DE4317621C1 - Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren

Info

Publication number
DE4317621C1
DE4317621C1 DE19934317621 DE4317621A DE4317621C1 DE 4317621 C1 DE4317621 C1 DE 4317621C1 DE 19934317621 DE19934317621 DE 19934317621 DE 4317621 A DE4317621 A DE 4317621A DE 4317621 C1 DE4317621 C1 DE 4317621C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sonotrode
welding
ultrasound
control unit
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE19934317621
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Dipl Ing Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19934317621 priority Critical patent/DE4317621C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4317621C1 publication Critical patent/DE4317621C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/47—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces
    • B29C66/474—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces said single elements being substantially non-flat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81427—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth
    • B29C66/81429—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth comprising a single tooth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/922—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9231—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the displacement of the joining tools
    • B29C66/92311—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the displacement of the joining tools with special measurement means or methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9261—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the displacement of the joining tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/929—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges
    • B29C66/9292—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. pressure diagrams
    • B29C66/92921—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. pressure diagrams in specific relation to time, e.g. pressure-time diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/93—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed
    • B29C66/932—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed by measuring the speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/861—Hand-held tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/863—Robotised, e.g. mounted on a robot arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/914—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/922—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9221—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force or the mechanical power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/93—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed
    • B29C66/934—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed by controlling or regulating the speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/942—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time by measuring the time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools
    • B29C66/9512—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools by controlling their vibration frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools
    • B29C66/9516—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools by controlling their vibration amplitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/959—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables
    • B29C66/9592—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables in explicit relation to another variable, e.g. X-Y diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/96—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process
    • B29C66/961—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process involving a feedback loop mechanism, e.g. comparison with a desired value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/737—Articles provided with holes, e.g. grids, sieves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils bzw. zum Verbinden zweier Bauteile mittels Ultraschall, mit einem Ultraschallerzeuger und einer Ultraschallanlage, wobei die Ultraschallanlage eine Ultraschallschweißeinrichtung mit einem Konverter und einer Sonotrode aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels Ultraschall, bei dem ein Ultraschallerzeuger eine Sonotrode über einen Konverter in Schwingung versetzt.
Das Bearbeiten eines Bauteils bzw. das Verbindung von Bauteilen mittels Ultraschall wird in neuzeitigen Fertigungsverfahren immer häufiger verwendet. Mittels dieses Verfahrens werden unter anderem Punkt-, Naht- und Stumpfschweißungen erzielt, indem die Energie von Ultraschallschwingungen konzentriert und dadurch die Schweißstelle plastifiziert und die Materialien miteinander verbunden werden. Die Schwingungen werden über die Sonotrode senkrecht zur Spannkraft der Bauteile übertragen, welche an der Schweißstelle erwärmt werden. Dabei werden Oxydhäute aufgerissen, Rauigkeiten eingeebnet und eine Verschweißung der beiden Bauteile erreicht. Mit dem Schweißverfahren werden vor allem dünne Bleche und Drähte mit dickeren Unterlagen verschweißt, wobei Metalle, wie Aluminium, Kupfer, Messing, Silber, Gold, Titan, Tantal und Molybdän, und insbesondere thermoplastische Kunststoffe jeweils miteinander verbunden werden. Das Ultraschallschweißen hat den Vorteil, daß auch relativ große Bauteile mit relativ kleinen Bauteilen problemlos und sicher miteinander verbindbar sind.
Für hochwertige Schweißverbindungen ist es unbedingt erforderlich, daß stets gleiche Arbeitsbedingungen für die Ultraschallschweißeinrichtung vorliegen. Außerdem sollen weder die miteinander zu verbindenden Bauteile noch die Schweißeinrichtung beschädigt werden. In der Regel werden die einzelnen Schweißparameter empirisch ermittelt und vor Beginn der Verschweißung der Bauteile am Ultraschallerzeuger bzw. an der Ultraschalleinrichtung eingestellt. Ändert sich jedoch zum Beispiel die Dicke des Bauteils, so nimmt in der Regel die Anpreßkraft zu, was eine Temperaturerhöhung der Schweißstelle nach sich zieht.
