[發(fā)明專利]用于控制機械接合或成形加工過程的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010734021.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111805223B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬努埃爾·古格霍爾;米夏埃爾·路德斯特克
• 申請（專利權(quán)）人: 阿特拉斯柯普科工業(yè)技術(shù)(德國)有限公司
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06;B23Q5/22;B23Q15/013;B23Q17/09
• 代理公司: 北京之于行知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種用于控制尤其在薄壁材料中的熱融自攻絲的機械接合過程或成形加工過程的方法，其中，借助多個影響過程參數(shù)的反向脈沖(25)使過程參數(shù)的實際曲線(23)的變化過程趨近于過程參數(shù)的預(yù)定目標(biāo)曲線(21)的變化過程，并且反向脈沖的數(shù)量和長度以及脈沖之間的間隔的長度是依據(jù)至少一個能直接探測的、與過程參數(shù)相關(guān)的參數(shù)被確定的。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行該方法的裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制機械接合過程或成形加工過程的方法，尤其是在薄壁材料中的熱融自攻絲。

背景技術(shù)

這種方法被用在例如像車輛工程這樣的領(lǐng)域，在此材料融合式熱接合方法(電弧焊、電阻焊、釬焊)是成問題的。比如熱連接技術(shù)在現(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中是不可行的，倘若待接合的輕型結(jié)構(gòu)材料過于熱敏感。例如針對與熱成型鋼、鋁合金或纖維復(fù)合材料的多種連接，尤其上述材料的異質(zhì)連接。

不同于熱連接技術(shù)尤其如焊接，機械(因此為冷態(tài))加工方法(尤其如熱融自攻絲)不僅愛護材料，還提供其它優(yōu)點如快速、可單側(cè)接近、少維護和節(jié)能。

這樣的方法需要根據(jù)多項要求來控制或甚至調(diào)節(jié)加工過程。

例如必須在如熱融自攻絲的接合過程中根據(jù)多項要求控制轉(zhuǎn)速和進給速度，以便對螺釘尖接觸工件表面、螺釘進入工件和穿過工件等階段予以考慮。此時，在此過程中出現(xiàn)針對進給力、進給量和轉(zhuǎn)速的完全不同且不斷變化的要求。

在此通常監(jiān)測若干參數(shù)，以在容許公差范圍內(nèi)保證加工過程。例如應(yīng)在釘頭抵靠(即螺釘頭接觸用于接收螺釘?shù)娜葑?時，在釘頭抵靠期間避免對螺釘施加不允許的過高轉(zhuǎn)矩(過扭)。

為了避免過程參數(shù)超出預(yù)定的誤差、誤差范圍或誤差包絡(luò)曲線，在現(xiàn)有技術(shù)中例如需要確定螺釘頭相對于容座的準(zhǔn)確姿態(tài)。

但是，要考慮的構(gòu)件誤差導(dǎo)致在加工過程中的轉(zhuǎn)速降低大多早于實際所需。相應(yīng)地，由此造成周期時間不希望地延長。

為了探測釘頭抵靠，實際中也考慮轉(zhuǎn)矩監(jiān)測。但這樣的轉(zhuǎn)矩監(jiān)測并不適合在常見的慣性系統(tǒng)中控制轉(zhuǎn)速切換，用于避免施加不允許的過高轉(zhuǎn)矩。

因此，前述方法不容許快速響應(yīng)控制并且在加工時需要相對長的周期時間或者設(shè)計成本很高。

在DE 10 2007 024 627 A1中還提出了針對用于接合或分離固定機構(gòu)的方法在控制時考慮差商ΔL/Δt或ΔL/Δφ、即依據(jù)其轉(zhuǎn)動運動的固定機構(gòu)進給速度變化或其進給量變化。

但這樣的方法明顯依賴于固定機構(gòu)的形狀，其中，尤其螺釘形狀(沒有螺釘尖和螺紋之間的校準(zhǔn)區(qū))，使得依據(jù)其轉(zhuǎn)動運動的進給速度變化或其進給量變化的探測變得困難或甚至無法實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明因此基于以下任務(wù)，即，避免所述缺點并以簡單方式在周期時間短的同時實現(xiàn)高精度加工過程。另外，這種加工過程應(yīng)與固定機構(gòu)的形狀無關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過一種利用非馬達致動器、尤其是利用用于產(chǎn)生過程參數(shù)的氣壓缸來控制在薄壁材料中的熱融自攻絲的方法以及一種執(zhí)行上述方法的裝置完成。該方法借助多個影響所述過程參數(shù)的反向脈沖使所述過程參數(shù)的實際曲線的變化過程趨近于所述過程參數(shù)的預(yù)定目標(biāo)曲線的變化過程，并且所述反向脈沖的數(shù)量和長度以及所述脈沖之間的間隔的長度是依據(jù)至少一個能直接探測的、且與所述過程參數(shù)相關(guān)的參數(shù)被確定的；其中，代替在穿透之前的時間，閥只在實際的穿透之后才被調(diào)節(jié)；該脈沖在達到用于螺紋成型的減小的預(yù)期力之前被結(jié)束，并且在短暫期間將缸相反側(cè)排氣，隨后產(chǎn)生新的較短反向脈沖。該裝置具有：氣壓缸和第一比例控制閥，用于在該缸的正面?zhèn)刃纬蓧毫拖龎毫Γ缓陀糜谠谠摳紫喾磦?cè)形成壓力的第二控制閥以及與之相連的恒定壓力源，該氣壓缸的活塞通過在其正面?zhèn)鹊亩丝诒皇┘訅毫Γ跉鈮焊椎幕蚧钊南喾磦?cè)存在另一個端口，以在缸的或活塞的相反側(cè)產(chǎn)生反向脈沖，所述第二閥如下設(shè)計：它只允許若干不連續(xù)的通斷位置，從而由此能產(chǎn)生反向脈沖。