用于操纵和局部地固定的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料(3)的设备，该设备具有至少一个保持装置(1)，所述保持装置能以用于施加保持力的保持区域(4)安放在面状的热塑性材料(3)的表面上，其中，至少一个加热元件(2)设置在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者设置成由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围，面状的热塑性材料(3)能在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围地局部地通过所述加热元件热固定在接合配对件(5)上。

Equipment for operation and local fixation

The invention relates to a device for manipulating and locally fixing a surface like thermoplastic material (3), which has at least one holding device (1) which can be placed on the surface of the surface like thermoplastic material (3) with a holding area (4) for applying a holding force, wherein at least one heating element (2) is arranged at the holding area (4) of the at least one holding device (1 In or arranged to be surrounded by the holding area (4) of the at least one holding device (1), the face like thermoplastic material (3) can be heat fixed on the joint pair (5) through the heating element in the holding area (4) of the at least one holding device (1) or surrounded by the holding area (4) of the at least one holding device (1).

【技术实现步骤摘要】
用于操纵和局部地固定的设备
本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分所述的特征的用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料的设备、一种包括至少两个用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料的设备的布置系统和一种用于拾取、运输和/或放下至少一个面状的热塑性材料的操纵仪器。
技术介绍
为了能够优化地利用纤维复合材料的轻型结构潜力，增强纤维在构件中的负荷和裁切优化的布置系统是必要的。相加地制造、亦即将材料连续地“放下”成定义的体积体恰好在纤维复合材料的领域中已被证实是非常适合材料的加工变型方案。材料的、特别是面状的热塑性材料的“放下”例如可以通过所谓的取放方法来实现。在该方法中，借助于操纵仪器将优选具有纤维增强的、特别优选地具有单向的纤维增强的面状的热塑性材料从储存器或储藏室中拾取、运输至预先定义的放下位置并且放下在该处。这样的操纵仪器由运动单元、例如铰接臂式机器人和末端执行机构构成，所述末端执行机构根据待操纵的面状的热塑性材料可以配备有夹紧抓取器、针式抓取器、抽吸抓取器或类似物。也称为负压操纵装置的抽吸抓取器例如由DE202013009294U1或DE102009047916B4描述。在此，根据要求使用用于生成真空的不同的作用原理(康达原理、文丘里原理或伯努利原理)。这样的抓取系统已经普遍用于操纵薄的、面状的材料，因为所述抓取系统将面状的热塑性材料可靠地保持在位置上，而在此不(如在针式抓取器的情况下那样)损坏所述面状的热塑性材料。在DE4127133A1、EP0397029A2、DE202012101859U1和DE2535460A1中得出由现有技术已知的另外的抽吸抓取器或负压固定设备，其中，这些设备具有调温单元，以便使抓取器适配于待抓取的材料的温度。从WO2010/073514A1中已知一种具有这样的调温单元的静电抓取器。抓取器的这种调温应避免通过热应力损坏待抓取的材料或避免在抓取器与待抓取的材料之间形成冷凝物。在通过操纵仪器将待加工的面状的热塑性材料放置在其预先确定的位置处之后，为了进一步加工必须以任意方式将所述材料固定以防止滑落。这在热塑性材料通常借助于在已经放下的基板(下面也称为接合配对件)与放下在其上的面状的热塑性材料之间的材料锁合的连接而发生。为了建立所述连接，充分利用面状的热塑性材料的可熔融性。为此所需的能量可以由加热元件输送、例如利用电阻加热器或由超声波发生器输送。将这两个部件(面状热塑性材料和接合配对件)压在一起并且相互焊接。热接触或热脉冲焊接法在包装工业中是一种设立用于以高的脉冲节拍时间焊接薄膜的方法。因为在取放方法中同样加工膜状的半成品(面状的热塑性材料)，这种焊接方法适用于在接合配对件与热塑性材料之间建立材料锁合的连接。为此通常使用可电加热的加热元件，所述加热元件在将半成品定位在面状的热塑性材料上之后立即施加压力并且通过热输送将面状的热塑性材料与接合配对件连接。现有技术的另一种已知的实施方式规定，将加热元件与保持单元分开地安装在保持装置上，该保持装置能以用于施加保持力的保持区域安放在面状的热塑性材料的表面上，其中，在定位之后可以由加热元件执行焊接。然而，为了将这两个部件装配在末端执行机构上需要的是，将这两个部件适配于要操纵的面状的热塑性材料的几何形状。然而，由此产生在面状地构成的热塑性材料的几何形状可能改变的情况下提高的适配需求，因为不仅对于保持元件而且对于加热元件均必须选择新的位置。此外，对于保持元件和加热元件在端部执行机构上设有自身的紧固装置，这在节约重量和整个系统的伴随于此的灵敏度方面是不利的。因此，对于保持元件以及加热元件的布置系统需要增加的结构空间。这一方面限制了能够被安置在末端执行机构上的保持元件和/或加热元件的最大数量，并且另一方面增大了面状的热塑性材料的最小的可被操纵的尺寸。此外，通过这两个元件的之前提到的布置系统也承受面状的热塑性材料的可实现的放下精度。在保持元件与加热元件之间的间距较大的情况下增大了如下可能性：面状的热塑性材料的固定位置由于不存在引导而与期望位置偏离。由此可能产生通道或重叠部，这在稍后的构件中是薄弱部位。由于在现有技术中加热元件直接在到达面状的热塑性材料的最终位置之后才接触，以便焊接所述面状的热塑性材料，因此在短的焊接时间中需要非常高的加热温度，从而待放下的面状的热塑性材料可以迅速地在其整个厚度上完全熔化并且因此可以实现与接合配对件的焊接。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料的设备、一种包括至少两个用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料的设备的布置系统、和一种操纵仪器，其中相对于现有技术的之前提到的缺点至少部分地实现改进。所述任务通过一种具有权利要求1所述的特征的设备、一种具有权利要求10所述的特征的布置系统和一种具有权利要求13所述的特征的操纵仪器来实现。有利的实施方式在从属权利要求中限定。根据本专利技术规定，至少一个加热元件设置在所述至少一个保持装置的保持区域之内或者设置成由所述至少一个保持装置的保持区域包围，面状的热塑性材料能在所述至少一个保持装置的保持区域之内或者由所述至少一个保持装置的保持区域包围地局部地通过所述加热元件热固定在接合配对件上。因此，在一种示例性的实施变型方案中，加热元件可以被集成到保持装置中、更准确地说被集成到保持区域中。所需的热能的引入可以以电气或感应的方式实现。也可完全考虑具有通过热气体加热的实施方案。同样可设想具有超声波发生器的实施方案。因此，根据本专利技术规定，所述至少一个加热元件设置在保持区域之内或由保持区域包围。换言之，加热元件集成到保持元件中并且因此可以通过根据本专利技术的设备将操纵和局部热固定的功能组合在设备部件中。因此，提供一种用于操纵和热固定的紧凑的设备，所述设备具有小的空间需求并且与现有技术的之前提到的实施变型方案相比具有小的重力。因此，整个处理系统的重量并且因此惯性降低，这又有助于提高灵活性和灵敏度。此外，通过根据本专利技术的设备可操纵与现有技术中已知的实施变型方案相比更小的面状的热塑性材料。因为加热元件现在设置在保持区域之内或由保持区域包围，因此面状的热塑性材料的最小尺寸仅还限制于保持区域的尺寸。根据本专利技术的设备的另一重要优点是确保高的放下精度。由于加热元件集成到保持区域中，面状的热塑性材料精确地热固定在其由保持区域所保持的位置处。由此可以有效地抵消面状的热塑性材料的位移，所述位移由于焊接过程和与之关联地形成所述面状的热塑性材料的通道或重叠部而产生。优选地可以规定，所述面状的热塑性材料在由所述至少一个保持装置保持的状态下能局部地被热固定在接合配对件上。就这点而言可以规定，通过保持力将面状的热塑性材料保持在保持装置上，而面状的热塑性材料可局部地被热固定在接合配对件上，而在面状的热塑性材料与接合配对件之间不存在附加的压力。然而优选也可以规定，面状的热塑性材料在通过至少一个保持装置保持的状态下在被放下在接合配对件上之前就已经被局部加热。在此，在保持装置上的加热可以在拾取时、直接在拾取之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料(3)的设备，该设备具有至少一个保持装置(1)，所述保持装置能以用于施加保持力的保持区域(4)安放在面状的热塑性材料(3)的表面上，其特征在于，至少一个加热元件(2)设置在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者设置成由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围，面状的热塑性材料(3)能在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围地局部地通过所述加热元件热固定在接合配对件(5)上。/n

