CN105479727A - 塑料焊接装置以及用于该塑料焊接装置的塑料焊接方法 - Google Patents

Abstract

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。第一部件可定位在第一工具上。第一和第二工具相对彼此可移动，从而将第一部件和第二部件焊接在一起。传送装置相对工具中的至少一个可移动，通过该传送装置，至少一第三部件被自动提供给工具中的一个。在这种方式中，通过第一和第二工具、第一和第三工具或第二和第三工具，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。

Description

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

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

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

在另一优选实施例中，塑料焊接装置具有一预加热结构，该预加热结构包括第一预加热装置。优选地，该第一预加热装置为红外预加热装置。该预加热结构自身可在止动位置和预加热位置之间移动。在该预加热位置，预加热装置与多个工具中的一个对齐，这样在对应工具中的部件的待焊接区域中的至少部分可被加热。在与又一部件或组合物一起被焊接之前，对相应部件进行预加热。例如，可在第一部件与第二部件焊接之前进行预加热。可选地或额外地，在第三部件与由第一和第二部件构成的组合物焊接之前进行预加热。

请参考前述的方法流程，本方法在升降台到达第一和/或第二中间位置之后，还包括进一步的方法步骤。即：将预加热结构从一止动位置移动到一预加热位置，这样，至少一预加热装置与多个工具中的一个对齐。之后，预加热装置被带至与待加热工具接合，在该工具中的部件待焊接区域的表面至少部分被加热。第一预加热装置之后从该部件被带离，预加热结构从预加热位置移回至止动位置。

预加热的一优点在于：可得到光学上更优的焊缝，而这是汽车工业中特别期望的，例如，在前大灯应用中。在预加热后的部件的摩擦焊接期间，减少或完全消除的起毛可得到光学上更优的焊缝或表面焊缝。预加热的另一额外优点在于可提高用于选择的塑料的后面焊接连接的稳定性。

作为前述预加热和摩擦焊接结合使用的另一可选方式，单独基于预加热结构的部件焊接也可以实现。在该优选实施例中，预加热结构包括第二预加热装置，该装置被设计为与第一预加热装置兼容或互补，被安置在预加热结构支架的表面上，该表面与第一预加热装置相对。

在一实施例中，预加热结构在空间中可自由移动。这也适用于其他部件，如工具和传送装置。空间中的独立移动在下面将通过预加热结构的示例进行简单描述。预加热结构在此可沿着两个独立的轴移动。在这种方式下，预加热结构例如可紧靠着升降台沿着垂直方向上的第一轴以及位于升降台和上固定板之间、水平方向上的第二轴移动。可选地，预加热结构有利地与升降台连接，这样，可与升降台一起做垂直移动。这些示例可类似地应用到各个工具以及传送装置。

请参考初始示例，现简单地对该纯塑料红外焊接装置的功能进行解释。在这里假设第二部件已安置在第二工具中，升降台设置在起动位置或第二中间位置中。起动位置和第二中间位置都在第一和第二工具之间提供了分隔距离，该距离可使得预加热结构能够在两个工具之间从止动位置移动到预加热位置。只要预加热结构到达预加热位置，预加热结构与升降台一起就朝着第二工具的方向移动直到第一预加热装置邻近(例如)第一工具中的第一部件被安置以及第二预加热装置邻近(例如)第二工具中的第二部件被安置。升降台的该位置也被称为升降台的预加热位置。

现在两个部件的表面被预加热。在预加热后，升降台移回至第二中间位置。只要升降台到达第二中间位置，预加热结构就移回至止动位置。升降台之后移动到第一焊接位置，以通过压力将第一部件和第二部件相互连接起来，而不需要在预加热区域进行摩擦焊接。为了将第三部件和由第一和第二部件构成的组合物焊接到一起，类似地继续执行前述的步骤。如果第三工具被提供，则对应的预加热装置可移动地设置在支架上，或提供对应数目的预加热装置。

纯红外焊接的一个优点在于无颗粒焊接连接，这在医疗工程领域特别需要。

在另一实施例中，摩擦焊接和红外焊接可结合使用。为了达到该目的，焊接不只在压力下进行，而是可使用开始描述的摩擦焊接。理论上，基于前述方法的多个组合也是可以是，这些方法的重点可简述为：a)对所有三个部件进行纯摩擦焊接；b)对所有三个部件进行纯红外焊接；c)对进行预加热和没有进行预加热的第一和第二部件进行摩擦焊接；d)对没有进行预加热的第三部件和组合物进行摩擦焊接；e)对第一和第二部件进行纯红外焊接；f)对第三部件和组合物进行纯红外焊接。

在又一优选实施例中，塑料焊接装置包括至少两个第一工具和至少两个第二工具。这特别适用于汽车工业中前大灯的生产，这是因为在这种方式下，车辆的右、左前大灯总是可以同时生产。根据可用空间，塑料焊接装置还可以具有额外的第一和第二工具。基于第三部件或另外的部件以及预加热结构的相应预加热装置，如果合适，这同样适应于额外所需的工具。

有利地，塑料焊接装置具有一壳体，该壳体带有接触保护部件。接触保护部件可以为机械接触保护部件，例如，可通过门进行关闭的壳体开口。可选地，提供一挡光板，当该挡光板破裂时可停止焊接过程。第一和第二工具、第三部件的存储位置以及传送装置位于壳体中。如果必要或存在，第三和/或预加热结构也可以安置在壳体中。之后，在使用塑料焊接装置的过程中执行下述步骤：提供接触保护部件，也就是(例如)在接触保护部件装载和移除后，关闭壳体开口或合上塑料焊接装置的挡光板，也就是(例如)在第三部件和由第一和第二部件构成的组合物焊接到一起后，打开壳体开口或打开塑料焊接装置的挡光板。接触保护装置的一个优点在于在塑料焊接装置操作期间，防止操作员伸手到塑料焊接装置中。

本发明用于至少三个部件的自动塑料焊接方法，尤其是与本发明焊接装置相关的自动塑料焊接方法，包括步骤：将第一部件安置在第一工具上，将第二部件安置在第一部件上或第二工具上，以及将第三部件安置在焊接装置的存储位置上；之后，将安置有第一和第二部件的第一工具和第二工具相对彼此从一起动位置移动或移位到第一焊接位置；将第一和第二部件相互焊接在一起；之后，将第一和第二工具相对彼此从第一焊接位置移动或移位到第一中间位置，其中，由第一和第二部件焊接而成的组合物位于第一和第二工具之间；通过传送装置将第三部件从存储位置自动传送到多个工具中的一个工具；将第一和第二工具、或第一和第三工具、或第二和第三工具相对彼此从传送位置移动到第二焊接位置；通过第一和第二工具、或第一和第三工具、或第二和第三工具将第三部件和由第一和第二部件焊接而成的组合物焊接在一起；以及将第一和第二工具、或第一和第三工具、或第二和第三工具相对彼此从第二焊接位置移动或更换。

在前述对本发明塑料焊接装置的操作过程中已经对本发明的焊接方法进行了解释。因此，关于方法流程和相关的优点可参考前述的解释和描述。

在一有利的实施例中，该自动塑料焊接方法为塑料摩擦焊接方法、塑料红外焊接方法或两者组合的方法。相应的流程步骤也可参考前述描述。

如果塑料焊接装置具有与第二工具邻近的第三工具、且第一工具初始定位在与第二工具对齐的第一位置，则该自动塑料焊接方法在一有优选实施例中进一步包括以下步骤：在第一工具移动到第一中间位置期间或之后、第三部件和由第一和第二部件构成的组合物焊接到一起之前，将第一工具移动到与第三工具对齐的第二位置。通过使用第三工具，第三部件可与组合物焊接在一起，第三部件的形状可与第一或第二部件的形状不同。

如果塑料焊接装置进一步包括具有至少一预加热装置的预加热结构，则该焊接方法优选地包括下述步骤：将预加热结构从止动位置移动到预加热位置，这样，至少一预加热装置与多个工具中的一个工具对齐，在该工具中的部件待焊接区域的表面至少部分被加热。在前面的描述中参考本发明塑料焊接装置也已经对该方法流程进行了描述。

另外，根据一优选实施例，自动塑料焊接方法进一步包括步骤：在最后焊接之后不久的接触保护部件被装载和移除之后，提供接触保护部件。在该方式中，可防止操作员在焊接和可移动装置移动期间将手伸入塑料焊接装置。在三个或三个以个部件的焊接情形中，在最后的部件与组合物焊接到一起后，优选地，在到达塑料焊接装置的起动位置后，接触保护部件因此首先被移除。

附图说明

下面基于附图示例性地对本发明进行描述。在附图中相同的引用表示相同的部件。其中：

图1为根据本发明的塑料焊接装置的升降台的第一优选实施例；

图2为根据本发明的塑料焊接装置的上固定板的优选实施例；

图3为根据本发明的塑料焊接装置的第一优选实施例；

图4为根据本发明的塑料焊接装置的升降台的第二优选实施例；

图5为根据本发明的塑料焊接装置的第二优选实施例；

图6-16为根据本发明的来自图5的塑料焊接装置的第二优选实施例；以及

图17为根据本发明的焊接方法的一优选实施例。

具体实施方式

根据本发明，该塑料焊接装置例如可用于汽车工业或医疗工程中。下面，基于前大灯生产中的优选使用对该塑料焊接装置进行描述。

参考图3，图中示出了根据本发明的塑料焊接装置1的第一实施例。图1示出了来自图3中的升降台10。两个第一工具12以及两个传送装置14被设置在升降台10上。优选地，第一工具12以及传送装置14都可移动地被设置在升降台10上。根据图1和图3所示，第一工具12定位在第二位置，传送装置14定位在存储位置。

这样，升降台10上的结构为一镜像结构，因此，两组第一、第二以及第三部件可以同时被处理。在这种方式中，例如，左前大灯和右前大灯可以同时被生产。根据塑料焊接装置1的尺寸，更多的第一工具和关联的第二工具也可以被设置在其中。

图2示出了上固定板20，其中，第二工具22以及第三工具24设置在该固定板20上。第二工具22以及第三工具24刚性地设置在上固定板20上。这特别适应于当用于摩擦焊接的振动头设置在上固定板20上的情形。当然也可以想到，可以将第二工具22和第三工具24以可移动方式固定在上固定板20上，以及将第一工具12和传送装置14以刚性方式固定在升降台10上。这种组合也是可以的。尽管如此，在这种情形下，不能是用于摩擦焊接的振动头的情形，这是因为振动头中的高加速力会导致工具损坏。

参考图3，塑料焊接装置1在焊接位置被示示。因此，升降台10设置在上固定板20附近，这样，在示出的示例中，第一工具12与第三工具24接合，位于两者之间的部件例如可通过摩擦焊接方式被连接起来。如果第一工具12没有被定位到第二位置，如图所示，而是在第一位置，则第一工具12将与第二工具22对齐。

下面将会参考图6至16对塑料焊接装置1的第一实施例的功能进行解释。应理解，与塑料焊接装置100的第二实施例相比，塑料焊接装置1的该第一实施例没有预加热结构130，这样，之后的对应方法步骤可省略。图示的塑料焊接装置1只是一塑料摩擦焊接装置。

图4和图5示出了本发明的塑料焊接装置100的第二实施例。图4示出了与图1相对的改变的升降台110。与升降台10类似，升降台110具有两个第一工具112以及两个传送装置114，在这里为清楚描述，图中仅示出了一个传送装置。第一工具112被定位在第一位置，而传送装置114被定位在存储位置。

第一和第二部件102设置在第一工具112上。第三部件106设置在传送装置114的存储位置。除了升降台10，预加热结构130也被设置在升降台110上。预加热结构130包括支架132，四个预加热装置134设置在支架132上，预加热装置具体可以为红外预加热装置。设置在一表面上的预加热装置134可被称为第一预加热装置，而设置在支架132另一表面上的预加热装置134可被称为第二预加热装置。优选地，预加热装置134总是成对地设置为第一和第二预加热装置。第一和第二预加热装置在后面一起可被称为预加热装置134。在图4和图5中，预加热结构130被定位在止动位置上。

图5示出了第二实施例的完整塑料焊接装置100。上固定板120的结构与上固定板20的结构匹配，这样，上固定板120就没有独立地在图中被示出。至于升降台110，只示出了上固定板120上的带有工具的左半部分，从而使得整个轮廓更加清楚，也可以使工序流程更加清楚。摩擦焊接方法、红外焊接方法以及这些方法组合都可通过图5所示的装置实现。

图6-16示出了操作中的塑料焊接装置100的不同位置。为了简化，所有部件都是以单个形式进行描述，即使示出的为两个第一、第二和第三工具、部件以及两个传送装置和两个预加热装置。

图6示出位于起动位置处的塑料焊接装置100。操作员或自动装载装置在此已将第一和第二部件102安置到位于升降台110上的第一工具112上。而且，第三部件106也已经被安置到存储位置处的传送装置114上。升降台110被定位在起动位置处，预加热装置被定位在止动位置处。

升降台110现在开始从起动位置沿着上固定板120移动到第一焊接位置，直到第一工具112与第二工具122接合。通过摩擦焊接，第一和第二部件的相互焊接可同时进行。图7示出了该情形。

在摩擦焊接之后，升降台110从第一焊接位置向下移动到第一中间位置。图8示出了这种情形。只要带有由第一和第二部件104构成的组合物的第一工具112(该组合物位于第一工具112上)不再与第二工具112接合，第一工具112就可以从一第一位置被移动到一第二位置。图8还示出了位于第一和第二位置之间的第一工具112的一中间状态。

在图9中，带有第三部件106的传送装置114被移动到一传送位置。传送装置114在此与第三工具124对齐。如图9所示，假设塑料焊接装置中有足够的空间，则带有由第一和第二部件104构成的组合物的第一工具以及带有第三部件106的传送装置114以及第三工具124在轴向上相互交叠。接着升降台110移动到升降台110的传送位置，第三部件106被传送到第三工具124。图10示出了这种情形。升降台110之后被移动到如图11所示的接收位置。在该接收位置，传送装置114再次被安置在存储位置，第一工具112被安置在第二位置。

作为前述实施方式的可选方式，第一工具112可首先在后来的时间被移动到第二位置，例如，在传送第三部件106后传送装置114被移回到存储位置后第一工具112才被移动到第二位置。

在升降台110已到达接收位置之后或不久之前，预加热结构被移出止动位置，并被移向预加热位置。图12示出了位于止动位置和预加热位置之间的一中间状态。

在预加热结构到达预加热位置后，升降台110被移向升降台110的预加热位置。图13示出了升降台110的该预加热位置。预加热装置134中的一个(例如，第一预加热装置)被设置与第一工具112中的第二部件104邻近。安置在支架132相对表面上的预加热装置134(例如，第二预加热装置)邻近第三工具124中的第三部件106被安置。通过预加热装置134第二部件104和第三部件106的表面待焊接区域被加热。

在预加热之后，升降台110从焊接位置移回到接收位置。在到达接收位置的同时或之后，预加热结构130从预加热位置移回到止动位置。图14示出了预加热结构从预加热位置移动到止动位置期间的一中间状态。

升降台10之后从接收位置被移动到第二焊接位置。图15示出了第二焊接位置。通过摩擦焊接，可在第二焊接位置处进行焊接。相对于纯粹的摩擦焊接，基于之前的预加热可减少绒毛的形成，这样，可得到更好的焊接接缝。作为进一步的附加作用，也可提高焊接接缝的稳定性。这已经在前面进行描述。

