[发明专利]用形状记忆聚合物激活来帮助对准和保持的工件组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及组装工件的方法，更具体地涉及一种使用形状记忆聚合物激活来对准和保持组装好的工件的适应性方法。

背景技术

在制造和工艺行业，工件的适当组装越来越多地依靠可编程机器人和复杂的对准夹具来实现必要的精度。例如，尽管工件的常规焊接需要形成精密焊缝和焊点来确保期望的结构性能和美感，但是长时间以来一直需要在附接到静止工件之前将可操纵工件以紧公差定位。然而，这种公差使适当地定位工件变得困难，并且经常导致错位和/或机械粘合，从而进一步导致故障停机、工件和/或基础设施损坏以及产生费用。此外，常规的组装系统通常具有不适于工件之间的尺寸偏差的统一适用的对准系统，所述统一适用的对准系统可进一步导致错位和粘合(甚至当采用机器人精度时)。

发明内容

响应于这些和其他问题，本发明涉及一种使用形状记忆聚合物(SMP)激活来对准和保持组装好的工件的方法。本发明适用于帮助部件对准和后续保持，从而极大地降低对基础设施-例如复杂的对准夹具的需求。本发明进一步适用于适应部件尺寸偏差，同时不会牺牲最终附接的强度-尤其是剪切导致的脱开。本发明的方法是自对准的，并且可以容许相当差的初始对准。通过在初始接触和重定位期间使用软的聚合材料，还减小了工件表面的划痕。本发明采用形状记忆聚合物在其低模量状态下暂时承受大的应变以及恢复其初始形状的能力，从而与常规致动器相比提供了许多优点，包括例如移动部件较少、能量消耗较低以及噪音减少(听觉上以及相对于EMF)。最后，一旦对准，形状记忆聚合物的高刚度低温度状态为工件提供高刚度的侧向保持。因此，组装期间在适应性与强度之间不需要折衷方案。

总体而言，本发明给出一种通过形状记忆聚合物激活来帮助对准或对准加上保持从而适应性地组装第一与第二工件的方法。所述工件具有至少一个凸块并且限定构造成在组装期间接纳所述凸块的至少一个凹座，其中所述凸块和/或凹座包括具有适当形状、大小和形态来实现本发明的预期功能的形状记忆聚合物。所述方法包括将法向负载施加到所述工件，以便使所述凸块大体上接合所述凹座，并且通过将所述凸块和/或凹座暴露到适当的激活信号来使所述聚合物激活。由于所述聚合物的激活，所述凸块将进一步接合所述凹座。接下来，通过去除所述聚合物上的信号来使所述聚合物去激活，并因此进一步对准所述工件。

方案1. 一种通过激活形状记忆聚合物来帮助对准从而适应性地组装第一与第二工件的方法，其中所述工件具有至少一个凸块并且限定至少一个凹座，所述凹座构造成分别在组装期间接纳所述凸块，并且所述凸块和/或凹座包括形状记忆聚合物，所述方法包括下述步骤：

a.将法向负载施加到所述工件，以便使所述凸块大体上接合所述凹座；

b.通过使所述凸块和/或凹座暴露于激活信号来激活所述聚合物；

c.由于激活所述聚合物而使所述凸块进一步接合所述凹座；

d.由于执行步骤a)到c)而使所述工件对准；以及

e.通过去除施加给所述聚合物的信号而使所述聚合物去激活。

方案2. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定热能信号的步骤。

方案3. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定湿汽信号的步骤。

方案4. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定量的紫外线辐射的步骤。

方案5. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定无线电频率信号的步骤。

方案6. 如方案1所述的方法，其中步骤b)进一步包括使所述聚合物被动地暴露于信号的步骤，并且所述信号是外部过程的副产物。

方案7. 如方案1所述的方法，其中步骤c)进一步包括激活所述聚合物并且施加负载从而使所述凸块进一步接合所述凹座的步骤。

方案8. 如方案1所述的方法，其中步骤c)和d)进一步包括下述步骤：使所述聚合物获得具有小于所述负载的抗压强度的较低模量并且随后在所述负载下变形以便降低势能并且使所述工件中的所述一个因为所述聚合物的变形而侧向平移。

方案9. 如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座具有第一侧向形状，并且步骤c)和d)进一步包括下述步骤：激活所述聚合物从而使所述凸块和/或凹座获得第二侧向形状，并且使所述第一或第二工件侧向平移和/或由于获得所述第二形状而相对于另一工件保持在固定状态。