KR20190053883A - 결합 요소를 세정하여 작업편 상에 결합하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

특히 스터드 용접 또는 스터드 접착을 위해 결합 요소(18)를 작업편(20) 상에 결합하기 위한 방법(50)이며, 이 방법은 결합 요소(18)와, 결합 요소(18)가 결합되는 작업편(20)을 제공하는 단계; 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18)의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 단계(52); 적어도 하나의 특성 변수를 평가하고(54) 적어도 하나의 특성 변수를 적어도 제1 및 제2 변수 클래스 중 하나로 분류하는 단계; 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스로 분류되는 경우, 결합 프로세스(58; 64)를 수행하는 단계; 및 적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스로 분류된 경우, 세정 프로세스(66) 후에 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18) 상에 세정 프로세스(66)를 수행하고, 세정 프로세스(66) 이후 결합 프로세스(68)를 수행하는 단계를 특징으로 한다.

Description

결합 요소를 세정하여 작업편 상에 결합하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 특히 스터드 용접 또는 스터드 접착(stud gluing)을 위해 결합 요소를 작업편 상에 결합하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 특히 앞서 설명한 방법을 실행하기 위해 결합 요소를 작업편 상에 결합하기 위한 결합 장치에 관한 것으로, 결합 장치는 결합 요소용 보유 디바이스를 포함하는 결합 헤드를 가지며, 이에 의해 결합 요소는 작업편에 대하여 결합 축을 따라 이동 가능하다.

이러한 유형의 결합 방법 및 관련 결합 장치는 예를 들어, 소위 스터드 용접 또는 접착의 분야에서 널리 공지되어 있다.

여기서, 스터드는 스터드가 작업편의 표면에 대하여 수직으로 돌출하는 방식으로 금속 판과 같은 작업편 상에 결합된다. 이러한 방식으로 결합된 구성요소는 예를 들어 플라스틱 클립을 스터드에 체결하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 클립은 예를 들어, 연료 또는 브레이크 라인 같은 작업편에 대하여 파이프 또는 케이블을 고정시키는 역할을 할 수 있다. 따라서 일반적인 유형의 결합 방법은 특히 자동차를 위한 차체 제조 분야에서 사용된다.

스터드 용접에서, 전류 유동이 결합 요소와 작업편 사이에 확정되고, 그 사이에 아크가 얻어지도록 결합 요소는 작업편에 대하여 상승된다. 아크는 작업편과 결합 요소의 대향 표면들의 융합(또는 용융)을 유도한다. 그 후, 결합 요소가 작업편 상으로 하강되어, 전기 결합 전류가 단락된다. 전체 용융물이 경화되고 결합 프로세스가 마무리된다.

스터드 접착에서, 결합 요소에는 일반적으로 결합 표면 상에 활성화 가능한 접착제가 사전에 제공된다. 그런 다음 접착제 활성화로 스터드 접착이 실현된다. 그 후, 결합 요소와 작업편은 서로 가압되어 최종적으로 접착제가 경화된다. 이는 다양한 외부 요인, 특히 열을 사용하여 수행될 수 있다.

이러한 유형의 결합 연결의 품질에 대하여, 실제 결합 프로세스만이 영향을 미치는 것은 아니다. 여기에는 재료 물성 및 작업편, 또한, 가능하게는 결합 요소의 표면 품질도 상당한 역할을 작용하게 된다. 이는 작업편과 결합 요소가 강철로 만들어진 경우에 적용된다. 특히, 작업편 및 결합 요소가 각각 알루미늄 합금으로 제조될 때 이러한 문제점이 존재한다.

알루미늄 합금을 기반으로 한 결합 연결부에서, 작업편의 특징적 물성의 변화가 특히 두드러진다. 이러한 물성은 알루미늄 합금이 재생된 재료로 구성되는지 여부를 포함할 수 있다. 또한, 상부 층의 비균일 입자 크기의 측면에서 문제가 발생할 수 있으며, 이 층은 정확하게 말하면 특히 압출 성형 재료의 경우에 1㎜까지의 깊이에 도달할 수 있다.

이러한 비균일 입자 크기는 상이한 전도성을 초래할 수 있다. 따라서 이는 아크를 통과하는 전류 유동에 영향을 줄 수 있다.

