KR20160040122A - 플라스틱 용접 장치 및 이것을 위한 플라스틱 용접 방법 - Google Patents
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Abstract
적어도 3 개의 컴포넌트의 자동 용접을 위한 플라스틱 용접 장치는 적어도 하나의 제 1 공구, 적어도 하나의 제 2 공구, 및 적어도 하나의 이송 장치를 포함한다. 제 1 컴포넌트는 제 1 공구 상에 위치될 수 있다. 제 1 공구 및 제 2 공구는 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트를 용접하기 위해 서로에 대하여 이동될 수 있다. 이송 장치는 공구 중 적어도 하나에 대해 이동될 수 있고, 이것에 의해 적어도 하나의 제 3 컴포넌트는 공구 중 하나에 자동으로 공급될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 제 3 컴포넌트는 제 1 공구 및 제 2 공구를 통해 또는 제 1 공구, 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구를 통해 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 용접될 수 있다.
Description
본 발명은 적어도 3 개의 컴포넌트의 자동 용접을 위한 플라스틱 용접 장치 및 적어도 3 개의 컴포넌트를 위한 플라스틱 용접 방법에 관한 것이다.
플라스틱 용접 장치는 통상적으로 하부 공구 및 상부 공구를 내장하는 하우징을 포함한다. 하부 공구는 승강 테이블 상에 고정되고, 반면에 상부 공구는 상부 공구 플레이트 상에 견고하게 고정된다. 하부 공구는, 하부 공구 내의 제 1 컴포넌트와 상부 공구 내의 제 2 컴포넌트(102)를, 예를 들면, 마찰 용접에 의해 용접하기 위해, 승강 테이블에 의해 상부 공구의 방향으로 이동될 수 있다.
이와 같은 플라스틱 용접 장치는, 예를 들면, 자동차 산업이나 의료 공학에서 사용된다. 자동차 산업에서, 이와 같은 플라스틱 용접 장치는 전조등을 제조하기 위해 사용되지만, 또한 플라스틱으로 제조되거나 플라스틱을 포함하는 다른 컴포넌트 또는 컴포넌트 그룹의 제조에서 사용될 수 있다. 유사하게, 플라스틱 용접 장치는 의료 공학이나 소비재의 제조에서 장치 및/또는 컴포넌트 그룹의 제조에 사용될 수 있다.
공지된 플라스틱 용접 장치의 작업 흐름은 다음과 같다. 작업자는 먼저 하부 공구의 수용기(receiver) 내에 제 1 컴포넌트를 설치한다. 다음에 작업자는 하부 공구 내의 제 1 컴포넌트 상에 제 2 컴포넌트를 위치시킨다. 다음에 작업자는 용접 공정을 개시하고, 여기서 먼저 하우징 개구를 폐쇄하여, 작업자를 보호하기 위해 플라스틱 용접 장치에 접근할 수 없도록 한다. 하우징이 폐쇄된 후, 하부 공구 및 이것에 배치되는 컴포넌트를 구비하는 승강 테이블은, 제 2 컴포넌트가 상부 공구 및 승강 테이블에 위치되고, 2 개의 컴포넌트가 용접 위치에 위치될 때까지, 출발 위치로부터 이동한다. 이제 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트의 용접이 마찰 용접에 의해 실행된다. 마찰 용접이 완료된 후, 하부 공구 및 이것에 배치된 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트로 구성된 복합을 구비하는 승강 테이블은 용접 위치로부터 출발 위치로 역행한다. 그러므로 하우징 개구는 다시 개방되고, 작업자는 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물을 제거할 수 있다.
작업자가 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트로 구성되는 복합물과 추가의 제 3 컴포넌트를 용접하기를 원하는 경우, 작업자는 하부 공구 내의 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트로 구성되는 복합물 상에 제 3 컴포넌트를 설치하고 처음부터 공정을 출발한다.
이러한 공지된 플라스틱 용접 장치 및 대응하여 설명되는 용접 방법은 하우징 개구의 개방, 제 3 컴포넌트의 장착 및 공정의 재개가 시간 집약적이므로 불리하다.
따라서 본 발명의 목적은 적어도 3 개의 부품의 자동 용접을 가능하게 하는 플라스틱 용접 장치를 제공하는 것이다. 더욱이, 대응하는 플라스틱 용접 방법이 제공되는 것으로 한다.
위의 목적은 독립 특허 청구항 1에 따른 적어도 3 개의 컴포넌트의 자동 용접을 위한 플라스틱 용접 장치 및 독립 특허 청구항 15에 따른 적어도 3 개의 컴포넌트를 위한 자동 플라스틱 용접 방법에 의해 달성된다. 추가의 유리한 실시형태는 이하의 설명, 도면 뿐만 아니라 종속 특허 청구항으로부터 유래한다.
적어도 3 개의 컴포넌트의 자동 용접을 위한 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치는 제 1 컴포넌트가 위치될 수 있는 적어도 하나의 제 1 공구, 적어도 하나의 제 2 공구 - 여기서, 제 1 공구 및 제 2 공구는 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트를 용접하기 위해 서로에 대하여 이동될 수 있음 -, 및 적어도 하나의 이송 장치를 포함하고, 이송 장치는 공구 중 적어도 하나에 대해 이동될 수 있고, 이것에 의해 적어도 하나의 제 2 컴포넌트 및/또는 적어도 하나의 제 3 컴포넌트는, 제 1 공구 및 제 2 공구를 통해, 또는 제 1 공구, 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구를 통해 적어도 하나의 제 3 컴포넌트가 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 용접될 수 있도록, 공구 중 하나에 자동으로 공급될 수 있다.
플라스틱 용접 장치는 바람직하게 플라스틱 마찰 용접 장치 또는 플라스틱 적외선 용접 장치 또는 이들의 조합이다. 실시예로서, 플라스틱 용접 장치는 먼저 플라스틱 마찰 용접 장치로서 설명된다.
여기서 제 1 공구 제 1 지지체, 특히 승강 테이블 상에 배치된다. 제 2 공구는 바람직하게 제 2 지지체 상에, 특히 상부의 고정 플레이트 상에 배치된다. 제 1 지지체 및 제 2 지지체는 바람직하게 서로에 대하여 이동될 수 있다. 이러한 설계에 기초하여, 제 1 공구 및 제 2 공구는 또한 적어도 2 개의 컴포넌트가 상호연결되도록 서로에 대하여 이동될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 제 1 지지체는 견고하게 배치되고, 한편으로 공구 및 컴포넌트는 승강 테이블의 이동을 통해 서로에 대하여 이동되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 도입부에서 간단히 설명되었다.
더욱이, 공지된 플라스틱 용접 장치와 달리, 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치는 적어도 하나의 이송 장치를 포함하고, 이것에 의해 제 3 컴포넌트는, 이하에서 설명되는 바와 같이, 공구 중 하나에 자동으로 공급될 수 있다. 이것을 위해, 제 3 컴포넌트는 처음부터 이미 플라스틱 용접 장치(1; 100) 내에 보관 또는 배치된다. 더 깊은 이해를 위해, 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치를 플라스틱 마찰 용접 장치로서의 사용으로 설명한다.
