[发明专利]用于机械连接先进高强度钢的装置和方法

说明书

本发明提供用于在可以是咬接、咬接铆接、全冲压铆接或自冲铆接的机械连接期间通过检测组件(106)在光安全范围内进行先进高强度钢的钢板部分(28或32)与金属板部分(30或34)的机械连接的装置(20，22)和方法。

本申请是国际申请号为PCT/US2017/014501，国际申请日为2017年1月23日，进入国家阶段申请号为201780009849.7，发明名称为“用于机械连接先进高强度钢的装置和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下优先权：发明人Mark A.Savoy和Phillip J.I.Morgan于2016年10月7日提交的名称为“用于机械连接先进高强度钢的装置和方法”的美国临时申请序列号62/405,288；发明人Mark A.Savoy和Phillip J.I.Morgan于2016年9月28日提交的名称为“用于机械连接先进高强度钢的装置和方法”的美国临时申请序列号62/400,809；以及发明人Mark A.Savoy和Phillip J.I.Morgan于2016年2月3日提交的名称为“用于咬接先进高强度钢的装置和方法”的美国临时申请序列号62/290,608，每一个所述临时申请的的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种使用激光加热来机械连接先进高强度钢的装置和方法。

背景技术

如Durandet等人的美国专利8,234,770所公开的，先前已经采用激光器使用预加热的自冲铆钉来连接金属。Durandet等人还公开了该机械紧固方法可适用于咬接型工艺或压接工艺。

当使用激光器时，必须以光安全的方式进行金属连接加工，使得没有来自强激光束的散射辐射对操作者造成伤害。以前，这样的加工在加工站中进行，该加工站在使用期间防止操作者进入，因此操作者不会暴露于激光束下。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的装置，其用于使用激光加热将先进高强度钢的第一钢板部分机械地连接至第二金属板部分。

在实现上述目的时，根据本发明的装置包括用于定位在先进高强度钢的第一板部分附近的连接组件，该第一板部分与金属的第二板部分在板部分的交界面处接触。连接组件包括具有开口并且限定光安全的腔室的壳体并且还包括转位构件，该转位构件通过光安全的接触部安装在壳体上以平行于板部分的交界面在加热位置和连接位置之间移动。转位构件包括在其加热位置、在第一板部分和第二板部分的连接部位处被定位在壳体的开口附近的开口，并且转位构件还包括在其连接位置被定位在板部分的连接部位处的模具。致动器使连接组件的转位构件平行于第一板部分和第二板部分的交界面在其加热位置和连接位置之间移动。连接组件的激光组件包括激光准直器，以在转位构件的加热位置发射来自壳体的腔室内的激光束穿过壳体的开口和转位构件的开口，从而在连接部位处对先进高强度钢的第一板部分提供加热，并且在加热之后致动器使转位构件平行于第一板部分和第二板部分的交界面移动到连接位置。装置的检测组件仅在第一板部分与转位构件进行光安全的接触时才允许操作激光组件，并且组件的咬接冲头或铆接压头在转位构件的连接位置与模具配合，以在连接部位处将被加热的第一板部分和第二板部分彼此机械地连接。装置的控制器被配置为操作用于进行板部分的连接操作的连接组件、致动器、激光组件和咬接冲头或铆接压头以及该装置的任何其他必要部件。

如所公开的那样，连接组件可以包括枢轴连接部，其将转位构件安装在壳体上以在加热位置和连接位置之间枢转地运动，或者可以包括滑道，其将转位构件安装在壳体上以在加热位置和连接位置之间直线地运动。

如还公开的那样，模具是：用于设置咬接连接部的咬接模具；用于设置咬接铆接连接部的咬接铆接模具；用于设置全冲压铆接连接部的全冲压铆接模具；或者用于设置自冲铆接连接部的自冲铆接模具。

所公开的检测组件包括用于向壳体的腔室提供加压气体的加压气体源，并且还包括检测器，其用于检测从加压气体源到腔室的气流，以检测第一板部分是否与转位构件进行光安全的接触。