또한 많은 작업편이 주조 프로세스에서 생산된다. 이는 표면이 왁스, 오일, 폴리실록산, 탄화수소, 폴리머 등으로 구성될 수 있는 이형제로 코팅되는 문제점을 발생시킨다. 특히, 이러한 이형제를 사용한 코팅이 영역을 가로질러 비균일한 경우, 결합 파라미터를 적절히 적응시키는 것이 어렵다. 탄소 함유 코팅의 경우, 이는 용접 조인트에 공극 또는 수축 구멍을 유발할 수 있으며, 따라서, 대체로 용접 조인트의 다공성이 높아져 용접 조인트의 강도에 악영향을 미칠 수 있다.

또한, 합금 요소는 용접성에 영향을 줄 수 있다.

일반적으로 말하면, 정의된 표면 사양을 가진 재료가 요구되기는 하지만, 관행은 결합 프로세스가 이때 결합 파라미터의 측면에서 특별히 맞춤화되는 이러한 표면 사양이 항상 적절히 관찰되는 것은 아니라는 것을 보여준다.

스터드 용접 분야에서는 실제 스터드 용접 프로세스 이전에 아크 세정 프로세스("클린 플래시")를 수행하는 것이 알려져 있다. 여기서, 실제 용접 프로세스 이전에, 교번 극성을 가진 아크가 설정되고, 그에 기초하여 불순물이 이온화되고 작업편 표면에서 벗겨내어 진다. 이 프로세스의 문제점은 이러한 불순물이 후속하여 다른 결합 표면 상에서 자체적으로 스터드에 부착되어, 이 경우에도 역시 일관된 결합 연결부의 측면에서 문제가 발생할 수 있다는 것이다.

이러한 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 작업편 상에 결합 요소를 결합하기 위한 개선된 방법 및 이 목적을 위한 개선된 결합 장치를 정의하는 것이다.

상기 목적은, 한편으로는, 특히 스터드 용접 또는 스터드 접착을 위해 결합 요소를 작업편 상에 결합하는 방법에 의해 달성되며, 이는 결합 요소 및 결합 요소가 결합될 작업편을 제공하는 단계, 작업편 및/또는 결합 요소의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 단계, 적어도 하나의 특성 변수를 평가하고 적어도 하나의 특성 변수를 적어도 제1 및 제2 변수 클래스 중 하나로 분류하는 단계, 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스로 분류되는 경우 결합 프로세스를 수행하는 단계 및 적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스로 분류되는 경우 작업편 및/또는 결합 요소에 대해 세정 프로세스를 수행하고, 세정 프로세스 이후 결합 프로세스를 수행하는 단계를 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은, 결합 요소를 작업편 상에 결합하기 위한 결합 장치에 의해 달성되고, 이는 결합 요소를 위한 보유 디바이스를 가지며 그에 의해 결합 요소가 작업편에 대하여 결합 축을 따라 이동 가능한 결합 헤드, 작업편 및/또는 결합 요소의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하기 위한 검출 디바이스, 적어도 하나의 특성 변수를 평가하기 위한 평가 디바이스 및 작업편 및/또는 결합 요소에 대한 세정 프로세스를 수행하기 위한 세정 디바이스를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에서, 먼저, 작업편 및/또는 결합 요소의 적어도 하나의 특성 변수의 검출을 통해 작업편 또는 그 표면을 분류하는 것이 가능하다. 이러한 맥락에서, 바람직하게는 결합 요소가 결합되어야 하는 작업편의 표면 부분의 적어도 하나의 특성 변수가 검출되는 것이 자명하다.

또한, 본 발명에 따른 방법에서, 작업편을 분류하고(작업편의 몇몇 영역을 분류하고), 그후, 세정을 수행(필요한 경우)하고, 작업편 전체 또는 작업편의 적어도 일부가 세정될 때, 하나 또는 다수의 결합 단계를 수행하는 것이 가능하다.

특성 변수는 여기에서 재료, 표면 품질, 표면 마무리, 표면 상의 탄소 코팅, 순도와 관련될 수 있으며, 주조 작업편의 경우에는 이형제와 관련될 수 있으며, 또한, 예를 들어 결합 요소 재료에 대한 작업편 재료 같은 상대적 양을 포함할 수도 있다.

아래에서, 작업편의 적어도 하나의 특성 변수만 검출되는 바람직한 변형에 초점을 둔다. 그러나 작업편의 변수의 검출 및 평가에 대한 이후 언급 모두는 달리 명시하지 않는 한 결합 요소 변수의 검출 또는 평가에도 마찬가지로 관련되어야 한다.