종래의 플라스틱 용접 장치에서와 같이, 작업자는 제 1 공구에 제 1 컴포넌트를 배치한다. 제 2 컴포넌트는 작업자에 의해 제 1 컴포넌트 상에 배치된다. 대안적으로, 작업자는 제 2 공구에 직접 제 2 컴포넌트를 배열할 수도 있다. 제 3 컴포넌트는 작업자에 의해 플라스틱 용접 장치 내의 보관 위치 내에 배치된다. 모든 컴포넌트가 플라스틱 용접 장치 내의 자체의 위치에 배치된 후, 작업자는 플라스틱 용접 장치를 기동시킨다. 작업자의 대안으로서, 초기 투입 단계의 전부 또는 일부는 로봇, 투입 유닛 또는 투입 및 제거 유닛에 의해 수행될 수 있다. 용접 방법의 이 단계 및 후속 단계는 바람직하게 게 플라스틱 용접 장치의 제어 장치에 의해 지정된다.
이제 제 1 단계에서 제 1 공구를 구비하는 승강 테이블은 출발 위치로부터 제 2 공구의 방향으로 제 1 용접 위치로 이동된다. 선택적으로, 제 1 용접 위치로의 완전한 이동 전에 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트의 서로에 대해, 그리고 각각의 공구에 대해 자동 센터링(centering)이 실시된다. 용접 위치에서, 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트의 서로에 대한 용접이 마찰 용접에 의해 실시된다.
마찰 용접 공정이 완료된 경우, 승강 테이블은 용접 위치로부터 제 1 중간 위치로 이동되고, 이것에 의해 제 1 공구 및 제 2 공구는 서로에 대해 멀어지는 방향으로 이동된다. 중간 위치는 출발 위치 또는 제 1 용접 위치와 출발 위치 사이의 임의의 위치일 수 있다. 이하의 실시예의 경우, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물은 제 1 공구 내에 유지된다. 대안적으로, 복합물은, 예를 들면, 기계적으로 또는 음압에 의해 제 2 공구(22; 122) 내에 지속적으로 유지될 수 있다.
이제 제 3 컴포넌트는 이송 장치에 의해 보관 위치로부터 공구 중 하나로 자동으로 공급된다. 이송 장치는 임의의 장치이고, 이것에 의해 제 3 컴포넌트는 보관 위치로부터 공구 중 하나로 자동으로 공급된다. 예를 들면, 이동가능한 레버 및 피봇 메커니즘, 이동가능한 공구, 로봇 팔 또는 바람직하게는 이하의 상세한 설명에서 설명되는 장치가 고려될 수 있다. 추가의 실시형태에서, 이송 장치는 또한 추가의 공구로서 설계된다.
제 1 컴포넌트 또는 제 2 컴포넌트에 제 3 컴포넌트를 공급하는 것은 제 3 컴포넌트가 제 1 컴포넌트 또는 제 2 컴포넌트와 동일한 형상 또는 외부 윤곽을 가진다고 가정한다. 본 실시예에서, 제 3 컴포넌트는 제 2 공구에 공급되고, 따라서 제 2 컴포넌트의 형상과 호환적으로 또는 동일하게 설계된 형상을 갖는다. 대안적으로, 그러나 제 3 컴포넌트는 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물 상에 설치될 수 있다. 제 3 컴포넌트가 제 1 컴포넌트와 동일한 형상을 갖는 경우, 제 3 컴포넌트가 이송 장치에 의해 제 1 공구 내에 자동으로 위치될 수 있도록, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물은 용접 후에 제 2 공구 내에 유지된다.
제 3 컴포넌트가 공구 중 하나에 배치된 후, 승강 테이블은 제 1 중간 위치로부터 제 2 용접 위치로, 즉 제 2 공구의 방향으로 이동된다. 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트에 대해 설명된 바와 같이, 제 2 용접 위치에 다시 도달하기 전에 여기서 선택적인 센터링 및/또는 위치설정 단계가 또한 수행될 수 있다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트는 제 2 센터링 단계에 의해 정렬된다. 제 2 공구 및 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트는 또한 제 1 공구와 정렬된다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접은 마찰 용접에 의해 실시된다.
마찰 용접 공정이 완료된 후, 승강 테이블은 제 2 용접 위치로부터, 바람직하게는 출발 위치로 역행할 수 있다. 여기서 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 복합물은 제 1 공구 내에 또는 제 2 공구 내에 선택적으로 배치되고, 이에 대응하여 작업자에 의해 제거된다. 대안적으로, 복합물은 로봇, 제거 유닛 또는 투입 및 제거 유닛에 의해 자동으로 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 하나의 이점은 플라스틱 용접 장치에 제 3 컴포넌트를 투입하기 위해 요구되는 시간이 불필요하므로 순환 시간이 종래의 플라스틱 용접 장치에 비해 감소되는 것이다. 이것은 종래의 플라스틱 실링 장치에 비해 더 높은 효율 및 이에 따라 비용 절감으로 이어진다.
만일 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 완성된 복합물이 제 2 공구 내에 배치되면, 완성된 복합물을 먼저 제거할 필요없이 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트의 투입을 직접적으로 실시할 수 있으므로, 순환 시간은 더 감소될 수 있다.
실제로 제 3 컴포넌트가 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트의 것과 상이한 형상 또는 외부 윤곽을 가지는 경우가 종종 있다. 이 경우, 바람직하게 플라스틱 용접 장치는 제 2 컴포넌트를 위한 제 3 공구를 갖는다. 공정의 흐름에 따르면, 제 3 공구는 제 1 공구 또는 제 2 공구에 인접하여 배치된다. 바람직하게, 그리고 이하에서 설명되는 바와 같이, 제 3 공구는 제 2 공구에 인접한 제 2 지지체 상에, 즉 바람직하게는 상부의 고정 플레이트 상에 배치된다.
이 방법의 흐름은 제 3 컴포넌트의 이송까지는 전술한 방법 단계와 동일하다. 제 3 컴포넌트의 제 1 공구 또는 제 2 공구로의 자동 이송 대신 제 3 컴포넌트의 제 3 공구로의 자동 이송이 실시된다. 더욱이, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물을 제조하기 위해 제 1 공구는 제 1 위치에서 제 2 공구와 정렬되므로, 이제 제 1 공구는 제 2 위치로 이동되고, 여기서 제 1 공구는 제 3 공구와 정렬된다. 그러므로 바람직하게 제 1 공구는 제 2 공구와 정렬되는 제 1 위치와 제 3 공구와 정렬되는 제 2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 제 3 공구가 다른 장소에 배치되는 경우, 일 예로서 설명된 배열은 이에 따라 변화되어야 한다. 어느 경우에도, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물을 지지 또는 파지하는 공구는 이 공정의 흐름 중에 제 3 컴포넌트를 가지거나 파지하는 공구와 정렬될 수 있어야 한다.