Aus der EP 421 019 A1 und der DE 39 21 653 A1 ist bekannt, daß die Hubgeschwindigkeit der pneumatischen Vorschubeinrichtung der Sonotrode in Abhängigkeit der Anpreßkraft gesteuert wird. Ferner ist bekannt, daß die Auslösung und Beendigung der Schallabgabe in Abhängigkeit des Hubs oder der Anpreßkraft oder der in das Werkstück eingebrachten Energie gesteuert wird. Bei anderen Anlagen wird die Regelung des Fügevorganges kraftgesteuert oder temperaturgesteuert. Bei diesen Anlagen muß jedoch stets während des Schweißbetriebes die Schweißstelle kontrolliert werden bzw. müssen nach erfolgter Schweißung die einzelnen Schweißstellen stichprobenartigen Kontrollen unterzogen werden, um Fehlschweißung aufzufinden und weitere Fehlschweißungen zu vermeiden, indem der Ultraschallerzeuger und/oder die Schweißeinrichtungen neu eingestellt bzw. justiert werden. Diese Vorgehensweise ist nicht nur umständlich und zeitaufwendig, sie gewährleistet auch keine gleichbleibende Qualität bei der Verschweißung zweier Bauteile.
Aus der EP 208 310 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln des Prozeßverlaufes beim Ultraschallschweißen von Werkstücken bekannt geworden, bei der für die Prozeßvariable für die Regelung die Schweißzeit, Schweißenergie oder Schweißleistung oder die Verformung der zu verschweißenden Werkstücke als Parameter erfaßt werden. Insbesondere bei der Ermittlung der Verformung der Werkstücke können extreme Schwankungen in der Qualität der Schweißstellen auftreten, da das ganze Regelsystem außerordentlich träge ist.
Ausgehend von einem Stand der Technik gemäß der EP 208 310 A1 liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mit diesen die Qualitätsschwankungen der Schweißstelle zweier Bauteile wesentlich verringert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ultraschallanlage mit einer Positionsmeßeinheit versehen ist, welche die Position, insbesondere den Abstand der Sonotrode in bezug auf das Bauteil erfaßt, und daß die Positionsmeßeinheit mit einer den Ultraschallerzeuger ansteuernden Steuereinheit verbunden ist.
Durch das Anbringen einer Positionsmeßeinheit an der Ultraschallanlage kann die exakte Position der Sonotrode zum Beispiel in bezug auf das Bauteil, d. h. der Abstand der Sonotrode vom Bauteil, erfaßt werden. Aus diesem Abstand bzw. aus der Position bezüglich des Bauteils können Informationen zur Ansteuerung des Ultraschallerzeugers gewonnen werden, wodurch die Güte der Schweißverbindung verbessert werden kann. So kann z. B. exakt bestimmt werden, wann die Sonotrodenspitze auf das Bauteil aufsetzt und wann die gewünschte Eindringtiefe bzw. der gewünschte Vorschub erreicht ist. Auf diese Weise kann z. B. der Beginn der Schallabgabe exakt festgelegt und z. B. der Vorschub von Schnellauf auf Langsamlauf umgestellt werden. Bei Erreichen des Vorschubendes wird dann die Schallabgabe mit oder ohne einer gewissen Haltezeit beendet. Auf diese Weise ist eine hohe Qualität der Schweißverbindung gewährleistet und die Schweißeinrichtung kann auf Veränderungen der Abmessungen der Bauteile, z. B. auf Dickenänderungen usw., unmittelbar reagieren. Änderungen in den Abmessungen der Bauteile bewirken somit keine Qualitätsveränderungen, insbesondere Qualitätseinbußen der Schweißverbindung. Die Steuerung des Ultraschallerzeugers über den Abstand der Sonotrode vom Bauteil hat außerdem den Vorteil, daß die Standzeit der Ultraschallschweißeinrichtung erhöht werden kann, insbesondere kann ein Bruch der Sonotrode aufgrund von Überlastung, falscher Zustellung usw. vermieden werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Positionsmeßeinheit als berührungsloses Meßsystem, z. B. als optisches oder akustisches Meßsystem, wie Lasertriangulator oder dergleichen ausgebildet ist. Berührungslose Meßsysteme weisen den Vorteil auf, daß durch den Meßvorgang die Schweißstelle selbst nicht beeinflußt wird und daher eine kontinuierliche Messung erfolgen kann. Außerdem weisen berührungslose Meßsysteme den Vorteil auf, daß sie verschleißfrei arbeiten.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Positionsmeßeinheit als berührendes Meßsystem, z. B. als Längenpotentiometer, mechanischer Taster oder dergleichen, ausgebildet ist. Dieses Meßsystem hat den Vorteil, daß es einen einfachen Aufbau aufweist und relativ preiswert ist.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Ultraschallanlage als Standardpresse, Sondermaschine, Handpistole, Roboterwerkzeug oder dergleichen ausgebildet ist. Die Ultraschallanlage ist nicht auf einen speziellen Anlagetyp beschränkt, sondern kann in jeder Fügestation einer Fertigungslinie vorgesehen sein, in der Bauteile mittels Ultraschall miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden.
