JP7715922B2 - 二つの接合パートナーを接合するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、二つの接合パートナーを、特に合成樹脂部品を準同時レーザ溶接によって、接合するための装置及び方法に関する。

合成樹脂若しくは合成樹脂製部品、又は、合成樹脂製のワークピース若しくは半製品は、今日の生産において重要な意味を有している。この様な合成樹脂部品は、車両技術、ロボット、機械製造、家電技術などの分野と言った様々な技術分野において採用されている。但し、幾ばくかの製造ステップにおいては、二つ又はそれ以上の合成樹脂製部品を接続する必要があることが多い。これは、例えば、接着接続、又は、例えば、ネジ、リベット、クリップなどと言った機械的な固定方法によって実施し得る。しかし今日では、例えば、二つの部品や接合パートナーを互いに、特に、分離不可能に接続又は接合するために溶接することが増えてきている。尚、この様な溶接には様々な溶接方法、例えば、レーザ溶接、高温ガス溶接、ホットプレートを用いる方法、赤外線溶接、超音波溶接、又は、摩擦溶接などが採用できる。

高温ガス溶接では、通常、溶接される接合パートナーは、それぞれ、該製造に適したワークキャリアにセットされる。その際、所謂「送りユニット」が開き、溶接プロセス自体は、発熱体を加熱位置へ伸ばすことによって開始される。続いて、輻射熱によって接続領域又は接合ゾーンが可塑化されるジアテルミー・フェーズ（透熱フェーズ）が、実施される。接合シームへの発熱体の熱伝導は、高温のシールドガス流によって強制される。必要な溶融熱が、合成樹脂製部品に与えられた後、発熱体が、作業位置から待機位置に戻ることができる程度に、フィード手段が、互いから離れるように移動する。接合プロセス自体は、可塑化されて溶接により定義された形状が融合されることができる様に、供給ユニットを閉じることによって実施される。溶接された部品が、確実に正しい最終寸法となるように、予め定められている接合パスが、監視される。

更に、二つの合成樹脂製部品を、加熱された工具プレートを用いて、互いに溶接することもできるが、この際、向かい側にある接合パートナーにある溶接リブ又は溶接ビードが、加熱プレートの工具と接触する。熱は、溶接リブへ送られ、これを溶融する。続いて、加熱プレートは、外され、接合パートナーは、互いがつながるまで、互いに押し付けられる。赤外線溶接（ＩＲ溶接）の場合、接合パートナーは、接合面を溶かすために、赤外線放射プレートの近くにしっかりと保持される。プレートが外され、半パーツは、互いに押し付けられ、加圧下に再度固化されることができる。しかしながら、高温ガス溶接、加熱プレート法及び赤外線溶接は、従来の技術において、高度な技術コストが必要であり、また、熱を選択的に溶接部位に与えることができないという短所を有している。加えて、長いタクトタイムが、必要であり、且つ、高いエネルギーコストも必要である。

超音波溶接では、必要となる溶接熱は、接続されるパーツ間の圧力と超音波振動によって発生される。可塑化後、圧力下溶融された合成樹脂は、固化し、それにより、均一な溶接接合が形成される。但し、この方法は、電子部品が超音波によって損傷を受ける可能性があるため、電子部品を内包する部品グループには適していない。加えて、例えば、電子部品に対してなども含め、汚染の可能性を有する粉塵が生成する。摩擦溶接では、必要となる溶接熱は、接続されるパーツ間の圧力と摩擦によって発生される。可塑化後、溶融された樹脂マテリアルが、固化し、均一な溶接接合が得られる。しかしながら、摩擦溶接も、粉塵を生成するため、電子部品を内包する部品グループには適していない。

レーザ溶接の原理は、レーザ光線を透過する接合パートナーに浸透し、吸収する接合パートナー上にフォーカスされるレーザ光線である。その際、レーザ光線は、熱に変換され、そのマテリアルを可塑化する。体積が増加し、透明なパートナーと接触する。これにより起こる熱伝導により、透明な接合パートナーが局所的に可塑化する。双方の接合パートナー間の良好な熱伝導性と、結果的に良好な溶接接合を得るには、通常、双方の接合パートナーをレーザ照射中、互いに押し付ける固定プレートを取付ける必要がある。即ち、合成樹脂をレーザ溶接するための該方法では、レーザを透過する接合パートナーとレーザを吸収する接合パートナーを前提としている。接合部品、又は、接合パートナーの内一つは、レーザに対して透明で無ければならないことにより、レーザに対して透明な合成樹脂は、頻繁に、特に、合成樹脂部品が、例えば、黒色にされなければならない場合などは、高価となるため、製造コストがかさむ場合がある。

ＣＮ １０７ ４７１ ６５７ Ａからは、二つの透明ではない部品がレーザによって溶接される透過しない熱可塑性合成樹脂の溶接のためのレーザ溶接方法が、既知であるが、ここでは、溶接工程において、部品に圧力がかけられている。該レーザ溶接方法では、溶接される上側の合成樹脂部品と溶接される下側の合成樹脂部品は、上側の合成樹脂モジュールと下側の合成樹脂モジュールが重ねられ、圧力によって互いに押し付けられる。そして、レーザ光線は、加熱領域が形成されるように、上側の合成樹脂製部品にフォーカスされる。その際、該レーザ光線は、加熱領域の温度が、上側の合成樹脂製部品の融点よりは低く、下側の合成樹脂製部品の融点よりは、高くなる様に設定され、それにより、加熱領域の熱が、下側の合成樹脂モジュールに放射され、それに伴って溶融し、圧力の効果により、これが、上側の合成樹脂部品と接続される。