복합물과 제 3 컴포넌트를 용접하기 위해 요구되는 공구의 정렬 후, 전술한 방법과 유사한 추가의 방법이 진행된다. 따라서 제 3 공구의 방향으로의 제 1 중간 위치로부터 제 2 용접 위치로 승강 테이블의 이동이 실시된다. 또한 최종 용접 위치에 도달하기 전에 선택적인 센터링 또는 위치설정 단계가 수행될 수 있다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접은 마찰 용접에 의해 실시된다. 다음에 승강 테이블은 제 2 용접 위치로부터, 예를 들면, 출발 위치로 역행된다. 여기서 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 복합물은 제 1 공구 내에 또는 제 3 공구 내에 선택적으로 배치되고, 대응하여 작업자에 의해 제거된다. 대안적으로, 복합물은 로봇, 제거 유닛 또는 투입 및 제거 유닛에 의해 자동으로 제거될 수 있다.
이러한 실시형태의 하나의 이점은 상이한 형상을 갖는 적어도 3 개의 컴포넌트가 서로 자동으로 용접되는 것이다. 종래의 플라스틱 용접 장치에 비해, 이것은 위에서 이미 논의된 순환 시간 이점을 제공한다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 이송 장치는 제 1 지지체 상에, 즉 승강 테이블 상에 배치되고, 보관 위치와 이송 위치 사이에서 이동될 수 있다. 먼저, 이것은 이송 장치가 제 2 공구 및/또는 제 3 공구까지 승강 테이블에 의해 이동될 수 있다는 이점을 제공한다. 다른 이점은 이송 장치 자체가 처음부터 제 3 컴포넌트를 위한 보관 위치를 제공하는 것이다. 제 3 컴포넌트는 플라스틱 용접 장치 내의 별도의 보관 위치로부터 이송 장치에 의해 먼저 수용될 필요가 없으므로 방법의 추가적인 단순화가 제공된다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 플라스틱 용접 장치는 제 1 예열 장치를 구비하는 예열 배열체를 갖는다. 바람직하게 제 1 예열 장치는 적외선 예열 장치이다. 예열 배열체 자체는 휴지 위치와 예열 위치 사이에서 이동될 수 있다. 예열 위치에서, 예열 장치는, 대응하는 공구 내의 컴포넌트가 용접될 영역에서 적어도 부분적으로 가열될 수 있도록, 공구 중 하나와 정렬된다. 대응하는 컴포넌트의 예열은 추가의 컴포넌트 또는 복합물과의 용접 전에 실시된다. 예를 들면, 예열은 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트의 용접 전에 실시된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 예열은 또한 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접 전에 실시된다.
전술한 공정의 흐름을 참조하면, 이것은 이제 승강 테이블이 제 1 중간 위치 및/또는 제 2 중간 위치에 도달한 후에 추가의 방법 단계를 포함한다. 즉 적어도 하나의 예열 장치가 공구 중 하나와 정렬되도록 휴지 위치로부터 예열 위치로의 예열 배열체의 이동이 실시될 수 있다. 그러면 예열 장치는 가열될 공구와 맞물리게 되고, 공구 내의 컴포넌트의 표면의 적어도 부분적인 가열이 용접될 영역에서 실시된다. 다음에 제 1 예열 장치는 컴포넌트로부터 다시 분리되고, 예열 배열체는 예열 위치로부터 휴지 위치로 역행된다.
예열의 하나의 이점은, 예를 들면, 자동차 산업에서 전조등의 용도로 바람직한 광학적으로 우수한 용접선이 달성될 수 있는 것이다. 광학적으로 우수한 용접선 또는 표면장식용 용접선은 특히 예열된 컴포넌트의 마찰 용접 중의 보풀(fluff)의 형성을 감소시키거나 완전히 제거함으로써 얻어진다. 특히 예열의 추가의 이점은 선택된 플라스틱에 대한 후의 용접 연결부의 안정성이 증가하는 것이다.
위에서 설명된 예열 및 마찰 용접의 조합의 대안으로서, 또한 예열 배열체에만 기초한 컴포넌트의 용접이 실현될 수 있다. 이러한 바람직한 실시형태에서, 예열 배열체는 제 2 예열 장치를 포함하고, 이것은 특히 제 1 예열 장치와 호환적으로 또는 상보적으로 설계되고, 제 1 예열 장치의 반대측에 배치되는 예열 배열체의 지지체의 표면 상에 배치된다.
하나의 실시형태에서, 예열 배열체는 공간 내에서 자유롭게 이동될 수 있다. 이것은 공구 및 이송 장치와 같은 추가의 컴포넌트에도 해당된다. 공간 내에서의 이러한 독립적인 이동을 예열 배열체의 실시예를 이용하여 이하에서 간단히 설명한다. 여기서 예열 배열체는 2 개의 별개의 축선을 따라 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 예열 배열체는 승강 테이블과 상부의 고정 플레이트 사이에서 연직 방향의 제 1 축선 및 수평 방향의 제 2 축선을 따라, 예를 들면, 승강 테이블의 옆으로 이동될 수 있다. 대안적으로, 예열 배열체는 승강 테이블과 함께 연직 이동이 실현될 수 있도록 승강 테이블과 구조적으로 연결된다. 이들 실시예는 각각의 공구 뿐만 아니라 이송 장치에 유사하게 적용된다.
초기의 실시예를 참조하여 이와 같은 순수 플라스틱 적외선 용접 장치의 기능을 간단히 설명한다. 여기서 제 2 컴포넌트는 이미 제 2 공구 내에 배치되어 있고, 승강 테이블은 출발 위치나 제 2 중간 위치에 위치되어 있다고 가정된다. 출발 위치 뿐만 아니라 제 2 중간 위치는 모두 제 1 공구와 제 2 공구 사이의 분리 거리를 제공하고, 이것은 휴지 위치로부터 2 개의 공구 사이의 예열 위치로 예열 배열체가 이동되도록 충분하다. 예열 배열체가 예열 위치에 도달하자마자, 제 1 예열 장치가, 예를 들면, 제 1 공구 내의 제 1 컴포넌트에 인접하여 배치되고, 제 2 예열 장치가, 예를 들면, 제 2 공구 내의 제 2 컴포넌트에 인접하여 배치될 때까지, 예열 배열체는 승강 테이블과 함께 제 2 공구의 방향으로 이동된다. 승강 테이블의 이러한 위치는 또한 승강 테이블의 예열 위치로도 부른다.
이제 2 개의 컴포넌트의 표면은 예열된다. 예열 후, 승강 테이블은 제 2 중간 위치로 역행된다. 승강 테이블이 제 2 중간 위치에 도달하자마자, 예열 배열체는 휴지 위치로 역행된다. 그러면 승강 테이블은 예열된 영역 내에서 마찰 용접 없이 압력을 통해 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트를 상호연결하기 위해 제 1 용접 위치로 이동된다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트를 용접하기 위해, 유사하게 전술한 단계가 진행된다. 제 3 공구가 제공되는 경우, 대응하는 예열 장치가 지지체 상에 이동가능하게 배치되거나 또는 대응하는 수의 예열 장치가 제공된다.
순수 적외선 용접의 하나의 이점은 입자가 없는(particle-free) 용접 연결부이고, 이것은 특히 의료 공학의 분야에서 요구된다.