이 적어도 하나의 특성 변수의 검출은 바람직하게는 자동화된 수단, 정확하게 말하면, 바람직하게는 적절한 검출 디바이스에 의해 실현된다. 이 또는 이들 검출 디바이스(들)는 적절한 센서를 포함할 수 있고, 이 센서는 순수히 수동적으로 동작하거나 또는 다르게는 작업편을 물리적 프로세스에 능동적으로 노출시키고 그후 그에 대한 반응이 센서에 의해 검출된다.

검출 단계는 후속 평가 단계에서 작업편을 분류할 수 있게 한다. 여기서, 제1 변수 클래스와 제2 변수 클래스 사이에서 구별이 이루어진다. 검출 단계는 작업편의 하나 또는 복수의 특성 변수(들)가 하나의 가변량으로 조합되는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 예를 들어 이 가변량이 제1 값 범위 또는 제2 값 범위 중 어디에 포함되는지가 확정될 수 있으며, 이후, 이는 적어도 하나의 특성 변수의 제1 또는 제2 변수 클래스로의 평가 및 분류와 동일시될 수 있다.

제1 변수 클래스로 분류된다면, 이는 본질적으로 작업편 또는 그 표면이 이전에 세정 프로세스를 수행할 필요 없이 결합에 적합하다는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 결합 요소가 작업편의 비교적 적게 오염된 표면 부분 상에 결합되는 경우, 분류는 제1 변수 클래스로 이루어질 수 있으므로, 결합 프로세스는 선행 세정 프로세스 없이 후속하여 수행된다. 제1 변수 클래스의 분류는 여기서 후속 결합 프로세스가 표준 결합 파라미터 또는 다르게는 수정된 결합 파라미터로 수행된다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 아래에서 자세히 검토될 것이다.

적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스의 평가 단계에서 분류된다면, 이는 이전에 세정 프로세스를 수행하지 않고는 결합 프로세스가 수행되지 않음을 의미한다. 따라서, 이 경우 세정 프로세스가 작업편 및/또는 결합 요소 상에서 먼저 수행되고, 그 후에만 결합 프로세스가 수행된다.

세정 프로세스는 여기서 아크 세정 프로세스가 아니며, 결합 프로세스와 독립적으로 수행되는 세정 프로세스이다.

세정 프로세스는 결합 요소가 결합 헤드의 보유 디바이스에 이미 위치되고 작업편 상의 특정 위치(결합 부위)에 할당되어 있는 스테이지에서 수행되는 것이 바람직하다. 이는, 특히, 결합 헤드 상에 세정 프로세스를 수행하기 위한 세정 디바이스가 배치될 때 유리하다.

대안적으로, 예를 들어 복수의 결합 요소가 고정되어야 하는 작업편 상에서, 미리 적절한 결합 위치를 각각 평가하여 필요에 따라 이들 위치에서, 바람직하게는 결합 헤드의 보유 디바이스에 결합 요소가 공급되기 전에도, 각각 세정 프로세스를 연속적으로 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 세정 프로세스는 예를 들어, 작업편 상에 집합적으로 수행될 수 있으며, 그 결과 후속하여 모든 결합 요소를 작업편에 체결시킬 수 있으며, 이 경우, 결합 프로세스 사이에서 바람직하게는 어떠한 추가적인 세정 프로세스도 더 이상 필요하지 않다.

따라서 목적이 완전히 달성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 세정 프로세스는 세정 매체를 사용하여 수행된다.

세정 매체는 가스, 액체 또는 고체일 수 있다. 바람직하게는, 세정 매체의 작업편에의 적용은 세정 매체를 결합 표면 상으로, 특히 작업편 상의 결합 부위 상으로 향하게 하는 별도의 세정 디바이스에 의해 실현된다. 여기서 세정 매체는 전기 세정 매체가 아니며, 특히 전기 아크가 아니다.

세정 매체를 적용하는 데 사용되는 세정 디바이스는 바람직하게는 결합 프로세스를 수행하기 위한 시스템과는 별개이며, 그에 독립적이다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 세정 매체는 가스, 예를 들어 플라즈마 가스, 특히 TIG 플라즈마 가스를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 세정 매체는 예를 들어 CO2 스노우 제트와 같은 아이스 제트를 갖는다.

또한, 검출 단계가 다음 검출 프로세스 중 적어도 하나를 포함하는 것이 유리하다: 접촉 저항 측정, 전기 전도도 측정 및 형광 측정.