ＣＮ １０７ ４７１ ６５７ Ａ

即ち、本発明の課題は、それを用いることにより、合成樹脂部品を、特に好ましくは、電子部品を内包する部品グループを、互いに、容易、高効率且つ安価に、接合でき、それにより、従来の技術の欠点を克服できる、合成樹脂部品を接続するための装置及び方法を提供することにある。

前記の課題は、請求項１及び並列独立請求項の総合的な教えによって解決される。本発明の目的にかなった実施形態は、従属請求項において請求される。

本件発明は、二つの接合パートナー、特に合成樹脂部品を、熱入力、又は、準同時レーザ溶接によって、接合するための装置の権利を主張している。これにおいて該装置は、第一接合パートナーの接合面を加熱できる様に配設された第一熱源、並びに、第二接合パートナーの接合面を加熱できる様に配設された第二熱源を包含している。更に、第一接合パートナーを受容するための第一部品受容手段と第二接合パートナーを受容するための第二部品受容手段も設けられているが、該第一部品受容手段は、第一回転軸を軸に回転自在に配設され、該第二部品受容手段は、第二回転軸を軸に回転自在に配設されている。その際、該第一部品受容手段は、少なくとも本質的に、第二部品受容手段に対して鉛直又は直交する様に配設されており、即ち、該第一回転軸も、該第二回転軸に対して、本質的に直角に配設されている。加えて、第一部品受容手段は、第一接合パートナーの接合面が、第一熱源によって加熱可能となる様に、熱源に対して第一接合パートナーが、配置される、加熱ポジションを有している。同様に、第二部品受容手段も、第二接合パートナーの接合面が、第二熱源によって加熱可能となる様に、熱源に対して第二接合パートナーが、配置される、加熱ポジションを有している。該装置は、第一及び第二接合パートナーの接合面が、互いに向かい合って配置される接合ポジションを設けることにより、並びに、第一部品受容手段を、第一回転軸を軸に回転させる、又は、回転自在として、第一接合パートナーを該接合ポジションに置き、且つ、第二部品受容手段を、第二回転軸を軸に回転させる、又は、回転自在として、第二接合パートナーも該接合ポジションに置くことにより、第一及び第二接合パートナーを、特に、加熱後に、接合できる。該接合面は、第一部品受容手段、若しくは、第一部品受容手段の一部、又は、第二部品受容手段、若しくは、第二部品受容手段の一部を動かす（例えば、第一部品受容手段若しくは第一部品受容手段の一部を第二部品受容手段側へ動かすことができる、又は、第二部品受容手段若しくは第二部品受容手段の一部を第一部品受容手段側へ動かす）ことができる接合ユニットを採用することによって互いに組合わせられるが、該接合面は、接合ユニットの動きによって、互いに接触する、又は、接触できる様にポジショニングされる。

尚、該接合面は、接合ユニットが、第一部品受容手段又は第一部品受容手段の一部を、第一回転軸に沿った、又は、第二回転軸に沿った方向に移動させ、第一接合パートナーの接合面と第二接合パートナーの接合面が、互いに接触する様にポジショニングされることによって互いに組合わせられることが好ましい。

代案的又は付加的に、該接合面は、該接合ユニット又は一つの接合ユニットが、第二部品受容手段又は第二部品受容手段の一部を、第一回転軸に沿った、又は、第二回転軸に沿った方向に移動させ、第一接合パートナーの接合面と第二接合パートナーの接合面が、互いに接触する様にポジショニングされることによって互いに組合わせられることもできる。

尚、第一熱源として、レーザ、及び／又は、第二熱源としてレーザが設けられていることが好ましい。加えて、従来の技術において既知な接合面を加熱することに適した全ての装置を、熱源として装備することが可能である。

更に、部品受容手段は、それぞれ、複数の接合パートナー、特に好ましくは、二つ又は四つの接合パートナーを受容できる。同様に、部品受容手段は、複数の部品座を有していることができる。その結果、接合パートナーを並列に、又は、準同時にセット、加熱、接合、及び、取り出しすることが可能になるという長所が得られる。
更なる有利な形態によれば、部品受容手段は、回転軸を軸に回転自在に配設されているターンテーブル又は回転テーブルを包含することができる。該ターンテーブルは、その際、任意の形状（円形、四角形、六角形など）、並びに、任意の厚さを有していることができる。更に該ターンテーブルは、電動モータ、特に好ましくは、サーボモータ、又は、油圧制御を介して作動されることができる。

尚、部品受容手段は、一方の接合パートナーを受容するための少なくとも一つの部品座を包含していることが理に適っている。

また、部品座は、部品の固定に適した受容部、特に、真空グリッパ、磁石メカニズム、又は、クランプを、部品又は接合パートナーを確実に保持するために包含していることが有利で有り得る。更に、こうすることにより、それを部品から取り外すことなく、ターンテーブル上で部品を「逆さ」にして動かすことも可能になる。
尚、該接合ユニットは、ターンテーブル、又は、部品座と接触するスタンプを包含し、接合力を該スタンプへ伝えることにより、該ターンテーブル及び／又は部品座が第一回転軸に沿った方向に動くこことができる様になっていることが好ましい。