추가의 실시형태에서, 마찰 용접과 적외선 용접이 결합된다. 이를 위해, 용접은 배타적으로 압력하에서 실시되지 않고, 처음에 설명된 마찰 용접을 사용한다. 이론적으로, 위에서 설명된 방법에 기초하여 복수의 조합의 선택이 가능하고, 그 중에서 가장 중요한 것은 이하에서 간단히 설명된 것이다. a) 모든 3 개의 컴포넌트의 순수 마찰 용접, b) 모든 3 개의 컴포넌트의 순수 적외선 용접, c) 예열을 포함한 그리고 예열을 포함하지 않은 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 마찰 용접, d) 예열을 포함하지 않은 제 3 컴포넌트와 복합물의 마찰 용접, e) 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 순수 적외선 용접, f) 제 3 컴포넌트와 복합물의 순수 적외선 용접.
또한 바람직한 실시형태에서, 플라스틱 용접 장치는 적어도 2 개의 제 1 공구 및 제 2 공구를 포함한다. 이러한 방식으로 차량의 좌우 전조등은 항상 동시에 제조될 수 있으므로 이것은 특히 자동차 산업에서 전조등의 제조에서 중요하다. 가용 공간에 따라, 본 장치는 추가의 제 1 공구 및 제 2 공구를 가질 수 있다. 이것은 제 3 컴포넌트 또는 추가의 컴포넌트 뿐만 아니라 예열 배열체의 대응하는 예열 장치에 기초한, 해당하는 경우의 추가의 요구되는 공구에 대해서도 마찬가지이다.
플라스틱 용접 장치는 접촉 보호기를 구비하는 하우징을 갖는 것이 유리하다. 접촉 보호기는 도어에 의해 폐쇄가능한 하우징 개구와 같은 기계적 접촉 보호기일 수 있다. 대안적으로, 차단되었을 때 용접 공정을 정지시키는 광 커튼(light barrier)이 제공된다. 제 1 공구 및 제 2 공구 뿐만 아니라 제 3 컴포넌트 및 이송 장치의 보관 위치는 하우징 내에 배치된다. 제 3 공구 및/또는 예열 배열체도, 요구되거나 제공되는 경우에, 하우징 내에 배치된다. 그러면 플라스틱 용접 장치의 사용 중에, 투입 후에 접촉 보호기를 제공하는 단계, 즉, 예를 들면, 플라스틱 실링 장치의 하우징 개구를 폐쇄시키거나 광 커튼을 스위칭 온시키는 단계, 및 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접 후에 접촉 보호기를 제거하는 단계, 즉 예를 들면, 플라스틱 실링 장치의 하우징 개구를 개방시키거나 광 커튼을 스위칭 오프시키는 단계인 추가의 단계가 실행된다. 접촉 보호기의 하나의 이점은 플라스틱 용접 장치의 작동 중에 플라스틱 용접 장치에 접근하기 전에 작업자가 보호를 받는 것이다.
특히 본 발명에 따른 플라스틱 실링 장치와 관련되는 적어도 3 개의 컴포넌트를 위한 본 발명에 따른 자동 플라스틱 용접 방법은, 제 1 공구 상에 제 1 컴포넌트를, 제 1 컴포넌트 상에 또는 제 2 공구 상에 제 2 컴포넌트를, 그리고 용접 장치의 보관 위치 상에 제 3 컴포넌트를 배치하는 단계, 다음에 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트를 개재한 상태에서 제 1 공구와 제 2 공구를 서로에 대하여 출발 위치로부터 제 1 용접 위치로 이동시키거나 변위시키는 단계, 및 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트를 서로 용접하는 단계, 다음에 용접된 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물을 개재한 상태에서 제 1 공구와 상기 제 2 공구를 서로에 대하여 제 1 용접 위치로부터 제 1 중간 위치로 이동시키거나 변위시키는 단계, 및 이송 장치에 의해 보관 위치로부터 공구들 중 하나에 제 3 컴포넌트를 자동으로 이송시키는 단계, 이송 위치로부터 제 2 용접 위치로 제 1 공구 및 제 2 공구 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구 또는 제 1 공구를 서로에 대하여 이송시키는 단계, 다음에 제 1 공구 및 제 2 공구를 통해 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구 또는 제 1 공구를 통해, 용접된 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트를 용접하는 단계, 제 1 공구 및 제 2 공구 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구 또는 제 1 공구를 제 2 용접 위치로부터 이동시키거나 변위시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 용접 방법은 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 작동 중에 위에서 이미 설명되었다. 따라서 흐름 및 얻어지는 이점에 관하여 위의 설명을 참조한다.
유리한 실시형태에서, 자동 플라스틱 용접 방법은 플라스틱 마찰 용접 방법, 플라스틱 적외선 용접 방법 또는 이들의 조합이다. 대응하는 프로시저 단계도 또한 위에서 설명되었으므로 이것을 참조한다.
플라스틱 용접 장치가 제 2 공구에 인접하여 제 3 공구를 갖고, 제 1 공구가 제 2 공구와 정렬된 상태로 제 1 위치에 위치된 경우, 본 자동 플라스틱 용접 방법은, 추가의 유리한 실시형태에서, 제 1 중간 위치로의 이동 중에 또는 이동 후에 그리고 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접 전에 제 3 공구와 정렬된 상태의 제 2 위치로 제 1 공구를 이동시키는 단계인 추가의 단계를 갖는다. 제 3 공구의 사용을 통해, 제 3 컴포넌트는 제 1 컴포넌트 또는 제 2 컴포넌트의 형상과 동일하지 않은 형상을 갖는 복합물과 용접될 수 있다.
만일 본 플라스틱 용접 장치가 적어도 하나의 예열 장치를 구비하는 예열 배열체를 더 포함하면, 용접 방법은 적어도 하나의 예열 장치가 공구 중 하나와 정렬되도록 예열 배열체를 휴지 위치로부터 예열 위치로 이동시키는 단계, 및 용접될 영역에서 공구 내의 컴포넌트의 표면을 적어도 부분적으로 가열하는 단계인 추가의 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 공정 흐름도 또한 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치와 관련하여 위에서 설명되었다.
또한 바람직한 실시형태에 따르면, 자동 플라스틱 용접 방법은 최종 용접 직후에 접촉 보호기의 부가 및 제거 후에 접촉 보호기를 제공하는 추가의 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 작업자는 용접 및 이동가능한 장치의 이동 중에 플라스틱 용접 장치에 닿지 않도록 보호된다. 3 개 이상의 컴포넌트를 용접하는 경우, 접촉 보호기는 먼저 복합물과 최후의 컴포넌트의 용접 후 및 바람직하게는 플라스틱 용접 장치가 출발 위치에 도착한 후에 제거된다.
