KR20240048005A - 접합 도구 유닛 - Google Patents

접합 도구 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20240048005A
KR20240048005A KR1020247008242A KR20247008242A KR20240048005A KR 20240048005 A KR20240048005 A KR 20240048005A KR 1020247008242 A KR1020247008242 A KR 1020247008242A KR 20247008242 A KR20247008242 A KR 20247008242A KR 20240048005 A KR20240048005 A KR 20240048005A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tool
joining
unit
movable
workpiece
Prior art date
Application number
KR1020247008242A
Other languages
English (en)
Inventor
미하엘 바덴트
볼프강 파이퍼
마르쿠스 마츠케
Original Assignee
톡스 프레쏘테크닉 게엠베하 운트 코 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 톡스 프레쏘테크닉 게엠베하 운트 코 카게 filed Critical 톡스 프레쏘테크닉 게엠베하 운트 코 카게
Publication of KR20240048005A publication Critical patent/KR20240048005A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/025—Setting self-piercing rivets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/08—Riveting by applying heat, e.g. to the end parts of the rivets to enable heads to be formed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/062—Pierce nut setting machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/04—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of riveting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 접합 도구 유닛(2)에 관한 것이다. 접합 도구 유닛(2)은 이동 가능한 도구(7), 도구 상대 요소(4), 드라이브 유닛(8), 도광 시스템(9), 광원(10), 및 모니터링 유닛(40)을 갖는다. 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소는 접합 도구 유닛에서 서로 반대쪽에 배열되고, 도광 시스템은 작업편이 접합 도구 유닛에 배열될 때 광원의 광을 작업편(25)의 접합 위치의 방향으로 안내하도록 설계되고, 이동 가능한 도구는 드라이브 디바이스에 의해 도구 상대 요소 방향으로 이동될 수 있고, 작업편이 접합 도구 유닛에 배열될 때 작업편은 도구 상대 요소의 방향으로 이동 가능한 도구의 이동에 의해 접합된다. 모니터링 유닛은 드라이브 유닛을 제어 및/또는 조절하고 도광 시스템의 광원 및/또는 컴포넌트를 제어 및/또는 조절하도록 설계되고, 접합 도구 유닛은 도구 상대 요소 방향으로 이동 가능한 도구의 이동이 개시되고, 동시에 또는 시간순으로 그 후에 광을 통한 접합 위치에 대한 조사 또는 조명이 종료되도록 설계된다.

Description

접합 도구 유닛
접합 도구 유닛, 특히 클린칭(clinching)용 접합 도구 유닛은 이미 공지되어 있다. 예를 들어, 레이저 빔 열 도입을 통해 작업편의 접합하고자 하는 위치를 가열하여 가열된 상태의 작업편을 이 가열된 위치에서 접합 도구 유닛으로 접합하는 접합 도구 유닛이 공지되어 있다.
공지된 접합 도구 유닛의 단점은 공지된 접합 도구 유닛이 비교적 긴 접합 사이클 시간을 갖는다는 점이다. 마찬가지로, 레이저 사용의 결과로, 접합 도구 유닛으로 작업하고 있거나 또는 접합 도구 유닛의 구역에 있을 수 있는 작업자의 방사선 보호가 보장되어야 한다는 것이 단점인 것으로 공지되어 있다. 공지된 접합 도구 유닛에서는, 이를 위해 레이저 빔의 광에 대해 광이 투과되지 않도록 구성된 주변 하우징이 완전한 접합 도구 유닛에 제공된다. 이로써, 공지된 접합 도구 유닛은 비교적 비싸고 복잡한 방식으로 구성된다.
본 발명의 목적은 개선된 접합 도구 유닛을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 개선된 접합 도구 유닛을 제공하는 것이며, 이를 통해 열적으로 지지되는 접합 방법이 수행될 수 있다.
이 목적은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다.
종속항에는, 본 발명의 유리하고 편리한 실시예가 설명된다.
본 발명은 접합 도구 유닛을 기초로 하며, 접합 도구 유닛은 이동 가능한 도구, 도구 상대 요소, 드라이브 유닛, 도광 시스템, 광원 및 제어 유닛을 갖고, 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소는 접합 도구 유닛에서 서로 반대쪽에 배열되고, 도광 시스템은 작업편이 접합 도구 유닛에 배열될 때 광원의 광을 작업편의 접합 위치 방향으로 안내하도록 구성되고, 이동 가능한 도구는 드라이브 유닛에 의해 도구 상대 요소 방향으로 이동될 수 있고, 접합 도구 유닛에 작업편을 배열한 상태에서, 작업편은 도구 상대 요소 방향으로 이동 가능한 도구의 이동에 의해 접합되고, 제어 유닛은 드라이브 유닛을 제어 및/또는 조절하도록 구성되고, 제어 유닛은 광원 및/또는 도광 시스템의 컴포넌트를 제어 및/또는 조절하도록 구성되고, 접합 도구 유닛은 도구 상대 요소 방향으로의 이동 가능한 도구의 이동이 시작되고, 동시에 또는 시간순으로 그 후에 접합 위치를 광으로 조사 또는 조명하는 것이 종료되도록 구성된다. 이로써, 비교적 짧은 접합 사이클 시간이 달성될 수 있다.
또한, 광으로 접합 위치를 조사 또는 조명하는 것을 종료한 후에 시간 범위 내에서 이동 가능한 도구의 이동이 시작되는 것도 고려할 수 있다. 예를 들어, 범위는 0 밀리초(ms) 내지 1000 ms, 예를 들어 0 ms 내지 500 ms, 예를 들어 0 ms 내지 250 ms, 예를 들어 0 ms 내지 100 ms, 예를 들어 0 ms 내지 50 ms, 예를 들어 0 ms 내지 40 ms, 또는 예를 들어 0 ms 내지 30 ms이다.
광원에 의한 접합 위치의 가열이 종료된 후 비교적 곧바로 이동 가능한 도구와의 접합 동작이 일어날 수 있기 때문에, 접합 위치의 최대 가열도 이로써 감소될 수 있다.
예를 들어, 접합 도구 유닛은, 접합 도구 유닛에 의한 작업편의 접합 동작에 대해, 도구 상대 요소 방향으로의 이동 가능한 도구의 이동이 시작되고, 동시에 또는 시간순으로 그 후에 광으로 접합 위치를 조사 또는 조명하는 것이 종료되는 방식으로 구성된다.
예를 들어, 작업편은 접합 도구 유닛에 의해 서로 접합될 수 있는 2개 이상의 작업편 부분을 포함한다.
접합 도구 유닛은 유리하게는 기능 요소를 설정하도록 설계되며, 예를 들어 작업편에 펀칭 너트, 리벳 너트, 압입 너트, 볼트, 나사 요소를 설정하거나 및/또는 예를 들어 클린치 리벳, 중실 스탬프 리벳 또는 반중공 스탬프 리벳과 같은 리벳을 클린칭 또는 가압 접합하거나 및/또는 설정하기 위한 것이다. 기능 요소는 접합 도구 유닛을 사용하여 작업편에, 예를 들어 리벳팅, 압착, 스탬핑 또는 클린칭될 수 있다.
예를 들어, 복수의 작업편 부분은 접합 도구 유닛을 사용하여, 예를 들어 리벳과 같은 연결 요소에 의해 또는 연결 요소 없이, 예를 들어 클린칭 작업에 의해 서로 연결될 수 있다. 접합 도구 유닛을 사용하면, 예를 들어 정확하게 하나의 작업편 부분으로 구성된 작업편에 기능 요소를 설정할 수 있다.