또한, 각각의 개별적인 결합 프로세스가 표준 결합 파라미터 또는 표준 결합 파라미터와 관련하여 수정된 결합 파라미터로 수행되는 것이 대체로 유리하며, 세정 프로세스 후에 수행되는 결합 프로세스는 표준 결합 파라미터를 사용하여 수행된다.

결합 프로세스의 표준 결합 파라미터는 작업편 표면이 최적 영역에 위치되어 있다고 가정되는 종류의 파라미터이다. 따라서 표준 결합 파라미터를 사용하여 결합을 실현할 수 있다.

결합 파라미터는 예를 들어, 용접 전류, 결합 프로세스의 수행 동안의 작업편 위의 결합 요소의 높이(아크의 길이), 아크가 유지되는 기간 등일 수 있다.

청구항 1의 전제부와 관련하여 근원적 발명을 구성하는 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 개별적인 결합 프로세스는 표준 결합 파라미터 또는 표준 결합 파라미터와 관련하여 수정된 결합 파라미터로 수행되며, 방법은 결합 요소와 결합 요소가 결합될 작업편을 제공하는 단계, 작업편 및/또는 결합 요소의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 단계 및 적어도 하나의 특성 변수를 평가하는 단계; 및 적어도 하나의 특성 변수가 제1 값 범위 내에 있는 경우 표준 결합 파라미터를 사용하여 결합 프로세스를 수행하는 단계 또는 적어도 하나의 특성 변수가 제2 값 범위 내에 있는 경우 수정된 결합 파라미터를 사용하여 결합 프로세스의 수행하는 단계를 갖는다.

이 실시예에서, 적어도 하나의 특성 변수는 제1 값 범위 또는 제2 값 범위로 분류된다. 2개의 값 범위는 바람직하게는 제1 변수 클래스 내에 있다. 달리 말하면, 적어도 하나의 특성 변수의 평가 및 제1 값 범위 또는 제2 값 범위로의 분류는 일단 결합 프로세스가 일반적으로 선행 세정 프로세스를 수행할 필요 없이 수행될 수 있다는 것이 확정되면 실현된다.

달리 말하면, 본 발명의 이러한 양태에서, 바람직하게는 선행 세정 프로세스가 없는 결합 프로세스에 대한 작업편의 일반적인 적합성을 확정된 후에, 적어도 하나의 특성 변수의 평가에 의해 결합 프로세스가 표준 결합 파라미터를 사용하여 수행되는지 또는 수정된 결합 파라미터를 사용하여 수행되는지 여부가 확정될 수 있다.

수정된 결합 파라미터는 바람직하게는 적어도 하나의 특성 변수에 따라 적응되고, 따라서 적어도 하나의 특성 변수의 함수로서 수정된다.

따라서 적어도 하나의 특성 변수가 제2 값 범위 내에 있으면, 제1 값 범위로부터 떨어진 제2 값 범위의 끝 부분에 있을 때, 이때, 예를 들어 제2 값 범위 내의 적어도 하나의 특성 변수가 제1 값 범위에 더 근접한 경우 수정된 결합 파라미터의 다른 세트가 사용될 수 있다.

전체적으로, 본 발명에 따른 방법에서, 세정 프로세스가 0.1초 내지 5초 범위의 기간 동안 수행되는 것이 더 유리하다.

바람직하게는, 세정 프로세스의 지속 시간은 2초 미만이다. 여기서, 세정 프로세스는 이 기간 동안 연속적으로 수행될 수 있거나, 예를 들어, 기간 내에서 2 내지 20 펄스로 이 기간 동안 펄싱될 수 있다.

바람직하게는, 세정 프로세스의 기간은 결합 프로세스의 기간 이하이므로, 본 발명에 따른 방법에 의해 사이클 시간이 연장되지 않는다.

또 다른 전체적으로 바람직한 실시예에 따르면, 세정 프로세스 후에, 적어도 하나의 특성 변수가 다시 한번 검출되고, 후속하여 적어도 하나의 특성 변수의 평가가 결합 프로세스가 수행되기 전에 다시 한번 수행된다.