이하에서 본 발명을 도면에 기초하여 일 예로서 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 컴포넌트를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 승강 테이블의 제 1 바람직한 실시형태이고,
도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 상부의 고정 플레이트의 바람직한 실시형태이고,
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 제 1 바람직한 실시형태이고,
도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 승강 테이블의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 5는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 6 내지 도 16은 상이한 작동 상태에 있는 도 5의 플라스틱 용접 장치의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 17은 본 발명에 따른 용접 방법의 바람직한 실시형태이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 상부의 고정 플레이트의 바람직한 실시형태이고,
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 제 1 바람직한 실시형태이고,
도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 승강 테이블의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 5는 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 6 내지 도 16은 상이한 작동 상태에 있는 도 5의 플라스틱 용접 장치의 제 2 바람직한 실시형태이고,
도 17은 본 발명에 따른 용접 방법의 바람직한 실시형태이다.
본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치는, 예를 들면, 자동차 산업 또는 의료 공학에서 사용된다. 이 플라스틱 용접 장치는 전조등 제조에서의 바람직한 사용법에 기초하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 용접 장치(1)의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 도 1은 도 3의 승강 테이블(10)을 보여준다. 2 개의 제 1 공구(12) 뿐만 아니라 2 개의 이송 장치(14)가 승강 테이블(10) 상에 배치된다. 제 1 공구(12) 뿐만 아니라 2 개의 이송 장치(14)는 양자 모두 승강 테이블(10) 상에 배치되는 것이 바람직하다 도 1 및 도 3에 따른 도시에서, 제 1 공구(12)는 제 2 위치에 위치되고, 이송 장치(14)는 보관 위치에 위치된다.
따라서 승강 테이블(10) 상의 구조는 2 세트의 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트가 동시에 처리될 수 있도록 경면대칭 구조이다. 이러한 방식으로, 예를 들면, 자동차의 좌우 전조등이 동시에 제조될 수 있다. 플라스틱 용접 장치(1)의 크기에 따라, 또한 추가의 제 1 공구가 관련되는 제 2 공구와 함께 플라스틱 용접 장치 내에 배치될 수 있다.
도 2는 2 개의 제 2 공구(22) 및 제 3 공구(24)가 배치된 상부의 고정 플레이트(20)를 도시한다. 제 2 공구(22) 및 제 3 공구(24)는 상부의 고정 플레이트(20) 상에 견고하게 배치된다. 이것은 특히 마찰 용접을 위한 진동 헤드가 상부의 고정 플레이트(20) 상에 실현된 경우에 적용된다. 상부의 고정 플레이트(20) 상에 제 2 공구(22) 및 제 3 공구(24)를 이동가능하게 고정하고, 승강 테이블(10) 상에 제 1 공구(12) 및 이송 장치(14)를 견고하게 배치하는 것도 생각할 수 있다. 이것의 조합도 가능하다. 그러나, 이 경우, 진동 헤드에서의 높은 가속력은 공구에 손상을 유발할 수 있으므로 이것은 마찰 용접용 진동 헤드일 수 없다.
도 3을 참조하면, 용접 위치에 있는 플라스틱 용접 장치(1)가 도시되어 있다. 여기서 승강 테이블(10)은, 도시된 실시예에서 제 1 공구(12)가 제 3 공구(24)와 맞물리고, 이들 사이에 개재되는 컴포넌트들이, 예를 들면, 마찰 용접에 의해 연결될 수 있도록, 상부의 고정 플레이트(20)에 인접하여 위치된다. 만일 제 1 공구(12)가 도시된 제 2 위치가 아닌 제 1 위치에 위치되어 있다면, 제 1 공구(12)는 제 2 공구(22)와 정렬될 것이다.
이하에서 도 6 내지 도 16을 참조하여 플라스틱 용접 장치(1)의 제 1 실시형태의 기능을 설명한다. 제 2 실시형태의 플라스틱 용접 장치(100)에 비해 제 1 실시형태의 플라스틱 용접 장치(1)는 예열 배열체(130)를 갖고 있지 않으므로 대응하는 방법 단계가 생략되는 것에 유의해야 한다. 도시된 플라스틱 용접 장치(1)는 전적으로 플라스틱 마찰 용접 장치이다.
본 발명에 따른 제 2 실시형태의 플라스틱 용접 장치(100)는 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 여기서 도 4는 도 1에 비해 변화된 승강 테이블(110)을 보여준다. 이 승강 테이블(110)은 승강 테이블(10)과 마찬가지로 2 개의 제 1 공구(112) 및 2 개의 이송 장치(114)를 갖고, 명확히 하기 위해 이 중 하나만 도시되어 있다. 제 1 공구(112)는 제 1 위치에 위치되고, 한편 이송 장치(114)는 보관 위치에 위치된다.
제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트(102)는 제 1 공구(112) 상에 배치된다. 제 3 컴포넌트(106)는 이송 장치(114) 상의 보관 위치에 배치된다. 승강 테이블(10)에 더하여 예열 배열체(130)는 승강 테이블(110) 상에 배치된다. 예열 배열체(130)는 4 개의 예열 장치(134), 특히 적외선 예열 장치가 배치된 지지체(132)로 구성된다. 표면 상에 배치되는 예열 장치(134)는 제 1 예열 장치라 부르고, 한편 지지체(132)의 반대측 표면 상에 배치되는 예열 장치(134)는 제 2 예열 장치라 부른다. 예열 장치(134)는 제 1 예열 장치 및 제 2 예열 장치와 같이 항상 쌍으로 배치되는 것이 바람직하다. 이하에서 제 1 예열 장치 및 제 2 예열 장치는 총괄하여 예열 장치(134)라고 부른다. 도 4 및 도 5에서 예열 배열체(130)는 휴지 위치에 위치되어 있다.
도 5에 제 2 실시형태에 따른 완전한 플라스틱 용접 장치(100)가 도시되어 있다. 상부의 고정 플레이트(120)의 구조는 상부의 고정 플레이트(20)의 것과 일치하므로 별도의 도면에 도시되어 있지 않다. 승강 테이블(110)에 관하여, 개관이 더 명확해지게 하고 또한 공정 흐름이 명확해지도록 상부의 고정 플레이트(120) 상의 공구의 좌반부만이 도시되어 있다. 도 5에 도시된 장치를 이용하여 마찰-용접 방법, 적외선 용접 방법 뿐만 아니라 이들의 조합이 실현된다.
도 6 내지 도 16에는 작동 중인 상이한 위치의 플라스틱 용접 장치(100)가 도시되어 있다. 각각 2 개의 제 1 공구, 2 개의 제 2 공구, 2 개의 제 3 공구, 2 개의 제 1 컴포넌트, 2 개의 제 2 컴포넌트, 2 개의 제 3 컴포넌트 뿐만 아니라 2 개의 이송 장치, 2 개의 제 1 예열 장치 및 2 개의 제 2 예열 장치가 제공되는 경우에도 단순화를 위해, 모든 단수로 설명된다.
도 6은 출발 위치에 있는 플라스틱 용접 장치(100)를 보여준다. 여기서 작업자 또는 자동 투입 장치는 이미 승강 테이블(110) 상의 제 1 공구(112) 상에 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트(102)를 설치하였다. 더욱이, 제 3 컴포넌트(106)는 이미 보관 위치에 있는 이송 장치(114) 상에 설치되었다. 승강 테이블(110)은 출발 위치에 위치되고, 예열 장치는 휴지 위치에 위치된다.