また、該接合ユニットは、モータ駆動又は油圧駆動を包含していることが好ましい。

本発明のある好ましい実施形態によれば、一つの部品受容手段は、水平に、そして、一つの部品受容手段は、垂直に配置されることができる。

更に、二つの垂直且つ向かい合って配置された部品受容手段を設けることも可能である。同様に、付加的な二つの垂直な部品受容手段用の付加的な熱源を設けることも可能である。

また、各々の熱源に対して、独立した監視システム、特に好ましくは、サーモグラフィカメラを、接合パートナーの加熱をそれぞれ監視するために設けることも理に適っている。その結果、各々の部品が、それぞれ監視され、個別に（例えば、一方の熱源の出力のみを変更するなど）エラーに対応できるため、正確に監視できると言う長所が得られる。

更に、部品受容手段は、それぞれ、個別の接合ユニットを有していることができるが、接合パートナーの接合面は、各接合ユニットが、該接合面が、接合ユニットの動きによって接触する様に、各々の部品受容手段、又は、その一部を、動かすことによって、互いに組合わせられる。その結果、タクトタイムを節約できる長所が得られるが、加熱フェーズ、又は、加熱を、例えば、短縮できる。

本発明は、並列独立的並びに従属請的に、二つの接合パートナーを接合する方法を請求している。これは、本発明に係る装置によって実施されることが特に好ましい。ここで、該方法は、以下の方法ステップを有している：
－ 第一部品受容手段に第一接合パートナーを、第二部品受容手段に第二接合パートナーをセットするステップ；
－ 第一接合パートナーが、第一熱源に対して該第一接合パートナーの接合面が第一熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第一部品受容手段を、第一回転軸を軸にポジショニングし、更に、該第二接合パートナーが第二熱源に対して該第二接合パートナーの接合面が第二熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第二部品受容手段を、第二回転軸を軸にポジショニングするステップ；
－ 第一熱源が、第一接合パートナーの接合面を加熱する様に設けられ、又は、配置され、第二熱源が、第二接合パートナーの接合面を加熱する様に配置されることによって加熱されるステップ；
－ 第一部品受容手段を、第一回転軸を軸に、第一接合パートナーが接合ポジションに来る様に回転させ、第二部品受容手段を、第二回転軸を軸に、第二接合パートナーが接合ポジションに来る様に回転させるステップ、但し、第一及び第二接合パートナーの接合面は、対面する接合ポジションに配設されている；
－ 接合面を、第一部品受容手段若しくは第一部品受容手段の一部、又は、第二部品受容手段若しくは第二部品受容手段の一部を動かし、接触させることによって、第一接合パートナーと第二接合パートナーを接合するステップ。このためには、例えば、第一接合パートナーの接合面を、第一部品受容手段、又は、第一部品受容手段の一部の第一回転軸に沿った動きによって、第二接合パートナーの接合面と接触させるための接合ユニットを、設けることができる。更には、第二接合パートナーの接合面を、第二部品受容手段、又は、第二部品受容手段の一部の第一回転軸に沿った動きによって、第二接合パートナーの接合面と接触させるための接合ユニットも、設けることができる。加えて、他の構成、又は、（各々の部品受容手段がそれぞれ接合ユニットを有することによる）双方の動きも考え得る；そして、
－ 接続された接合パートナーを取り外すステップ。

尚、部品受容手段は、好ましくは、それぞれ、複数の接合パートナーを、特に好ましくは、二つ、三つ又は四つの接合パートナーを受容できる。同様に、部品受容手段は、複数の部品座を有していることができる。その結果、接合パートナーを並列に、又は、準同時にセット、加熱、接合、及び、取り出しすることが可能になるという長所が得られる。

何よりも接合パートナーの部品受容手段からの取り出しと部品受容手段へのセットを、加熱と並行して行えるが、詳しくは、別の接合パートナーを部品受容手段にセットする、及び／又は、二つの接続された接合パートナーを取り出す、又は、完成した合成樹脂製品を取り出すのと並行して少なくとも一つの接合パートナーが、加熱される。

更に、本件発明は、ハウジングを備えたセンサユニット、特に、車両や他の移動手段の周辺を捕捉するためのレーダセンサやライダセンサの製造に用いる事ができる。その際、該ハウジングは、本発明に係る装置、又は、本発明に係る方法を用いて接合される二つの接合パートナーを包含している。

本発明において「回転軸に沿って」と言う表現は、特に、回転軸の方向、又は、回転軸の縦方向の延長線であると解釈される。これは、例えば、回転軸が、部品受容手段又は部品受容手段のターンテーブルの中心を通っている場合、ターンテーブル外部に配置されている部品ネスト又は部品座は、回転軸に沿った一回の接合ストローク分（即ち、回転軸の方向、要するに、ターンテーブルに対して鉛直又は垂直に）、接合パートナーを接合させる、又は、接触させるために動かすことを意味する。