예를 들어, 접합 동작에서 접합 연결부를 통해 접합 도구 유닛에 의해 서로 연결되는 2개 이상의 작업편 부분이 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소 사이에 배열될 수 있다. 작업편 부분은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 작업편 부분은 다양한 금속 조성 또는 다양한 재료 경도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 접합 동작 중에 이동 가능한 도구가 지탱하는 작업편 부분은 작업편의 추가적인 작업편 부분보다 더 단단하거나 및/또는 더 부서지기 쉽다.
예를 들어, 접합 도구 유닛은 이동 가능한 도구가 맞물리는 작업편 부분이 광원의 광에 의해 가열될 수 있는 방식으로 구성된다. 접합 도구 유닛에 의해 접합하고자 하는 작업편을 가열할 수 있게 된 결과로서, 단단하거나 및/또는 부서지기 쉬운 작업편 부분과 다른, 예를 들어 더 부드러운 재료로 제조된 작업편 부분 사이에 접합 연결부를 생성하는 것이 가능하다. 접합 도구 유닛에 의해 접합하고자 하는 작업편을 가열할 수 있게 된 결과로서, 이미 가능한 또는 현재 알려진 연결 응용의 개선이 달성될 수 있다.
예를 들어, 이동 가능한 도구는 접합 도구 유닛의 이동 축을 따라 이동 가능하게 제공된다. 예를 들어, 이동 가능한 도구는 접합 도구 유닛의 이동 축을 따라 오로지 선형으로 이동 가능하도록 제공된다. 예를 들어, 드라이브 유닛은, 예를 들어 공압/유압, 유압, 공압 및/또는 전기 드라이브 유닛과 같은 선형 드라이브를 포함한다.
예를 들어, 이동 가능한 도구는 바닥 다이 유닛 또는 스탬프 유닛의 형태이다. 예를 들어, 도구 상대 요소는 바닥 다이 유닛 또는 스탬프 유닛의 형태이다. 이동 가능한 도구가 스탬프 유닛의 형태이고 도구 상대 요소가 바닥 다이 유닛의 형태인 것, 또는 그 반대인 것을 고려할 수 있다. 접합 도구 유닛이 2개의 이동 가능한 도구를 갖는 것을 또한 고려할 수 있으며, 여기서는 이동 가능한 도구가 접합 도구 유닛에서 서로 반대쪽에 존재한다.
예를 들어, 이동 가능한 도구 및/또는 도구 상대 요소는 접합면을 갖는다. 예를 들어, 접합 도구 유닛에 배열된 작업편은 접합면을 통해 접합 위치에서 접합되고, 즉, 접합 도구 유닛은 접합 동작 중에 접합면을 통해 작업편과 직접 접촉한다.
작업편이 접합 도구 유닛에 배열된 상태에서, 이동 가능한 도구, 예를 들어 이동 가능한 도구의 접합면이, 도구 상대 요소에 대한 이동 가능한 도구의 상대 이동의 시작 전에, 접합될 작업편의 위치에 대하여 2 cm 내지 20 cm, 2 cm 내지 15 cm, 또는 2 cm 내지 10 cm의 간격을 갖는 방식으로, 접합 도구 유닛을 제공하는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 도구, 예를 들어 이동 가능한 도구의 접합면은 도구 상대 요소에 대한 이동 가능한 도구의 상대 이동의 시작 전에, 접합될 도구의 위치로부터 2 cm, 2.5 cm, 3 cm, 3.5 cm, 4 cm, 4.5 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 10 cm, 15 cm 또는 20 cm 만큼 이격된다. 예를 들어, 간격은 이동 가능한 도구의 접합면과 작업편의 접촉면 사이의 거리이며, 작업편의 접촉면은 접합 동작에서 이동 가능한 도구의 접합면이 맞물리는 위치이다.
도구 상대 요소에 대한 이동 가능한 도구의 특히 최대 이동 속도는 0.1 m/s 내지 2 m/s, 예를 들어 1 m/s 내지 2 m/s이다. 도구 상대 요소에 대한 이동 가능한 도구의 특히 최대 이동 속도는 0.1 m/s, 0.5 m/s, 0.8 m/s, 1 m/s, 1.1 m/s, 1.2 m/s, 1.3 m/s, 1.4 m/s, 1.5 m/s, 1.6 m/s, 1.7 m/s, 1.8 m/s, 1.9 m/s 또는 2 m/s이다.
예를 들어, 광원은 레이저의 형태이다. 레이저는 펄스형 및/또는 연속 레이저 동작으로 동작될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 광원의 파장은 가공될 작업편의 재료의 흡수 최대치에 맞게 조절되어 광원의 광에 의한 에너지 측면에서 가능한 한 효율적인 방식으로 작업편 내로 열의 도입이 달성되도록 한다.
예를 들어, 도광 시스템은 광의 광 빔을 따라 광원의 광을 에워싸서, 광이 광 빔에 대한 반경방향에 있어서 도광 시스템에 의해 광 불투과 방식으로 외부로 차단되도록 한다.
또한, 접합 도구 유닛이 유지 부재를 갖는 것이 제안되며, 여기서, 유지 부재는, 예를 들어 도광 시스템 또는 도광 시스템의 일부를 포함한다. 이로써, 접합 도구 유닛은 비교적 단순화된 방식으로, 특히 비교적 비용 효율적인 방식으로 제공된다. 예를 들어, 작업자의 빔 보호를 위해 임의의 추가적인 주변 하우징을 필요로 하지 않는 접합 도구 유닛이 이로써 달성될 수 있다.
또한, 접합 도구 유닛이 유지 부재를 갖고 도광 시스템이 도구 상대 요소에 형성되는 것도 고려할 수 있다. 예를 들어, 유지 부재와 도구 상대 요소는 접합 도구 유닛에 서로 반대쪽에 제공된다.
예를 들어, 유지 부재와 이동 가능한 도구를 포함하는 스탬프 유닛이 제공된다. 예를 들어, 유지 부재는 스탬프 유지 부재의 형태이고, 이동 가능한 도구는 스탬프 도구의 형태이다. 예를 들어, 도구 상대 요소는 바닥 다이 유닛의 형태로 제공된다.
유지 부재와 이동 가능한 도구를 포함하는 바닥 다이 유닛을 제공하는 것을 또한 고려할 수 있다. 예를 들어, 유지 부재는 바닥 다이 유지 부재의 형태이고, 이동 가능한 도구는 바닥 다이의 형태이다. 예를 들어, 도구 상대 요소는 스탬프 유닛의 형태로 제공된다.
접합 도구 유닛이 스탬프 유닛 및/또는 바닥 다이 유닛을 포함하는 것을 고려할 수 있다.
예를 들어, 유지 부재는 유지 기능을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 유지 부재는 도구 상대 요소에 대해 이동 가능한 방식으로 제공되어, 유지 부재와 도구 상대 요소 사이의 간격이 가변적이 되도록 한다. 예를 들어, 유지 부재와 도구 상대 요소의 상대 이동은 드라이브 유닛에 의해 유발된다.
도광 시스템은, 바람직하게는 도광 시스템이 광 빔을 따라 광원의 광을 둘러싸서 광이 광 빔에 대한 반경방향에 있어서 도광 시스템에 의해 외부로 차단되게 하는 방식으로 유지 부재 상에 구성된다.
예를 들어, 도광 시스템의 리세스가 유지 부재, 특히 원통형 리세스에 제공되며, 여기서, 리세스의 실린더 축, 예를 들어 리세스의 종방향 범위를 따라, 광이 작업편 방향으로 지향될 수 있다. 리세스는 유지 부재에, 예를 들어 구멍의 형태, 예를 들어 관통 구멍의 형태로 제공된다. 또한, 리세스가 유지 부재에 관형 방식으로, 예를 들어 튜브의 형태로 존재하는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 도광 시스템이 유리 섬유를 갖고 유리 섬유가 유지 부재에 고정되는 것도 고려할 수 있다.
바람직하게는, 도광 시스템은 광원의 광의 광 빔이 이동 가능한 도구의 이동 축에 대해 5° 내지 40°의 각도 범위로만 작업편의 접합 위치를 비추는 방식으로 구성된다. 예를 들어, 리세스의 종방향 축은 유지 부재에서 이동 가능한 도구의 이동 축에 대해 5° 내지 40°의 각도 범위로 제공된다.
예를 들어, 추가적인 리세스, 예를 들어 제2 리세스가 유지 부재에 제공된다. 제2 리세스가 유지 부재에서 제1 리세스에 대해 거울 대칭 방식으로 제공되는 것을 고려할 수 있다. 바람직하게는, 거울 축은 이동 가능한 도구의 이동 축과 평행하게 연장된다. 예를 들어, 이동 가능한 도구의 이동 축이 유지 부재를 통해 중앙으로 연장되는 경우, 이동 축은 바람직하게는 거울 축에 대응한다.
예를 들어, 제1 및 제2 리세스는 유지 부재가 작업편에 대해 위치되는 경우 광원의 광이 작업편 상으로 제1 리세스를 따라 안내되고 작업편에 의해 반사된 광원의 광이 제2 리세스를 따라 안내되는 방식으로 유지 부재에 구성된다. 예를 들어, 유지 부재는 반사된 광이 트랩되고 흡수되는 방사선 트랩(trap) 또는 방사선 섬프(sump)를 포함한다. 유지 부재에서 제1 및 제2 리세스를 따라 광 빔이 안내되기 때문에, 보호 캡(cab)이 필요하지 않을 수 있다.
예를 들어, 유지 부재는 리세스를 포함한다. 예를 들어, 리세스는 도구 상대 요소의 반대쪽에 위치되므로, 작업편이 접합 도구 유닛에 배열된 상태에 있을 때, 그리고 유지 부재가 작업편에 대해 배치된 상태에 있을 때, 리세스는 작업편의 접합 위치 주위의 구역에 위치된다. 예를 들어, 제1 및 제2 리세스는 각각 일 단부가 리세스에 병합된다. 접합 동작 중에, 예를 들어 이동 가능한 도구는 리세스에서 또는 리세스를 통해 맞물린다. 예를 들어, 리세스는 유지 부재에 구멍 형태로 제공된다.
예를 들어, 유지 부재는, 유지 부재가 리세스를 둘러싸는 방식으로 제공되어 이상적인 경우에는 유지 부재가 작업편에 대해 배치된 상태에서 작업편과 함께 리세스를 완전히 둘러싸도록 한다.
더욱이, 도광 시스템이 셔터를 갖는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 광원의 광에 의한 접합 위치에 대한 조명은 셔터를 통해 활성화되거나 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 셔터는 광학적 폐쇄부의 형태, 예를 들어 기계적 및/또는 전자적 폐쇄부, 예를 들어 이동 가능한 요소의 형태이다. 예를 들어, 제어 유닛을 통해 셔터를 제어할 수 있다.
또한, 유지 부재와 도구 상대 요소가 서로에 대해 이동 가능한 방식으로 제공되는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 결과적으로, 접합 도구 유닛은 비교적 유연한 방식으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 유지 부재는 도구 상대 요소에 대해 이동 가능한 방식으로 제공된다. 예를 들어, 유지 부재와 이동 가능한 도구는 드라이브 유닛에 의해 서로 독립적으로 이동 가능한 방식으로 제공된다. 유지 부재는, 예를 들어 드라이브 유닛에 의해, 도구 상대 요소 방향으로 이동 가능하다. 유지 부재와 도구 상대 요소가 드라이브 유닛에 의해 서로에 대해 이동 가능한 방식으로 제공되는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 드라이브 유닛은 유지 부재 및/또는 도구 상대 요소를 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 유지 부재와 도구 상대 요소는 서로를 향해 이동될 수 있어, 배열된 작업편이 유지 부재와 도구 상대 요소 사이에 클램핑될 수 있도록 한다. 예를 들어, 한편으로는, 이로써 접합 동작을 위해 작업편이 고정될 수 있고, 다른 한편으로는, 작업편의 작업편 부분이 또한 서로에 대해 클램핑될 수 있어, 작업편의 하나의 작업편 부분에서 다른 작업편 부분으로의 열 전달이 개선되도록 한다. 또한, 유지 부재가 작업편에 대해 배치된 상태에 있는 것에 의해 유지 부재와 작업편 사이의 구역이 폐쇄되어, 이로써 광의 차폐가 유발되는 것도 고려할 수 있다.
예를 들어, 유지 부재, 도광 시스템 및/또는 광원은 서로에 대해 배열되어, 유지 부재, 도광 시스템 및/또는 광원이 함께 이동 가능한 방식으로만 제공되도록 한다. 예를 들어, 유지 부재, 도광 시스템 및/또는 광원은 서로에 대해 위치가 고정된 상태로 제공된다.
더욱이, 유지 부재가 스크레이퍼 기능을 갖는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 도구는 도구 상대 요소에 대한 작업편의 접합 동작의 종료시에 작업편으로부터 멀리 이동된다. 이 경우, 작업편이 이동 가능한 도구에 결합된 상태를 유지하는 것을 고려할 수 있으며, 이 경우, 유지 부재는, 예를 들어 도구 상대 요소에 대해 작업편에 대해 배치된 그 위치에 유지되어, 작업편이 유지 부재와 도구 상대 요소 사이에 클램핑된 그 상태의 결과로서 제 위치에 고정된 상태를 유지하고 그에 따라 이동 가능한 도구에 의해 스크레이핑되도록 한다.
또한, 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소가 모두 작업편으로부터 멀리 또는 작업편을 향한 동시 이동을 수행하는 것도 고려할 수 있다. 예를 들어, 이 경우, 작업편은 별도의 유지 요소에 의해 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소 사이에 위치된다.
또한, 접합 도구 유닛의 제어 유닛은 이동 가능한 도구의 이동의 시작과 동시에 또는 이동 가능한 도구의 이동의 시작의 시간순으로 이후에, 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것을 종료하도록 구성되는 것이 제안된다. 예를 들어, 접합 동작의 프로세스를 모니터링, 조절 및/또는 제어할 수 있는 중앙 제어 유닛이 제공되기 때문에, 이로써 접합 도구 유닛의 접합 동작의 사이클을 제어하는 것이 비교적 단순화된다. 이동 가능한 도구의 이동의 시작 전에, 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것이 종료되는 것을 고려할 수 있다.
예를 들어, 제어 유닛은 이동 가능한 도구의 이동의 시작과 동시에 또는 이동 가능한 도구의 이동의 시작의 시간순으로 이후에 광원을 끄거나 또는 셔터를 활성화하고, 그에 따라 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것을 종료하도록 구성된다.
