操作装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在炉装置与继续加工装置之间操作金属构件的操作装置，以及涉及一种用于制造金属构件的调温装置和一种用于操作金属构件的方法。
【背景技术】
[0002]在金属加工工业中(例如在车辆的车身建造中)，优选的是如下的构件，其具有低重量，同时具有所希望的强度和所希望的变形特性。在撞车情况下可能承受特别高负荷的车身的区域中，例如使用压制硬化的构件，这种构件由高强度的钢材制成并且具有不同的可延展区域。对于这种构件的示例的是车辆的A柱和B柱、减震杆以及车门防撞支架。
[0003]具有不同的可延展的区域的构件例如借助压制硬化来制造。原料或材料板在压制硬化之前被加温并且接下来在压制硬化工具中发生变形并且经历淬火。压制硬化工具可以为此具有用于冷却或加温材料板的装置。
[0004]为了在构件的一定区域中产生所希望的可延展性，可以借助不同的冷却时间在硬化构件期间在所述区域中调整出不同的结构(例如马氏体或铁素体)。在硬化期间，构件的温度被调整得越精确，所希望的结构的调整就越精确。温度和冷却时间在制造期间却非常难于预先设定，这是因为必须跨过炉与继续加工装置之间的行程段，在这一行程段中，构件不可调节地发生冷却。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提出一种用于具有一定可延展特性的金属构件的操作装置，其中，在制造工艺期间能够使金属的温度和冷却时间得到更加精确地预先设定。
[0006]该目的根据独立权利要求通过一种用于在炉装置与继续加工装置之间操作金属构件的操作装置、一种用于制造金属构件的调温装置以及一种用于操作金属构件的方法来实现。
[0007]根据本发明的第一方面，介绍了一种用于在炉装置与继续加工装置之间操作金属构件的操作装置。操作装置具有调温室，金属构件能够装入调温室中。调温室具有用于给金属构件调温的调整装置。调温装置调整调温室中的温度。另外，调温室具有移动装置，该移动装置以如下方式配置，使调温室能够在接纳位置与交出位置之间移动。在接纳位置中，金属构件能够被从炉装置给送到调温室中，并且在交出位置中，金属构件能够被从调温室给送至继续加工装置。给送装置以如下方式配置:金属构件在接纳位置中能够在炉装置与调温室之间得到给送，并且金属构件在交出位置中能够在调温室与交出位置之间得到给送。
[0008]根据另一示例性实施方式，介绍了用于操作金属构件的操作方法。根据这种操作方法，操作装置的调温室借助移动装置移动到接纳位置中，在接纳位置中，金属构件能够从炉装置被接纳到调温室中。调温室具有用于对金属构件进行调温的调温装置。金属构件被借助给送装置从炉装置给送到调温室中。调温室移动到交出位置中，在交出位置中，能够将金属构件从调温室交出至继续加工装置。金属构件借助给送装置从调温室给送至交出位置。当金属构件处在调温室中时，调温装置对金属构件进行调温。调温装置为此例如调整出在调温室中所预先设定的温度。
[0009]该金属构件在本申请文件中介绍了一种金属工件或半成品(金属材料板)，由其来制造具有所希望形状和可延展性的构件。金属构件例如是金属材料板。金属材料板例如是厚度小于大约2cm、特别是小于大约Icm的金属片材。借助这种金属构件例如能够制造出金属装置，例如车辆部件。车辆部件例如可以表现为车辆的A柱或B柱、车辆的减震杆或车门防撞支架。
[0010]金属构件可以由钢材构成，该钢材除了铁外，可以具有与制造相关的杂质或者说其他物质。另外，金属构件可以具有如下合金组份，例如(按重量％ )C:0.02-0.6%，Mn:0.5-2.0%, Al:0.01-0.06%, Si:0.1%至 0.4%, Cr:0.1%至 1.2%, P:0 至 0.035%, S:0至0.035%。另外，金属构件可以具有选自下列组的元素中的一种或多种:T1、B、Mo、N1、Cu和/或N，其中，Ti的含量可以为O至0.05 %，Cu的含量可以为O至0.01 %，B的含量可以为0.0008至0.005 %，Mo的含量可以为O至0.3 %，Ni的含量可以为O至0.4 %，N的含量可以为O至0.01%。在构件强度方面特别重要的是:各自的C含量。S1、Mn、Cr和B的含量例如用于形成贝氏体并且降低构件结构中马氏体的大量生成。
[0011]炉装置用于加热金属构件，以便接下来在硬化过程中、特别是在压制硬化过程中继续加工该金属构件。金属构件在炉装置中特别是被加温至奥氏体化温度。奥氏体化温度例如为大约750°C至大约1000°C，其中，奥氏体化温度的下边界与金属构件的材料(钢组分和合金组分)相关。在奥氏体化温度之上存在金属构件中的完全奥氏体化的结构。
[0012]炉装置例如可以具有大量另外的炉平面或炉模块，所述炉平面或炉模块例如彼此挨着或相叠地布置。在每个炉模块中，例如可以装入相应的金属构件并且对其进行加温。调温室可以移动到相应大量的不同接纳位置中，从而相应的金属构件能够从相应的炉模块中取出并且能够给送到调温室中。在优选的实施方式中，炉装置特别是具有6个至8个彼此相叠地布置的炉平面或炉模块。
[0013]在下面，简单的搁放台面可以被理解为继续加工装置，在该搁放平台上可以搁放金属构件。另外，继续加工装置可以具有工具装置(例如变形工具或者特别是压制硬化工具)。另外，可以理解为工具装置的是装配单元或焊接机器人。
[0014]移动装置例如可以具有由金属支架构成的机架，沿着该金属支架布置有导轨。调温室例如能够可移动地沿着导轨布置或得到联接。
[0015]调温室例如具有壳体，壳体构造出内部容腔，能够将金属构件置入该内部容腔中。调温室的壳体可以由金属主体制成。另外，调温室可以具有两个壳体半部，所述壳体半部能够彼此相对运动。在此，壳体半部能够彼此运动分开，以便使内部容腔能够被进入，并且由此装入结构构件。壳体半部于是可以再次运动闭合，以便封起内部容腔。
[0016]调温装置以如下方式构造:壳体或壳体的内表面具有至少一个具备所希望温度的温度区域。附加地，调温装置能够以如下方式构造:使得在壳体上或在内表面上能够调整出大量不同的温度区域，从而能够在调温室的内部容腔中调整出相应的温区或经调温的腔室区域。相邻的腔室区域可以通过有针对性地对壳体的相应温度区域进行调温或者借助直接使经调温的流体流入相应的腔室区域中来加以调整。腔室区域可以根据需要例如具有相同的温度或者相应地具有不同的温度。
[0017]可以设置为被动式调温装置的是隔绝装置，例如阻隔垫或用于阻隔的空腔，以便为调温室构造良好的隔绝和调温特性。
[0018]作为主动式调温装置的调温装置例如具有加热装置和/冷却装置，以便在内部容腔中以及特别是在内部容腔的各个腔室区域中调整出所希望的温度。借助调温装置能够加热和/或冷却调温室。由此在调温室的内部容腔中布置在所设置的位置上的金属构件被(特别是绝热地)保持在所希望的温度上。另外，在调温室中借助预设调温室的温区或腔室区域中的相应温度，能够如所希望地冷却金属构件。由此，能够预设出金属构件在调温室中(特别是在调温室的内部容腔的腔室区域中)所希望的温度分布或者冷却分布。基于对不同腔室区域的调温，能够给金属构件的一定的区域加载不同的与位置相关的温度分布。换言之，金属构件的处于调温室的第一空间区域中的第一区域被加载第一温度分布，并且金属构件的处于调温室的第二空间区域中的第二区域被加载第二温度分布。此外，主动式调温装置可以具有被动式调温装置的调温元件(例如上面介绍的隔绝装置)。
[0019]温度分布(例如冷却分布)表现为金属构件沿着一定的时间进程(温度/时间)的温度变化曲线(例如一个区域)。温度分布也可以具有温度恒定的时间范围(所谓的绝热保持)或者具有温度升高的时间范围。在金属构件冷却期间，与温度和冷却速度相关地调整出金属构件中不同的结构组成部分，这些结构组成部分明显影响到成品金属构件的可延展性。例如具有高马氏体份额的金属构件的可延展性不如具有高珠光体份额的金属构件的可延展性。
[0020]调温室的内部容腔中的温度例如可以在大约100°C至大约800°C之间调整。当在调温室中对金属构件均匀加热时，调温室的内部容腔中的温度在大约930°C与980°C之间几乎保持恒定。借助调温室的调温，能够给金属构件的区域加载如下的温度分布，在这种温度分布中，金属构件可以被以大约3K/s至大约20K/s的速度冷却或加温。特别是当对金属构件加温时，加温速度可以为大约lK/s至大约20K/s。借助对调温室的调温，金属构件的区域例如也可以经历淬火，也就是说，能够达到冷却速度大约40K/s至大约200K/s的冷却速度。
[0021 ] 在金属构件