これにより本発明は、エネルギー源又は加熱源としてレーザを使用して（レーザ溶接によって）二つの不透明なプラスチック部品も溶接できる方法（プロセス）および装置を作成することを有利に可能にする。この際、該アプリケーションは、量産への導入において、シンプル且つコスト効率の高い方法で、マテリアルフローとタクトタイムに関して最適化することができる。装置を専用に設計し、個々のプロセスを並列（準同時）化することにより、量産用に最適化することが可能である。本発明に係る接合方法では、それらは破損されないため、本方法は、特に、電子部品を内包している部品グループの接合に適している。本件は、更に、既知のＥＳＤ要求は満たされなければならないが、粉塵を伴わないプロセスにも関する。即ち、合成樹脂の接合用にレーザ技術の堅牢性を有利に、一つの接合パートナーが透明であるないに依存することなく、活用することが可能である。その際、選択的なヒートパスを接合界面に形成することができる。加えて、部品の設計変更の際にも、追加の工具の変更や新しい工具の製造が必要ないため、技術の柔軟性を高めることができる。

本件発明は、加えて、例えば、以下の分野において採用されることができる（言うまでも無く、このリストには限定されない）：自動車、航空宇宙、医療技術、エレクトロニクスなど、機能を発現させるために二つの合成樹脂部品を溶接する必要があるあらゆる分野。結果として、本発明は、合成樹脂部品を、（レーザ）溶接する分野に対して、非常に特別に貢献できる。

以下、目的にかなった実施例によって、本発明をより詳しく説明する。図の説明：

図１：は、本発明に係る合成樹脂部品をレーザ溶接するための装置の簡略化した模式図であるが、尚、（Ａ）は、部品受容手段２の中央の断面図、及び、部品受容手段３の正面を示し、（Ｂ）は、部品受容手段３の中央の断面図、及び、部品受容手段２の正面を示し、そして、（Ｃ）は、部品受容手段２と３の中央の断面図である； 図２：は、回転軸が示された図１の装置の簡略化した模式図、並びに、接合パートナー４と５の拡大図であり； 図３：は、水平に配置された本発明に係る部品受容手段の構成の簡略化された模式図であり； 図４：は、垂直に配置された本発明に係る部品受容手段の構成の簡略化された模式図であり；そして、 図５：は、各々の部品受容手段に三つの部品座を備えた本発明に係る装置のフローチャートの簡略化された概要図である。

図１は、本発明に係る装置１を示している。装置１は、二つのポジショニングシステム、又は、ここでは配置に応じて水平受容手段及び垂直受容手段と呼ぶこともできる第一部品受容手段２及び第二部品受容手段３を包含している。第一部品受容手段２は、第一接合パートナー４を受容する、並びに、第二部品受容手段３は、第二接合パートナー５を受容する役割を有している。更に、第一部品受容手段２と第二部品受容手段３は、これらはそれぞれ四つの部品又は接合パートナー４ａ－４ｄ又は５ａ－５ｄを受容できるように構成されている。装置１は、その際、合成樹脂製の接合パートナー４，５を、接合面の面に沿って接合する様に構成されている。該接合面は、この際、それぞれ接合パートナー４，５を互いに接続する接合パートナー４，５の接合面６，７から構成されている。接合面６，７は、その際、連続する面を構成する、又は、中断若しくは盛り上がりを有していることができる。接合工程のために、該装置１は、第一接合パートナー４の接合面６を加熱できるように配置されたレーザ８として実施されている第一熱源、並びに、第二接合パートナー５の接合面７を加熱できるように配置されたレーザ９として実施されている第二熱源を包含している、即ち、接合面６，７が、互いに溶接するために、必要に応じて溶解、又は、部分的に溶融されるように加熱される。

第一部品受容手段２は、ここでは、第一回転軸１０を軸に回転自在に配置されており、第二部品受容手段３は、第二回転軸１１を軸に回転時剤に配置さている。回転は、図では、黒い太矢印によって示されているが、回転方向は、用途に応じて定められることができる。部品受容手段２，３は、それぞれ四つの部品又は接合パートナーを受容できるため、部品受容手段２，３は、一回のポジションチェンジにおいて、それぞれの回転軸の周りを約９０度回転できなければならない。第一部品受容手段２は、第二部品受容手段３に対して少なくとも本質的に垂直に配置されている、要するに、取付けレベルにおいて面状にデザインされた部品受容手段２，３は、互いに実質的に直交しており、よって、第一回転軸１０と第二回転軸１１も実質直交する様に、又は、互いに直交直角（組立公差＋／－０から５度、特に好ましくは、＋／－０から３度）に配置されている。第一部品受容手段２、並びに、第二部品受容手段３もそれぞれ、各々の接合パートナー４，５が、対応するレーザ８，９に向く様に配置されるヒートポジションを有しており、それらの接合面６，７が、レーザ８，９によって、加熱される（図では、黒色の細矢印で示した）。

更に、第一接合パートナー４と第二接合パートナー５は、加熱後、第一接合パートナー４と第二接合パートナー５の接合面接合ポジション６，７が向かい合う様に配置される接合ポジションに置かれることで互いに組合わせられる。この際、第一部品受容手段２は、第一接合パートナー４が接合ポジションに来る様に、第一回転軸１０を軸に９０度回転され、第二部品受容手段３は、第二接合パートナー５が接合ポジションに来る様に第二回転軸１１を軸に９０度回転され、その結果、図２に詳しく示した如く、接合面６，７が向かい合う様に配置される。これら接合面６，７は、第一部品受容手段２、又は、第一部品受容手段２の一部が、第一回転軸１０に沿って可動に配置されることにより互いに組合わせられるが、ここでは、該第一接合面６は、第一部品受容手段２、又は、第一部品受容手段２の一部の第一回転軸１０に沿った（白矢印で示した）動きによって、第二接合パートナー５の第二接合面７と接触させられる。

水平の受容手段、又は、第一部品受容手段２は、図３に示した如く、（水平に配置され）第一回転軸１０を軸に回転自在に配置されたターンテーブル２１、必要に応じて、部品座用のベースプレート２２、第一接合パートナーを支持する部品座２３、並びに、モータ又は油圧によって駆動され得る、力をかけるための、即ち、接合するための動き（接合ストローク）を実施するスタンプ２４を包含している。力の付加（矢印Ｆ）は、その際、固定的に設けられた接合ユニットに対して下から実施されることが好ましい。即ち、第一部品受容手段２は、計画な接合ストロークを実施できるガイド付き部品受容手段を包含している、即ち、ここでは、部品受容手段２全体が、第一回転軸１０に沿って第二接合パートナーに向かって動かされるのではなく、部品座２３のみが第一接合パートナー４と共に動かされる。

鉛直の受容手段、又は、第二部品受容手段２は、図４に示した如く、（鉛直に配置され）第二回転軸１１を軸に回転自在に配置されたターンテーブル３１、必要に応じて、部品座用のベースプレート３２、並びに、第二接合パートナー５を支持する部品座３３を包含している。部品座３３は、その際、それが、受容に適した部品固定手段（明瞭性を優先し図示せず）、例えば、真空グリッパ、磁石メカニズム（特に、永久磁石的性質を有する非金属性合成樹脂や合成樹脂でコーティングした磁性体用として）、又は、クランプメカニズムを、部品、又は、第二接合パートナー５を保持するため、並びに、重力及び遠心力に対抗するために、包含する様に構成されていることが好ましい。

接合の動きは、この際、明示的に（図の描写において）「下から上へ」の接合の動きに限定されず、特に、第一部品受容手段が垂直、第二部品受容手段が水平に配置され、接合の動きが、「上から下へ」向かうことも可能である（図の描写において、これは、接合パートナー５と部品受容手段３３が、上から、接合パートナー４に対して押し付けられることを意味する）。加えて、双方の部品受容手段を、接合ユニットを用いて、接合の動きを（順に、又は、同時に）実施することも可能である、即ち、各々の部品受容手段が、それぞれ接合ユニットを有し、双方が動く。

個別のプロセスを個々のプロセスステーションに分けることにより、例えば、部品受容手段２，３の取り出しとそれへのセットを（レーザ）加熱プロセスと並行して（謂わば、準同時に）実施できるため、タクトタイムに関して最適化された量産が可能になる。更に、エネルギー源が溶接面に触れない、不透明部品のプラスチックを溶接するための既存のプロセス（例えば、熱ガス溶接や赤外線溶接）では、エネルギーや熱を溶接面に直接集中させることはできない。一方、エネルギー／熱を直接集中させることができる方法（例えば、超音波溶接や摩擦溶接）は、多くの粉塵が発生する、及び／又は、部品グループが電子部品を内包している場合、それを破損する可能性を有しているなどと言った短所を有している。対して、提案されている発明は、特に、エネルギー／熱を直接的に溶接境界面、又は、接合面に集中できる選択的な合成樹脂溶接方法に関している。

本発明に係る方法は、その際、方法ステップである、レーザ加熱（ヒーティング）、ポジショニング又は回転（スイッチング）、押し付け及び冷却（クランピング及びクーリング）、並びに、部品又は接合パートナーのセット及び取り出し（ローディング／アンローディング）と言った工程を包含している。

レーザ加熱工程では、双方の溶接される部品又は接合パートナー４，５が加熱される、又は、温められる。加熱は、各接合パートナー個別の正しい方向から実施されなければならない－そのため、レーザ８，９は、正しく配置されている、又は、可動に設計されていることができる。よって、各々の接合パートナー４，５は、専用のレーザエクイップメントを備えており、必要なプロセスパラメータを選択的且つ独立的に設定できる様になっている。加えて、各々監視システム、例えば、サーモグラフィカメラ（図示せず）を、双方の加熱プロセスを監視し、万が一発生し得るネガティブな影響を認識できる様に採用することも可能である。

加熱が終了し、特にレーザが消された後、双方の接合パートナー４，５は、（回転テー－ブル又はターンテーブル２１，３１を）回転することで、加熱された接合パートナー４，５が互いに向かい合うがまだ接触はしていない接合ポジションへポジショニングされる（要するに、この際、部品受容手段２，３が、それぞれ９０度回転される）。

尚、接合ポジションにおいて、可変な接合速度及び接合圧力によって、熔融された面にかける（圧着する）最適な「プレス工程」の実施とその監視を可能にできる接合ユニットを設けることが、理に適っている。接合パートナー４，５は、部品間の加熱されたマテリアルが、自ら、又は、圧力がかかっていないと言う理由で変形しなくなり、且つ、双方の部品が恒久的に素材的に結合される（冷却される）までこの（即ち、互いに押し付けられた）状態に保たれなければならない。この際、能動的な冷却（例えば、空気流による冷却）を設けることも可能である。

ローディング及びアンローディングの際、自動化されたマテリアルフローのための双方の接合パートナーのセットは、適切なハンドリングシステム、例えば、工業用ロボットや空いている部品受容手段内の軸型ポータルなどによって実施される（例えば、図においては、接合パートナー４ｃ／４ｄ又は５ｃ／５ｄの部品座の位置－使用される部品座の数並びに使用されるポジショニングシステムに依存している）。

図５には、二つの部品受容手段を備え、各部品受容手段が、三つの部品又は接合パートナーをセットできる、即ち、それぞれ三つの部品座を有しているシステム又は装置用の本発明に係る方法のフローチャートが例示されている。よって一回のポジションチェンジには、各々のターンテーブルが、１２０度回転される。

更には、双方のターンテーブル２１，３１の代わりに、他種の物品搬送循環システムを用いることも考え得る（例えば、リニアモータを備え、例えば、可変な数の互いに依存することなくエンドレスループを走行できる「ムーバ」を有するプログラミング自在な駆動システム）。ターンテーブル２１，３１上の使用される部品座２３，３３（所謂、「ステーション」や「ネスト」）の数、並びに、物品搬送システムの回転方向は、自由に選択可能であり、用途に適応させることができる。空間的な配置／空間内における接合構造の向きは、可変であり、これも、それぞれの用途に適応させることが可能である。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の観点として以下も含む。
１．
第一接合パートナー（４）の接合面（６）を加熱するために配置される第一熱源と、
第二接合パートナー（５）の接合面（７）を加熱するために配置される第二熱源を
包含する第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を接合するための装置であって、
第一接合パートナー（４）を受容するための第一部品受容手段（２）と第二接合パートナー（５）を受容するための第二部品受容手段（３）が設けられ、
第一部品受容手段（２）は、第一回転軸（１０）を軸に回転自在に配設され、第二部品受容手段（３）は、第二回転軸（１１）を軸に回転自在に配設され、
第一部品受容手段（２）は、第二部品受容手段（３）に対して、第一回転軸（１０）と第二回転軸（１１）が互いに本質的に直交する様に配置され、
該第一部品受容手段（２）は、第一接合パートナー（４）が、第一熱源に対して、該第一接合パートナー（４）の接合面（６）が第一熱源によって加熱可能になる様に配置される加熱ポジションを有し、
該第二部品受容手段（３）は、第二接合パートナー（５）が、第一熱源に対して、該第二接合パートナー（５）の接合面（７）が第二熱源によって加熱可能になる様に配置される加熱ポジションを有し、
その位置に置いて第一及び第二接合パートナー（４，５）の接合面（６，７）が向かい合う様に配置される接合ポジションが設けられ、そして、
第一部品受容手段（２）が、第一回転軸（１０）を軸に、第一接合パートナー（４）が、該接合ポジションに来る様に回転され、第二部品受容手段（３）が、第二回転軸（１１）を軸に、第二接合パートナー（５）が、該接合ポジションに来る様に回転され、且つ、
接合面（６，７）が、第一部品受容手段（２）若しくは第一部品受容手段（２）の一部、又は、第二部品受容手段（３）若しくは第二部品受容手段（３）の一部を動かす接合ユニットを設けることによって組合わされ、その際に該接合面（６，７）が、接合ユニットの動きによって当接される
ことによって、第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を互いに組合わせることができることを特徴とする装置（１）。
２．
接合ユニットが、第一部品受容手段（２）又は第一部品受容手段（２）の一部を、第一回転軸（１０）に沿った、又は、第二回転軸（１１）に沿った方向に移動させ、第一接合パートナー（４）の接合面（６）と第二接合パートナー（５）の接合面（７）が、互いに接触する様にポジショニングされることによって接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする上記１に記載の装置（１）。
３．
接合ユニットが、第二部品受容手段（３）又は第二部品受容手段（３）の一部を、第一回転軸（１０）に沿った、又は、第二回転軸（１１）に沿った方向に移動させ、第一接合パートナー（４）の接合面（６）と第二接合パートナー（５）の接合面（７）が、互いに接触する様にポジショニングされることによって接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする上記１又は２に記載の装置（１）。
４．
第一熱源としてレーザ（８）を、及び／又は、第二熱源としてレーザ（９）を設けたことを特徴とする上記１～３のうち何れか一つに記載の装置（１）。
５．
部品受容手段（２，３）が、それぞれ複数の接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）、特に好ましくは、それぞれ二つ又は四つの接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）を受容できることを特徴とする上記１～４のうち何れか一つに記載の装置（１）。
６．
部品受容手段（２，３）が、回転軸（１０，１１）を軸に回転自在に配置されたターンテーブル（２１，３１）を包含することを特徴とする上記１～５のうち何れか一つに記載の装置（１）。
７．
部品受容手段（２，３）が、接合パートナー（４，５）を受容するための少なくとも一つの部品座（２３，３３）を包含することを特徴とする上記１～６のうち何れか一つに記載の装置（１）。
８．