또한, 접합 도구 유닛이 제1 단계에서 유지 부재를 도구 상대 요소 방향으로 이동시키고, 제2 단계에서 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사를 시작하고, 제3 단계에서 이동 가능한 도구의 이동을 시작하고, 제4 단계에서 조명 또는 조사를 종료하고, 제5 단계에서 유지 부재를 도구 상대 요소에서 멀리 이동시키도록 구성되는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 이로써, 예를 들어, 접합 도구 유닛 구역에 있는 작업자의 안전이 개선된다. 유지 부재는 바람직하게는, 예를 들어 레이저와 같은 광원이 꺼지거나 비활성화되는 것이 보장되는 경우에만 접합 도구 유닛의 동작 중에 작업편로부터 상승된다.
예를 들어, 단계 1 내지 단계 5가 차례로 수행된다. 예를 들어, 접합 도구 유닛은 제1 단계에서 유지 부재를 도구 상대 요소 방향으로 한 위치로 이동시키고 해당 위치에 유지하여, 단계 2, 단계 3 및 단계 4를 수행하고, 후속하여 유지 부재를 다시 해당 위치 밖으로 이동시키도록 구성된다.
예를 들어, 유지 부재는 접합 도구 유닛에 배열된 작업편의 표면과 접촉하거나 또는 맞닿는 위치에 있다. 예를 들어, 유지 부재는 작업편에 대해 배치되는 위치에 있다. 유지 부재가 작업편에 대해 직접 배치되는 위치에 있는 것을 고려할 수 있다.
예를 들어, 접합 도구 유닛은 이동 가능한 도구의 이동에 의해 접합 도구 유닛에 배열된 작업편을 접합하기 위해 유지 부재가 작업편과 맞닿거나 또는 접촉하는 것과 동시에 또는 시간순으로 이후에 도구 상대 요소 방향으로의 이동 가능한 도구의 이동이 시작되도록 구성된다.
접합 도구 유닛이 2개의 이동 가능한 도구를 갖는 것을 또한 고려할 수 있으며, 여기서는 이동 가능한 도구가 접합 도구 유닛에서 서로 반대쪽에 존재한다. 예를 들어, 도구 상대 요소는 이동 가능한 도구를 포함한다.
예를 들어, 유지 부재와 이동 가능한 도구를 포함하는 스탬프 유닛이 제공된다. 예를 들어, 유지 부재는 스탬프 유지 부재의 형태이고, 이동 가능한 도구는 스탬프 도구의 형태이다. 예를 들어, 도구 상대 요소는 바닥 다이 유닛의 형태이고 바닥 다이 유닛은 이동 가능한 바닥 다이를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 앞서 설명된 실시예 중 어느 하나에 따른 접합 도구 유닛과 도구 브래킷이 있는 도구 집게 세트이다.
예를 들어, 도구 브래킷은 이동 가능한 도구를 도구 상대 요소에 연결하여 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소 사이에 논포지티브 로킹(non-positive-locking) 연결이 생성되도록 한다.
예를 들어, 도구 집게 세트는 클린칭, 접합 및/또는 스탬핑 집게 세트 형태이다. 또한, 도구 집게 세트가 반중공 스탬핑 리벳팅 집게 세트 및/또는 중실 스탬핑 리벳팅 집게 세트의 형태로 제공되는 것도 고려할 수 있다.
접합 도구 유닛에 의한 작업편의 접합 동작 형태의 방법이 마찬가지로 제안되며, 방법은 다음과 같은 연속적인 방법 단계, 즉,
- 가공하고자 하는 작업편을 접합 도구 유닛에 배열하는 단계,
- 접합 도구 유닛의 광원에 의해 작업편의 접합될 위치를 조명 또는 조사하는 단계,
- 작업편의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛의 이동 가능한 도구의 이동을 시작하는 단계,
- 작업편을 접합하기 위해 작업편의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛의 이동 가능한 도구의 이동의 시작과 동시에 또는 작업편의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛의 이동 가능한 도구의 이동의 시작의 시간순으로 이후에, 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사를 종료하는 단계, 또는 작업편의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛의 이동 가능한 도구의 이동의 시작 전에, 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사를 종료하는 단계를 갖는다.
예를 들어, 가공하고자 하는 작업편은 제1 방법 단계에서 접합 도구 유닛에서 이동 가능한 도구와 도구 상대 요소 사이에 배열, 예를 들어 위치된다. 가공하고자 하는 작업편의 위치설정은 이 경우 접합 도구 유닛의 외부에 제공되는 위치설정 유닛, 예컨대 로봇 암에 의해 수행될 수 있다. 또한, 위치설정 유닛이 접합 도구 유닛의 구성 부분이 되는 것도 고려할 수 있다.
더욱이, 접합 동작이 다음과 같은 추가적인 방법 단계를 갖는 것이 제안된다:
- 접합 도구 유닛의 광원에 의한 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사의 시작 전에, 접합 도구 유닛의 유지 부재를 접합 도구 유닛의 도구 상대 요소 방향으로 한 위치로 이동시키는 단계,
- 유지 부재를 해당 위치에 유지하는 단계,
- 조명 또는 조사를 종료하는, 예를 들어 레이저를 끄는 단계,
- 작업편의 접합될 위치의 방향으로 이동 가능한 도구의 이동이 시작된 후에 유지 부재를 해당 위치에서 멀리 이동시키는 단계.
예를 들어, 유지 부재는 특히 작업편에 대해 직접 배치되는 위치에 있다. 더욱이, 접합 도구 유닛이 센서 유닛을 갖는 것을 고려할 수 있으며, 여기서, 접합 도구 유닛은 유지 부재가 작업편에 대해 해당 위치에 배치되는지의 여부를 센서 유닛을 통해 검출하도록 구성된다. 이를 위해, 예를 들어 센서 유닛은 유지 부재 내부의 동적 압력을 검출하는 압력 센서를 포함한다.
예를 들어, 접합 동작은, 예를 들어 작업편에 유지 부재를 위치설정한 후에 발생하는 다음과 같은 추가적인 방법 단계를 포함한다:
- 접합 도구 유닛의 센서 유닛에 의해 유지 부재의 위치를 검출하는 단계,
- 유지 부재가 해당 위치에 도달했는지의 여부를 센서 유닛의 검출에 기초하여 접합 도구의 제어 유닛에 의해 점검하는 단계.
예를 들어, 센서 유닛은 유지 부재가 작업편에 대한 위치에 배치되는지의 여부를 결정하여, 작업편이 있는 유지 부재가 광 불투과 방식으로 광원의 광을 외부로 차단해서 접합 도구 유닛 주변의 구역에서 작업자가 위험에 빠지는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 이 경우, 예를 들어 센서 유닛은 압력 센서로 유지 부재와 작업편 사이의 동적 압력을 검출한다.
예를 들어, 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것이 시작되기 전에 및/또는 이동 가능한 작업편의 이동이 시작되기 전에, 접합 도구 유닛, 특히 제어 유닛은 센서 유닛의 센서 값이 미리 결정된 원하는 범위 내에 있는지의 여부를 점검한다. 센서 값이 미리 결정된 원하는 범위 내에 있지 않으면, 접합 도구 유닛, 특히 제어 유닛은 배열된 작업편의 접합 위치가 광원의 광으로 조사 또는 조명되는 것의 시작 및/또는 이동 가능한 도구의 이동의 시작을 차단한다.