이렇게 하면 특성 변수가 세정 프로세스 수행 후 여전히 제1 변수 클래스 내에 있지 않은 경우 필요할 때마다 여러 번의 세정 프로세스를 하나씩 수행할 수 있다. 또한, 필요하다면, 표준 결합 파라미터 또는 수정된 결합 파라미터 중 어느 것으로 후속 결합 프로세스가 수행되는지 여부를 확정하는 것이 가능하지만, 세정 프로세스 후에 결합이 일반적으로 표준 결합 파라미터로 실현되는 것이 유리하다.

마지막으로, 결합 프로세스 후에 보충 세정 프로세스가 수행되는 경우 또한 유리하다.

보충 세정 프로세스는 특히, 작업편 및 그에 결합된 결합 요소를 포함하는 세정 구성요소를 제공할 수 있도록 결합 프로세스 중에 발생하는 연기 잔류물을 제거하는 역할을 할 수 있다.

또한, 결합 프로세스가 표준 결합 파라미터를 사용하여 수행되거나 수정된 결합 파라미터를 사용하여 수행되는 경우 유리하며, 결합 파라미터는 결합 프로세스가 선행 아크 세정 프로세스를 포함하는지 여부를 포함한다.

달리 말하면, 별도의 세정 디바이스를 사용하는 세정 프로세스 후에, 필요하다면, 예를 들어, 적어도 하나의 특성 변수가 제2 값 범위로 분류될 때, 아크 세정 프로세스("클린 플래시")가 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 결합 장치에서, 세정 디바이스가 결합 헤드에 고정되는 것이 바람직하고, 이 경우 세정 디바이스가 결합 축에 대해 10° 내지 45° 범위의 각도로 배향되는 것이 바람직하다.

이는 결합 헤드가 이미 결합 요소를 수용하고 이를 보유 디바이스에 보유하고 있는 경우, 따라서, 실제 결합 프로세스의 수행 직전에, 표면 영역이 결합 요소 아래에 위치된 작업편의 표면 영역을 세정하는 것을 가능하게 한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 검출 디바이스는 결합 헤드에 고정된다.

이는, 특히 검출 디바이스가 수동 검출 디바이스인 경우 유리할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 검출 디바이스는 일단 결합 헤드에 고정되고 나서, 이때 측정되는 물리적 양을 작업편에 부여할 수 있고, 따라서 검출 디바이스가 능동 구성요소를 포함하는 경우에도 그러하다.

결합 요소를 작업편에 결합시키는 방법은 앞서 일반적인 용어로 설명되어 있다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 작업편에 대해 수행되는 다른 결합 프로세스에도, 예를 들어 2개의 작업편이 예를 들어 용접 이음매를 통해 함께 결합되는 경우에도 적합하다.

이러한 경우에 있어서도, 작업편 및/또는 다른 작업편의 특성 변수를 미리 검출할 수 있고, 이들을 제1 및 제2 클래스로 분류한 다음, 후속하여 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스에 속하는 경우 결합 프로세스를 즉시 수행하거나, 아크 또는 소정의 다른 결합 수량에 독립적인 세정 프로세스를 미리 수행하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 또한 서로 연결되어야 하는 제1 및 제2 작업편을 제공하고, 후속하여 작업편 중 하나의 작업편, 바람직하게는 양 작업편의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하고, 후속하여 이를 평가하는 것에 초점을 둘 수 있다.

앞서 설명한 특징 및 아래에 더 설명될 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 각각 설명된 조합뿐만 아니라 다른 조합으로 또는 개별적으로 사용될 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 표현되어 있으며, 이하의 설명에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 결합 장치의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 결합 방법의 시간 경과도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.

도 1에서, 결합 장치는 개략적인 형태로 나타내어지고 일반적으로 10으로 표시된다.

결합 장치(10)는 결합 헤드(12) 또는 결합 건을 포함하고, 결합 헤드(12)는 바람직하게는 로봇(16)의 아암(14)에 고정되어 있으며, 따라서 공간에서 3 차원으로 이동 가능하다.

결합 장치는 결합 요소(18)를 작업편(20)에 결합시키는 역할을 한다. 결합 요소는 특히 스터드일 수 있다. 작업편(20)은 특히 금속 판일 수 있다. 결합 장치(10)는 자동차의 차체 제조 분야에서 바람직하게 사용된다.

작업편(20) 및 결합 요소(18)의 재료는 각각 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것이 바람직하다.

결합 프로세스의 수행을 위해, 결합 요소(18)는 결합 헤드(12)의 보유 디바이스(24)에 보유되고 바람직하게는 작업편(20)의 표면에 수직인 결합 축(22)으로 배향된다.