제 1 공구(112)가 제 2 공구(122)와 맞물릴 때까지 승강 테이블(110은 이제 출발 위치로부터 상부의 고정 플레이트(120)의 방향으로 제 1 용접 위치로 이동된다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 상호 용접은 마찰 용접에 의해 동시에 실시된다. 이 상태는 도 7에 도시되어 있다.
마찰 용접 후, 승강 테이블(110)은 제 1 용접 위치로부터 제 1 중간 위치로 하방으로 이동된다. 이것은 도 8에 도시되어 있다. 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트(104)로 구성된 복합물이 배치되는 제 1 공구(112)가 더 이상 제 2 공구(122)와 맞물리지 않게 되자 마자 제 1 공구(112)는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동될 수 있다. 도 8에는 또한 제 1 공구(112)의 제 1 위치와 제 2 위치의 중간 상태가 도시되어 있다.
도 9에서, 제 3 컴포넌트(106)를 포함하는 이송 장치(114)는 이송 위치로 이동된다. 여기서 이송 장치(114)는 제 3 공구(124)와 정렬된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 플라스틱 용접 장치 내에 충분한 공간을 가정하면, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트(104)로 구성된 복합물을 포함하는 제 1 공구 뿐만 아니라 제 3 컴포넌트(106) 및 제 3 공구(124)를 포함하는 이송 장치(114)는 축선방향으로 서로의 상측에 배치된다. 승강 테이블(110)의 이송 위치로의 승강 테이블(110)의 이동 뿐만 아니라 제 3 공구(124)로의 제 3 컴포넌트(106)의 이송이 이제 실시된다. 이것은 도 10에 도시되어 있다. 다음에 승강 테이블(110)은 도 11에 도시된 수용 위치로 이동된다. 수용 위치에서, 이송 장치(114)는 다시 보관 위치에 배치되고, 제 1 공구(112)는 제 2 위치에 배치된다.
위에서 설명된 것의 대안으로서, 제 1 공구(112)는 나중에, 예를 들면, 제 3 컴포넌트(106)의 이송 후 이송 장치(114)가 보관 위치로 역행된 후에 제 2 위치로 이동된다.
승강 테이블(110)이 수용 위치에 도착한 후나 직전에, 예열 배열체는 휴지 위치로부터 예열 위치를 향해 이동된다. 도 12에 휴지 위치와 예열 위치의 중간 상태가 도시되어 있다.
예열 배열체(130)가 예열 위치에 도착한 후, 승강 테이블(110)은 승강 테이블(110)의 예열 위치로 이동된다. 도 13에 이러한 승강 테이블(110)의 예열 위치가 도시되어 있다. 예열 장치(134) 중 하나, 예를 들면, 제 1 예열 장치는 제 1 공구(112) 내의 제 2 컴포넌트(104)에 인접하여 배치된다. 지지체(132)의 반대측 표면 상에 배치되는 예열 장치(134), 예를 들면, 제 2 예열 장치는 제 3 공구(124) 내의 제 3 컴포넌트(106)에 인접하여 배치된다. 제 2 컴포넌트(104)와 제 3 컴포넌트(106)의 표면은 예열 장치(134)에 의해 용접될 영역에서 가열된다.
예열 후, 승강 테이블(110)은 예열 위치로부터 수용 위치로 이동된다. 수용 위치에 있는 동안이나 이후에, 예열 배열체(130)는 예열 위치로부터 휴지 위치로 역행된다. 도 14에 예열 위치로부터 휴지 위치로 예열 배열체의 이동 중의 중간 상태가 도시되어 있다.
다음에 승강 테이블(110)은 수용 위치로부터 제 2 용접 위치로 이동된다. 도 15에 제 2 용접 위치가 도시되어 있다. 제 2 용접 위치에서의 용접은 마찰 용접에 의해 실시된다. 이전의 예열에 기초하여, 순수 마찰 용접에 비해 보풀 형성이 감소되어 용접선은 더 우수한 외관을 보인다. 추가의 부차적 영향으로서 용접선 안정성이 향상될 수 있다. 이것은 이미 위에서 설명되었다.
용접 공정이 완료된 후, 승강 테이블(110)은 제 2 용접 위치로부터, 예를 들면, 그것의 출발 위치로 역행될 수 있다. 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 완성된 복합물은 제 1 공구(112) 내에 또는 바람직하게는 제 3 공구(124) 내에 배치된다. 만일 3 개의 컴포넌트로 구성된 완성된 복합물이 제 3 공구(124) 내에 배치되면, 이 완성된 복합물의 제거 전에 플라스틱 용접 장치(100)는 재투입(reloading)될 수 있고, 이것은 종래의 플라스틱 용접 장치에 비해 순환 시간을 더 감소시키므로 효율을 향상시킨다.
예열 장치(134)가 지지체(132) 상에 견고하게 배치된 것으로 설명되었더라도, 대안적 실시형태에서 예열 장치(134)는 지지체(132) 상에 이동가능하게 배치된다. 이러한 방식으로, 예열 장치(134)는 각각의 공구와 정렬될 수 있다. 더욱이 그리고 대안적으로, 추가의 예열 장치(134)가 제공될 수 있다. 위에서 설명된 예열 이외에, 양자 모두 설명된 대안에서 위의 단계와 유사하게 제 2 컴포넌트와 제 1 컴포넌트의 용접 전에 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트(102)의 예열이 또한 가능하다. 양자 모두 설명된 대안에서, 본 장치는 순수 적외선 용접 장치로서 마찰 용접 없이 작동될 수 있다.
대안적으로, 예열 장치(134)는 또한 용접 전에 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트(104)의 예열이 실현될 수 있도록 배치될 뿐이다. 이러한 경우는 상세하게 설명된 플라스틱 용접 장치(100)의 작동과 같이 적외선 용접과 마찰 용접의 조합이다.
이하에서 적어도 3 개의 컴포넌트를 위한 자동 플라스틱 용접 방법의 실시형태를 도 17을 참조하여 설명한다. 유리한 실시형태에서, 자동 플라스틱 용접 방법은 플라스틱 마찰 용접 방법, 플라스틱 적외선 용접 방법 또는 이들의 조합이다.
제 1 단계 a에서 제 1 공구 상에 제 1 컴포넌트를, 제 1 컴포넌트 상에 또는 제 2 공구 상에 제 2 컴포넌트를, 그리고 플라스틱 용접 장치의 보관 위치에서 제 3 컴포넌트를 배치하는 것이 실시된다. 이러한 배치는 작업자에 의해 수동으로, 또는 로봇, 투입 장치 또는 투입 및 제거 장치에 의해 자동으로 실시될 수 있다. 만일 투입이 작업자에 의해 수행되는 경우, 그 후 단계 I에서 접촉 보호기가 제공된다. 이것은 플라스틱 용접 장치의 하우징 개구를 폐쇄하는 것 또는 광 커튼을 스위칭 온시키는 것이다.