바람직한 실시예에서, 접합 도구 유닛의 제어 유닛은, 이동 가능한 도구가 도구 상대 요소 방향으로의 그 이동 동안 광원의 광의 광 빔에 도입될 수 있기 전에 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것이 종료되는 방식으로 구성된다. 예를 들어, 이동 가능한 도구가 광원의 광의 광 빔에 진입하기 직전에, 제어 유닛은 배열된 작업편의 접합 위치를 광원의 광으로 조사 또는 조명하는 것을 끈다. 이로써, 이동 가능한 도구의 가열이 방지되고 그에 따라 이동 가능한 도구의 손상이 방지된다.
또한, 방법이 다음과 같은 추가적인 방법 단계를 갖는 것이 제안된다:
- 유지 부재가 해당 위치에서 멀리 이동되기 전에 이동 가능한 도구에 의해 작업편을 접합하는 단계.
결과적으로, 유지 부재는 유지 기능 및/또는 스크레이퍼 기능을 포함할 수 있다. 특히, 결과적으로, 작업편은 이동 가능한 도구에 의해 접합 동작을 위한 위치에 고정된다.
또한, 방법이 다음과 같은 추가적인 방법 단계를 갖는 것이 제안된다:
- 유지 부재가 해당 위치에서 멀리 이동되기 전에 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사가 종료되었는지의 여부를 접합 도구 유닛에 의해 점검하는 단계.
또한, 방법이 다음과 같은 추가적인 방법 단계를 갖는 것도 고려할 수 있다:
- 이동 가능한 도구에 의한 작업편의 접합 동작 중에 작업편의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사가 종료되었는지의 여부를 접합 도구 유닛에 의해 점검하는 단계.
한편으로, 특히 작업자가 위험에 빠지는 것을 방지하기 위해 이로써 안전 기능이 수행되고, 다른 한편으로 이동 가능한 도구의 특히 바람직하지 않은 가열이 이로써 제어될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예는 추가적인 세부사항 및 이점이 표시된 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명된다.
도면에서:
도 1은 접합 도구 유닛이 있는 도구 집게 세트를 위에서 비스듬히 본 사시도를 도시하고,
도 2는 접합 도구 유닛의 일부에 대한 사시도를 도시하고,
도 3은 도 2에 따른 접합 도구 유닛의 일부에 대한 다른 사시도를 도시하고,
도 4는 도 1에 따른 접합 도구 유닛의 일부에 대한 단면도를 도시하고, 여기서 접합 도구 유닛은 유지 부재 및 도구 상대 요소로 작업편에 인접하며, 광 빔의 경로가 표시되고,
도 5는 유체 유동의 경로가 표시된, 도 4에 따른 배열의 단면도를 도시하고,
도 6은 고온계가 있는 접합 도구 유닛의 일부에 대한 단면도를 도시하고,
도 7은 접합 연결부가 생성된 도 4 및 도 5에 따른 배열의 단면도를 도시하고,
도 8은 접합 연결부가 생성된 후 초기 위치에서 도 4, 도 5 및 도 7에 따른 배열의 단면도를 도시한다.
도 1은 접합 도구 유닛(2)이 있는 도구 집게 세트(1)를 예시한다. 도구 집게 세트(1)는 도구 브래킷(3)을 갖고, 도구 브래킷(3)에는 접합 도구 유닛(2)이 배열된다. 도구 브래킷(3)은 바람직하게는 C-형상 브래킷의 형태이고, 예를 들어 연결 요소(5)를 통해 도 1에 예시되지 않은 로봇 암에 고정될 수 있다.
접합 도구 유닛(2)에는 도구 상대 요소(4), 유지 부재(6), 이동 가능한 도구(7)(도 2 참조), 드라이브 유닛(8), 광원(10) 및 제어 유닛(40)이 형성된다.
드라이브 유닛(8)은 전기, 공압, 유압 또는 유압/공압 드라이브의 형태일 수 있다. 드라이브 유닛(8)은, 예를 들어 도구 브래킷(3)에 연결된다.
예를 들어, 유지 부재(6)에는 이동 가능한 도구(7), 고온계(24) 및 도광 시스템(9)이 배열된다. 도광 시스템(9)은 시준기(11), 제1 거울(12), 제2 거울(13), 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프 및 보호 유리(15)를 포함한다(도 4 참조). 예를 들어, 광원(10)은 레이저, 특히 섬유 레이저의 형태이다. 시준기(11)는 시준된 광 빔이 생성되는 방식, 예를 들어 시준된 레이저 빔이 생성되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광원(10)의 광 빔은 확장되며 서로 적어도 실질적으로 평행하게 배향된다. 제1 거울(12)은, 예를 들어 가공될 작업편(25) 상의 광원(10)의 광 빔의 위치가 조절될 수 있도록 조절 가능하다. 제2 거울(13)은 접합 도구 유닛(2) 상의 위치에 고정되도록 배열되는 것이 바람직하다. 보호 유리(15)는, 예를 들어 도광 시스템(9)의 광학 유닛 또는 거울(12, 13) 및 시준기(11)와 유지 부재(6) 사이의 분리 위치를 형성한다.
더욱이, 광 빔의 빔 직경은 접합 도구 유닛(2)의 외부측에 있는 조절 요소(26)에 의해 조절될 수 있다. 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프의 단부에는, 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프를 냉각시키는 냉각 플레이트(31)가 형성되는 것이 바람직하다. 냉각 플레이트(31)는 유지 부재(6)의 외부측에 착탈 가능하게 배열되는 것이 바람직하며, 결과적으로 냉각 플레이트(31)는, 예를 들어 마모되거나 오염되는 경우 교체 또는 세정될 수 있다.
접합 도구 유닛(2)은 광원(10)을 접합 도구 유닛(2)에 결합하기 위해 삽입 위치(16, 17)를 갖는 것이 바람직하다(도 2 참조). 예를 들어, 접합 도구 유닛에는 배출 라인(20)의 삽입 위치(18, 19)와 입구(23)의 삽입 위치(21, 22)가 또한 제공되어 유체가 입구(23)에서 유입되거나 배출 라인(20)에서 배출될 수 있도록 한다. 예를 들어, 유체는 가스, 예를 들어 공기, 특히 입자가 제거된 공기의 형태이다. 예를 들어, 유체는 입자가 없는 청정 가스로 제공된다. 예를 들어, 질소 또는 이산화탄소와 같은 특수 가스의 형태로 유체가 제공되는 것도 고려할 수 있다.
