist, wobei die zweite Bauteilaufnahme (3) mit einem weiteren Fügepartner (9) bestückt wird und mit dem in der ersten Bauteilaufnahme (1) verbliebenen ersten Bauteil (8) zu einem zweiten Bauteil (10) zusammengefügt wird.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestücken der ersten Bauteilaufnahme (1) und/oder das Bestücken der zweiten Bauteilaufnahme (3) jeweils in einer Ausgangsposition erfolgt, und insbesondere nach Schritt (f) eine Ansteuerung zur Bewegung der ersten Bauteilaufnahme (1) und/oder der zweiten Bauteilaufnahme (3) in die jeweilige Ausgangsposition erfolgt.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ansteuerung der Vorrichtung zur Bewegung der ersten Bauteilaufnahme (1) und/oder der zweiten Bauteilaufnahme (3) von der Ausgangsposition in die Heizposition.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die erste Bauteilaufnahme (1) nach dem Zusammenfügen zu dem Bauteil (8) unmittelbar in die neue Heizposition zu bewegen, insbesondere ohne ein Bewegen in eine Ausgangsposition der ersten Bauteilaufnahme (1).
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeflächen in der Heizposition jeweils eine fest vorgegebene Position relativ zur Bestrahlungseinheit (5) aufweisen, insbesondere einen vorgegebenen Abstand und/oder eine vorgegebene Ausrichtung zu dieser.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizposition der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) in Abhängigkeit des in der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) angeordneten Fügepartners bzw. Bauteils (8, 10, 12) und/oder in Abhängigkeit der Form des zu fügenden Bauteils (8, 10, 12) gewählt ist, wobei sich insbesondere die neue Heizposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) von der vorangehenden Heizposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) unterscheidet.
Steuereinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine fest vorgegebene und von der individuellen Heizposition unabhängige Bewegung der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) von der Heizposition in die Fügeposition.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeposition der ersten und/oder der zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) in Abhängigkeit des in der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) angeordneten Fügepartners bzw. Bauteils (8, 10, 12) und/oder in Abhängigkeit der Form des zu fügenden Bauteils (8, 10, 12) gewählt wird, insbesondere dass sich die neue Fügeposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) von der vorangehenden Fügeposition der ersten und/oder zweiten Bauteilaufnahme (1, 3) unterscheidet.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Entfernen der ersten Bauteilaufnahme (1) von der Bestrahlungseinheit (5) bei Bewegen der ersten Bauteilaufnahme (1) von der Heizposition in die Fügeposition, insbesondere durch eine Relativbewegung der ersten Bauteilaufnahme (1) im Wesentlichen parallel zu einer Bestrahlungsrichtung (R) der Bestrahlungseinheit (5), und/oder ein Verschwenken der zweiten Bauteilaufnahme (3) bei Bewegen der zweiten Bauteilaufnahme (3) von der Heizposition in die Fügeposition, insbesondere ein Verschwenken der zweiten Bauteilaufnahme (3) um eine senkrecht zu einer Bestrahlungsrichtung (R) der Bestrahlungseinheit (5) verlaufende Schwenkachse (S), besonders bevorzugt ein Verschwenken um mehr als 90°, besonders bevorzugt ein Verschwenken im Bereich von 120° bis 180°.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinheit (5) Strahlung mit zumindest zwei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren kann, insbesondere zwei Laserstrahlquellen aufweist, die Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, und die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass für die jeweilige Erhitzung eines Fügepartners (6, 7, 8, 9, 10, 11) eine individuelle Auswahl der verwendeten Strahlung in Abhängigkeit des jeweiligen Fügepartners (6, 7, 8, 9, 10, 11) erfolgt, insbesondere in Abhängigkeit des erfassten und/oder vorbekannten Materials und/oder Absorptionsverhaltens des jeweiligen Fügepartners (6, 7, 8, 9, 10, 11).
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Anpassung des Fokusdurchmessers der Strahlung in Abhängigkeit eines oder beider zu erhitzenden Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) eingerichtet ist.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Erfassen der Temperatur der Fügeflächen zumindest eines, bevorzugt beider, Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) während des Erhitzen, insbesondere bis zum Erreichen eines für den jeweiligen Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) vorgegebenen Temperaturwerts, durch eine Detektionseinheit der Vorrichtung eingerichtet ist.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vorgegebene Erhitzungsdauer innerhalb derer ein Erhitzen des oder der Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) erfolgt und/oder ein Erhitzen bis zur Erfassung einer Rauchentwicklung an der Fügefläche und/oder ein Erhitzen bis zur Erfassung einer vorgegebenen Veränderung der Reflexionseigenschaften der Fügefläche.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen der Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) zu einem Bauteil (8, 10, 12) positionsgesteuert durch eine vorgegebene Bewegung der Bauteilaufnahmen (1, 3) aufeinander zu und/oder kraftgesteuert, insbesondere bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kraft bzw. eines vorgegebenen Widerstands beim Bewegen der Bauteilaufnahmen (1, 3) aufeinander zu, erfolgt.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Erfassung zumindest einer Abmessung der zu einem Bauteil (8, 10, 12) zusammengefügten Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) und/oder zur Erfassung der Fügestelle der zu einem Bauteil (8, 10, 12) zusammengefügten Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) und/oder zur Erfassung des Bewegungswegs der Bauteilaufnahmen (1, 3) beim Zusammenfügen zu einem Bauteil (8, 10, 12) durch eine Detektionseinheit der Vorrichtung sowie zur nachfolgenden Ansteuerung der Vorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Parameter zum Ausgleich von einer von einem vorgegebenen Zielwert erfassten Abweichung eingerichtet ist, wobei insbesondere ein angepasstes Erhitzen der Fügeflächen der nachfolgend zu fügenden Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) und/oder eine angepasste Steuerung der Bewegung der Bauteilaufnahmen (1, 3) beim Zusammenfügen der nachfolgend zu fügenden Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) erfolgt.
Steuereinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Lösen des ersten Fügepartners (6) aus der ersten Bauteilaufnahme (1) nach dem Zusammenfügen aller Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11) zu einem fertigen Bauteil (10, 12), insbesondere ohne ein zwischenzeitliches Lösen des ersten Fügepartners (6) aus der ersten Bauteilaufnahme (1), eingerichtet ist, um eine Entnahme des fertigen Bauteils (10, 12) aus der ersten Bauteilaufnahme (1), besonders bevorzugt aus der in einer Ausgangsposition angeordneten ersten Bauteilaufnahme (1), zu ermöglichen.
Vorrichtung zum Zusammenfügen von Fügepartnern zu einem Bauteil (8, 10, 12) mittels Laserschweißen, umfassend eine beweglich gelagerte erste Bauteilaufnahme (1) und eine beweglich gelagerte zweite Bauteilaufnahme (3) zur Aufnahme und zum Halten eines Fügepartners und eine Bestrahlungseinheit (5) zum Erhitzen von Fügeflächen von in den Bauteilaufnahmen (1, 3) angeordneten Fügepartnern mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Emission von Strahlung entlang zumindest einer Bestrahlungsrichtung (R), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine nach einem der Ansprüche 1 bis 16 eingerichtete Steuereinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinheit (5) zur Emission einer ersten Strahlung entlang einer ersten Bestrahlungsrichtung zur Bestrahlung der Fügefläche eines in der ersten Bauteilaufnahme (1) angeordneten Fügepartners sowie zur Emission einer zweiten Strahlung entlang einer zweiten Bestrahlungsrichtung zur Bestrahlung der Fügefläche eines in der zweiten Bauteilaufnahme (3) angeordneten Fügepartners ausgestaltet ist und/oder dass die Bestrahlungseinheit (5) zur Emission von Strahlung mit zumindest zwei unterschiedlichen Wellenlängen ausgestaltet ist, insbesondere zwei Laserstrahlquellen aufweist, die Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren und/oder dass die Bestrahlungseinheit (5) zur Anpassung des Fokusdurchmessers der für die Erhitzung der Fügeflächen verwendeten Strahlung ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Bauteilaufnahme (1, 3) im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung (R) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Bauteilaufnahme (1, 3) um eine parallel zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung (R) verlaufende Rotationsachse rotierbar ist und/oder das die erste und/oder die zweite Bauteilaufnahme (1, 3) um eine senkrecht zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung (R) verlaufende Kippachse (K) oder Schwenkachse (S) verschwenkbar ist, insbesondere, dass die erste Bauteilaufnahme (1) zumindest im Wesentlichen parallel zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung (R) verschiebbar ist und die zweite Bauteilaufnahme (3) um eine senkrecht zu der einen oder der zugehörigen Bestrahlungsrichtung (R) verlaufende Schwenkachse (S), insbesondere um einen Winkel größer als 90°, verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bauteilaufnahme (1) und/oder die zweite Bauteilaufnahme (3) eine Fixierungseinheit (2, 4) zur Fixierung des Fügepartners in dieser aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, gekennzeichnet durch zumindest eine Detektionseinheit zur Erfassung einer Veränderung der Fügeflächen, insbesondere zur Erfassung der Temperatur zumindest einer Fügefläche und/oder zur Erfassung der Reflexionseigenschaften zumindest einer Fügefläche und/oder zur Erfassung einer Rauchentwicklung an zumindest einer Fügefläche, und/oder eine Detektionseinheit zur Erfassung zumindest einer Abmessung der gefügten Bauteile (8, 10, 12) und/oder der zu einem Bauteil (8, 10, 12) zu fügenden Fügepartner (6, 7, 8, 9, 10, 11).