보유 디바이스(24)는 전원(26)에 연결되는 것이 바람직하며 결합 요소(18)에 결합 전류(i)를 통과시키도록 구성된다. 작업편(20)은 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 어스(또는 접지 소스)에 연결된다.

도 1에는 결합 장치(10)가 결합 요소(도 1에서 T로 표시됨)를 자동화된 수단에 의해 보유 디바이스(24)로 구동할 수 있는 공급 디바이스(28)를 가질 수 있음이 또한 나타나 있다.

일관된 결합 결과를 얻기 위해, 결합 장치(10)는 예를 들어 표면 품질, 표면 특성 등과 같은 작업편(20)의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하도록 구성된 검출 디바이스(32)를 포함한다. 품질 표면 및 표면 특성은 표면 오염뿐만 아니라 구조의 임의의 물성을 의미한다. 입자 크기, 표면 품질 또는 거칠기와 같은 재료 구조가 고려될 수 있다. 검출 디바이스(32)는 결합 헤드(12)와 별개로 제공될 수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이 결합 헤드(12)에 고정될 수도 있다. 이 경우, 검출 디바이스(32)가 결합 축(22)에 대하여 각도(α)를 갖는 검출 축(34)을 따라 배향되는 것이 바람직하다. 이 각도(α)는 예를 들어 10°에서 45°까지의 범위일 수 있다.

결합 장치(10)는 세정 디바이스(36)를 더 포함한다. 세정 디바이스(36)는 작업편(20)의 표면에 세정 매체(R)를 적용하도록 설계된다. 세정 디바이스(36)는 결합 헤드(12)와 별개로 구성될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 세정 디바이스(36)는 도 1에 개략적으로 표시된 바와 같이 결합 헤드(12)에 고정된다. 이 경우, 세정 디바이스(36)가 결합 축(22)에 대해 소정 각도(β)로 배향된 세정 축(38)을 따라 배향되는 것이 바람직하다. 각도(β)의 값은 예를 들어 마찬가지로 10°에서 45°까지의 범위를 가질 수 있다.

결합 장치(10)는 검출 디바이스(32)에 의해 검출된, 작업편(20)의 특성 변수를 평가하도록 설계된 평가 장치(40)를 더 포함한다. 평가 디바이스(40)는 결합 헤드(12)와 별개로 배치될 수 있지만, 결합 헤드 또는 전원(26)에 통합될 수도 있다.

도 2에는 검출 프로세스(E), 세정 프로세스(R), 아크 세정 프로세스(C) 및 결합 프로세스(F)를 도시하는 시간 경과도(44)가 개략적인 형태로 도시되어 있다.

본 발명에 따른 방법의 구현에 있어서, 우선, 기간 TE에서, 도 2의 E에서 나타낸 바와 같이, 작업편의 적어도 하나의 특성 변수가 검출된다.

그 후, 적어도 하나의 특성 변수가 평가되며, 이는 도 2에 나타나 있지 않다. 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스로 분류되는 경우, 이에 바로 뒤이어 결합 프로세스(F)가 수행될 수 있고, 선택적으로 아크 세정 프로세스(C)가 사이에 수행될 수 있다.

결합 프로세스(F)의 표현을 위해, 도 2는 결합 프로세스의 수행 중에 작업편(20)의 표면에 대한 결합 요소(18)의 높이(h)뿐만 아니라 보유 디바이스 내로, 그리고, 따라서, 결합 요소(18) 내로 통과되는 전류(i)의 양을 도시한다.

결합 프로세스(F)는 결합 요소(18)가 작업편(20)의 표면 상으로 하강된 후에 시작된다(h = 0). 이 후에 전류(i)가 켜지고 파일럿 아크가 얻어진다(i = iP). 후속하여, 결합 요소(18)가 작업편(20)으로부터 상승된다. 다음에, 상호 결합 표면을 융합시키기 위해 전류(i)가 iP에서 용접 전류(iS)까지 증가될 수 있다. 그 후, 작업편이 다시 하강되고, 정확하게 말하면, 바람직하게는 작업편(20)의 표면 아래까지 하강되고, 그래서, 단락 회로가 형성되고 전류(i)는 0으로 낮아진다. 이것으로, 결합 프로세스(F)가 종결된다.