표준 도구 집게 세트에는 접합 도구 유닛(2)의 일부, 특히 유지 부재(6) 및 도광 시스템(9)이 후속적으로 제공될 수 있으며, 유지 부재(6) 및 도광 시스템(9)은 바람직하게는 도구 브래킷(3)에 배열되는 드라이브(8)에 연결된다. 이를 위해, 접합 도구 유닛(2)은 고정 요소(27)를 갖는 것이 바람직하며, 여기서 접합 도구 유닛(2)의 일부, 특히 삽입 위치(16, 17, 18, 19, 21, 22)가 형성되는 접합 도구 유닛(2)의 일부가 고정 요소(27)에 의해 드라이브(8)에 연결될 수 있다. 더욱이, 유지 부재(6)는 드라이브(8)에 연결하기 위한 연결 요소(29)를 갖는다. 고정 요소(27)는 플레이트형 재료, 특히 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 고정 요소(27)는 고정 수단(30), 예를 들어 나사에 의해 드라이브(8)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 안전 스위치(28)가 고정 요소(27)에 배열된다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8은 접합 도구 유닛(2)의 일부의 단면도를 예시한다. 광원(10)으로부터, 광원의 광 빔은 구역(41)의 도광 시스템(9)에 결합된다. 광 빔의 경로는 도 4에 화살표 L로 개략적으로 예시되어 있다. 광 빔은, 예를 들어 도 4에 예시되지 않은 광원으로부터 구역(41)으로 진행하고 계속해서 시준기(11)를 향해 진행하며, 여기서 광 빔은 후속적으로, 예를 들어 제1 거울(12) 및 제2 거울(13)에서 반사되며, 예를 들어 보호 유리(15)를 통해 유지 부재(6)에 도달한다. 유지 부재(6)에는 제1 리세스(32)가 형성되어 있으며, 제1 리세스(32)는, 예를 들어 유지 부재(6)의 구멍이다. 예를 들어, 광 빔(L)은 제1 리세스(32)를 통해 작업편 상의 유지 부재(6)의 단부에 형성된 리세스(33)로 진행한다(도 4 참조). 유지 부재(6)가 작업편(25) 상에 위치되면, 광 빔(L)은 바람직하게는 작업편(25)의 금속 작업편 표면(42)에서 반사되며, 예를 들어 유지 부재(6)의 구멍의 형태인 제2 리세스(34)에 도달한다.
제2 리세스(34)의 단부에는, 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프가 형성되어, 작업편(25)에 의해 반사된 광 빔(L)이 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프에 포착 및 흡수되도록 한다.
예를 들어, 이동 가능한 도구(7)가 이동 축(35)을 따라 작업편(25) 방향으로 선형으로 이동될 수 있도록, 유지 부재(6)에는 이동 가능한 도구(7)용 추가 구멍이 제공된다. 이동 축(35)은 이동 가능한 도구(7)의 종방향 범위를 따라 연장되는 것이 바람직하다. 더욱이, 이동 축(35)은, 예를 들어 이동 가능한 도구(7)를 통해 중앙으로 연장된다. 제1 리세스(32) 또는 제2 리세스(34)의 종방향 축은, 예를 들어 유지 부재(6) 상의 이동 가능한 도구(7)의 이동 축(35)에 대해 5° 내지 40°의 각도 범위(α)로 제공된다(도 4 참조). 바람직하게는, 제2 리세스(34)는 제1 리세스(32)에 대해 거울 대칭 방식으로 구성되며, 여기서 이동 축(35)은, 예를 들어 거울 평면의 성분이다.
예를 들어, 도광 시스템(8)의 부분은 유동 채널(38)을 형성한다. 예를 들어, 도광 시스템(8)의 제1 및 제2 리세스(32, 34)와 리세스(33)는 유동 채널(38)의 일부를 형성한다. 예를 들어, 유동 채널(38)은 주로 도광 시스템(8)을 따라 연장되며, 여기서 유동 채널(38)은 시준기(11) 후방에서만 시작된다. 더욱이, 유동 채널(38)은 바람직하게는 구멍 형태인 추가적인 제2 리세스(36)를 갖는다. 예를 들어, 제2 리세스(36)는 제2 리세스(34)의 일부에 인접하고 이동 가능한 도구(7)의 이동 축(35)과 평행하게 연장된다. 유체는 입구(23)를 통해 유동 채널(38) 내로 진행하고 유동 채널(38)을 따라 유동할 수 있다. 예를 들어, 유체는 보호 유리(15)의 외부측에서만 제1 리세스(32)까지 유동할 수 있기 때문에, 시준기(11) 이후 보호 유리(15)까지의 구역에서는 유체가 차단된다. 시준기(11) 이후 보호 유리(15)까지의 구역에서는, 이에 의해 유체가 입구(23)를 통해 유동하는 한 과도한 압력이 발생된다. 예를 들어, 광학 유닛 또는 거울(12, 13)을 깨끗하게 유지하기 위해 입구(23)를 통해 유체가 지속적으로 유입된다. 유체는 리세스(33) 및 제2 출구(37)를 통해 유동 채널(38) 밖으로 유동할 수 있다. 제2 출구(37)는 리세스(36)의 단부에 배열되는 것이 바람직하며, 제2 출구(37)는, 예를 들어 유입 유체가 리세스(36)의 단부에서 배출될 수 있도록 배출 라인(20)에 연결된다. 예를 들어, 유체가 유동 채널(38)로부터 배출될 수 있는 배출 라인(20)은 유동 채널(38) 상에 배열된다.
예를 들어, 접합 동작 전체에 걸쳐 유체는 입구(23)를 통해 유동 채널(32)로 유입되며, 여기서, 유지 부재(6)가 작업편(25) 상에 위치되지 않는 한 유체는 리세스(33) 밖으로 유동한다. 예를 들어, 처음에 접합 도구 유닛(2)은 접합 동작을 위해 유지 부재(6)와 도구 상대 요소(4)가 작업편에 접할 때까지 가공될 작업편(25) 방향으로 이동된다. 유지 부재(6)가 작업편(25) 상에 위치되면, 드라이브(8)는 이동 가능한 도구(7)를 이동 축(35)을 따라 작업편(25) 방향으로 도 5에 따른 시작 위치로 이동시킨다. 이는 이동 가능한 도구(7)의 초기 위치를 구성한다. 이로써, 이동 가능한 도구(7)와 작업편(25) 사이의 간격이 최소화되어, 이동 가능한 도구(7)가 작업편(25)까지 비교적 짧은 이동 경로를 갖게 된다.
예를 들어, 드라이브(8)에 의한 이동 가능한 도구(7)의 이동의 결과로서, 탄성 요소가 편향되며, 이에 의해 유지 부재(6)가 작업편(25)에 대한 탄성 요소의 힘으로 가압된다. 이로써, 유지 부재(6)는 작업편(25)에 대해 특히 확실하게 가압되며, 이에 의해 유지 부재(6)와 작업편(25) 사이의 광의 배출이 방지되게 된다. 더욱이, 유지 부재(6)에 접하는 작업편(25)에 대한 유지 부재(6)의 높은 가압력의 결과로서, 유지 부재와 접촉하는 작업편(25)의 제1 작업편 부분으로부터 열이 도구 상대 요소(4)에 접하는 작업편(25)의 제2 작업편 부분에 개선된 방식으로 전달될 수 있다.
예를 들어, 유지 부재(6)가 원하는 바에 따라 작업편(25)에 접해 있는지의 여부에 대한 점검이 후속적으로 수행된다. 이를 위해, 예를 들어 이동 가능한 도구(7)의 위치는 처음에 제어 유닛(40)에 의해 결정된다. 예를 들어, 안전 스위치(28)의 위치가 더 설정되고, 이에 따른 유지 부재 및 도광 시스템(9)의 위치가 점검된다. 예를 들어, 두 점검이 모두 원하는 결과를 제공하고 올바른 것으로 확인된 후에, 유동 채널(38) 내부의 압력이 결정된다.