만일 플라스틱 용접 장치가 적어도 하나의 예열 장치를 구비하는 예열 배열체를 포함하고, 제 2 컴포넌트가 제 1 공구가 아닌 상이한 공구에 배치되는 경우, 적어도 하나의 예열 장치가 공구 중 하나와 정렬되도록 휴지 위치로부터 예열 위치로의 예열 배열체의 이동은 단계 j에서 실시될 수 있다. 다음에, 단계 k에서, 공구 내의 컴포넌트, 바람직하게는 양자 모두의 공구 내의 양자 모두의 컴포넌트의 표면의 적어도 부분적인 가열이 용접될 영역에서 실시된다. 예열 후, 예열 배열체는 휴지 위치로 역행된다.
단계 b에서, 제 1 공구 및 제 2 공구는 이들 사이에 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트를 배치한 상태로 출발 위치로부터 제 1 용접 위치로 서로에 대하여 이동된다. 그러면 제 1 용접 위치에 도착하기 전에 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 서로에 대한, 뿐만 아니라 각각의 공구에 대한 센터링이 실시될 수 있다.
제 1 용접 위치에 도착하자마자, 단계 c에서 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 서로에 대한 용접이 실시된다. 용접은 사전 예열을 수반하거나 수반하지 않는 마찰 용접에 의해 실시된다. 대안적으로, 예열이 제공되는 경우, 순수 적외선 용접이 실시될 수 있다. 다음에 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물을 개재하는 제 1 공구 및 제 2 공구는, 단계 d에서, 서로에 대한 제 1 용접 위치로부터 제 1 중간 위치로 이동된다.
제 1 중간 위치에서, 단계 e에서 이송 장치에 의해 보관 위치로부터 공구 중 하나로의 제 3 컴포넌트의 자동 이송이 실시된다. 플라스틱 용접 장치가, 예를 들면, 제 2 공구에 인접하여 제 3 공구를 가지고, 제 1 공구는 초기에 제 2 공구와 정렬된 상태로 제 1 위치에 위치되는 경우, 단계 i에서 제 3 공구와 정렬된 제 2 위치로의 제 1 공구의 이동이 실시된다. 단계 i는 단계 c 이후 및 후속 단계 g 이전에 실시된다.
만일 플라스틱 용접 장치가 적어도 하나의 예열 장치를 구비하는 예열 배열체를 포함하는 경우, 적어도 하나의 예열 장치가 공구 중 하나와 정렬되도록 휴지 위치로부터 예열 위치로의 예열 배열체의 이동은 위와 같이 단계 j에서 실시될 수 있다. 다음에, 단계 k에서, 공구 내의 컴포넌트, 바람직하게는 양자 모두의 공구 내의 양자 모두의 컴포넌트의 표면의 적어도 부분적인 가열이 용접될 영역에서 실시된다. 예열 후, 예열 배열체는 휴지 위치로 역행된다.
공구 중 하나로의 제 3 컴포넌트의 이송 후, 단계 f에서 제 1 공구와 제 2 공구 또는 제 1 공구만 또는 제 2 공구만이 각각 제 3 공구와 조합된 상태로 서로에 대하여 제 1 중간 위치로부터 제 2 용접 위치로 이동된다. 그러면 제 2 용접 위치에 도착하기 전에 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 서로에 대한, 뿐만 아니라 각각의 공구에 대한 센터링이 실시될 수 있다.
제 2 용접 위치에서, 용접된 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물과 제 3 컴포넌트의 용접이 단계 g에서 제 1 공구 및 제 2 공구를 통해 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구 또는 제 1 공구를 통해 실시된다.
제 2 용접 후, 단계 h에서, 제 1 공구와 제 2 공구 또는 제 3 공구와 조합된 제 2 공구 또는 제 1 공구는 제 2 용접 위치로부터 서로에 대하여 이동된다. 예를 들면, 제 1 공구와 제 2 공구는 서로에 대하여 출발 위치로 역행한다. 완성된 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 복합물의 제거는 작업자에 의해 수동으로, 또는 로봇, 제거 장치 또는 투입 및 제거 장치에 의해 자동으로 수행된다. 만일 완성된 복합물이 작업자에 의해 제거되는 경우, 단계 m에서 출발 위치에 도착되기 전에 접촉 보호기의 제거, 즉, 예를 들면, 플라스틱 용접 장치의 하우징 개구의 개방 또는 광 커튼의 스위칭 오프가 실시된다.
1: 플라스틱 용접 장치
10: 승강 테이블
12: 제 1 공구
14: 이송 장치
20: 상부의 고정 플레이트
22: 제 2 공구
24: 제 3 공구
100: 플라스틱 용접 장치
102: 제 2 컴포넌트
104: (용접된) 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물
106: 제 3 컴포넌트
108: (용접된) 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 복합물
110: 승강 테이블
112: 제 1 공구
114: 이송 장치
120: 상부의 고정 플레이트
122: 제 2 공구
124: 제 3 공구
130: 예열 배열체
132: 지지체
134: 예열 장치
10: 승강 테이블
12: 제 1 공구
14: 이송 장치
20: 상부의 고정 플레이트
22: 제 2 공구
24: 제 3 공구
100: 플라스틱 용접 장치
102: 제 2 컴포넌트
104: (용접된) 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물
106: 제 3 컴포넌트
108: (용접된) 제 1 컴포넌트, 제 2 컴포넌트 및 제 3 컴포넌트로 구성된 복합물
110: 승강 테이블
112: 제 1 공구
114: 이송 장치
120: 상부의 고정 플레이트
122: 제 2 공구
124: 제 3 공구
130: 예열 배열체
132: 지지체
134: 예열 장치
Claims (19)
- 적어도 3 개의 컴포넌트의 자동 용접을 위한 플라스틱 용접 장치(1; 100)로서,
a. 제 1 컴포넌트가 위치될 수 있는 적어도 제 1 공구(12; 112),
b. 적어도 제 2 공구(22; 122) - 상기 제 1 공구(12; 112) 및 상기 제 2 공구(22; 122)는 제 2 컴포넌트(102)와 상기 제 1 컴포넌트를 용접하기 위해 서로에 대해 이동될 수 있음 -, 및
c. 적어도 이송 장치(14; 114)를 포함하고, 상기 이송 장치는 상기 공구(12, 22; 112, 122)들 중 적어도 하나에 대해 이동될 수 있고, 상기 제 1 공구(12; 112) 및 상기 제 2 공구(22; 122)를 통해 또는 제 3 공구(24; 124)와 조합된 상기 제 2 공구(22; 122) 및 상기 제 1 공구(12; 112)를 통해 상기 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트로 구성된 복합물(104)과 상기 적어도 하나의 제 3 컴포넌트(106)를 용접할 수 있도록, 적어도 제 2 컴포넌트(102) 및/또는 제 3 컴포넌트(106)는 상기 이송 장치에 의해 상기 공구(12, 22; 112, 122)들 중 하나에 자동으로 공급될 수 있는, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치(1; 100)는 플라스틱 마찰 용접 장치(1), 플라스틱 적외선 용접 장치 또는 이들의 조합(100)인, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 공구(12; 112)는 제 1 지지체 상에 배치되고, 상기 제 2 공구(22; 122)는 제 2 지지체 상에 배치되고, 상기 제 1 지지체 및 상기 제 2 지지체는 서로에 대하여 이동될 수 있는, 플라스틱 용접 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 지지체는 상기 플라스틱 용접 장치(1; 100)의 승강 테이블이고, 상기 제 2 지지체는 상기 플라스틱 용접 장치(1; 100)의 상부의 고정 플레이트(20; 120)인, 플라스틱 용접 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 3 공구(24; 124)는 상기 제 2 지지체 상에 배치되는, 플라스틱 용접 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 공구(12; 112)는 상기 제 1 공구(12; 112)가 상기 제 2 공구(22; 122)와 정렬되는 제 1 위치와 상기 제 1 공구(12; 112)가 상기 제 3 공구(24; 124)와 정렬되는 제 2 위치 사이에서 이동될 수 있는, 플라스틱 용접 장치. - 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이송 장치(14; 114)는 상기 제 1 지지체 상에 배치되고, 보관 위치와 이송 위치 사이에서 이동될 수 있는, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치는 제 1 예열 장치(134)를 구비하는 예열 배열체(130)를 포함하고, 상기 예열 배열체(130)는, 상호연결될 상기 컴포넌트(102, 104, 106) 중 적어도 하나의 표면이 상기 예열 배열체(130)의 예열 위치에서 용접될 영역에서 적어도 부분적으로 가열될 수 있도록, 휴지 위치와 상기 예열 위치 사이에서 이동될 수 있는, 플라스틱 용접 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 예열 배열체(130)는 제 2 예열 장치(134)를 더 포함하고, 상기 제 2 예열 장치는, 상기 제 1 컴포넌트 및 상기 제 2 컴포넌트(102) 및/또는 상기 제 2 컴포넌트(104) 및 상기 제 3 컴포넌트(106)가 상기 예열 배열체(130)의 상기 예열 위치에서 서로 용접될 상기 영역에서 적어도 부분적으로 가열될 수 있도록, 상기 제 1 예열 장치(134)의 반대측에 배치되는 상기 예열 배열체(130)의 지지체(132)의 표면 상에 배치되는, 플라스틱 용접 장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 예열 배열체(130)는 상기 제 2 지지체 상에 배치되는, 플라스틱 용접 장치. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 예열 장치 및/또는 상기 제 2 예열 장치(134)는 적외선 예열 장치인, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치는 적어도 2 개의 제 1 공구(12; 112) 및 적어도 2 개의 제 2 공구(22; 122)를 갖는, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치는 제어 장치를 갖는, 플라스틱 용접 장치. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치는 접촉 보호기, 특히 폐쇄가능한 하우징 개구 또는 광 커튼(light barrier)을 구비하는 하우징을 갖는, 플라스틱 용접 장치. - 특히 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치(1; 100)와 관련하여 적어도 3 개의 컴포넌트를 위한 자동 플라스틱 용접 방법으로서,
a. 제 1 공구(12; 112) 상에 제 1 컴포넌트를, 상기 제 1 컴포넌트 상에 또는 제 2 공구(22; 122) 상에 제 2 컴포넌트(102)를, 그리고 상기 플라스틱 용접 장치(1; 100)의 보관 위치에 제 3 컴포넌트(106)를 배치하는 단계(a), 다음에
b. 상기 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트(102)를 개재한 상태에서 상기 제 1 공구(12; 112)와 상기 제 2 공구(22; 122)를 서로에 대하여 출발 위치로부터 제 1 용접 위치로 이동시키는 단계(b), 및
c. 상기 제 1 컴포넌트와 상기 제 2 컴포넌트(102)를 서로 용접하는 단계(c), 다음에
d. 용접된 상기 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트(102)로 구성된 복합물(104)을 개재한 상태에서 상기 제 1 공구(12; 112)와 상기 제 2 공구(22; 122)를 서로에 대하여 상기 제 1 용접 위치로부터 제 1 중간 위치로 이동시키는 단계(d), 및
e. 이송 장치(14; 114)에 의해 상기 보관 위치로부터 상기 공구들 중 하나에 상기 제 3 컴포넌트(106)를 자동으로 이송시키는 단계(e),
f. 이송 위치로부터 제 2 용접 위치로 상기 제 1 공구(12; 112) 및 상기 제 2 공구(22; 122) 또는 제 3 공구(24; 124)와 조합된 제 2 공구(22; 122) 또는 상기 제 1 공구(12; 112)를 서로에 대하여 이송시키는 단계(f), 다음에
g. 상기 제 1 공구(12; 112) 및 상기 제 2 공구(22; 122)를 통해 또는 상기 제 3 공구(24; 124)와 조합된 상기 제 2 공구(22; 122) 또는 상기 제 1 공구(12; 112)를 통해, 용접된 상기 제 1 컴포넌트와 상기 제 2 컴포넌트로 구성된 상기 복합물(104)과 상기 제 3 컴포넌트(106)를 용접하는 단계(g),
h. 상기 제 1 공구(12; 112) 및 상기 제 2 공구(22; 122) 또는 상기 제 3 공구(24; 124)와 조합된 상기 제 2 공구(22; 122) 또는 상기 제 1 공구(12; 112)를 상기 제 2 용접 위치로부터 이동시키는 단계(h)를 포함하는, 자동 플라스틱 용접 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 용접 방법은 플라스틱 마찰 용접 방법, 플라스틱 적외선 용접 방법 또는 이들의 조합인, 자동 플라스틱 용접 방법. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치(1; 100)는 상기 제 2 공구(22; 122)에 인접한 상기 제 3 공구(24; 124)를 갖고, 상기 제 1 공구(12; 112)는 초기에 상기 제 2 공구(22; 122)와 정렬된 제 1 위치에 위치되고, 상기 용접 방법은,
i. 단계 d 중에 또는 단계 d 후에 그리고 단계 g 전에 상기 제 3 공구(24; 124)와 정렬된 제 2 위치로 상기 제 1 공구(12; 112)를 이동시키는 단계(i)를 더 포함하는, 자동 플라스틱 용접 방법. - 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 용접 장치(100)는 적어도 하나의 예열 장치(134)를 구비하는 예열 배열체(130)를 더 포함하고, 상기 용접 방법은,
j. 적어도 하나의 상기 예열 장치(134)가 상기 공구 중 하나와 정렬되도록 휴지 위치로부터 예열 위치로 상기 예열 배열체(130)를 이동시키는 단계(j), 및
k. 용접될 상기 영역에서 상기 공구 내의 상기 컴포넌트의 표면을 적어도 부분적으로 가열하는 단계(k)를 더 포함하는, 자동 플라스틱 용접 방법. - 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 플라스틱 용접 방법은,
l. 단계 a 후에 특히 플라스틱 실링 장치(1; 100)의 하우징 개구를 폐쇄하거나 또는 광 커튼을 스위칭 온시키는 접촉 보호기를 제공하는 단계(l), 및
m. 단계 h 직후에 특히 플라스틱 실링 장치(1; 100)의 하우징 개구를 개방하거나 또는 광 커튼을 스위칭 오프시키는 상기 접촉 보호기를 제거하는 단계(m)를 더 포함하는, 자동 플라스틱 용접 방법.
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