선택적으로 선행 수행된 아크 세정 프로세스(C)는 반대 극성을 갖는 아크를 적어도 한번 생성하여, 작업편(20)의 표면상의 이온화된 구성요소 부품이 결합 요소(18)를 향한 방향으로 진행되게 하는 것을 포함한다.

검출 프로세스(E) 및 후속 평가 후에, 적어도 하나의 특성 변수가 제1 또는 제2 변수 클래스 중 어디에 속하는 지가 확정된다. 제1 변수 클래스로 분류되는 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 도 2에 나타낸 후속 세정 프로세스(R)가 생략될 수 있고, 결합 프로세스(F)로 직접 진행할 수 있으며, 이는 시간 TF에 이루어지고, 필요한 경우, 시간 TC에서 공간에서 선행 아크 세정이 이루어진다.

적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스에 속하면, 정확하게 말하면, 세정 디바이스(36) 및 세정 매체를 사용하여, 즉 바람직하게는 0.1초 내지 5초의 범위인, 또한 바람직하게는 3초 미만, 특히, 2초 미만인 기간 TR 동안 세정 프로세스(R)가 수행된다.

다음에, 필요하다면 선행 아크 세정 프로세스(C)를 사용하여 결합 프로세스(F)가 수행된다.

도 3에는 블록도(50)의 형태로 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예가 표현되어 있다.

방법(50)은 시작 후, 검출 단계(52)에서, 작업편(20)의 적어도 하나의 특성 변수의 검출을 포함한다.

후속 평가 단계(54)에서, 적어도 하나의 특성 변수가 평가되고 제1 변수 클래스 또는 제2 변수 클래스로 분류된다. 분류가 제1 변수 클래스로 이루어지면, 적어도 하나의 특성 변수가 제1 값 범위에 속하는지 또는 제1 변수 클래스 내의 제2 값 범위에 속하는지가 더 평가된다.

작업편(20)의 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스의 제1 값 범위에 속하면, 인터로게이션 단계(56)에서, 후속하는 결합 프로세스(F)가 표준 결합 파라미터로 수행 가능하다고 결정되며, 이 결합 프로세스는 후속하여 58에 도시된 바와 같이 수행된다. 이 방법은 후속하여 종료된다.

적어도 하나의 특성 변수가 제1 값 범위에 속하지 않으면, 후속 인터로게이션 단계(60)에서, 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스 내의 제2 값 범위에 속하는지 여부가 질의된다. 이러한 경우라면, 단계 62에서, 결합 파라미터의 적응이 이루어져, 후속 결합 프로세스(64)는 수정된 결합 파라미터로 수행된다. 결합 파라미터의 적응은 여기서 바람직하게는 적어도 하나의 특성 변수의 함수로서 이루어진다.

단계 60에서, 적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스에 속한다고 확정되면, 단계 66에서, 먼저 세정 프로세스가 수행된다.

그 후, 정확하게 말하면 바람직하게는 표준 결합 파라미터로 결합 프로세스(68)가 수행된다.

결합 프로세스(58, 64, 68) 후에, 이 방법은 정상적으로 각각 종료된다. 그러나, 필요하다면, 후속, 보충 세정 프로세스(70)가 수행될 수도 있으며, 여기서는 예를 들어, 용접 작업으로 인한 연기 잔류물의 흔적이 제거된다. 이러한 보충 세정 프로세스는 예를 들어 세정 프로세스(66)와 동일한 세정 매체를 사용하여 실현될 수 있다.

도 3에서, 세정 프로세스(66)의 수행 후에 루프백이 선택적으로 수행되어 적어도 하나의 특성 변수의 검출이 단계 52에서 이루어지고, 이후에 다음 단계들이 마찬가지로, 적어도 하나의 특성 변수의 평가에 따라 수행된다는 것이 추가로 나타나 있다.

또 다른 실시예에서, 작업편을 먼저 분류(또는 작업편의 여러 영역을 분류)한 다음 (필요한 경우) 세정을 수행하고, 전체 작업편 또는 작업편의 적어도 일부가 세정되었을 때 하나 또는 여러 개의 결합 단계가 수행될 수 있다. 따라서, 특성 변수의 평가 및 상기 특성 변수의 제1 변수 클래스로의 분류 후에 여러 개의 결합 프로세스가 수행될 수 있다.

또한, 특성 변수의 평가 및 상기 특성 변수의 제2 변수 클래스로의 분류 후에 여러 세정 프로세스가 수행될 수 있다. 세정 프로세스 후에, 여러 결합 프로세스가 수행된다.