예를 들어, 압력을 결정하기 위해, 배출 라인(20)에 있는 제2 출구(37) 또는 펌프용 밸브를 폐쇄한다(도 4 참조). 이에 의해, 유체는 리세스(33)가 작업편(25)에 의해 유지 부재(6)에서 덮일 때 그리고 유동 채널(38) 또는 도광 시스템(9)이 어떠한 손상도 입지 않을 때 유동 채널(38) 내에서 차단된다. 예를 들어, 유동 채널(38) 내의 압력은 센서(예시되지 않음)에 의해 측정된다. 센서에 의해 측정된 압력은 제어 유닛(40)으로 전달되고, 제어 유닛(40)은 센서에 의해 측정된 압력을 미리 결정된 임계값 또는 설정값과 비교한다. 임계값은 유지 부재(6)와 작업편(25) 사이의 좁은 간격에서도 유동 채널(38)의 센서에 의해 측정된 압력이 임계값을 초과할 수 없는 방식으로 선택되는 것이 바람직하다. 이로써, 유지 부재(6)가 원하는 방식으로, 예를 들어 수직하게 작업편(25) 상에 위치되어 광 방사선이 외부로 배출되지 않게 되는 경우에만 광원(10)이 활성화될 수 있는 것이 보장된다.
예를 들어, 유동 채널(3)의 압력을 점검한 후, 배출 라인의 제2 출구 및/또는 펌프용 밸브를 열어 유동 채널(38)에 다시 유동이 생성될 수 있게 한다(도 5, 화살표 참조). 결과적으로, 유체는 입구(23)로부터 제2 거울(13)로, 제1 리세스(32)를 따라 보호 유리(15)로, 리세스(36)를 따라 제2 리세스(34)로, 그리고 제2 출구(37)로 유동하고 제2 출구(37)에서 배출된다. 결과적으로, 유동 채널(38)로부터의 오염은 유동 채널(38)에서의 유동에 의해 제거된다.
예를 들어, 제어 유닛은 유동 채널(38)에 유동이 형성되면 광원(10)을 활성화시킨다. 예를 들어, 작업편(25)은 광원(10)의 광 빔에 의해 가열되며, 특히 표면이 아직 가열되지 않았을 때 광 빔의 일부가 작업편(25)에서 반사된다. 반사된 광 방사선은 제2 리세스(34)를 따라 빔 트랩(14) 또는 빔 섬프로 진행한다(도 4의 화살표 L 참조). 이로써, 어떠한 추가 빔 보호 캡 없이도 빔으로부터의 보호가 보장된다.
예를 들어, 작업편의 온도는 고온계(24)에 의해 측정된다(도 6 참조). 고온계(24)는 유지 부재(6)에 배열되고, 유지 부재(6)에는 구멍(39)이 형성되어 있다. 예를 들어, 구멍(39)은 제1 리세스(32)에 대해 이동 축(35)을 중심으로 90° 회전된 상태로 유지 부재(6)에 제공된다. 이로써, 구멍(39)을 통한 작업편의 열 방사가 고온계(24)에 도달할 수 있고, 이에 의해 작업편(25)의 온도, 특히 작업편의 접합 위치에서 작업편(25)의 온도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 고온계(24)는 측정된 온도를 제어 유닛(40)에 송신하고, 제어 유닛(40)에는 도달될 온도가 저장되며 측정값과 비교된다. 제어 유닛은, 예를 들어 다양한 재료에 대해 도달되도록 의도된 온도를 저장했다. 예를 들어, 도달될 온도에 특정 시간 이전에 도달하면, 광원(10)이 비활성화된다. 도달될 온도에 특정 시간 내에 도달될 수 없으면, 접합 동작이 초기에 중지된다.
예를 들어, 특히 광원(10)이 꺼지기 직전에 또는 광원(10)이 꺼지는 것과 동시에 또는 광원(10)이 꺼진 후에, 도구 상대 요소(4) 방향으로의 이동 가능한 도구(7)의 이동이 시작되어 작업편(25)이 접합 위치에서 접합되도록 한다(도 7 참조). 예를 들어, 제어 유닛(40)은 이동 가능한 도구(7)가 도구 상대 요소(4) 방향으로의 그 경로 상에서 광원(10)의 광 빔의 방사 경로 구역에 도달할 때 광원(10) 및 이에 따른 작업편(25)의 조명이 꺼지는지의 여부를 점검하도록 구성된다.
이로써, 광원(10)의 광 빔 조사에 의해 이동 가능한 도구(7)가 바람직하지 않은 방식으로 가열되는 것을 방지하기 위한 것이다. 마찬가지로, 이로써 접합 도구 유닛(2)에 있는 작업자의 안전이 보장되게 하기 위한 것이다. 그러나, 제어 유닛이 광원(10) 및 이에 따른 작업편(25)의 조명이 꺼졌는지의 여부를 초기에 점검하고, 꺼진 광원(10)이 점검된 후에만 이동 가능한 도구(7)의 이동이 활성화되는 것도 고려할 수 있다.
예를 들어, 접합 연결부를 생성하는 동안, 특히 지속적으로 유동 채널(38)에서의 유동이 존재하여 접합 연결부가 생성될 때 발생하는 오염물이 멀리 운반될 수 있도록 한다(도 5 참조).
예를 들어, 이동 가능한 도구(7)는 접합 동작이 종료된 후에 도 4에 따른 초기 위치로 다시 이동된다. 예를 들어, 제2 출구(37)가 후속적으로 폐쇄된다. 유지 부재(6)가 작업편(25)으로부터 상승되기 전에, 광원(10)이 꺼지는 것이 보장된다. 광원(10)이 켜질 경우 유지 부재(6)가 작업편(25)으로부터 상승되는 것이 확실하게 방지된다. 예를 들어, 접합 도구 유닛(2)은 후속적으로 드라이브(8)에 의해 작업편(25), 특히 유지 부재(6)로부터 멀리 이동된다. 예를 들어, 정지 시간 동안을 포함하여, 광학 유닛이 오염되지 않도록 유체가 입구(23)를 통해 리세스(33) 방향으로 지속적으로 유동한다.
1 도구 집게 세트
2 접합 도구 유닛
3 도구 브래킷
4 도구 상대 요소
5 연결 요소
6 유지 부재
7 도구
8 드라이브 유닛
9 도광 시스템
10 광원
11 시준기
12 거울
13 거울
14 빔 섬프
15 보호 유리
16 삽입 위치
17 삽입 위치
18 삽입 위치
19 삽입 위치
20 배출 라인
21 삽입 위치
22 삽입 위치
23 입구
24 고온계
25 작업편
26 조절 요소
27 고정 요소
28 안전 스위치
29 연결 요소
30 고정 수단
31 냉각 플레이트
32 리세스
33 리세스
34 리세스
35 이동 축
36 리세스
37 출구
38 유동 채널
39 구멍
40 제어 유닛
41 구역
42 작업편 표면

Claims (10)

  1. 접합 도구 유닛(2)이며, 접합 도구 유닛(2)은 이동 가능한 도구(7), 도구 상대 요소(4), 드라이브 유닛(8), 도광 시스템(9), 광원(10) 및 제어 유닛(40)을 갖고, 이동 가능한 도구(7)와 도구 상대 요소(4)는 접합 도구 유닛(2)에서 서로 반대쪽에 배열되고, 도광 시스템(9)은 작업편(25)이 접합 도구 유닛(2)에 배열될 때 광원(10)의 광을 작업편(25)의 접합 위치 방향으로 안내하도록 구성되고, 이동 가능한 도구(7)는 드라이브 유닛(8)에 의해 도구 상대 요소(4) 방향으로 이동될 수 있고, 접합 도구 유닛(2)에 작업편(25)을 배열한 상태에서, 작업편(25)은 도구 상대 요소(4) 방향으로 이동 가능한 도구(7)의 이동에 의해 접합되고, 제어 유닛(40)은 드라이브 유닛(8)을 제어 및/또는 조절하도록 구성되고, 제어 유닛(40)은 광원(10) 및/또는 도광 시스템(9)의 컴포넌트를 제어 및/또는 조절하도록 구성되고, 접합 도구 유닛(2)은 도구 상대 요소(4) 방향으로의 이동 가능한 도구(7)의 이동이 시작되고, 동시에 또는 시간순으로 그 후에 접합 위치를 광원(10)의 광으로 조사 또는 조명하는 것이 종료되도록 구성되거나, 또는 접합 도구 유닛(2)은 접합 위치를 광원(10)의 광으로 조사 또는 조명하는 것이 종료된 후 0 ms 내지 1000 ms의 시간 범위 내에 도구 상대 요소(4) 방향으로의 이동 가능한 도구(7)의 이동이 시작되도록 구성되는, 접합 도구 유닛(2).