Eine besondere einfache Verarbeitung der Meßwerte in der Steuereinheit wird dadurch erzielt, daß diese mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden ist, insbesondere einen Personal-Computer (PC) aufweist. Mittels dieses PC′s können Positionsdaten mit Sollwerten verglichen werden und bei einer Abweichung können entsprechende Steuersignale an den Ultraschallerzeuger ausgegeben werden. Ferner können die Positionswerte gespeichert werden, um sie für einen späteren Vergleich mit anderen aktuellen Positionsmeßwerten heranziehen zu können.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Steuereinheit mit einem Zeitmeßglied und/oder einer Kraftmeßdose verbunden ist. Über das Zeitmeßglied kann vorteilhaft die Geschwindigkeit der Sonotrode bestimmt werden. Wird nun die Sonotrode in Richtung auf ein Bauteil verfahren und sitzt die Sonotrode auf dem Bauteil auf, dann ändert sich die Zustellgeschwindigkeit der Sonotrode, was augenblicklich über die Steuereinheit erfaßt wird und entsprechende Steuerdaten an den Ultraschallerzeuger ausgegeben werden. Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß über eine Kraftmeßdose erfaßt werden kann, wann die Sonotrode auf dem Bauteil aufsitzt.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Positionen, insbesondere der Abstand der Sonotrode in bezug auf das Bauteil gemessen und der Meßwert einer Steuereinheit zugeleitet und in der Steuereinheit zu Steuersignalen verarbeitet wird, und daß der Ultraschallerzeuger in Abhängigkeit dieser Steuersignale Schweißparameter für die Sonotrode einstellt.
In Abhängigkeit der Position der Sonotrode, z. B. der Abstand der Sonotrode vom Bauteil, wird also z. B. die Vorschubgeschwindigkeit der Sonotrode verändert, die Schallabgabe ein- bzw. ausgeschaltet usw. und dadurch gezielt auf die Schweißverbindung eingewirkt.
Dadurch, daß neben der Position der Sonotrode in bezug auf das Bauteil der Zeitablauf gemessen und/oder die Anpreßkraft der Sonotrode erfaßt wird, können z. B. durch die Bestimmung der Geschwindigkeit der Sonotrode weitere Steuerdaten erzeugt werden, durch die ebenfalls Einfluß auf die Schweißverbindung genommen werden kann.
Bevorzugt stellt die Steuereinheit die Schweißparameter mit Hilfe eines oder mehrerer Kennfelder ein. Kennfelder sind z. B. bereits aus modernen Zündanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt, wo ebenfalls mehrere Fahrzeugdaten zueinander in Beziehung gesetzt und die entsprechenden Zündparameter bestimmt werden. Anhand des bzw. der Kennfelder können somit nicht nur einzelne Schweißparameter, wie Amplitude oder Anpreßkraft, eingestellt werden, sondern es können eine Vielzahl von Schweißparametern gleichzeitig oder nacheinander verändert werden. So können z. B. die Schweißenergie, die Schweißzeit, die Haltezeit, der Schweißweg, der Hub, die Hubgeschwindigkeit, die Anpreßkraft, die Vorschubgeschwindigkeit, die Amplitude, die Frequenz, der Beginn bzw. das Ende der Schallabgabe usw. geregelt werden. Diese Aufzählung soll nicht abschließend verstanden werden.
Bevorzugt werden die Meßwerte mit einem Toleranzfeld verglichen. Auf diese Weise kann die Güte der Schweißverbindung innerhalb gewisser Toleranzen gehalten werden. Bei Abweichungen der Meßwerte aus dem Toleranzfeld werden die Steuersignale für die Schweißparameter so geändert, daß die Meßwerte wieder zurück in das Toleranzfeld wandern. Durch diese Regelung, was über Kennfelder erfolgen kann, wird eine optimale Qualitätssicherung erzielt.
Eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Abschweißen von Nieten, Punktschweißen oder Einbetten von Metallteilen gesehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei ist in der Zeichnung der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich prinzipiell wiedergegeben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ultraschallanlage;
Fig. 2 die Sonotrodenspitze mit einer anderen Meßeinheit;
Fig. 3 die Sonotrodenspitze mit einer dritten Meßeinheit; und
Fig. 4 ein Diagramm, den Abstand der Sonotrode in Bezug auf das Bauteil über der Zeit zeigend.
In der Fig. 1 ist insgesamt mit 1 eine Ultraschallanlage bezeichnet, die zum Beispiel als Schweißpresse, Mehrkopfautomat, Roboterwerkzeug, Handpistole oder dergleichen ausgeführt sein kann. Dabei ist in der Zeichnung diese Ultraschallanlage 1 lediglich schematisch wiedergegeben, und es sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Elemente gezeigt. Die Ultraschallanlage 1 ist mit einer nicht dargestellten Steuereinheit wie einem Ultraschallerzeuger verbunden.
Die Ultraschallanlage 1 ist oberhalb eines nur schematisch wiedergegeben Schallreflektors 2 angeordnet, auf dem die miteinander zu verbindenden Werkstücke bzw. Bauteile 3 und 4 aufliegen und gegebenenfalls eingespannt sind. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bauteil 4 als Niet ausgebildet, welches das Bauteil 3 durchdringt und zum Abschweißen vorgesehen ist. Oberhalb der Bauteile 3 und 4 befindet sich eine Ultraschallschweißeinrichtung 5, die an ihrem oberen Ende mit einem Konverter 6 und an ihrem unteren Ende mit einer Sonotrode 7 versehen ist. Zwischen dem Konverter 6 und der Sonotrode 7 kann ein Booster 8 vorgesehen sein. Über einen Linearantrieb 9 kann die Ultraschallschweißeinrichtung 5 angehoben bzw. auf die Bauteile 3 und 4 abgesenkt werden, so daß sie mit einer bestimmten Anpreßkraft auf diesen aufliegt.
In unmittelbarer Nachbarschaft zur Sonotrodenspitze 10 ist eine Positionsmeßeinheit 11 vorgesehen, die berührungslos die Position der Sonotrode 7 in bezug auf das Bauteil 3 mißt. Die Positionsmeßeinheit ist als optisches Meßsystem, z. B. als Lasertriangulator, ausgeführt. Mit dieser Positionsmeßeinheit kann eine Kennlinie ermittelt werden, wie sie z. B. in Fig. 4 dargestellt ist.
Die in der Fig. 4 gezeigte Kennlinie 12 stellt den Abstand a der Positionsmeßeinheit 11 von der Oberfläche des Bauteils 3 über der Zeit t dar. Im Arbeitspunkt 13 zur Zeit t = 0 wird die Sonotrode 7 über den Linearantrieb 9 in Richtung auf das Bauteil 3 verschoben. Dabei ändert sich der Abstand der Sonotrode gemäß dem Ast 14 der Kennlinie 12 bis zum Knickpunkt 15, wo die Sonotrodenspitze 10 auf der Oberfläche des Bauteils 4 aufsitzt. Die Anpreßkraft des Linearantriebs 9 ist so bemessen, daß sie nicht ausreicht, die Sonotrode weiterzubewegen. Die Sonotrode 7 verharrt also durch Anlage am Bauteil 4 in dieser Position. Nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne wird im Arbeitspunkt 16 die Ultraschallabgabe eingeschaltet und gegebenenfalls der Anpreßdruck erhöht. Durch Materialerweichung und gegebenenfalls durch den höheren Anpreßdruck verringert der Abstand von Sonotrodenspitze 10 und Bauteil 3 gemäß dem Ast 17 der Kennlinie 12. Im Arbeitspunkt 18 hat die Sonotrodenspitze ihren maximalen Vorschub erreicht und wird angehalten. Die Sonotrodenspitze verharrt in diesem Abstand eine gewisse Zeit und wird ab dem Arbeitspunkt 19 bis zum Arbeitspunkt 20 in die Ausgangsstellung zurückgefahren.
In Fig. 4 ist erkennbar, daß der Ast 17 der Kennlinie 12 ein Toleranzfeld 21 durchläuft. Solange der Ast 17 nicht seitlich aus dem Toleranzfeld 21 ausbricht, läuft der Schweißvorgang innerhalb festgesetzter Toleranzwerte ab. Ist jedoch die Schallabgabe zu groß bzw. der Anpreßdruck der Sonotrode 7 auf das Bauteil 4 zu hoch, dann läuft die Kennlinie aus dem Toleranzfeld 21 heraus, was andeutungsweise mit dem Ast 22 dargestellt ist. Entsprechendes gilt bei zu geringer Schallabgabe bzw. bei zu geringem Anpreßdruck, wo die Kennlinie nach oben aus dem Toleranzfeld 21 herausläuft, wie andeutungsweise mit dem Ast 23 dargestellt. Sollte dies der Fall sein, wird durch entsprechende Veränderung der Parameter für die Ultraschallschweißeinrichtung 5 der Verlauf der Kennlinie 12 korrigiert, so daß sie innerhalb des Toleranzfeldes 21 bleibt.
Durch eine Zeiterfassung neben der Messung der Position der Sonotrodenspitze bezüglich der Bauteile 3 bzw. 4 kann die Geschwindigkeit der Sonotrode 7 ermittelt werden. Ferner kann über eine Kraftmeßdose parallel der Anpreßdruck ermittelt und zur Steuerung verarbeitet werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Positionsmeßeinheit 11, die in der Fig. 2 als Längenpotentiometer bzw. in der Fig. 3 als mechanischer Taster ausgeführt ist. Werden zum Beispiel mehrere Taster gemäß Fig. 3 angeordnet, können über diese Taster verschiedene Arbeitspunkte abgetastet werden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils bzw. zum Verbinden zweier Bauteile (3 und 4) mittels Ultraschall mit einem Ultraschallerzeuger und einer Ultraschallanlage (1), wobei die Ultraschallanlage (1) eine Ultraschallschweißeinrichtung (5) mit einem Konverter (6) und einer Sonotrode (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallanlage (1) mit einer Positionsmeßeinheit (11) versehen ist, welche die Position, insbesondere den Abstand (a), der Sonotrode (7) in bezug auf das Bauteil (3) ermittelt, und daß die Positionsmeßeinheit (11) mit einer den Ultraschallerzeuger ansteuernden Steuereinheit verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmeßeinheit (11) als berührungsloses Meßsystem, zum Beispiel als optisches oder akustisches Meßsystem, wie Lasertriangulator, ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmeßeinheit (11) als berührendes Meßsystem, zum Beispiel als Längenpotentiometer, mechanischer Taster oder dergleichen, ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallanlage (1) als Standardpresse, Sondermaschine, Handpistole, Roboterwerkzeug ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen PC aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit mit einem Zeitmeßglied und/oder einer Kraftmeßdose verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Positionsmeßeinheit (11) und das Zeitmeßglied die Geschwindigkeit der Sonotrode (7) erfaßbar ist.
8. Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile (3 und 4) mittels Ultraschall, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Ultraschallerzeuger eine Sonotrode (7) über einen Konverter (6) in Schwingungen versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Position, insbesondere der Abstand (a), der Sonotrode (7) in bezug auf das Bauteil (3) gemessen und der Meßwert einer Steuereinheit zugeleitet und in der Steuereinheit zu Steuersignalen verarbeitet wird, und daß der Ultraschallerzeuger in Abhängigkeit dieser Steuersignale die Schweißparameter für die Sonotrode (7) einstellt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Steuersignale für die Schweißparameter mit Hilfe eines oder mehrerer Kennfelder ermittelt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Steuersignale für die Schweißparameter, wie Schweißenergie, Schweißzeit, Haltezeit, Schweißweg, Anpreßkraft, Vorschubgeschwindigkeit, Amplitude, Frequenz und/oder Beginn und Ende der Schallabgabe ermittelt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Position der Sonotrode (7) in bezug auf das Bauteil (3) der Zeitablauf und/oder die Anpreßkraft der Sonotrode (7) gemessen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Sonotrode (7) gemessen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißvorgang gesteuert oder geregelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte mit einem Toleranzfeld verglichen werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichung der Meßwerte aus dem Toleranzfeld die Steuersignale für die Schweißparameter geändert werden.
16. Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eines Verfahrens gemäß der Ansprüche 8 bis 15 zum Abschweißen von Nieten, Punktschweißen, Einbetten von Metallteilen, Bahnschweißen, Umformen, Verschweißen von Fügeflächen.
DE19934317621 1993-05-27 1993-05-27 Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren Revoked DE4317621C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934317621 DE4317621C1 (de) 1993-05-27 1993-05-27 Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934317621 DE4317621C1 (de) 1993-05-27 1993-05-27 Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4317621C1 true DE4317621C1 (de) 1994-06-23

Family

ID=6489024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934317621 Revoked DE4317621C1 (de) 1993-05-27 1993-05-27 Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4317621C1 (de)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996014202A2 (de) * 1994-11-07 1996-05-17 Walter Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh Vorrichtung und verfahren zum fortlaufenden ultraschallbearbeiten einer materialbahn
WO2000041873A1 (de) * 1999-01-15 2000-07-20 Dr. Hielscher Gmbh Verfahren zum konstanthalten der mittleren spaltbreite zwischen einer sonotrode eines ultraschall-systems und einem als gegenfläche ausgebildeten werkzeug einer ultraschall-schneideinrichtung
DE10301423A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Positionierung von Sonotroden und Bauteilaufnahmen
DE10301433A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Erfassung der Position von Sonotroden zu Bauteilaufnahmen
DE102006033156A1 (de) * 2006-07-18 2008-01-24 Keiper Gmbh & Co.Kg Struktur eines Fahrzeugsitzes
EP2106899A2 (de) 2008-04-04 2009-10-07 Dukane Corporation Ultraschallpresse mit Servomotor und verzögerter Bewegungstechnik
DE102009043201A1 (de) * 2009-09-26 2011-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Verschweißen eines Kunststoffgehäuses
DE102009043200A1 (de) * 2009-09-26 2011-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Verschweißen eines Kunststoffgehäuses
DE102009055177A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Caradon Stelrad B.V. Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers unter Verwendung eines Ultraschallschweißens sowie danach hergestellter Heizkörper
US8052816B2 (en) 2006-05-08 2011-11-08 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
DE102010061164A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zur Durchführung einer Kunststoff-Heißvernietung sowie Vorrichtung zur Heißvernietung
DE102011006932A1 (de) * 2011-04-07 2012-10-11 Widmann Maschinen E.K. Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Werkstücken
CN103394802A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 金兴汽车内饰股份有限公司 超声波门板焊接机
US9144937B2 (en) 2006-05-08 2015-09-29 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
WO2015162029A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Weber Schraubautomaten Gmbh Vorrichtung zum setzen eines setzelements in einem bauteil
WO2016054751A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Woodwelding Ag Anchoring a joining element in an object
WO2016198545A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Woodwelding Ag Anchoring in a lightweight building element
CN106271038A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 宁波长晟电子科技有限公司 汽车门板超声波带预压紧功能焊头机构
US9688017B2 (en) 2013-05-14 2017-06-27 Dukan IAS, LLC Vibration welders with high frequency vibration, position motion control, and delayed weld motion
WO2017160202A1 (en) 2016-03-15 2017-09-21 Ikea Supply Ag Method and device for anchoring an insert in a structure by using a vibration device
US10549481B1 (en) 2018-12-21 2020-02-04 Dukane Ias, Llc Systems and methods for low initial weld speed in ultrasonic welding
EP2769830B2 (de) † 2013-02-20 2022-08-17 MS Ultraschall Technologie GmbH Rundsonotrode

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0208310A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Regeln des Prozessverlaufes und zur Qualitätskontrolle beim Ultraschallschweissen von Werkstücken
DE3921653A1 (de) * 1989-06-30 1991-01-10 Siemens Ag Schweisspresse zum verschweissen von werkstuecken
EP0421019A1 (de) * 1989-10-06 1991-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Kunststoffteilen durch Ultraschall

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0208310A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Regeln des Prozessverlaufes und zur Qualitätskontrolle beim Ultraschallschweissen von Werkstücken
DE3921653A1 (de) * 1989-06-30 1991-01-10 Siemens Ag Schweisspresse zum verschweissen von werkstuecken
EP0421019A1 (de) * 1989-10-06 1991-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Kunststoffteilen durch Ultraschall

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996014202A3 (de) * 1994-11-07 1996-07-04 Walter Herrmann Ultraschalltec Vorrichtung und verfahren zum fortlaufenden ultraschallbearbeiten einer materialbahn
WO1996014202A2 (de) * 1994-11-07 1996-05-17 Walter Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh Vorrichtung und verfahren zum fortlaufenden ultraschallbearbeiten einer materialbahn
WO2000041873A1 (de) * 1999-01-15 2000-07-20 Dr. Hielscher Gmbh Verfahren zum konstanthalten der mittleren spaltbreite zwischen einer sonotrode eines ultraschall-systems und einem als gegenfläche ausgebildeten werkzeug einer ultraschall-schneideinrichtung
DE10301433B4 (de) * 2003-01-16 2008-05-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Erfassung der Position von Sonotroden zu Bauteilaufnahmen
DE10301423A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Positionierung von Sonotroden und Bauteilaufnahmen
DE10301433A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Erfassung der Position von Sonotroden zu Bauteilaufnahmen
DE10301423B4 (de) * 2003-01-16 2008-03-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallschweißanlage und Verfahren zur Positionierung von Sonotroden und Bauteilaufnahmen
US9849627B2 (en) 2006-05-08 2017-12-26 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9914263B2 (en) 2006-05-08 2018-03-13 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press with automatic speed changes in advancing movement of welding stack
US9144937B2 (en) 2006-05-08 2015-09-29 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US8052816B2 (en) 2006-05-08 2011-11-08 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9849628B2 (en) 2006-05-08 2017-12-26 Dukane Ias, Llc Ultrasonic welding method using delayed motion of welding stack
US9586361B2 (en) 2006-05-08 2017-03-07 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9486955B2 (en) 2006-05-08 2016-11-08 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US8720516B2 (en) 2006-05-08 2014-05-13 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
DE102006033156A1 (de) * 2006-07-18 2008-01-24 Keiper Gmbh & Co.Kg Struktur eines Fahrzeugsitzes
EP2106899A2 (de) 2008-04-04 2009-10-07 Dukane Corporation Ultraschallpresse mit Servomotor und verzögerter Bewegungstechnik
EP2106899A3 (de) * 2008-04-04 2010-09-08 Dukane Corporation Ultraschallpresse mit Servomotor und verzögerter Bewegungstechnik
DE102009043200A1 (de) * 2009-09-26 2011-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Verschweißen eines Kunststoffgehäuses
DE102009043201A1 (de) * 2009-09-26 2011-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Verschweißen eines Kunststoffgehäuses
DE102009055177A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Caradon Stelrad B.V. Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers unter Verwendung eines Ultraschallschweißens sowie danach hergestellter Heizkörper
DE102010061164A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zur Durchführung einer Kunststoff-Heißvernietung sowie Vorrichtung zur Heißvernietung
DE102011006932A1 (de) * 2011-04-07 2012-10-11 Widmann Maschinen E.K. Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Werkstücken
DE102011006932B4 (de) * 2011-04-07 2014-05-28 Widmann Maschinen GmbH & Co. KG Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Werkstücken
EP2769830B2 (de) † 2013-02-20 2022-08-17 MS Ultraschall Technologie GmbH Rundsonotrode
US9688017B2 (en) 2013-05-14 2017-06-27 Dukan IAS, LLC Vibration welders with high frequency vibration, position motion control, and delayed weld motion
CN103394802A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 金兴汽车内饰股份有限公司 超声波门板焊接机
US20170043525A1 (en) * 2014-04-23 2017-02-16 Weber Schraubautomaten Gmbh Device for setting a setting element in a component
EP3119584B1 (de) * 2014-04-23 2019-12-18 Weber Schraubautomaten GmbH Vorrichtung und verfahren zum setzen eines setzelements in einem bauteil
CN106536167A (zh) * 2014-04-23 2017-03-22 巍博拧紧机公司 用于将安装元件安装到组件中的设备
US10479024B2 (en) 2014-04-23 2019-11-19 Weber Schraubautomaten Gmbh Device for setting a setting element in a component
CN106536167B (zh) * 2014-04-23 2019-09-06 巍博拧紧机公司 用于将安装元件安装到组件中的设备
WO2015162029A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Weber Schraubautomaten Gmbh Vorrichtung zum setzen eines setzelements in einem bauteil
WO2016054751A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Woodwelding Ag Anchoring a joining element in an object
US10427359B2 (en) 2014-10-09 2019-10-01 Woodwelding Ag Anchoring a joining element in an object
CN107889479A (zh) * 2015-06-11 2018-04-06 伍德韦尔丁公司 在轻型结构元件内锚固
US20180104905A1 (en) * 2015-06-11 2018-04-19 Woodwelding Ag Anchoring in a lightweight building element
US10576691B2 (en) 2015-06-11 2020-03-03 Woodwelding Ag Anchoring in a lightweight building element
RU2745913C2 (ru) * 2015-06-11 2021-04-02 Вудуэлдинг Аг Способ и устройство для закрепления соединителя
US11027497B2 (en) 2015-06-11 2021-06-08 Multimaterial-Welding Ag Anchoring in a lightweight building element
US11345096B2 (en) 2015-06-11 2022-05-31 Multimaterial-Welding Ag Anchoring in a lightweight building element
WO2016198545A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Woodwelding Ag Anchoring in a lightweight building element
EP3429821A4 (de) * 2016-03-15 2019-10-30 IKEA Supply AG Verfahren und vorrichtung zur verankerung eines einsatzes in einer struktur durch verwendung einer vibrationsvorrichtung
WO2017160202A1 (en) 2016-03-15 2017-09-21 Ikea Supply Ag Method and device for anchoring an insert in a structure by using a vibration device
US11198258B2 (en) 2016-03-15 2021-12-14 Ikea Supply Ag Method and device for anchoring an insert in a structure by using a vibration device
CN106271038A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 宁波长晟电子科技有限公司 汽车门板超声波带预压紧功能焊头机构
US10549481B1 (en) 2018-12-21 2020-02-04 Dukane Ias, Llc Systems and methods for low initial weld speed in ultrasonic welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4317621C1 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils mittels Ultraschall und Verfahren
DE4206584C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels Ultraschall
EP0262363B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung rohrförmiger Körper mittels Laser-Längsnahtschweissung
EP1812200B2 (de) Vorrichtung zur ausführung eines füge-, trenn- oder oberflächenbehandlungsverfahrens, insbesondere eines schweissverfahrens
EP1125672B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstückteilen mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls
EP0313594B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum fügen mit laserstrahlung
EP0340671B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Maschinenparametern beim Reibungsschweissen
DE102010005896A1 (de) Laserschweißroboter und -verfahren sowie damit hergestelltes Bauteil
EP0565846A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von Blechen zu Platinen mittels Laser
EP3484656A1 (de) Verfahren und laserbearbeitungsmaschine zum laserschweissen eines ersten und eines zweiten werkstückabschnitts
WO2005009667A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum laserbearbeiten von werkstücken
EP3826795B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum stumpfschweissen von werkstücken
EP0421019A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Kunststoffteilen durch Ultraschall
DE102008041774A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Laserverschweißen
DE10349677A1 (de) Verfahren zum Laserstrahlschweißen mit reduzierter Bildung von Endkratern
CH698035B1 (de) Ultraschallschweissen mit Amplitudenprofilierung.
EP0776261B2 (de) Vorrichtung zum zusammenschweissen wenigstens zweier teile und mit dieser vorrichtung durchführbares verfahren
EP1714771A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von zwei Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen durch Laserschweißen
EP3186031B1 (de) Verfahren zum einstechen in metallische werkstücke mittels eines laserstrahls sowie zugehörige laserbearbeitungsmaschine und computerprogrammprodukt
WO2016188564A1 (de) Fügeverfahren und fügevorrichtung zum verbinden von wenigstens zwei bauteilen mittels eines hilfsfügeteiles und laserschweissens
DE10126943A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
DE102021131399A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer aktiven verbindungskraft beim laserschweissen von sich überlappenden werkstücken
EP0708697B1 (de) Verfahren zum schweissen
DE4206583C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden zweier themoplastischer Bauteile
DE10304709B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laser-Hybridschweißen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8331 Complete revocation