본 발명에 따르면, 평가 및 사정은 이후 올바른 결합 파라미터 세트를 선택할 수 있게 하는 결과 변수로 값을 그룹화하는 것을 포함한다.

Claims (14)

1. 특히 스터드 용접 또는 스터드 접착을 위해 결합 요소(18)를 작업편(20) 상에 결합하기 위한 방법(50)에 있어서,
   - 결합 요소(18)와, 결합 요소(18)가 결합되는 작업편(20)을 제공하는 단계,
   - 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18)의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 단계(52),
   - 적어도 하나의 특성 변수를 평가하고(54) 적어도 하나의 특성 변수를 적어도 제1 및 제2 변수 클래스 중 하나로 분류하는 단계,
   - 적어도 하나의 특성 변수가 제1 변수 클래스로 분류되는 경우, 결합 프로세스(58; 64)를 수행하는 단계, 및
   - 적어도 하나의 특성 변수가 제2 변수 클래스로 분류된 경우, 세정 프로세스(66) 후에 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18) 상에 세정 프로세스(66)를 수행하고, 세정 프로세스(66) 이후 결합 프로세스(68)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 세정 프로세스(66)는 세정 매체(R)를 사용하여 수행되는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 세정 매체(R)는 가스를 포함하는, 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 세정 매체(R)는 아이스 제트를 포함하는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 검출 단계(52)는 접촉 저항 측정, 전기 전도도의 측정 및 형광 측정의 검출 프로세스(E) 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 개별 결합 프로세스(58, 64, 68)는 표준 결합 파라미터로 또는 표준 결합 파라미터와 관련하여 수정된 결합 파라미터로 수행되며, 세정 프로세스(66) 이후에 수행되는 결합 프로세스(68)는 표준 결합 파라미터를 사용하여 수행되는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 개별 결합 프로세스(58, 64, 68)는 표준 결합 파라미터 또는 표준 결합 파라미터와 관련하여 수정된 결합 파라미터로 수행되며,
   - 결합 요소(18)와, 결합 요소(18)가 결합되는 작업편(20)을 제공하는 단계,
   - 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18)의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 단계,
   - 적어도 하나의 특성 변수를 평가하는 단계(54), 및
   - 적어도 하나의 특성 변수가 제1 값 범위 내에 있는 경우 표준 결합 파라미터를 사용하여 결합 프로세스(58)의 수행하거나, 적어도 하나의 특성 변수가 제2 값 범위 내에 있는 경우 수정된 결합 파라미터를 사용하여 결합 프로세스(64)를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 프로세스(66)는 0.1초 내지 5초 범위의 기간(TR) 동안 수행되는, 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 프로세스(66) 후에, 적어도 하나의 특성 변수가 다시 한번 검출되고, 후속하여 적어도 하나의 특성 변수의 평가가 결합 프로세스(58; 64; 68)가 수행되기 전에 다시 한번 수행되는, 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 프로세스(58; 64; 68) 후에, 보충 세정 프로세스(70)가 수행되는, 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 프로세스(58; 64; 68)는 표준 결합 파라미터를 사용하여 또는 수정된 결합 파라미터를 사용하여 수행되며, 결합 파라미터는 결합 프로세스(58; 64; 68)가 선행 아크 세정 프로세스(C)를 포함하는지 여부를 포함하는, 방법.
12. 결합 요소(18)를 작업편(20) 상에 결합하기 위한, 특히 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한, 결합 장치(10)이며,
    - 결합 요소(18)를 위한 보유 디바이스(24)를 가지며, 결합 요소(18)가 작업편(20)에 대하여 결합 축(22)을 따라 이동 가능하게 하는 결합 헤드(12),
    - 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18)의 적어도 하나의 특성 변수를 검출하는 검출 디바이스(32),
    - 적어도 하나의 특성 변수를 평가하는 평가 디바이스(40), 및
    - 작업편(20) 및/또는 결합 요소(18) 상에 세정 프로세스(R)를 수행하기 위한 세정 디바이스(36)를 포함하는, 결합 장치.
13. 제12항에 있어서, 세정 디바이스(36)는 결합 헤드(12)에 고정되고, 세정 디바이스(36)는 바람직하게는 결합 축(22)에 대해 10° 내지 45° 범위의 각도(β)로 배향되는, 결합 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 검출 디바이스(32)는 결합 헤드(12)에 고정되는, 결합 장치.

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