用于高速接合的过程监控制造技术

本发明专利技术涉及一种借助于安装设备将接合元件以至少5m/s的速度、特别是将螺栓以至少10m/s的速度安装到至少一个构件中的接合过程的过程监控方法，该安装设备具有下述特征：用于安装所述接合元件的冲头；缓冲器，所述缓冲器限定所述冲头朝接合方向的最大移位；和位移测量装置，借助所述位移测量装置能够检测所述冲头的移位，其中，所述过程监控方法包括下述步骤：以位移-时间曲线的形式检测所述冲头在接合过程中与时间相关的位移；检测所述冲头在所述缓冲器上的着落；这样评估所述位移-时间曲线，即，在所述位移-时间曲线中存在跟随至少一个最小值的至少一个最大值并且在所述冲头没有着落在所述缓冲器上时，将已接合的连接鉴定为合格。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于以至少5m/s的速度接合接合元件、特别是以至少lOm/s的速度接合螺栓的接合过程的过程监控方法。此外，本专利技术包括一种用于检查接合连接的方法，在此不会损坏所述接合连接。
技术介绍
在现有技术中已知用于形成接合连接的不同方法。为了能够可靠地应用这些方法，必要的是，在所述接合方法的同时实施过程监控方法。这样的过程监控评估接合方法的参数，并发出已形成的接合连接是否合格或不合格的信号。在已知的接合方法中，常常求得在接合过程中的力-位移曲线。所述力-位移曲线描述与由冲头经过的位移相关的由冲头施加到接合元件上的力。已证实的是，所述方式不能广泛应用到任一接合方法上。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种接合元件以至少5m/s的速度接合的接合过程的过程监控方法。上述目的通过一种根据独立权利要求I所述的过程监控方法得以实现。此外，本专利技术公开了一种根据权利要求13所述的用于无损坏地检查接合连接的方法。从说明书、附图和从属权利要求中得知本专利技术的有利的构造方案和改进方案。根据本专利技术的过程监控方法用于监控借助于安装设备将接合元件以至少5m/s的速度、特别是将螺栓以至少10m/S的速度安装到至少一个构件中的接合过程。所述安装设备具有下述特征用于安装接合元件的冲头；限定冲头朝接合方向的最大移位的缓冲器；以及位移测量装置，借助所述位移测量装置能够检测冲头的移位。在这个基础上，所述过程监控方法包括下述步骤以位移-时间曲线的形式检测冲头在接合过程中与时间相关的位移；检测冲头在缓冲器上的着落；这样评估位移-时间曲线，使得在位移-时间曲线中存在跟随至少一个最小值的至少一个最大值并且冲头没有着落在缓冲器上时，将已接合的连接被鉴定合格。借助于根据本专利技术的方法，与现有的过程监控方法相比，提出与时间相关的冲头位移作为用于本专利技术的质量的参考。这正好适用于接合元件以至少5m/s的速度接合的高速接合。在接合过程中，冲头不仅将接合元件压入至少一个构件中，而且冲头同样承受在将接合元件压入至少一个构件中时的构件反作用力。所述构件反作用力导致冲头背离接合方向运动。因此，接合过程包括安装设备在接合位置运动并承受接合位置的反作用力所经过的时间间隔。如果检测冲头的位移-时间曲线，那么从所述位移-时间曲线中可知晓在接合过程中的构件反作用力并因此还知晓所形成的专利技术物的质量。所述评估包括求得在位移-时间曲线中的至少一个最小值和至少一个最大值，以便从中得出对已形成的接合连接的质量的相应结论。该信息由冲头在接合过程中是否着落在缓冲器上的信息补充。如果发生了这样的冲头在缓冲器上的着落，那么这表示接合元件以一定的过剩能量接合。所述过剩能量导致已形成的接合连接已经被减弱，并且必须被鉴定为不合格。根据不同优选的构造，检测冲头在安装设备的缓冲器上的着落，并且求得相应的信号。根据一个实施形式，缓冲器包括可通过冲头触发的电开关。因此，所述过程监控方法由以下步骤补充当冲头碰到缓冲器上时，通过缓冲器触发电信号。根据另一实施形式，缓冲器包括力传感器，所述力传感器检测冲头在着落到缓冲器上时的着落力。在该结构构造中，所述过程监控方法由以下步骤扩展当将冲头着落到冲头上时，通过缓冲器发出着落力。同样优选的是，冲头在缓冲器上的着落低于最小着落力不被限定为冲头在缓冲器上着落。