在焊接过程完成后，升降台110从第二焊接位置移出，并移回到(例如)其起动位置。由第一、第二和第三部件构成的组合物被安置在第一工具112中，或优选地，安置在第三工具124中。如果三个部件构成的该组合物安置在第三工具124中，则在该组合物被移除前，塑料焊接装置100可被重新装载，相对于传统塑料焊接装置，可进一步减少生产周期，从而提高效率。

即使图示的预加热装置134是刚性地设置在支架132上，在一可选实施例中，预加热装置132也可以可移动地设置在支架132上。在这种方式中，预加热装置134可与各个工具对齐。进一步以及可选地，可以提供附加的预加热装置134。除了前述的预加热，也可以通过类似于前述两个可选方式中的步骤，在第一部件和第二部件进行焊接前对第一和第二部件102进行预加热。在前述两个可选方式中，焊接装置之后可作为一纯粹的红外焊接装置进行操作，而不需要摩擦焊接。

可选地，也可以仅设置预加热装置134，这样，第一和第二部件102的预加热可以在焊接之间实现。如同详细描述的塑料焊接装置100的操作一样，这种情形是红外焊接和摩擦焊接的组合方式。

下面将参考图17对用于至少三个部件的自动塑料焊接方法的实施例进行描述。描述的塑料焊接方法为塑料摩擦焊接方法、塑料红外焊接方法或两者组合的方法。

在第一步骤a中，将第一部件安置在第一工具上，将第二部件安置在第一部件或第二工具上以及将第三部件设置在塑料焊接装置的存储位置。这种排列可通过操作员手动实施或由机器人、装载装置或装载和移除装置自动完成。如果通过操作员执行装载，则在之后在步骤I中提供一接触保护部件。作为示例地，这是塑料焊接装置的壳体开口的一闭合件或挡光板的关闭件。

如果塑料焊接装置包括具有至少一预加热装置的一预加热结构、且第二部件设置在非第一工具的不同工具中，则在步骤j中，预加热结构从一止动位置移动到一预加热位置，这样，该至少一预加热装置与工具中的一个对齐。之后在步骤k中，工具中一部件的待焊接区域的表面至少部分被加热，优选地，在两个工具中的两部件的表面待焊接区域的至少部分被加热。在预加热后，预加热结构移回到止动位置。

在步骤b，带有第一和第二部件的第一工具和第二工具(第一和第二部件位于第一工具和第二工具之间)相对被移出起动位置，进入第一焊接位置。之后，在第一焊接位置到达之前，第一和第二部件相对彼此以及相对各自的工具被定位在中心。

在步骤c中，只要一到达第一焊接位置，第一和第二部件彼此之间的焊接就被执行。该焊接可通过摩擦焊接实现，在焊接之前可进行预加热，也可以不进行预加热。可选地，当存在预加热时，可进行纯粹的红外焊接。在步骤d中，带有由第一和第二部件焊接而成的组合物的第一和第二工具(组合物位于第一和第二工具之间)之后相对彼此被移出第一焊接位置，被移到第一中间位置。

在第一中间位置，通过传送装置，第三部件在步骤e中从存储位置被自动传送给工具中的一个。如果塑料焊接装置具有(例如)邻近第二工具的第三工具、且第一工具起始时被定位在与第二工具对齐的第一位置，则在步骤i中第一工具将移动到与第三工具对齐的一第二位置。步骤i发生在步骤c之后、在接着的步骤g之前。

如果塑料焊接装置包括具有至少一预加热装置的预加热结构，则在前述步骤j中，预加热结构从止动位置移动到一预加热位置，这样，该至少一预加热装置与工具中的一个工具对齐。之后在步骤k中，工具中一部件的表面待焊接区域的至少部分被加热，优选地，在两个工具中的两部件的表面待焊接区域的至少部分被加热。在预加热后，预加热结构移回到止动位置。

在第三部件被传送给工具中的一个工具时，在步骤f中第一和第二工具或只有第一工具或只有第二工具和第三工具相对彼此从第一中间位置被移动到一第二焊接位置。之后，在第一焊接位置到达之前，第一和第二部件相对彼此以及相对各自的工具被定位在中心。

在第二焊接位置，在步骤g中，通过第一和第二工具、第一工具和第三工具、或第二工具和第三工具，第三部件与由第一和第二部件焊接构成的组合物进行焊接。

在第二焊接之后，在步骤h中第一和第二工具、第一和第三工具、或第二和第三工具相对彼此从第二焊接位置被移出。例如，第一和第二工具相对彼此移回到起动位置。由第一、第二和第三部件构成的组合物可由操作员手动移除或由机器人、移除装置或装载和移除装置自动移除。如果构成的组合物由操作员移除，则在移除组合物之前以及在起动位置到达之后，在步骤m中，接触保护部件被移除，即：例如打开壳体开口或塑料焊接装置或打开挡光板。

引用符号列表：

1塑料焊接装置

10升降台

12第一工具

14传送装置

20上固定板

22第二工具

24第三工具

100塑料焊接装置

102第二部件

104由第一和第二部件构成(焊接成)的组合物

106第三部件

108由第一、第二和第三部件构成(焊接成)的组合物

110升降台

112第一工具

114传送装置

120上固定板

122第二工具

124第三工具

130预加热结构

132支架

134预加热装置

Claims (19)

1.用于自动焊接至少三个部件的塑料焊接装置(1；100)，所述塑料焊接装置包括：

a.至少一第一工具(12；112)，一第一部件可设置在所述第一工具上；

b.至少一第二工具(22；122)，其中，所述第一工具(12；112)以及第二工具(22；122)可相对彼此移动，以将所述第一部件和一第二部件(102)焊接在一起；以及

c.至少一传送装置(14；114)，所述传送装置相对所述工具(12，22；112，122)中的至少一个可移动，通过所述传送装置，至少一第二部件(102)和/或一第三部件(106)被自动地提供给所述工具(12，22；112，122)中的一个，这样，通过第一(12；112)和第二工具(22；122)、第一(12；112)和一第三工具(24；124)或第二工具(22；122)和第三工具(24；124)，所述至少一第三部件(106)可与由第一和第二部件构成的组合物(104)焊接在一起。

2.如权利要求1所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述塑料焊接装置(1；100)为塑料焊接装置(1)、塑料红外焊接装置或二者的结合(100)。

3.如前述任一权利要求所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述第一工具(12；112)安置在一第一支架上，所述第二工具(22；122)安置在一第二支架上，所述第一和第二支架相对彼此可移动。

4.如权利要求3所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述第一支架为所述塑料焊接装置(1；100)的一升降台(10；110)，所述第二支架为所述塑料焊接装置(1；100)的一上固定板(20；120)。

5.如权利要求3或4之一所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述第三工具(24；124)安置在所述第二支架上。

6.如权利要求5所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述第一工具(12；112)在一第一位置和一第二位置之间可移动，其中，在所述第一位置，所述第一工具(12；112)与所述第二工具(22；122)对齐，在所述第二位置，所述第一工具(12；112)与所述第三工具(24；124)对齐。

7.如权利要求3至6任一所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，所述传送装置(14；114)被安置在所述第一支架上，且在一存储位置和一传送位置之间可移动。

8.如前述任一权利要求所述的塑料焊接装置(100)，其特征在于，包括预加热机构(130)，所述预加热机构具有第一预加热装置(134)，所述预加热结构(130)在一止动位置和一预加热位置之间可移动，这样，在所述预加热结构(130)的预加热位置，所述部件(102，104，106)中待连接的至少一个部件的表面的待焊接区域至少部分可被加热。

9.如权利要求8所述的塑料焊接装置(100)，其特征在于，所述预加热结构进一步包括第二预加热装置(134)，所述第二预加热装置安置在所述预加热结构(130)一支架(132)的一表面上，该表面与所述第一预加热装置(134)相对，这样，在所述预加热结构(130)的预加热位置，所述第一和第二部件(102)和/或第二部件(104)和第三部件(106)在相互待焊接区域至少部分可被加热。

10.如权利要求8或9所述的塑料焊接装置(100)，其特征在于，所述预加热结构(130)安置在所述第二支架上。

11.如权利要求8至10任一所述的塑料焊接装置(100)，其特征在于，所述第一和/或第二预加热装置(134)为红外预加热装置。

12.如前述任一权利要求所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，包括至少两个第一工具(12；112)以及至少两个第二工具(22；122)。

13.如前述任一权利要求所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，包括控制装置。

14.如前述任一权利要求所述的塑料焊接装置(1；100)，其特征在于，包括壳体，所述壳体具有接触保护部件，具体地，该接触保护部件为可关闭的壳体开口或挡光板。

15.用于至少三个部件的自动塑料焊接方法，尤其是与权利要求1至14任一所述的焊接装置(1；100)关联的自动塑料焊接方法，包括步骤：

a.将第一部件安置(a)在第一工具(12；112)上，将第二部件安置在第一部件或第二工具(22；122)上以及将第三部件(106)安置在所述塑料焊接装置(1；100)的存储位置；然后

b.将所述第一工具(12；112)以及第二工具(22；122)相对彼此从一起动位置移动(b)到一第一焊接位置，其中，所述第一和第二部件(102)位于所述第一工具(12；112)以及第二工具(22；122)之间；以及

c.将所述第一和第二部件(102)相互焊接(c)在一起；之后

d.将所述第一工具(12；112)和第二工具(22；122)相对彼此从所述第一焊接位置移动(d)到第一中间位置，其中，由第一和第二部件构成的组合物(104)位于所述第一工具(12；112)以及第二工具(22；122)之间；

e.通过传送装置(14；114)将第三部件(106)从存储位置自动传送(e)给所述工具中的一个工具；

f.将第一工具(12；112)和第二工具(22；122)、第一工具(12；112)和第三工具(12；124)、或第二工具(22；122)和第三工具(12；124)相对彼此从传送位置传送(f)到第二焊接位置；之后

g.通过第一工具(12；112)和第二工具(22；122)、第一工具(12；112)和第三工具(12；124)、或第二工具(22；122)和第三工具(12；124)，将第三部件(106)与由第一和第二部件焊接构成的组合物(104)焊接(g)在一起；以及

h.从第二焊接位置，移动(h)第一工具(12；112)和第二工具(22；122)、第一工具(12；112)和第三工具(12；124)或第二工具(22；122)和第三工具(12；124)。

16.如权利要求15所述的自动塑料焊接方法，其特征在于，所述焊接方法为塑料焊接方法、塑料红外焊接方法或二者结合的方法。

17.如权利要求15或16之一所述的自动塑料焊接方法，其特征在于，所述塑料焊接装置(1；100)具有与第二工具(22；122)邻近的第三工具(24；124)，所述第一工具(12；112)初始被定位在与第二工具(22；122)对齐的第一位置，所述焊接方法包括进一步的步骤：

i.在步骤d期间或之后、步骤g之前，将第一工具(12；112)移动(i)到与第三工具(24；124)对齐的第二位置。

18.如权利要求15至17任一所述的自动塑料焊接方法，其特征于，所述塑料焊接装置(100)进一步包括预加热结构(130)，该结构具有至少一预加热装置(134)，所述焊接方法包括进一步的步骤：

j.将预加热结构(130)从一止动位置移动(j)到一预加热位置，这样，所述至少一预加热装置(134)与所述工具中的一个工具对齐；以及

k.对所述工具中的一部件的表面的待焊接区域进行至少部分加热(k)。

19.如权利要求15至18任一所述的自动塑料焊接方法，其特征在于，进一步包括步骤：

l.在步骤a之后，提供(l)一接触保护部件，具体地，提供所述塑料焊接装置(1；100)的一壳体开口的闭合件或一挡光板的关闭件；以及

m.在步骤h之后的最短时间内，移除(m)所述接触保护部件，具体地，打开所述塑料焊接装置(1；100)的所述壳体开口或挡光板。