【技术特征摘要】
20180507 AT A50380/20181.一种用于操纵和局部地固定面状的热塑性材料(3)的设备，该设备具有至少一个保持装置(1)，所述保持装置能以用于施加保持力的保持区域(4)安放在面状的热塑性材料(3)的表面上，其特征在于，至少一个加热元件(2)设置在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者设置成由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围，面状的热塑性材料(3)能在所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)之内或者由所述至少一个保持装置(1)的保持区域(4)包围地局部地通过所述加热元件热固定在接合配对件(5)上。


2.根据上一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述面状的热塑性材料(3)在由所述至少一个保持装置(1)保持的状态下能局部地被热固定在接合配对件(5)上。


3.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述至少一个加热元件(2)，优选通过弹簧元件(6)，能运动地与所述至少一个保持装置(1)连接。


4.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述面状的热塑性材料(3)能通过所述至少一个加热元件(2)连续地或间歇式地加热。


5.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述至少一个加热元件(2)与所述至少一个保持装置(1)之间至少局部地设有隔离层(7)。


6.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述至少一个保持装置(1)构成为静电抓取器(8)，其中，电抓取器(8)的接触面的静电电荷能通过至少一个激活装置施加或改变。
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·缪勒，P·塞恩舍，
申请(专利权)人：恩格尔奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT