用于接合多個工件部件的方法以及接合工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于接合多個工件部件(22、24)、尤其是車身構(gòu)件的方法，其中：a)將工件部件(22、24)放入接合工具(10)中，b)在接合工具(10)中檢驗工件部件(22、24)的損傷，c)通過接合工具(10)接合工件部件(22、24)，并且d)在接合工具(10)中檢驗已接合工件(26)的損傷。
【專利說明】
用于接合多個工件部件的方法以及接合工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于接合多個工件部件、尤其是車身構(gòu)件的方法以及一種接合工具。
【背景技術(shù)】
[0002]為了檢驗由多個工件部件接合成的工件(如車身構(gòu)件)的接合點質(zhì)量，非破壞性檢驗(至少以抽樣方式)是必不可少的。在車身制造中，已接合工件的非破壞性檢驗繼生產(chǎn)之后進行。為此，通常將隨機選擇的車輛取出并且進行手工檢驗。但從未對每輛車的所有已接合工件或接合點進行檢驗，而是始終僅僅在個別車輛和個別接合點上進行非破壞性檢驗。
[0003]纖維增強塑料越來越多地用于車身制造中。與接合鋼制工件部件時不同，這種工件部件的接合更為復(fù)雜并且具有更高的廢品率。為了能夠繼續(xù)確保高質(zhì)量，必須相應(yīng)增加抽樣檢驗的數(shù)量，但這是昂貴且費時的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，能夠?qū)崿F(xiàn)一種用于檢驗已接合工件的可能性，該可能性可以在沒有高的成本耗費和時間耗費的情況下集成到生產(chǎn)中。
[0005]所述任務(wù)通過一種用于接合多個工件部件、尤其是車身構(gòu)件的方法來解決，在該方法中，
[0006]a)將工件部件放入接合工具中，
[0007]b)在接合工具中檢驗工件部件的損傷，
[0008]c)通過接合工具接合工件部件，并且
[0009]d)在接合工具中檢驗已接合工件的損傷。
[0010]通過在接合工具本身中檢驗工件部件和已接合工件，可在沒有高的時間耗費的情況下檢驗工件部件或已接合工件的損傷。此外，可檢驗每個待接合工件部件和已接合工件，從而(相比于抽樣檢驗)顯著改善了工件的質(zhì)量監(jiān)控。
[0011]工件部件可直接在接合之前并且已接合工件可直接在接合之后、尤其是通過設(shè)置在接合工具中的檢驗裝置進行檢驗，從而新出現(xiàn)的損傷被毫無疑問地歸因于接合。
[0012]例如所述多個工件部件的至少一個由纖維增強塑料制成，從而已接合工件可獲得纖維增強塑料的優(yōu)點。
[0013]優(yōu)選的是，當識別到工件部件之一或已接合工件的臨界損傷時，分揀出該工件部件或已接合工件，從而盡早識別出具有過度損傷的構(gòu)件并且不繼續(xù)使用之。纖維增強塑料中的在接合時引入的常見損傷是層離或中間纖維斷裂。
[0014]在一種實施方式中，比較接合前工件部件的損傷與接合后已接合工件的損傷、確定由接合產(chǎn)生的損傷、并且當由接合產(chǎn)生的損傷是臨界的時分揀出該已接合工件。在汽車車身制造中使用的工件部件通常已經(jīng)具有一定程度的(例如由于引入孔而導(dǎo)致的)不規(guī)則性。因此，不能將用于已接合工件質(zhì)量監(jiān)控的絕對損傷標準確定為臨界損傷的極限。通過比較接合前工件部件的損傷與已接合工件的損傷可推斷出由接合本身產(chǎn)生的損傷，從而可單獨對所述由接合本身產(chǎn)生的損傷進行評估。由接合產(chǎn)生的損傷的判斷通過這種方式變得明顯更具區(qū)別性。在此，例如當由接合產(chǎn)生的損傷以臨界程度超過接合前的不規(guī)則性的量值時、尤其是當在接合之前被歸為非臨界的不規(guī)則性在其量值方面由于由接合產(chǎn)生的損傷而增加超過兩倍時，該損傷被視為臨界的。尤其是也可將接合前的不規(guī)則性與接合后的損傷彼此之間的量值比例定義為極限值。
[0015]在本發(fā)明的一種方案中，工件部件和/或已接合工件借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射、熱成像和/或其它非破壞性的方法來檢驗。這些方法已經(jīng)被試驗驗證并且是已知的，從而它們的使用成本低。
[0016]在本發(fā)明的一種實施方式中，接合工具包括沖頭和陰模，當沖頭靠置在工件部件上時檢驗工件部件的損傷，和/或當接合工具完全關(guān)閉時，檢驗已接合工件的損傷。通過這種方式可完全自動且省時地檢驗工件部件和/或已接合工件。
[0017]在一種實施方案中，當沖頭靠置在工件部件之一上時或以小于3mm的距離與工件部件之一間隔開地定位時，可在單側(cè)接合方法中檢驗工件部件的損傷。通過這種方式也可無接觸地檢驗工件部件。
[0018]例如在步驟b)之前將耦聯(lián)劑自動供應(yīng)到?jīng)_頭和工件部件之一之間，由此改善檢驗質(zhì)量。
[0019]優(yōu)選在步驟d)之后自動去除在沖頭和工件之間的耦聯(lián)劑，從而已接合工件不具有親聯(lián)劑殘留物。
[0020]損傷是否為臨界的判斷可自動進行，損傷是否為臨界的判斷尤其是可通過在檢驗中獲得的樣本彼此之間的比較和/或在檢驗中獲得的樣本與極限樣本的比較自動進行，由此，檢驗的人員耗費和因此出現(xiàn)的成本可大大降低。獲得的樣本彼此之間的比較和/或獲得的樣本與極限樣本的比較可借助圖像處理軟件進行，其中，獲得的樣本彼此之間的差異的量值或獲得的樣本與極限樣本之間的差異的量值可被用作損傷的量度。
[0021]在本發(fā)明的在一種方案中，在檢驗中獲得的樣本與關(guān)于最終產(chǎn)品的信息(如其中安裝有已接合工件的車輛的底盤號)一起存儲于數(shù)據(jù)庫中。通過這種方式可在日后客戶投訴時證明已接合工件的質(zhì)量。
[0022]所述任務(wù)還通過一種用于接合多個工件部件、尤其是由纖維增強塑料制成的工件部件的接合工具來解決，該接合工具包括至少一個檢驗裝置，所述檢驗裝置構(gòu)造在接合工具的工件貼靠面上并且可檢驗待接合工件部件的損傷。借助該接合工具可在無需工件部件或已接合工件的附加運輸步驟的情況下執(zhí)行對工件部件和/或已接合工件的檢驗。
[0023]優(yōu)選檢驗裝置構(gòu)造為用于借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射和/或其它非破壞性的方法進行檢驗，檢驗裝置尤其是相控陣超聲頭，由此可使用已知的低成本且高質(zhì)量的檢驗
目.ο
[0024]接合工具可以是包括沖頭和陰模的成型工具、尤其可以是半空心沖壓鉚合鉗，所述至少一個檢驗裝置設(shè)置在沖頭和/或陰模中，從而可直接在生產(chǎn)設(shè)備中檢驗工件部件和/或工件。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征由下述說明以及所參考的附圖給出。附圖如下:
[0026]圖1以剖視圖示出處于打開位置中的根據(jù)本發(fā)明的接合工具；
[0027]圖2示出根據(jù)圖1的放入了工件部件的根據(jù)本發(fā)明的接合工具；
[0028]圖3示出根據(jù)圖1的處于完全關(guān)閉位置中的根據(jù)本發(fā)明的接合工具。
【具體實施方式】
[0029]在圖1中以剖視圖示意性示出用于接合多個工件部件、尤其是車身構(gòu)件的接合工具10。
[0030]接合工具10可以是成型工具、如半空心沖壓鉚合鉗。
[0031]接合工具10也可構(gòu)造為用于接合由纖維增強塑料制成的工件部件。
[0032]接合工具10包括沖頭12和陰模14，沖頭12可相對于陰模14移動。
[0033]沖頭12構(gòu)造成圓柱形并且例如是空心的并且用于引導(dǎo)銷16(圖3)。
[0034]沖頭12朝向陰模的面以及陰模14朝向沖頭12的那側(cè)構(gòu)成工件貼靠面20，在使用接合工具10時，待接合工件部件22、24(圖2)或已接合工件26(圖3)貼靠在所述工件貼靠面上。
[0035]在工件貼靠面20上，在沖頭12上和在陰模14上都設(shè)有至少一個檢驗裝置28。
[0036]檢驗裝置28構(gòu)造為用于借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射和/或其它非破壞性方法進行檢驗。
[0037]檢驗裝置28例如是相控陣超聲頭。
[0038]當然也可想到，僅在沖頭12或僅在陰模14上設(shè)有檢驗裝置28。
[0039]檢驗裝置28的尺寸、位置和/或定向取決于工件貼靠面20的和待檢驗工件部件22、24的或者說接合點的幾何結(jié)構(gòu)。
[0040]檢驗裝置28與分析單元30(如接合工具10的控制裝置)連接。在附圖中這通過虛線示出。
[0041 ]檢驗裝置28可與分析單元30—起檢驗待接合工件部件22、24和/或已接合工件26的損傷。
[0042]為了接合多個工件22、24，將待接合工件部件22、24放入接合工具10中。在此，至少一個所述工件部件22、24可由纖維增強塑料制成。
[0043]現(xiàn)在可將耦聯(lián)劑(未示出)、如接觸凝膠自動供應(yīng)到?jīng)_頭12和工件部件22、24之一之間。
[0044]被施加的接觸劑也可在接合后被自動去除?，F(xiàn)在如此程度地關(guān)閉接合工具10，使得沖頭12靠置在更靠近該沖頭的工件部件22上。該位置在圖2中示出。在該位置中，檢驗裝置28現(xiàn)在貼靠在工件部件22或24上并且可在接合工具10中檢驗工件部件22、24的損傷。
[0045]因此，工件部件22、24的檢驗直接在接合之前進行。
[0046]工件部件22、24和隨后已接合工件26的檢驗借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射、熱成像和/或其它非破壞性方法進行。
[0047]例如在檢驗裝置28是相控陣超聲頭的情況下，通過檢驗獲得被檢驗工件部件22、24的樣本，該樣本隨后可被傳輸給分析單元30。
[0048]在檢驗中獲得的工件部件22、24樣本存儲于分析單元30中。
[0049]工件部件22、24的損傷(即不規(guī)則性)是否為臨界的判斷例如可通過下述方式來進行:比較獲得的樣本與存儲于分析單元30存儲器中的極限樣本，并且當獲得的樣本以一定程度超過相應(yīng)的極限樣本時，則該損傷被視為臨界的。
[0050]所述判斷可由分析單元30自動進行。
[0051 ]當在工件部件22、24之一上識別到臨界損傷時，分揀出該工件部件22、24。
[0052 ]也就是說，再次打開接合工具1并且取出和替換損傷的工件部件22、24。
[0053]當兩個工件部件22、24都沒有臨界損傷時，則通過接合工具10接合工件部件22、24。
[0054]在所示實施方式中，借助銷16將鉚釘32引入工件部件22、24中，如圖3可見。
[0055]通過這種方式，由兩個工件部件22、24獲得已接合工件26。
[0056]圖3所示接合工具10位置相應(yīng)于完全關(guān)閉的位置，在該完全關(guān)閉的位置中通過檢驗裝置28檢驗已接合工件26的損傷。
[0057]因此，對已接合工件26的檢驗直接在接合之后進行。
[0058]在已接合工件26的檢驗中獲得的樣本也可被傳輸給分析單元30，在該分析單元中比較所述樣本與用于已接合工件26的極限樣本，該極限樣本存儲于分析單元30中。
[0059]當在檢驗中獲得的樣本偏離極限樣本太嚴重時，則推斷該已接合工件26具有臨界損傷并且分揀出該已接合工件26、即不繼續(xù)使用之。
[0060]在分析單元30中也可比較各個工件部件22、24的樣本與已接合工件26的樣本并且由這些樣本的差異推斷由接合產(chǎn)生的損傷。
[0061]獲得的樣本彼此之間的比較和/或獲得的樣本與極限樣本的比較可借助圖像處理軟件進行，獲得的樣本彼此之間的差異的量值或者獲得的樣本與極限樣本彼此之間的差異的量值可被用作損傷的量度。
[0062]如果在接合時產(chǎn)生的損傷超過預(yù)定極限，那么也分揀出該已接合工件26。
[0063]在此尤其是可將兩個損傷彼此之間的量值比例定義為極限值。
[0064]例如當由接合產(chǎn)生的損傷以臨界程度超過初始損傷的量值時、尤其是當被歸為非臨界的初始損傷在其量值方面由于由接合產(chǎn)生的損傷而增加超過兩倍時，該損傷被視為臨界的。
[0065]纖維增強塑料在接合時產(chǎn)生的常見損傷是層離或中間纖維斷裂。
[0066]所獲得的已接合工件26樣本也可存儲于分析單元30中。
[0067]此外，所獲得的已接合工件26樣本可與各個工件部件22、24的樣本一起存儲于數(shù)據(jù)庫中并且與關(guān)于最終產(chǎn)品的信息關(guān)聯(lián)，在該最終產(chǎn)品中使用了該已接合工件26。關(guān)于產(chǎn)品的信息例如可以是其中安裝有已接合工件26的車輛的底盤號，從而可在投訴情況下追溯工件部件22、24的和已接合工件26的樣本。
[0068]當然也可想到，接合工具10是不同于所示半空心沖壓鉚釘鉗的接合工具。
[0069]當然也可以在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思的情況下通過接合工具連接多于所示兩個工件部件。
[0070]也可想到，當沖頭12靠置在工件部件22、24之一上時或以小于3mm的距離與工件部件22、24之一間隔開地定位時，接合工具10在單側(cè)接合方法中檢驗工件部件22、24的損傷。
【主權(quán)項】
1.用于接合多個工件部件(22、24)、尤其是車身構(gòu)件的方法，在該方法中， a)將工件部件(22、24)放入接合工具(10)中， b)在接合工具(10)中檢驗工件部件(22、24)的損傷， c)通過接合工具(10)接合工件部件(22、24)，并且 d)在接合工具(1)中檢驗已接合工件(26)的損傷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件部件(22、24)直接在接合之前并且所述已接合工件(26)直接在接合之后、尤其是通過設(shè)置在接合工具(10)中的檢驗裝置(28)進彳丁檢驗。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多個工件部件(22、24)的至少一個由纖維增強塑料制成。4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，當識別到工件部件之一(22、24)或已接合工件(26)的臨界損傷時，分揀出該工件部件(22、24)或已接合工件(26)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，比較接合前工件部件(22、24)的損傷與接合后已接合工件(26)的損傷、確定由接合產(chǎn)生的損傷、并且當由接合產(chǎn)生的損傷是臨界的時分揀出該已接合工件(26)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述工件部件(22、24)和/或已接合工件(26)借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射、熱成像和/或其它非破壞性方法來檢驗。7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述接合工具(10)包括沖頭(12)和陰模(14)，當沖頭(12)靠置在工件部件(22、24)之一上時檢驗工件部件(22、24)的損傷，和/或當接合工具(10)完全關(guān)閉時檢驗已接合工件(26)的損傷。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，當沖頭(12)靠置在工件部件(22、24)之一上時或以小于3mm的距離與工件部件(22、24)之一間隔開地定位時，接合工具(10)在單側(cè)接合方法中檢驗工件部件(22、24)的損傷。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步驟b)之前將耦聯(lián)劑自動供應(yīng)到?jīng)_頭(12)和工件部件(22、24)之一之間。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在步驟d)之后自動去除在沖頭(12)和已接合工件(26)之間的耦聯(lián)劑。11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，損傷是否為臨界的判斷自動進行，損傷是否為臨界的判斷尤其是通過由檢驗獲得的樣本彼此之間的比較和/或由檢驗獲得的樣本與極限樣本的比較自動進行。12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，把在檢驗中獲得的樣本與關(guān)于最終產(chǎn)品的信息一起存儲于數(shù)據(jù)庫中，在該最終產(chǎn)品中使用了已接合工件(26)。13.用于接合多個工件部件(22、24)、尤其是由纖維增強塑料制成的工件部件(22、24)的接合工具(10)，該接合工具包括至少一個檢驗裝置(28)，所述檢驗裝置構(gòu)造在接合工具(10)的工件貼靠面(20)之一上并且可檢驗待接合工件部件(22、24)和/或已接合工件(26)的損傷。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接合工具，其特征在于，所述檢驗裝置(28)構(gòu)造為用于借助空氣超聲、接觸超聲、聲發(fā)射和/或其它非破壞性的方法進行檢驗，所述檢驗裝置尤其是相控陣超聲頭。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的接合工具，其特征在于，所述接合工具(10)是包括沖頭(12)和陰模(14)的成型工具，所述接合工具尤其是半空心沖壓鉚合鉗，其中，所述至少一個檢驗裝置(28)設(shè)置在沖頭(12)和/或陰模(14)中。
【文檔編號】B29C65/82GK105916660SQ201580005001
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年3月16日
【發(fā)明人】J·瓦格納, M·威廉
【申請人】寶馬股份公司