此外，为了评估位移-时间曲线，优选的是，求出位移-时间曲线对时间的一阶导数和二阶导数，以便确定至少一个最大值和至少一个最小值。此外优选的是，在接合过程中在过程监控之前，确定用于接合过程的工艺窗口。就此而言实现经验性求得待供给接合元件的接合能量和待由接合元件经过的位移，以便获得 合格的连接。在此，冲头不应碰在缓冲器上。在求得接合能量时，形成多个接合连接，其中故意改变接合能量。为了求得用于待形成的接合连接的合适的接合能量，接着鉴定所形成的接合连接。在接合连接的质量的范围内，不管所述接合连接是否合格还是不合格，优选实施已形成的接合连接的光学检查。根据一个可替代方案，所述光学检查包括检查已接合的接合元件的头部突出部。根据另一可替代方案，在已接合的接合元件上实施扭矩检查。所述扭矩检查优选包括以限定的扭矩转动已接合的接合元件，从而在接合元件没有一起转动时将该连接鉴定为合格。因此，该扭矩检查是已形成的接合连接的无损坏的检查。同样优选的是，借助于在将接合元件从至少一个构件中移除时的接合元件的头部抗拉强度确定已形成的接合连接的质量。因此，在已形成的接合连接的求得的质量的基础上，可确定适于形成接合连接的接合能量。在液压和气动式工作的安装设备中，求得在气动或液压式接合时的压力范围作为供给接合元件的接合能量的参考。同样优选的是，借助于电动式工作的安装设备形成接合连接。在这种情况下，求得冲头在电动地接合接合元件时的速度范围，所述速度范围用作供给接合元件的接合能量的参考。作为上面总结的过程监控方法的组成部分，本专利技术同样公开了用于无损坏地检查接合连接、特别是由螺栓和至少一个构件构成的连接的方法。所述检查方法具有下述步骤以限定的扭矩转动接合连接的接合元件并评估所述转动，使得在施加限定的扭矩时接合元件没有一起转动的情况下将所述接合连接鉴定为合格。附图说明参见附图详细解释本专利技术。附图中示出图I优选的安装设备的示意图；图2安装设备的优选的局部的示意图；图3优选的安装设备的另一示意图；图4a_4c用于说明优选的过程监控方法的优选的示意性图表；图5a_5d用于说明优选的过程监控方法的示意性图表；并且图6过程监控方法的优选实施形式的流程图。具体实施例方式图I示出用于高速接合一接合元件20的优选的安装设备I的示意图。接合元件20以至少5m/s、优选至少10m/s的速度接合到至少一个构件30中。接合元件20的示例是螺栓，如在 DE 10 2006 002 238,DE 20 2006 00 666,DE 10 2007 017 590 和 DE 10 2007003 126中所述。此外，在此说明的过程监控可以相同的方式用于冲压铆接的高速接合以及通过咬合连接的高速接合。安装设备I包括壳体，冲头10线性可移动地设置在所述壳体中。冲头10朝接合方向(即朝构件30的方向)以及背离接合方向地移动。冲头10优选借助于气动式工作的活塞-缸驱动器被气动地操纵。同样优选的是，通过液压式活塞-缸装置液压地驱动冲头10。本专利技术的另一实施形式使用冲头10的电动驱动器。这样的电动驱动器例如包括电驱动的主轴驱动器或类似工作的线性驱动器。为了避免在接合过程中损坏冲头10，在冲头的下方朝接合方向设有缓冲器40。如果冲头10碰到缓冲器40上，那么缓冲器40缓冲冲头10朝接合方向的运动。根据本专利技术的一个实施形式，缓冲器40与电开关50连接。一旦冲头10碰在缓冲器40上，那么触发开关50，并且产生相应的电信号。该电信号被传送给控制单元、例如计算机，以便能够在过程监控中使用。同样优选的是，设有与缓冲器40相组合的力传感器50。在冲头10着落在缓冲器40上时，力传感器50检测使冲头10与缓冲器40挤压到一起的力。冲头10的由力传感器50检测到的着落力同样被传递给控制单元。根据本专利技术的一个可替代方案，仅传递冲头10 已在缓冲器40上着落的信息。根据另一优选的可替代方案，冲头10在缓冲器上的着落力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·德拉特，A·科拉克，
申请(专利权)人：伯尔霍夫连接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：