塑料焊接装置以及用于该塑料焊接装置的塑料焊接方法
【技术领域】
[0001 ]本方法涉及一种用于自动焊接至少三个部件的塑料焊接装置以及用于至少三个部件的塑料焊接方法。
【背景技术】
[0002]塑料焊接装置通常包括壳体，在壳体中设置有下层工具和上层工具。下层工具固定在升降台上，而上层工具刚性固定在上层工具板上。通过升降台，下层工具可在朝着上层工具的方向上移动，以(例如)通过摩擦焊接方式将下层工具中的第一部件和上层工具中的第二部件焊接在一起。
[0003]例如，该塑料焊接装置可用于汽车工业或医疗工程中。在汽车工业中，该塑料焊接装置可用于生产前大灯，也可以用于生产由塑料或包含有塑料的材料制成的其他部件或部件组。类似地，塑料焊接装置可用于生产医疗工程中的装置和/或部件组，或用于生产日用消费品。
[0004]现有塑料焊接装置的工作流程如下所述。首先，操作员将第一部件安置到下层工具的接收器中。之后，该操作员将第二部件定位在下层工具中的第一部件上。然后该操作员启动焊接过程，其中，首先要将壳体开口关闭，这样，操作员就不能将手伸入塑料焊接装置，从而保护操作员。在壳体被关闭后，带有下层工具的升降台和位于升降台上的组件在上层工具的方向上从起动位置移出，直到第二部件静止在上层工具中以及升降台和两个部件被定位在焊接位置。这样就可以通过摩擦焊接进行第一部件和第二部件的焊接。在摩擦焊接完成后，带有下层工具的升降台以及位于该升降台中的、由第一和第二部件构成的组合物从焊接位置移动到起动位置。此时壳体开口再次被打开，操作员可将由第一和第二部件构成的组合物移除。
[0005]如果操作员进一步想将第三部件与由第一和第二部件构成的组合物焊接到一起，则操作员需要将第三部件安置到位于下层工具中的、由第一和第二部件构成的组合物上，再从头执行该过程。
[0006]该现有的焊接装置以及对应描述的焊接方法存在缺点，这是因为壳体开口的打开、第三部件的装载以及过程的重启动都是时间敏感性、耗时的。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种塑料焊接装置，该装置可实现至少三个部件的自动焊接。更进一步地，提供一对应的塑料焊接方法。
[0008]上述目的可由根据独立权利要求1的、用于至少三个部件自动焊接的塑料焊接装置以及根据独立权利要求15的、用于至少三个部件的自动塑料焊接方法来实现。进一步有利的实施例可由以下描述、附图以及从属权利要求获得。
[0009]本发明用于自动焊接至少三个部件的塑料焊接装置包括至少一第一工具、至少一第二工具以及至少一传送装置，一第一部件可定位在该第一工具上，其中，第一和第二工具可相对彼此移动，以将第一部件和第二部件焊接在一起，传送装置可相对工具中的至少一个工具可移动，通过传送装置至少一第二和/或一第三部件可自动被提供给工具中的一个，这样，通过第一和第二工具、或第一与一第三工具、或第二工具与一第三工具，至少一第三部件可与由第一和第二部件构成的组合物焊接在一起。
[0010]优选地，塑料焊接装置为塑料摩擦焊接装置、塑料红外焊接装置或两者组合的装置。作为示例地，塑料焊接装置首先被描述为一塑料摩擦焊接装置。
[0011 ]此时，第一工具可安置在一第一支架上，具体地，安置在一升降台上。优选地，第二工具安置在一第二支架上，具体地，安置在上固定板上。优选地，第一和第二支架相对彼此可移动。基于该设计，第一和第二工具相对彼此也可移动，这样，至少两个部件可相互连接。因此，作为示例地，优选地，第一支架被刚性安置，而工具和部件通过升降台的移动可相对彼此移动。该结构已在前面的介绍中进行了简单描述。
[0012]而且，不同于现有的塑料焊接装置，本发明塑料焊接装置包括至少一传送装置，通过该传送装置，第三部件可被自动提供给工具中的一个工具，如下面的所述。为了达到该目的，从一开始，第三部件已被存储或分别安置在塑料焊接装置中。为了更好地理解，本发明的塑料焊接装置被作为一塑料摩擦焊接装置被描述。
[0013]如在传统塑料焊接装置中一样，操作员要将第一部件安置在第一工具中。第二部件由操作员安置在第一部件上。可选地，操作员也可以将第二部件直接安置第二工具中。第三部件由操作员安置在塑料焊接装置中的一存储位置。在所有部件都被安置在塑料焊接装置中各自的位置后，操作员可启动塑料焊接装置。作为操作员的可选方式，所有或部分的这些初始装载步骤可由一机器人、装载设备或装载和移除设备执行。优选地，焊接方法的这些步骤或随后的步骤可由塑料焊接装置的一控制装置指定。
[0014]在第一步骤中，带有第一工具的升降台朝着第二工具的方式开始从一起动位置移动到第一焊接位置。可选地，在完全移动到第一焊接位置之前，第一和第二部件相对彼此以及相对各自的工具被自动定位到中心。在焊接位置，通过摩擦焊接，第一和第二部件相互焊接在一起。
[0015]当摩擦焊接过程完成后，升降台从焊接位置移动到第一中间位置，这样，第一和第二工具相互远离地移开。中间位置可以为起动位置或位于第一焊接位置和起动位置之间的任何位置。作为示例地，在后面描述的由第一和第二部件焊接构成的组合物保持在第一工具中。可选地，该组合物也可以继续被固持在第二工具中，例如，通过机械固持或通过负压固持。
[0016]接着，第三部件通过传送装置从存储位置被移出到前述多个工具中的一个工具。传送装置可以是任意装置，通过该传送装置第三部件从存储位置被自动提供给工具中的一个工具。例如，该传送装置可以为可移动控制杆和枢转机构、可移动工具、机器臂或优选地为下述中描述的装置。在进一步实施例中，传送装置也被设计为另一工具。
[0017]将第三部件提供给第一或第二部件时假定第三部件的外廓形状与第一部件或第二部件的形状相同。在描述的示例中，第三部件被提供给第二工具，该第三部件的形状被设计为与第二部件的形状兼容或相同。可选地，尽管如此，第三部件可被安置在由第一和第二部件构成的组合物上。如果第三部件的形状与第一部件的形状相同，则在焊接后，由第一和第二部件构成的组合物保持在第二工具中，这样，通过传送装置，第三部件可自动地被定位在第一工具中。
[0018]在第三部件被设置到工具中的一个工具中之后，升降台从第一中间位置移动到第二焊接位置，即，朝着第二工具的方向。在这里，在再次到达第二焊接位置之前，也可以先执行定位到中心和/或定位的步骤，正如前面对于第一和第二部件的描述。通过该第二定位到中心的步骤，与第一和第二部件构成的组合物一起的第三部件被对齐。和第二工具一起的第三部件和由第一和第二部件构成的组合物也与第一工具对齐。之后，通过摩擦焊接，第三部件和由第一和第二部件构成的组合物被焊接。
[0019]在摩擦焊接过程完成后，升降台从第二焊接位置移出，优选地，移出到起动位置。因此，可选地，由第一、第二和第三部件构成的组合物可安置在第一或第二工具中，并对应由操作员移除。可选地，该组合物可通过机器人、移除设备或装载和移除设备自动地被移除。
[0020]本发明的塑料焊接装置的一个优点在于:由于消除了将第三部件装载到塑料焊接装置的时间，相对于传统塑料焊接装置，减少了焊接的生产周期。从而提高了效率，相对于传统塑料焊接装置可降低成本。
[0021]如果由第一、第二和第三部件得到的组合物被安置在第二工具中，则之后第一、第二和第三部件的装载可直接进行，而无需首先移除得到的组合物，这样，生产周期可进一步缩短。
[0022]在实际情况下第三部件具有的形状或外廓通常与第一和第二部件不同。在这种情形下，塑料焊接装置优选地具有第三工具，以用于第二部件。根据处理流程，第三工具被靠近第一或第二工具安置。优选地，如下所述，第三工具被安置在邻近第二工具的第二支架上，即:优选地，安置在上固定板上。
[0023]该方法的流程和前述的方法步骤一样，直至第三部件的传送。作为将第三部件自动传送到第一或第二工具的代替方式，现在是将第三部件自动传送到第三工具。进一步地，由于第一工具在第一位置与第二工具对齐以生产由第一和第二部件构成的组合物，因此，第一工具在这里被移动到第二位置，在该第二位置第一工具与第三工具对齐。因此，优选地，第一工具可在第一位置和第二位置之间移动，其中，在该第一位置，第一工具与第二工具对齐，在该第二位置，第一工具与第三工具对齐。如果第三工具被安置在其他地方，则作为示例描述的结构则需要做出相应的变化。在每种情形下，支架或固持由第一和第二部件构成的组合物的工具必须可与处理过程中带有或固持第三部件的工具对齐。
[0024]在将用于焊接第三部件和组合物的工具对齐后，进一步的方法步骤与前述方法步骤类似。之后，升降台从第一中间位置朝着第三工具的方向移动到第二焊接位置。在最终焊接位置到达之前，可选的定位到中心或定位的步骤在这里也被执行。之后，通过摩擦焊接，第三部件和由第一和第二部件构成的组合物被焊接。之后，升降台从第二焊接位置被移出，例如被移回到起动位置。因此，可选地，由第一、第二和第三部件构成的组合物可安置在第一或第三工具中，并对应由操作员移除。可选地，该组合物可通过机器人、移除设备或装载和移除设备自动地被移除。
[0025]该实施例的一个优点在于:具有不同形状的至少三个部件可自动地被相互焊接在一起。相对于传统塑料焊接装置，如前所述，该实施例具有生产周期优势。
[0026]在另一优选实施例中，传送装置被安置在第一支架上，也就是，具体地安置在升降台上，该传送装置可在存储位置和传送位置之间移动。首先，该实施例具有以下优点:传送装置可通过升降台移动到第二和/或第三工具。另一优点在于:传送装置自身从一开始提供了用于第三部件的存储位置。由于不需要首先通过传送装置从塑料焊接装置中一独立的存储位置接收第三部件，因此，可得到本方法的又一简化方式。
[0027]在另一优选实施例中，塑