  2. 제1항에 있어서, 접합 도구 유닛(2)은 유지 부재(6)를 갖고, 유지 부재(6)는 도광 시스템(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합 도구 유닛(2).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유지 부재(6)와 도구 상대 요소(4)는 서로에 대해 이동 가능한 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는, 접합 도구 유닛(2).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 도구 유닛(2)의 제어 유닛(40)은 이동 가능한 도구(7)의 이동의 시작과 동시에 또는 이동 가능한 도구(7)의 이동의 시작의 시간순으로 이후에, 배열된 작업편(25)의 접합 위치를 광원(10)의 광으로 조사 또는 조명하는 것을 종료하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 접합 도구 유닛(2).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 도구 유닛(2)은 제1 단계에서 유지 부재(6)를 도구 상대 요소(4) 방향으로 이동시키고, 제2 단계에서 작업편(25)의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사를 시작하고, 제3 단계에서 이동 가능한 도구(7)의 이동을 시작하고, 제4 단계에서 조명 또는 조사를 종료하고, 제5 단계에서 유지 부재(6)를 도구 상대 요소(4)에서 멀리 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 접합 도구 유닛(2).
  6. 도구 집게 세트(1)이며, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접합 도구 유닛(2)과 도구 브래킷(3)을 갖는, 도구 집게 세트(1).
  7. 접합 도구 유닛(2), 특히 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접합 도구 유닛(2)에 의한 작업편(25)의 접합 방법이며, 접합 방법은 다음과 같은 연속적인 방법 단계, 즉,
    - 가공하고자 하는 작업편(25)을 접합 도구 유닛(2)에 배열하는 단계,
    - 접합 도구 유닛(2)의 광원(10)에 의해 작업편(25)의 접합될 위치를 조명 또는 조사하는 단계,
    - 작업편(25)의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛(2)의 이동 가능한 도구(7)의 이동을 시작하는 단계,
    - 작업편(25)을 접합하기 위해 작업편(25)의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛(2)의 이동 가능한 도구(7)의 이동의 시작과 동시에 또는 작업편(25)의 접합될 위치의 방향으로 접합 도구 유닛(2)의 이동 가능한 도구(7)의 이동의 시작의 시간순으로 이후에, 작업편(25)의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사를 종료하는 단계를 갖는, 접합 방법.
  8. 제7항에 있어서, 다음과 같은 추가적인 방법 단계, 즉,
    - 접합 도구 유닛(2)의 광원(10)에 의한 작업편(25)의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사의 시작 전에, 접합 도구 유닛(2)의 유지 부재(6)를 접합 도구 유닛(2)의 도구 상대 요소(4) 방향으로 한 위치로 이동시키는 단계,
    - 유지 부재(6)를 해당 위치에 유지하는 단계,
    - 작업편(25)의 접합될 위치의 방향으로 이동 가능한 도구(7)의 이동이 시작된 후에 유지 부재(6)를 해당 위치에서 멀리 이동시키는 단계를 갖는, 접합 방법.
  9. 제8항에 있어서, 다음과 같은 추가적인 방법 단계, 즉,
    - 유지 부재(6)가 해당 위치에서 멀리 이동되기 전에 이동 가능한 도구(7)에 의해 작업편(25)을 접합하는 단계를 갖는, 접합 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 다음과 같은 추가적인 방법 단계, 즉,
    - 유지 부재(6)가 해당 위치에서 멀리 이동되기 전에 작업편(25)의 접합될 위치에 대한 조명 또는 조사가 종료되었는지의 여부를 접합 도구 유닛(2)에 의해 점검하는 단계를 갖는, 접합 방법.
KR1020247008242A 2021-08-13 2022-07-06 접합 도구 유닛 KR20240048005A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021121087.9 2021-08-13
DE102021121087.9A DE102021121087A1 (de) 2021-08-13 2021-08-13 Fügewerkzeugeinheit
PCT/EP2022/068681 WO2023016707A1 (de) 2021-08-13 2022-07-06 Fügewerkzeugeinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240048005A true KR20240048005A (ko) 2024-04-12

Family

ID=82701638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247008242A KR20240048005A (ko) 2021-08-13 2022-07-06 접합 도구 유닛

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4384343A1 (ko)
KR (1) KR20240048005A (ko)
CN (1) CN118019611A (ko)
DE (1) DE102021121087A1 (ko)
WO (1) WO2023016707A1 (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009538738A (ja) 2006-05-31 2009-11-12 カースト シーアールシー リミテッド 予熱を伴って自己穿孔型リベットを使用して金属を接合するための方法および装置
DE102010006400A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Audi Ag, 85057 Verfahren zur Herstellung einer thermisch unterstützten Nagelverbindung
CN102672062B (zh) * 2012-05-25 2015-02-11 吉林大学 激光加热无铆钉铆接装置
CN103658416B (zh) 2012-09-26 2016-06-08 山东科技大学 一种用于自冲铆接的激光辅助加热装置
DE212015000312U1 (de) 2015-05-26 2018-01-09 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Fügevorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Bauteilen mittels eines Hilfsfügeteiles und Laserschweissens
JP6828611B2 (ja) * 2017-06-16 2021-02-10 トヨタ自動車株式会社 接合方法
DE102018202140A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen eines Fügeelements
US20210178457A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-17 Utica Enterprises, Inc. Metallic sheet securement

Also Published As

Publication number Publication date
CN118019611A (zh) 2024-05-10
WO2023016707A1 (de) 2023-02-16
EP4384343A1 (de) 2024-06-19
DE102021121087A1 (de) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2651522C2 (ru) Роботизированная система лазерной шаговой шовной сварки
RU2651518C2 (ru) Перемещаемые вручную клещи лазерной сварки
CA2646382C (en) Laser marking system
US9114477B2 (en) Device and method for joining workpieces by means of a laser beam and movable pressing element
US20110278265A1 (en) Laser Welding Tool
KR20240048005A (ko) 접합 도구 유닛
KR20240043152A (ko) 접합 도구 유닛
JP3840947B2 (ja) レーザ溶着装置
US20240207919A1 (en) Joining tool unit
KR20240068640A (ko) 접합 공구 유닛 및 공구 그리퍼
KR20240036733A (ko) 접합 공구 유닛, 공구 그리퍼 및 접합 프로세스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal