DE102018131138B3

DE102018131138B3 - WELDING METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRICAL CONNECTION

Info

Publication number: DE102018131138B3
Application number: DE102018131138.9A
Authority: DE
Inventors: Steffen Engeser
Original assignee: ENGESER INNOVATIVE VERBINDUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: ENGESER INNOVATIVE VERBINDUNGSTECHNIK GmbH
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: EP3664230A1; EP3664230B1; HUE060427T2; PL3664230T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zumindest einer Leitung (13a, 13b) und zumindest einem Anschlussstück (25a, 25b) eines Werkstücks (20). Das Anschlussstück (25a, 25b) ist an einer Werkstückoberfläche (21) angeordnet und ein Ende der zumindest einen Leitung (13a, 13b) ist mit einem an das Anschlussstück (25a, 25b) angepassten Kontaktstück (15a, 15b) vorkonfektioniert. Das Verfahren umfasst die Schritte: Positionieren des Kontaktstücks (15a, 15b) am Anschlussstück (25a, 25b) und Verschweißen des Kontaktstücks (15a, 15b) mit dem Anschlussstück (25a, 25b) mittels Laserstrahlung. Erfindungsgemäß schneidet eine entlang der Laserstrahlung verlaufende Gerade eine durch die Werkstückoberfläche vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks. Die Erfindung betrifft ferner ein System aus einem Werkstückträger und einem Schweißträger sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for establishing an electrical connection between at least one line (13a, 13b) and at least one connecting piece (25a, 25b) of a workpiece (20). The connecting piece (25a, 25b) is arranged on a workpiece surface (21) and one end of the at least one line (13a, 13b) is pre-assembled with a contact piece (15a, 15b) adapted to the connecting piece (25a, 25b). The method comprises the steps: positioning the contact piece (15a, 15b) on the connection piece (25a, 25b) and welding the contact piece (15a, 15b) to the connection piece (25a, 25b) by means of laser radiation. According to the invention, a straight line running along the laser radiation intersects a plane outside the workpiece that is predetermined by the workpiece surface. The invention further relates to a system consisting of a workpiece carrier and a welding carrier and an apparatus for performing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zumindest einer Leitung und zumindest einem Anschlussstück eines Werkstücks. Das Anschlussstück ist an einer Werkstückoberfläche angeordnet und ein Ende der zumindest einen Leitung ist mit einem an das Anschlussstück angepassten Kontaktstück vorkonfektioniert. Das Verfahren umfasst die Schritte: Positionieren des Kontaktstücks am Anschlussstück und Verschweißen des Kontaktstücks mit dem Anschlussstück mittels Laserstrahlung. Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Werkstückträger und einem Schweißträger sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for establishing an electrical connection between at least one line and at least one connector of a workpiece. The connection piece is arranged on a workpiece surface and one end of the at least one line is pre-assembled with a contact piece adapted to the connection piece. The method comprises the steps: positioning the contact piece on the connection piece and welding the contact piece to the connection piece by means of laser radiation. The invention also relates to a system consisting of a workpiece carrier and a welding carrier and a device for carrying out the method according to the invention.

Ein solches Verfahren wird eingesetzt, um Leitungen an Schaltern, wie etwa einem Miniaturschnappschalter, anzuschließen. Das Verfahren soll automatisierungsfähig, überwachungsfähig, kostengünstig und prozesssicher sein. Die Verbindung der Leiter mit dem Schalter muss qualitativ hochwertig sein, um einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen Leitung und Schalter zu gewährleisten. Herkömmliche Verfahren zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen Leitungen und Anschlussstücken von Werkstücken basieren auf Löten oder Widerstandsschweißen.Such a method is used to connect leads to switches, such as a miniature snap switch. The process should be capable of being automated, monitored, inexpensive and reliable. The connection of the conductors to the switch must be of high quality to ensure a safe electrical contact between the line and the switch. Conventional methods for producing electrical connections between lines and connecting pieces of workpieces are based on soldering or resistance welding.

Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer elektrischen Leitung und einem Anschlussstück eines Werkstücks mittels Laserstrahlung bekannt, bei denen der Laserstrahl auf das Werkstück gerichtet wird. Das Laserverschweißen erfolgt berührungslos und ohne die Hilfe von Zusatzstoffen. Die Laserstrahlung wird dabei mittels einer Optik nahe der Werkstückoberfläche fokussiert. Die Lage des Fokus relativ zur Werkstückoberfläche (oberhalb oder unterhalb) ist ein wichtiger Schweißparameter und legt auch die Einschweißtiefe fest. Die absorbierte Laserstrahlung erwärmt die Stoßflächen der zu verschweißenden Teile (Anschlussstück und Kontaktstück) und es erfolgt ein extrem schneller Anstieg der Temperatur über die Schmelztemperatur von Metall hinaus, so dass sich eine Schmelze bildet. Bei einer Relativbewegung zwischen fokussiertem Laserstrahl und Werkstück schmilzt dieses durch dessen Energie auf. Ein Problem des Laserverschweißen ist die begrenzte Möglichkeit die umliegende Werkstückoberfläche, beispielsweise benachbarte Anschlussstücke auf der Werkstückoberfläche, oder das Werkstück als elektronisches Bauteil selbst, vor einer Beschädigung durch den direkten Laserstrahl oder diffuser Streustrahlung (beispielsweise zu hohe Erwärmung) zu schützen.A method for producing an electrical connection between an electrical line and a connection piece of a workpiece by means of laser radiation is known from the prior art, in which the laser beam is directed onto the workpiece. Laser welding is carried out without contact and without the help of additives. The laser radiation is focused near the workpiece surface using optics. The position of the focus relative to the workpiece surface (above or below) is an important welding parameter and also defines the welding depth. The absorbed laser radiation heats the abutting surfaces of the parts to be welded (connecting piece and contact piece) and there is an extremely rapid rise in temperature beyond the melting temperature of metal, so that a melt forms. When there is a relative movement between the focused laser beam and the workpiece, it melts due to its energy. One problem with laser welding is the limited possibility of protecting the surrounding workpiece surface, for example adjacent connecting pieces on the workpiece surface, or the workpiece as an electronic component itself, against damage from the direct laser beam or diffuse scattered radiation (for example excessive heating).

In der DE 10 2016 125 748 B3 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Anschlussteil über ein zumindest bimetallisches Zwischenelement offenbart, wobei der elektrische Leiter aus mehreren Drähten oder Litzen eines ersten Metallwerkstoffs und das Anschlussteil aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff gebildet ist.In the DE 10 2016 125 748 B3 discloses a method for producing a connection of an electrical conductor to a connection part via an at least bimetallic intermediate element, the electrical conductor being formed from a plurality of wires or strands of a first metal material and the connection part being formed from a second metal material different from the first metal material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie System zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzustellen. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 14 und 15. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention has for its object to present an improved method and system for establishing an electrical connection and an apparatus for performing the method. Starting from the prior art mentioned, the object is achieved with the features of independent claims 1, 14 and 15. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß schneidet eine entlang der Laserstrahlung verlaufende Gerade eine durch die Werkstückoberfläche vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks. In anderen Worten gibt es keinen Schnittpunkt zwischen der Laserstrahlung und der Werkstückoberfläche. Diese Schweißgeometrie kann erreicht werden indem die Werkstückoberfläche in Richtung einer Horizontalen und damit in eine von der Laserquelle abgewandte Richtung geneigt wird.According to the invention, a straight line running along the laser radiation intersects a plane outside the workpiece that is predetermined by the workpiece surface. In other words, there is no intersection between the laser radiation and the workpiece surface. This welding geometry can be achieved by inclining the workpiece surface in the direction of a horizontal and thus in a direction facing away from the laser source.

Durch die Verwendung eines Lasers ist ein kontaktfreies Verschweißen zwischen dem Kontaktstück der zumindest einen Leitung und dem zumindest einen Anschlussstück des Werkstücks möglich, die ohne Zuhilfenahme von Zusatzstoffen auskommt. Die Wärmebelastung des Werkstücks, das beispielsweise in Form eines elektronischen Bauteils ausgebildet ist, wird durch eine kurze Bestrahlung von Kontaktstück und Anschlussstück und ohne direkte Einwirkung der Laserstrahlung auf die Werkstoffoberfläche gering gehalten.The use of a laser enables contact-free welding between the contact piece of the at least one line and the at least one connection piece of the workpiece, which does not require the use of additives. The heat load on the workpiece, which is designed, for example, in the form of an electronic component, is kept low by a short irradiation of the contact piece and the connecting piece and without direct action of the laser radiation on the material surface.

Die von einer Laserquelle erzeugte Laserstrahlung kann mit Spiegelsystemen oder Lichtleitfasern zum Werkstück geleitet und dann auf das Werkstück fokussiert werden. In einer Schweißzelle ist das Werkstück in der Regel auf dem Boden oder auf einem Schweißträger angeordnet, wobei die Laserstrahlung von oben auf die Werkstückoberfläche einstrahlt (Grundsystem). Bei senkrechter Einstrahlung auf die Werkstückoberfläche ist eine Flächennormale der Werkstückoberfläche beim Verschweißen parallel zur Laserstrahlung ausgerichtet. In dieser Geometrie schneidet die Laserstrahlung eine durch die Werkstückoberfläche vorgegebene Ebene im Werkstück, nämlich auf der Werkstückoberfläche an der Position des Anschlussstücks. Das Werkstück absorbiert in diesem Fall einen Großteil der Laserstrahlung und erhitzt. In dieser Geometrie ist es ebenfalls schwierig die Werkstückoberfläche vor diffuser Laserstreustrahlung zu schützen.The laser radiation generated by a laser source can be guided to the workpiece using mirror systems or optical fibers and then focused on the workpiece. In a welding cell, the workpiece is usually arranged on the floor or on a welding support, with the laser radiation shining onto the workpiece surface from above (basic system). With vertical radiation onto the workpiece surface, a surface normal of the workpiece surface is aligned parallel to the laser radiation during welding. In this geometry, the laser radiation cuts a plane in the workpiece that is predetermined by the workpiece surface, namely on the workpiece surface at the position of the connecting piece. In this case, the workpiece absorbs a large part of the laser radiation and heats it. In this geometry, it is also difficult to protect the workpiece surface from diffuse laser scatter radiation.

Schneidet die Laserstrahlung eine durch die Werkstückoberfläche vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks, zeigt eine Flächennormale der Werkstückoberfläche in eine von der Laserquelle abgewandte Richtung, das heißt keine direkte Laserstrahlung trifft auf die Werkstückoberfläche. Die Werkstückoberfläche ist somit in eine von der Laserquelle abgewandte Richtung gekippt. Durch diese schräge Ausrichtung der Werkstückoberfläche bezüglich der Laserstrahlung, wird das Werkstück beim Verschweißen bestmöglich vor einer Beschädigung durch den Laserstrahl geschützt. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme die entstehende Streustrahlung minimiert. Die Minimierung der Streustrahlung ist insbesondere wünschenswert, um auch umliegende Werkstücke beim Verschweißen zu schützen. If the laser radiation cuts a plane outside the workpiece that is predetermined by the workpiece surface, a surface normal of the workpiece surface points in a direction facing away from the laser source, that is to say no direct laser radiation strikes the workpiece surface. The workpiece surface is thus tilted in a direction away from the laser source. Due to this oblique alignment of the workpiece surface with respect to the laser radiation, the workpiece is optimally protected from damage by the laser beam during welding. This measure also minimizes the scattered radiation that arises. The minimization of scattered radiation is particularly desirable in order to protect surrounding workpieces during welding.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt ein Schnittwinkel zwischen der Laserstrahlung und der durch die Werkstückoberfläche vorgegebenen Ebene zwischen 1° und 20°, weiter vorzugsweise zwischen 5° und 15°, weiter vorzugsweise 10°. Diese Anordnung stellt einen Kompromiss zwischen einerseits der Erreichbarkeit des Schweißpunktes zwischen Kontaktstück und Anschlussstück bei gleichzeitig möglichst abgewandter Ausrichtung der Werkstückoberfläche dar.In a preferred embodiment of the invention, an intersection angle between the laser radiation and the plane predetermined by the workpiece surface is between 1 ° and 20 °, further preferably between 5 ° and 15 °, further preferably 10 °. This arrangement represents a compromise between, on the one hand, the accessibility of the welding point between the contact piece and the connecting piece, while at the same time averting the workpiece surface as far as possible.

Bei dem Werkstück kann es sich um einen Miniatur-(Schnapp-)Schalter handeln. Miniatur-Schalter (oder Mikroschalter) sind kleine Schaltelemente, die in zahlreichen elektrischen Geräten und Anbauteilen Platz finden. Sie werden verwendet, um durch eine mechanische Belastung Strom zwischen zwei Flusszweigen zu schalten oder elektrische Verbraucher hinter dem Schalter an- oder auszuschalten. Solche Schalter stellen eine kostengünstige Lösung zur Schaltung elektrischer Bauteile dar.The workpiece can be a miniature (snap) switch. Miniature switches (or microswitches) are small switching elements that can be found in numerous electrical devices and attachments. They are used to switch current between two river branches or to switch electrical consumers behind the switch on or off due to a mechanical load. Such switches represent an inexpensive solution for switching electrical components.

Ein Schweißpunkt zwischen dem Anschlussstück und dem Kontaktstück kann anhand eines Bildverarbeitungssystems bestimmt werden. Das Bildverarbeitende System ermöglicht eine vollautomatische Kontrolle der Position von Kontaktstück und Anschlussstück. Über ein Bildverarbeitendes System in der Schweißzelle kann das Kontaktstück und das Anschlussstück gesucht und mit Vorgabebildern verglichen werden. Ist das Kontaktstück in richtiger Weise am Anschlussstück positioniert, kann der Schweißvorgang automatisch gestartet werden. Ist das Kontaktstück nicht richtig positioniert, wird der Schweißvorgang abgebrochen. Die Kontrolle kann für jede Schweißverbindung gesondert erfolgen. Über das Bildverarbeitende System wird zudem der Schweißpunkt ermittelt an dem der Laser den Schweißvorgang startet. Dieser kann von der genauen Kontaktgeometrie abhängen.A welding point between the connector and the contact piece can be determined using an image processing system. The image processing system enables a fully automatic control of the position of the contact piece and connection piece. Via an image processing system in the welding cell, the contact piece and the connecting piece can be searched for and compared with standard images. If the contact piece is positioned correctly on the connection piece, the welding process can be started automatically. If the contact piece is not correctly positioned, the welding process is stopped. The inspection can be carried out separately for each welded joint. The welding point at which the laser starts the welding process is also determined via the image processing system. This can depend on the exact contact geometry.

Eine Schweißbewegung kann durch den Laser gesteuert werden, wobei vorzugsweise die Schweißbewegung eine gerade Bewegung oder eine Kreisbewegung ist. Die Steuerung der Laserbewegung kann alternativ durch eine Steuerung der Werkstückbewegung ersetzt werden. Bei einer Relativbewegung zwischen fokussiertem Laserstrahl und Werkstück schmilzt dieses durch dessen Energie auf. Die Bewegungsart ist je nach Schalter bzw. Kontaktgeometrie verschieden und kann durch das Bildverarbeitende System automatisch angepasst werden.A welding movement can be controlled by the laser, the welding movement preferably being a straight movement or a circular movement. The control of the laser movement can alternatively be replaced by a control of the workpiece movement. When there is a relative movement between the focused laser beam and the workpiece, it melts due to its energy. The type of movement varies depending on the switch or contact geometry and can be automatically adjusted by the image processing system.

Bevorzugt ist das Kontaktstück als Kontakthülse ausgebildet und/oder das Anschlussstück als Kontaktstift ausgebildet. Insbesondere kann der Querschnitt der Hülsenöffnung an die Gestalt des Anschlussstücks angepasst sein. Dazu ist die Kontakthülse vorzugsweise groß genug, um das Anschlussstück aufnehmen zu können und so klein, dass ein ungewolltes Abrutschen der Kontakthülse vermieden wird. Durch die Wahl der axialen Länge der Kontakthülse kann ein Abstand der Leitung vom Werkstück sowie der Schweißpunkt vorgegeben werden. Das Positionieren des Kontaktstücks am Anschlussstück kann durch Aufstecken der Kontakthülse auf den Kontaktstift erfolgen.The contact piece is preferably designed as a contact sleeve and / or the connecting piece is designed as a contact pin. In particular, the cross section of the sleeve opening can be adapted to the shape of the connector. For this purpose, the contact sleeve is preferably large enough to be able to accommodate the connecting piece and small enough to prevent the contact sleeve from slipping off unintentionally. By selecting the axial length of the contact sleeve, a distance of the line from the workpiece and the welding point can be specified. The contact piece can be positioned on the connecting piece by plugging the contact sleeve onto the contact pin.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Werkstück vor dem Verschweißen in einen Werkstückträger eingesetzt, wobei in einem eingesetzten Zustand das Anschlussstück gegenüber einer Oberfläche des Werkstückträgers hervorsteht. Die Werkstückoberfläche kann im Wesentlichen in einer Ebene mit der Oberfläche des Werkstückträgers liegen. Ein Werkstückträger ist ein Träger auf dem ein oder mehrere Werkstücke befestigt sind, um sie von einem Werkstückförderer entlang einer Fertigungslinie durch mehrere Fertigungsstationen zu transportieren. Der Werkstückträger kann so ausgebildet sein, dass er einen Großteil des Werkstücks in sich aufnimmt und so vor Streustrahlung schützt, während die Ausrichtung zwischen Laserstrahlung und Werkstückoberfläche unbeeinflusst bleibt.In a preferred embodiment, the workpiece is inserted into a workpiece carrier before welding, the connecting piece projecting from a surface of the workpiece carrier in an inserted state. The workpiece surface can lie essentially in one plane with the surface of the workpiece carrier. A workpiece carrier is a carrier on which one or more workpieces are fastened in order to transport them from a workpiece conveyor along a production line through several production stations. The workpiece carrier can be designed in such a way that it takes up a large part of the workpiece and thus protects it against scattered radiation, while the alignment between laser radiation and workpiece surface remains unaffected.

Der Werkstückträger kann zumindest eine Führungsnut zur Führung der zumindest einen Leitung aufweisen. Die Leitung ist somit während des Verfahrens fixiert und vor der Laserstrahlung geschützt. Die fixierte Leitung sorgt außerdem dafür, dass ein ungewolltes Abrutschen des Kontaktstücks vom Anschlussstück vor dem Verschweißen reduziert wird. Vorzugsweise erstreckt sich die zumindest eine Führungsnut in einer Richtung im Wesentlichen quer zu der Laserstrahlung. Die Führungsnut kann so tief sein, dass sie die Leitung vollständig aufnimmt. In dieser Anordnung ist die Leitung vor der Laserstrahlung bestmöglich geschützt.The workpiece carrier can have at least one guide groove for guiding the at least one line. The line is thus fixed during the procedure and protected from laser radiation. The fixed line also ensures that an undesired slipping of the contact piece from the connecting piece is reduced before welding. The at least one guide groove preferably extends in a direction essentially transversely to the laser radiation. The guide groove can be so deep that it completely takes up the line. In this arrangement, the line is optimally protected from the laser radiation.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Ausrichtung der Werkstückoberfläche (relativ zum Laserstrahl) beim Verschweißen durch die Anordnung des bestückten Werkstückträgers auf einem Schweißträger mit schräg ausgebildeter Schweißträgeroberfläche. In dieser Ausführungsform erfolgt die Orientierung der vorkonfigurierten Werkstückträger durch die schräg ausgebildeten Oberflächen des Schweißträgers in der Schweißzelle. Bei dem Schweißträger kann es sich um einen Teil des Transportsystems handeln, der mit den Werkstückträgern bestückt mittels eines Transfersystems in die Schweißzelle gefahren wird. Der Schweißträger mit schräg ausgebildeter Schweißträgeroberfläche bietet eine besonders einfache und zuverlässige Möglichkeit die Ausrichtung der Werkstücke in der Schweißzelle vorzugeben. Der Schweißträger kann weitere Mittel aufweisen, die eine Fixierung des Werkstückträgers ermöglichen.In an advantageous embodiment, the workpiece surface is aligned (relative to the laser beam) during welding by the arrangement of the equipped workpiece carrier on a welding support with an inclined welding support surface. In this embodiment, the preconfigured workpiece carriers are oriented by the inclined surfaces of the welding carrier in the welding cell. The welding support can be part of the transport system that is loaded with the workpiece carriers and moved into the welding cell by means of a transfer system. The welding support with an inclined welding support surface offers a particularly simple and reliable option for specifying the alignment of the workpieces in the welding cell. The welding support can have further means which allow the workpiece holder to be fixed.

Vorzugsweise ist ein Schweißträger mit zumindest zwei bestückten Werkstückträgern bestückt, wobei die Anordnung der Werkstückträger zueinander gespiegelt ist. Diese Anordnung ermöglicht eine hohe Packungsdichte der Werkstücke. Zudem kann der Schweißträger in der Mitte eine Vertiefung aufweisen, die für eine zusätzliche Kühlung in diesem Bereich sorgt und/oder die reflektierte Laserstrahlung in eine vorgegebene Richtung ablenkt.A welding carrier is preferably equipped with at least two workpiece carriers equipped, the arrangement of the workpiece carriers being mirrored to one another. This arrangement enables a high packing density of the workpieces. In addition, the welding support can have a recess in the middle, which provides additional cooling in this area and / or deflects the reflected laser radiation in a predetermined direction.

Das Werkstück kann auf der Werkstückoberfläche ein zweites Anschlussstück aufweisen, wobei ein Ende einer zweiten Leitung mit einem an das zweite Anschlussstück angepassten zweiten Kontaktstück vorkonfektioniert ist, das zweite Kontaktstück an dem zweiten Anschlussstück positioniert wird, und wobei die Ausrichtung zwischen der Laserstrahlung und der Werkstückoberfläche bei beiden Verschweißungen gleich ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine möglichst schnelle und effiziente Verfahrensdurchführung.The workpiece can have a second connector on the workpiece surface, one end of a second line being pre-assembled with a second contact piece adapted to the second connector, the second contact piece being positioned on the second connector, and the alignment between the laser radiation and the workpiece surface both welds are the same. This embodiment enables the process to be carried out as quickly and efficiently as possible.

Vorzugsweise sind das erste und das zweite Kontaktstück in einer Richtung im Wesentlichen quer zur Richtung der Laserstrahlung versetzt voneinander angeordnet. Dies ermöglicht es, die Fokusebene des Lasers zwischen den Schweißvorgängen beizubehalten. Vorzugsweise weist der Werkstückträger eine zweite Führungsnut zur Führung der zweiten Leitung an dem Werkstückträger auf, wobei die zweite Führungsnut eine L-Form aufweist. Die Leitungen können so parallel zueinander und hauptsächlich quer zur Richtung der Laserstrahlung geführt werden.The first and the second contact piece are preferably arranged offset from one another in a direction essentially transverse to the direction of the laser radiation. This makes it possible to maintain the focal plane of the laser between the welding processes. The workpiece carrier preferably has a second guide groove for guiding the second line on the workpiece carrier, the second guide groove having an L shape. The lines can be routed parallel to each other and mainly across the direction of the laser radiation.

Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Werkstückträger und einem Schweißträger zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zumindest einer Leitung und zumindest einem Anschlussstück eines Werkstücks mittels Laserstrahlung. Dazu ist der Werkstückträger zur Aufnahme des Werkstücks ausgebildet und der Schweißträger zur Aufnahme des Werkstückträgers ausgebildet, wobei in einem eingesetzten Zustand eine entlang der Laserstrahlung verlaufende Gerade eine durch die Werkstückoberfläche vorgegebenen Ebene außerhalb des Werkstücks schneidet. In einem eingesetzten Zustand ist das Werkstück in den Werkstückträger eingesetzt und der Werkstückträger auf dem Schweißträger angeordnet.The invention also relates to a system comprising a workpiece carrier and a welding carrier for establishing an electrical connection between at least one line and at least one connector of a workpiece by means of laser radiation. For this purpose, the workpiece carrier is designed to receive the workpiece and the welding carrier is designed to receive the workpiece carrier, with a straight line running along the laser radiation intersecting a plane defined by the workpiece surface outside the workpiece in an inserted state. In an inserted state, the workpiece is inserted into the workpiece carrier and the workpiece carrier is arranged on the welding carrier.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Bestückungsstation zum Positionieren der zumindest einen mit einem angepassten Kontaktstück vorkonfektionierten Leitung an dem zumindest einen Anschlussstück des Werkstücks und einer Laserschweißstation zum Verschweißen des Kontaktstücks mit den Anschlussstück mittels Laserstrahlung.The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention. The device according to the invention comprises an assembly station for positioning the at least one line pre-assembled with an adapted contact piece on the at least one connecting piece of the workpiece and a laser welding station for welding the contact piece to the connecting piece by means of laser radiation.

Das erfindungsgemäße System und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können mit weiteren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmalen fortgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems und der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Merkmalen weiter fortgebildet werden.The system according to the invention and the device according to the invention for carrying out the method according to the invention can be continued with further features described in connection with the method according to the invention. The method according to the invention can be further developed with the features described in the context of the system according to the invention and the device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1: eine dreidimensionale Ansicht eines Werkstücks mit zwei Anschlussstücken und zwei vorkonfektionierten Leitungen, die mit ihren Kontaktstücken an den Anschlussstücken positioniert sind vor dem Verschweißen;
2: eine dreidimensionale Ansicht des Werkstücks aus 1 kurz vor dem Einsetzen in einen Werkstückträger;
3: dreidimensionale Ansicht eines bestückten Werkstückträgers;
4: schematische Ansicht eines Systems mit einem Schweißträgers und vier bestückten Werkstückträgern in einer Schweißzelle in einer dreidimensionalen Ansicht (a) und in seitlicher Draufsicht (b) ;
5: vergrößerte Ansicht des Schweißträgers aus 4;
6: Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

The invention is described below with reference to the accompanying drawings using exemplary embodiments. Show it:

1 : a three-dimensional view of a workpiece with two connectors and two pre-assembled lines, which are positioned with their contacts on the connectors before welding;
2nd : a three-dimensional view of the workpiece 1 shortly before insertion into a workpiece carrier;
3rd : three-dimensional view of an assembled workpiece carrier;
4th : schematic view of a system with a welding carrier and four equipped workpiece carriers in a welding cell in a three-dimensional view (a) and in a side view (b);
5 : enlarged view of the welding support from 4th ;
6 : Top view of an apparatus for performing the method according to the invention.

Zunächst wird gemäß der 1 bis 3 eine Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemä0en Verfahren hergestellten Werkstücks 20 und ein Werkstückträger 30 beschrieben. In der 1 ist ein Werkstück 20 in Form eines Schalters mit zwei Kontakten gezeigt. Das Werkstück 20 weist zwei Anschlussstücke 25a, 25b auf, welche an einer Werkstückoberfläche 21 angeordnet sind. Die zwei Anschlussstücke 25a, 25b des Werkstücks 20 sind fluchtend auf einer Linie angeordnet. Die Anzahl und Anordnung der Anschlussstücke 25a, 25b auf der Werkstückoberfläche 21 ist rein exemplarisch und hängt u.a. vom vorgesehenen Schaltertyp ab. Die Anschlussstücke 25a, 25b sind als Kontaktstifte mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Einpressen von Kontaktstiften in geeignete Aufnahmen (zum Beispiel eine eingeprägte Sicke im Werkstück) eines Werkstücks 20 bekannt.First, according to the 1 to 3rd an embodiment of a workpiece produced with the inventive method 20th and a workpiece carrier 30th described. In the 1 is a workpiece 20th in form of Switch shown with two contacts. The workpiece 20th has two connectors 25a , 25b on which on a workpiece surface 21 are arranged. The two connectors 25a , 25b of the workpiece 20th are aligned on a line. The number and arrangement of the connectors 25a , 25b on the workpiece surface 21 is purely exemplary and depends, among other things, on the intended switch type. The connectors 25a , 25b are designed as contact pins with a circular cross-section. Methods for pressing contact pins into suitable receptacles (for example an embossed bead in the workpiece) of a workpiece are known from the prior art 20th known.

An den Anschlussstücken 25a, 25b des in der 1 gezeigten Werkstücks 20 sind bereits Kontaktstücke 15a, 15b positioniert. Die Leitungen 13a, 13b sind an jeweils einem Enden mit den Kontaktstücken 15a, 15b konfektioniert. Dies geschieht beispielsweise durch Verpressen/Verquetschen des Kontaktstücks 15a, 15b mit dem vorab abisolierten Ende der Leitung 13a, 13b. Es sind unterschiedliche Geometrien für die Kontaktstücke 15a, 15b bekannt, die jeweils von der Anordnung des Anschlussstücks 25a, 25b auf dem Werkstück 20 und der Leitungsführung abhängen. Die Kontaktstücke 15a, 15b sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils als Kontakthülse ausgebildet, so dass eine Positionierung an den Anschlussstücken 25a, 25b derart geschieht, dass sie auf die Anschlussstücke 25a, 25b aufgesetzt werden und anschließend ggf. gekrimpt werden. Die Kontaktstücke 15a, 15b sind dabei an die Form bzw. den Querschnitt der als Kontaktstifte ausgebildeten Anschlussstücke 25a, 25b angepasst. Oft ist es wünschenswert, die Leitungen 13a, 13b in Richtung der Fluchtlinie der Anschlussstücke wegzuführen.On the connectors 25a , 25b the in the 1 shown workpiece 20th are already contact pieces 15a , 15b positioned. The lines 13a , 13b are at one end with the contact pieces 15a , 15b assembled. This is done, for example, by pressing / squeezing the contact piece 15a , 15b with the pre-stripped end of the cable 13a , 13b . There are different geometries for the contact pieces 15a , 15b known, each of the arrangement of the connector 25a , 25b on the workpiece 20th and depend on the cable routing. The contact pieces 15a , 15b are each designed as a contact sleeve in this exemplary embodiment, so that positioning on the connecting pieces 25a , 25b happens in such a way that they are on the connectors 25a , 25b be put on and then crimped if necessary. The contact pieces 15a , 15b are the shape or cross section of the connecting pieces designed as contact pins 25a , 25b customized. It is often desirable to use the lines 13a , 13b in the direction of the line of alignment of the connecting pieces.

Nach dem Positionieren des zumindest einen Kontaktstücks 15a, 15b an dem zumindest einen Anschlussstück 25a, 25b am Werkstück 20 werden des Kontaktstück 15a, 15b und das Anschlussstück 25a, 25b zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Leitung 13a, 13b und dem Anschlussstück 25a, 25b des Werkstücks 20 miteinander verschweißt mittels Laserschwei-ßen. Dazu bestehen Kontaktstück 15a, 15b und Anschlussstück 25a, 25b vorzugsweise aus dem gleichen Material, vorzugsweise aus Kupfer oder Messing. Als Schweißmaterial dient dabei im Wesentlichen überschüssiges Material des Anschlussstücks 25a, 25b oder Kontaktstücks 15a, 15b. Das Laserschwei-ßen wird für die Herstellung einer elektrischen Verbindung bevorzugt, da nur sehr kurze Laserpulse nötig sind und die Wärmebeanspruchung des Werkstücks 20 damit relativ gering ist. After positioning the at least one contact piece 15a , 15b on the at least one connector 25a , 25b on the workpiece 20th become the contact piece 15a , 15b and the connector 25a , 25b for establishing an electrical connection between the line 13a , 13b and the connector 25a , 25b of the workpiece 20th welded to each other by means of laser welding. There is a contact piece for this 15a , 15b and connector 25a , 25b preferably of the same material, preferably of copper or brass. Excess material of the connection piece essentially serves as welding material 25a , 25b or contact piece 15a , 15b . Laser welding is preferred for the establishment of an electrical connection, since only very short laser pulses are required and the thermal stress on the workpiece 20th is relatively small.

Erfindungsgemäß schneidet die Laserstrahlung beim Laserschweißen eine durch die Werkstückoberfläche 21 vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks 20. In anderen Worten trifft keine direkte Laserstrahlung unmittelbar auf das Werkstück 20 bzw. die Werkstückoberfläche 21. Dies hat den Vorteil, dass der Schalter bzw. das Werkstück 20 beim Schweißen vor dem Laserstrahl geschützt ist und nicht beschädigt wird. Außerdem wird durch diese Maßnahme die entstehende Streustrahlung des Lasers minimiert. Um dies zu erreichen, wird das Werkstück 20 zum einen seitlich zur Laserstrahlung ausgerichtet, dass der Laserstrahl das Werkstück 20 bis auf den Schweißpunkt zwischen Anschlussstück 25a, 25b und Kontaktstück 15a, 15b passiert. Zum anderen wird die Werkstückoberfläche 21 leicht gegenüber der Laserstrahlung gekippt, so dass ein Schnittpunkt zwischen einer entlang der Laserstrahlung verlaufenden Geraden und der durch die Werkstückoberfläche vorgegebenen Fläche existiert. Ein bevorzugter Schnittwinkel beträgt vorzugsweise etwa 10°. Eine Flächennormale der Werkstückoberfläche 21 ist dann in eine von der Laserquelle abgewandte Richtung ausgerichtet. In einer Schweißzelle 50 wird die Laserstrahlung beispielsweise von oben auf das Werkstück 20 gerichtet, die Flächennormale der Werkstückoberfläche 21 zeigt dann in Richtung eines Bodens der Schweißzelle 50.According to the invention, the laser radiation cuts one through the workpiece surface during laser welding 21 specified plane outside the workpiece 20th . In other words, no direct laser radiation hits the workpiece directly 20th or the workpiece surface 21 . This has the advantage that the switch or the workpiece 20th is protected from the laser beam during welding and is not damaged. This measure also minimizes the scattered radiation from the laser. To achieve this, the workpiece 20th on the one hand, aligned laterally to the laser radiation that the laser beam is the workpiece 20th down to the welding point between the connector 25a , 25b and contact piece 15a , 15b happens. The other is the workpiece surface 21 slightly tilted with respect to the laser radiation, so that an intersection exists between a straight line running along the laser radiation and the area predetermined by the workpiece surface. A preferred cutting angle is preferably about 10 °. A surface normal of the workpiece surface 21 is then aligned in a direction away from the laser source. In a welding cell 50 the laser radiation is, for example, from above onto the workpiece 20th directed, the surface normal of the workpiece surface 21 then points towards a bottom of the welding cell 50 .

Nach dem Verschweißen bilden das Anschlussstück 25a, 25b und das Kontaktstück 15a, 15b eine qualitativ hochwertige Verbindung, die einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen der Leitung 13a, 13b und dem Werkstück 20 gewährleistet.After welding, form the connector 25a , 25b and the contact piece 15a , 15b a high quality connection that ensures safe electrical contact between the line 13a , 13b and the workpiece 20th guaranteed.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Werkstück 20 in einen Werkstückträger 30 eingesetzt sein. Der Werkstückträger 30 weist eine Ausnehmung 31 zur Aufnahme des Werkstücks 20 auf. 2 zeigt das Werkstück 20 und den Werkstückträger 30 kurz vor dem Einsetzen. Der Werkstückträger 30 weist Führungsnuten 31a, 31b, 31c auf, die zur Aufnahme der Leitungen 13a und 13b ausgebildet sind. Die Anzahl der Führungsnuten 13a, 13b, 13c hängt wiederum von der Anzahl der verwendeten Leitungen 13a, 13b ab. Die Führungsnuten 31a, 31b, 31c verlaufen im Wesentlichen entlang der Fluchtlinie der Anschlussstücke 25a, 25b. Die Führungsnut 31b weist eine L-Form auf. Beim Einstecken des Werkstücks 20 in den Werkstückträger 30 werden die Leitungen 13a, 13b in die Führungsnuten 31a, 31b gedrückt und somit fixiert.The workpiece can be used to carry out the method according to the invention 20th in a workpiece carrier 30th be used. The workpiece carrier 30th has a recess 31 to hold the workpiece 20th on. 2nd shows the workpiece 20th and the workpiece carrier 30th shortly before insertion. The workpiece carrier 30th has guide grooves 31a , 31b , 31c on that to hold the lines 13a and 13b are trained. The number of guide grooves 13a , 13b , 13c again depends on the number of lines used 13a , 13b from. The guide grooves 31a , 31b , 31c run essentially along the line of alignment of the connecting pieces 25a , 25b . The guide groove 31b has an L-shape. When inserting the workpiece 20th in the workpiece carrier 30th become the lines 13a , 13b in the guide grooves 31a , 31b pressed and thus fixed.

In der 3 ist das Werkstück 20 in einem in den Werkstückträger 3 eingesetzten Zustand von oben gezeigt. In diesem eingesetzten Zustand steht das Anschlussstück 25a, 25b gegenüber einer Oberfläche des Werkstückträgers 30 hervor (nicht zu erkennen in 3). Die Werkstückoberfläche 21 verläuft im Wesentlichen in einer Ebene mit einer Oberfläche des Werkstückträgers 30. Nach außen hin ist die Oberfläche des Werkstückträgers 30 leicht geneigt. Die Leitungen 13a und 13b sind in den Führungsnuten 31a, 31b des Werkstückträgers 30 fixiert. Die Positionierung des Werkstücks 20 in der Schweißzelle 50 erfolgt über einen Schweißträger 40 mit schräg ausgebildeter Schweißträgeroberfläche 42. Dies ist für einen Schweißträger mit vier Werkstückträgern 30 in den 4a und 4b dargestellt, wobei jeweils zwei Werkstückträger 30 nebeneinander angeordnet sind und zwei weitere Werkstückträger 30 dazu gespiegelt angeordnet sind. 4a und 4b zeigen das erfindungsgemäße System aus einem Werkstückträger 30 und einem Schweißträger 40 in einem eingesetzten Zustand zur Herstellung einer elektrischen Verbindung. Der Werkstückträger 30 ist zur Aufnahme des Werkstücks 20 ausgebildet und der Schweißträger 40 zur Aufnahme des Werkstückträgers 30 ausgebildet. Die nicht dargestellte Laserstrahlung erfolgt in der Regel von oben. Damit die Laserstrahlung oder eine Verlängerung der Laserstrahlung eine durch die Werkstückoberfläche 21 vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks 20 schneidet, muss die Werkstückoberfläche 21 gegenüber der vertikal eingestrahlten Laserstrahlung gekippt sein. Wie in 4 gezeigt, erfolgt dies über die schräg ausgebildeten Schweißträgeroberflächen 42 auf denen die Werkstückträger 30 aufliegen. Der Winkel der schräg ausgebildeten Schweißträgeroberfläche 42 zur Horizontalen beträgt vorzugsweise etwa 10°. Daraus folgt, dass die Werkstückoberfläche 21 in dieser Position einen Winkel von etwa 80° zur Horizontalen einschließt. Zudem ist in der Mitte des Schweißträgers 40 eine Vertiefung 41 angeordnet, die für eine Kühlung nach dem Schweißprozess sorgt. In der Mitte des Schweißträgers 40 sind zudem mehrere Kunststoffblöcke 44 angeordnet, die für die Werkstückträger 30 eine Anlagefläche bilden und die Werkstückträger 30 in der gekippten Position fixieren.In the 3rd is the workpiece 20th in one in the workpiece carrier 3rd used state shown from above. The connector is in this inserted state 25a , 25b against a surface of the workpiece carrier 30th (not recognizable in 3rd ). The workpiece surface 21 runs essentially in one plane with a surface of the workpiece carrier 30th . The surface of the workpiece carrier is on the outside 30th slightly inclined. The lines 13a and 13b are in the Guide grooves 31a , 31b of the workpiece carrier 30th fixed. The positioning of the workpiece 20th in the welding cell 50 is carried out via a welding support 40 with angled weld carrier surface 42 . This is for a welding carrier with four workpiece carriers 30th in the 4a and 4b shown, each with two workpiece carriers 30th are arranged side by side and two further workpiece carriers 30th are arranged mirrored. 4a and 4b show the system according to the invention from a workpiece carrier 30th and a welding beam 40 in an inserted state for establishing an electrical connection. The workpiece carrier 30th is for holding the workpiece 20th trained and the weld carrier 40 to hold the workpiece carrier 30th educated. The laser radiation, not shown, is usually from above. So that the laser radiation or an extension of the laser radiation through the workpiece surface 21 specified plane outside the workpiece 20th cuts the workpiece surface 21 be tilted relative to the vertically irradiated laser radiation. As in 4th shown, this is done via the obliquely designed welding support surfaces 42 on which the workpiece carrier 30th lie on. The angle of the slanted weld surface 42 to the horizontal is preferably about 10 °. It follows that the workpiece surface 21 in this position forms an angle of approximately 80 ° to the horizontal. It is also in the middle of the sweat holder 40 a deepening 41 arranged, which ensures cooling after the welding process. In the middle of the sweat holder 40 are also several plastic blocks 44 arranged for the workpiece carrier 30th form a contact surface and the workpiece carrier 30th fix in the tilted position.

In 5 ist ein vierfach bestückter Schweißträger 40 in Vergrößerung gezeigt. Die Werkstückträger 30 liegen auf den schräg ausgebildeten Schweißträgeroberfläche 40 auf und sind daher um etwa 10° zur Horizontalen gekippt. Die Werkstückträger 30 liegen ebenfalls an den mittig angeordneten Kunststoffblöcken 44 des Schweißträgers 40 an. Dies ist möglich, da die Leitungen 13a, 13b in den vorgesehenen Führungsnuten 31a, 31b des Werkstückträgers 30 geführt werden. Das Werkstück 20 ist somit in einer Position angeordnet, in der die Laserstrahlung das Kontaktstück 15a, 15b und das Anschlussstück 25a, 25b verschweißen kann ohne direkt auf die Werkstückoberfläche 21 einzustrahlen. Ein Schnittwinkel zwischen einer entlang der Laserstrahlung verlaufenden Geraden und einer durch die Werkstückoberfläche aufgespannten Ebene liegt zwischen 5° und 15°, vorzugsweise bei etwa 10°. Wie in der 5 zu erkennen sind die zu verschweißenden Anschlussstücke 25 in dieser Konfiguration von oben gut zu erreichen.In 5 is a four-part weld holder 40 shown in enlargement. The workpiece carriers 30th lie on the sloping welded surface 40 and are therefore tilted about 10 ° to the horizontal. The workpiece carriers 30th are also due to the plastic blocks in the middle 44 of the sweat carrier 40 on. This is possible because of the lines 13a , 13b in the intended guide grooves 31a , 31b of the workpiece carrier 30th be performed. The workpiece 20th is thus arranged in a position in which the laser radiation is the contact piece 15a , 15b and the connector 25a , 25b can weld without directly onto the workpiece surface 21 to radiate. An intersection angle between a straight line running along the laser radiation and a plane spanned by the workpiece surface is between 5 ° and 15 °, preferably around 10 °. Like in the 5 the connecting pieces to be welded can be seen 25th easy to reach in this configuration from above.

In 6 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gezeigt. Die Vorrichtung besitzt ein Transportsystem 52 mit dem die Werkstücke 20 zu den einzelnen Stationen 54, 52 transportiert werden. Die Stationen umfassen mehrere Be- und Entladestationen 54 (als Handarbeitsplätze zum Bestücken dargestellt). In den Be- und Entladestationen 54 werden die mit Kontaktstücken 15a, 15b vorkonfektionierten Kabel bzw. Leitungen 13a, 13b an den Anschlussstücken 25a, 25b der Werkstücke 20 zunächst positioniert. Dabei können hülsenförmige Kontaktstücke 15a, 15b auf die Anschluss-Pins des Werkstücks 20 aufgesteckt werden, sodass das Werkstück die Konfiguration von 3 erreicht. Die Bestückung funktioniert vollautomatisch, kann jedoch bei Bedarf als Handarbeitsplatz ausgestattet sein. Außerdem ist eine Steuereinheit 56 zur vollautomatischen Steuerung vorhanden, die auch die Steuerung der Bestückung übernimmt, falls die Bestückung nicht von Hand durchgeführt werden soll.In 6 An embodiment of an apparatus for performing the method is shown. The device has a transport system 52 with which the workpieces 20th to the individual stations 54 , 52 be transported. The stations include several loading and unloading stations 54 (shown as manual workplaces for assembly). In the loading and unloading stations 54 become those with contact pieces 15a , 15b pre-assembled cables or wires 13a , 13b on the connectors 25a , 25b of the workpieces 20th positioned first. This can be sleeve-shaped contact pieces 15a , 15b on the connection pins of the workpiece 20th be plugged on so that the workpiece can be configured from 3rd reached. The equipment works fully automatically, but can be equipped as a manual workplace if required. There is also a control unit 56 for fully automatic control, which also controls the assembly if the assembly is not to be carried out by hand.