部品座（２３，３３）が、受容に適した部品固定手段、特に好ましくは、接合パートナー（４，５）を保持するための真空グリッパ、磁石メカニズム、又は、クランプ手段を包含していることを特徴とする上記７に記載の装置（１）。
９．
接合ユニットが、ターンテーブル（２１）、又は、部品座（２３）と接触するスタンプ（２４）を包含し、接合力を該スタンプ（２４）へ伝えることにより、該ターンテーブル（２１）及び／又は部品座（２３）が第一回転軸（１０）に沿った方向に動くこことができる様になっていることを特徴とする上記６から８のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１０．
接合ユニットが、モータ式の又は油圧式の駆動手段を包含していることを特徴とする上記１～９のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１１．
部品受容手段（２）が、水平に、部品受容手段（３）が鉛直に配置されていることを特徴とする上記１～１０のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１２．
水平に配置された部品受容手段（２）と二つの水平且つ向かい合って配置された部品受容手段が設けられていることを特徴とする上記１～１１のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１３．
各々の熱源が、独立した監視システム、特に好ましくは、サーモグラフィカメラが、接合パートナー（４，５）の加熱を独立して監視するために、設けられていることを特徴とする上記１～１２のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１４．
部品受容手段（２，３）が、それぞれ、個別の接合ユニットを有しており、各接合ユニットが、各々の部品受容手段、又は、その一部を、接合面（６，７）が、該接合ユニットの動きによって接触する様に、動かされることによって、接合パートナーの接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする上記１～１３のうち何れか一つに記載の装置（１）。
１５．
第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を上記１～１４のうち何れか一つに記載の装置（１）によって接合するための方法であって、以下の方法ステップを包含していることを特徴とする方法：
－ 第一部品受容手段（２）に第一接合パートナー（４）を、第二部品受容手段（３）に第二接合パートナー（５）をセットするステップ；続いて、
－ 第一接合パートナー（４）が、第一熱源に対して該第一接合パートナー（４）の接合面（６）が第一熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第一部品受容手段（２）を、第一回転軸（１０）を軸にポジショニングし、更に、第二接合パートナー（５）が、第二熱源に対して該第二接合パートナー（５）の接合面（７）が第二熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第二部品受容手段（３）を、第二回転軸（１１）を軸にポジショニングするステップ；続いて、
－ 第一熱源が、第一接合パートナー（４）の接合面（６）を加熱する様に配置され、第二熱源が、第二接合パートナー（５）の接合面（７）を加熱する様に配置されることによって加熱されるステップ；
－ 第一部品受容手段（２）を、第一回転軸（１０）を軸に、第一接合パートナー（４）が接合ポジションに来る様に回転させ、第二部品受容手段（３）を、第二回転軸（１１）を軸に、第二接合パートナー（５）が接合ポジションに来る様に回転させるステップ、但し、第一及び第二接合パートナー（４，５）の接合面（６，７）は、対面する接合ポジションに配設されている；続いて、
－ 第一部品受容手段（２）、若しくは、第一部品受容手段（２）の一部、又は、第二部品受容手段（３）、若しくは、第二部品受容手段（３）の一部を、接合面（６，７）が接触する様に動かすことで、第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を接合するステップ、続いて、
－ 接続された接合パートナー（４，５）を取り外すステップ。
１６．
部品受容手段（２，３）が、それぞれ複数の接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）、特に好ましくは、それぞれ二つ又は四つの接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）を受容できることを特徴とする上記１５に記載の方法。
１７．
接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）の部品受容手段（２，３）からの取り出しと部品受容手段へのセットを、加熱と並行して実施する、但し、少なくとも一つの接合パートナー（４ｃ，５ｃ）が、部品受容手段（２，３）に並行して、他の接合パートナー（４ｄ，５ｄ）がセットされる、及び／又は、二つの接合された接合パートナーが取り出される間に、加熱されることを特徴とする上記１５又は１６に記載の方法。

１ 接合するための装置
２ （第一）部品受容手段
３ （第二）部品受容手段
４，４ａ－４ｄ （第一）接合パートナー
５，５ａ－５ｄ （第二）接合パートナー
６ 接合面
７ 接合面
８ レーザ
９ レーザ
１０ 第一回転軸
１１ 第二回転軸
２１ ターンテーブル
２２ ベースプレート
２３ 部品座
２４ スタンプ
３１ ターンテーブル
３２ ベースプレート
３３ 部品座

Claims (17)

1. 第一接合パートナー（４）の接合面（６）を加熱するために配置される第一熱源と、
   第二接合パートナー（５）の接合面（７）を加熱するために配置される第二熱源を
   包含する第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を接合するための装置であって、
   第一接合パートナー（４）を受容するための第一部品受容手段（２）と第二接合パートナー（５）を受容するための第二部品受容手段（３）が設けられ、
   第一部品受容手段（２）は、第一回転軸（１０）を軸に回転自在に配設され、第二部品受容手段（３）は、第二回転軸（１１）を軸に回転自在に配設され、
   第一部品受容手段（２）は、第二部品受容手段（３）に対して、第一回転軸（１０）と第二回転軸（１１）が互いに本質的に直交する様に配置され、
   該第一部品受容手段（２）は、第一接合パートナー（４）が、第一熱源に対して、該第一接合パートナー（４）の接合面（６）が第一熱源によって加熱可能になる様に配置される加熱ポジションを有し、
   該第二部品受容手段（３）は、第二接合パートナー（５）が、第一熱源に対して、該第二接合パートナー（５）の接合面（７）が第二熱源によって加熱可能になる様に配置される加熱ポジションを有し、
   その位置に置いて第一及び第二接合パートナー（４，５）の接合面（６，７）が向かい合う様に配置される接合ポジションが設けられ、そして、
   第一部品受容手段（２）が、第一回転軸（１０）を軸に、第一接合パートナー（４）が、該接合ポジションに来る様に回転され、第二部品受容手段（３）が、第二回転軸（１１）を軸に、第二接合パートナー（５）が、該接合ポジションに来る様に回転され、且つ、
   接合面（６，７）が、第一部品受容手段（２）若しくは第一部品受容手段（２）の一部、又は、第二部品受容手段（３）若しくは第二部品受容手段（３）の一部を動かす接合ユニットを設けることによって組合わされ、その際に該接合面（６，７）が、接合ユニットの動きによって当接される
   ことによって、第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を互いに組合わせることができることを特徴とする装置（１）。
2. 接合ユニットが、第一部品受容手段（２）又は第一部品受容手段（２）の一部を、第一回転軸（１０）に沿った、又は、第二回転軸（１１）に沿った方向に移動させ、第一接合パートナー（４）の接合面（６）と第二接合パートナー（５）の接合面（７）が、互いに接触する様にポジショニングされることによって接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 接合ユニットが、第二部品受容手段（３）又は第二部品受容手段（３）の一部を、第一回転軸（１０）に沿った、又は、第二回転軸（１１）に沿った方向に移動させ、第一接合パートナー（４）の接合面（６）と第二接合パートナー（５）の接合面（７）が、互いに接触する様にポジショニングされることによって接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする請求項２に記載の装置（１）。
4. 第一熱源としてレーザ（８）を、及び／又は、第二熱源としてレーザ（９）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
5. 部品受容手段（２，３）が、それぞれ複数の接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）、特に好ましくは、それぞれ二つ又は四つの接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）を受容できることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
6. 部品受容手段（２，３）が、回転軸（１０，１１）を軸に回転自在に配置されたターンテーブル（２１，３１）を包含することを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
7. 部品受容手段（２，３）が、接合パートナー（４，５）を受容するための少なくとも一つの部品座（２３，３３）を包含することを特徴とする請求項６に記載の装置（１）。
8. 部品座（２３，３３）が、接合パートナー（４，５）を保持するための受容に適した部品固定手段、真空グリッパ、磁石メカニズム、又は、クランプ手段を包含していることを特徴とする請求項７に記載の装置（１）。
9. 接合ユニットが、ターンテーブル（２１）、又は、部品座（２３）と接触するスタンプ（２４）を包含し、接合力を該スタンプ（２４）へ伝えることにより、該ターンテーブル（２１）及び／又は部品座（２３）が第一回転軸（１０）に沿った方向に動くこことができる様になっていることを特徴とする請求項８に記載の装置（１）。
10. 接合ユニットが、モータ式の又は油圧式の駆動手段を包含していることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
11. 部品受容手段（２）が、水平に、部品受容手段（３）が鉛直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
12. 水平に配置された部品受容手段（２）と二つの水平且つ向かい合って配置された部品受容手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
13. 各々の熱源に対して、独立した監視システム、又は、サーモグラフィカメラが、接合パートナー（４，５）の加熱を独立して監視するために、設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
14. 部品受容手段（２，３）が、それぞれ、個別の接合ユニットを有しており、各接合ユニットが、各々の部品受容手段、又は、その一部を、接合面（６，７）が、該接合ユニットの動きによって接触する様に、動かされることによって、接合パートナーの接合面（６，７）が互いに組合わせられることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
15. 第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を請求項１～１４のうち何れか一項に記載の装置（１）によって接合するための方法であって、以下の方法ステップを包含していることを特徴とする方法：
    － 第一部品受容手段（２）に第一接合パートナー（４）を、第二部品受容手段（３）に第二接合パートナー（５）をセットするステップ；続いて、
    － 第一接合パートナー（４）が、第一熱源に対して該第一接合パートナー（４）の接合面（６）が第一熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第一部品受容手段（２）を、第一回転軸（１０）を軸にポジショニングし、更に、第二接合パートナー（５）が、第二熱源に対して該第二接合パートナー（５）の接合面（７）が第二熱源によって加熱される加熱ポジションに配置される様に、第二部品受容手段（３）を、第二回転軸（１１）を軸にポジショニングするステップ；続いて、
    － 第一熱源が、第一接合パートナー（４）の接合面（６）を加熱する様に配置され、第二熱源が、第二接合パートナー（５）の接合面（７）を加熱する様に配置されることによって加熱されるステップ；
    － 第一部品受容手段（２）を、第一回転軸（１０）を軸に、第一接合パートナー（４）が接合ポジションに来る様に回転させ、第二部品受容手段（３）を、第二回転軸（１１）を軸に、第二接合パートナー（５）が接合ポジションに来る様に回転させるステップ、但し、第一及び第二接合パートナー（４，５）の接合面（６，７）は、対面する接合ポジションに配設されている；続いて、
    － 第一部品受容手段（２）、若しくは、第一部品受容手段（２）の一部、又は、第二部品受容手段（３）、若しくは、第二部品受容手段（３）の一部を、接合面（６，７）が接触する様に動かすことで、第一接合パートナー（４）と第二接合パートナー（５）を接合するステップ、続いて、
    － 接続された接合パートナー（４，５）を取り外すステップ。
16. 部品受容手段（２，３）が、それぞれ複数の接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）、特に好ましくは、それぞれ二つ又は四つの接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）を受容できることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 接合パートナー（４ａ－４ｄ，５ａ－５ｄ）の部品受容手段（２，３）からの取り出しと部品受容手段へのセットを、加熱と並行して実施する、但し、少なくとも一つの接合パートナー（４ｃ，５ｃ）が、部品受容手段（２，３）に並行して、他の接合パートナー（４ｄ，５ｄ）がセットされる、及び／又は、二つの接合された接合パートナーが取り出される間に、加熱されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。