In einer nicht dargestellten Vorbereitungsstation werden die Enden der Kabel mit Kontaktstücken 15a, 15b vollautomatisch konfektioniert. In den Be- und Entladestationen 54 werden die Leitungen 13a, 13b mit dem Kontaktstück 15a, 15b auf dem Anschlussstück 25a, 25b des Werkstücks 20 angeordnet. Danach wird das Werkstück 20 in den Werkstückträger 30 eingesetzt und vom Transportsystem 52 zur Bestückungskontrolle transportiert. Nach der Bestückungskontrolle wird der bestückte Werkstückträger zur Laserschweißstation 50 transportiert, wo die Kontaktstücke 15a, 15b und Anschlussstücke 25a, 25b mittels eines Laserstrahls miteinander verschmolzen werden, so dass die Laserstrahlung eine durch die Werkstückoberfläche 21 vorgegebene Ebene außerhalb des Werkstücks schneidet.In a preparation station, not shown, the ends of the cables with contact pieces 15a , 15b assembled fully automatically. In the loading and unloading stations 54 become the lines 13a , 13b with the contact piece 15a , 15b on the connector 25a , 25b of the workpiece 20th arranged. Then the workpiece 20th in the workpiece carrier 30th used and from the transport system 52 transported to the assembly control. After the assembly control, the assembled workpiece carrier becomes a laser welding station 50 transported where the contact pieces 15a , 15b and connectors 25a , 25b are fused together by means of a laser beam, so that the laser radiation passes through the workpiece surface 21 cuts the specified plane outside the workpiece.

Dazu werden die bestückten Werkstückträger 30 auf einem Schweißträger 40 mit schräg ausgebildeten Schweißträgeroberflächen 42 angeordnet. Vorzugsweise werden vier bestückte Werkstückträger 30 auf einem Schweißträger 40 angeordnet, wobei die schräge Schweißträgeroberfläche 42 vorzugsweise einen Winkel von etwa 10° zur Horizontalen einschließt. Die bestückten Werkstückträger 30 werden über zusätzliche Kunststoffblöcke 44 automatisch in Position gehalten. Durch die schräge Ausrichtung auf dem Grundsystem ist gewährleistet, dass die Werkstücke beim automatisch durchgeführten Schweißen geschützt sind und durch den Schweißstrahl nicht beschädigt werden.To do this, the assembled workpiece carriers 30th on a welding support 40 with slanted welded support surfaces 42 arranged. Four loaded workpiece carriers are preferred 30th on a welding support 40 arranged, the sloping weld surface 42 preferably includes an angle of about 10 ° to the horizontal. The equipped workpiece carriers 30th are about additional plastic blocks 44 automatically held in position. The oblique orientation on the basic system ensures that the workpieces are protected during automatic welding and are not damaged by the welding beam.

Die Schweißträger 40 werden mittels eines Transfersystems in die Schweißzelle 50 gefahren. Das entsprechende Laserprogram kann beispielsweise durch Auslesen eines Date-Matrix-Codes auf dem Werkstückträger ausgewählt werden. In der Schweißzelle 50 wird über ein Bildverarbeitendes System das Kontaktstück 15a, 15b und das Anschlussstück 25a, 25b gesucht und mit Vorgabebildern verglichen. Diese Kontrolle erfolgt für jeden bestückten Werkstückträgern 30 separat. Falls ein Werkstück 20 einen Fehler aufweist, wird dieses gar nicht geschweißt.The welders 40 are transferred to the welding cell using a transfer system 50 hazards. The corresponding laser program can be selected, for example, by reading a date matrix code on the workpiece carrier. In the welding cell 50 the contact piece becomes an image processing system 15a , 15b and the connector 25a , 25b searched and compared with default images. This check is carried out for each loaded workpiece holder 30th separately. If a workpiece 20th has a defect, it will not be welded at all.

Es wird anschließend vollautomatisch ein Schweißpunkt ermittelt an dem der Laser den Schweißvorgang startet. Die Schweißbewegung ist abhängig von dem Werkstück-/Schaltertyp und kann einmal als gerade Bewegung oder als Kreisbewegung, welche durch den Laser gesteuert wird, ausgeführt werden. Nach dem Schweißen fahren die Werkstückträger wieder an die Be-/Entladestation 54 und werden neu bestückt.A welding point at which the laser starts the welding process is then determined fully automatically. The welding movement depends on the type of workpiece / switch and can be carried out once as a straight movement or as a circular movement which is controlled by the laser. After welding, the workpiece carriers move back to the loading / unloading station 54 and will be replenished.

Claims

Method for producing an electrical connection between at least one line (13a, 13b) and at least one connection piece (25a, 25b) of a workpiece (20), the connection piece (25a, 25b) being arranged on a workpiece surface (21) and having one end the at least one line (13a, 13b) is pre-assembled with a contact piece (15a, 15b) adapted to the connecting piece (25a, 25b), with the steps: - Positioning the contact piece (15a, 15b) on the connecting piece (25a, 25b); - Welding the contact piece (15a, 15b) to the connecting piece (25a, 25b) by means of laser radiation, a line running along the laser radiation intersecting a plane outside the workpiece (20) predetermined by the workpiece surface (21).

Procedure according to Claim 1 , wherein an intersection angle between the straight line running along the laser radiation and the plane predetermined by the workpiece surface (21) is between 1 ° and 20 °, preferably between 5 ° and 15 °, more preferably 10 °.

Procedure according to Claim 1 or 2nd , wherein the workpiece (20) is a switch, in particular a miniature switch.

Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd , wherein at least one welding point between the connector and the contact piece is determined using an image processing system.

Procedure according to Claim 4 , wherein a welding movement is controlled by the laser, preferably the welding movement is a straight movement or a circular movement.

Method according to one of the preceding claims, wherein the contact piece (15a, 15b) is designed as a contact sleeve and / or the connecting piece (25a, 25b) is designed as a contact pin.

Method according to one of the preceding claims, wherein the positioning of the contact piece (15a, 15b) on the connecting piece (25a, 25b) is carried out by plugging on.

Method according to one of the preceding claims, wherein the workpiece (20) is inserted into a workpiece carrier (30) before welding, the connecting piece (25a, 25b) projecting from a surface of the workpiece carrier (30) in an inserted state.

Procedure according to Claim 8 The workpiece carrier (30) has at least one guide groove (31a, 31b) for guiding the at least one line (13a, 13b), the at least one guide groove (31a, 31b) preferably running in a direction essentially transverse to the laser radiation.

Procedure according to one of the Claims 8 or 9 The alignment of the workpiece surface (21) during welding takes place by arranging the equipped workpiece carrier (30) on a welding carrier (40) with an obliquely designed welding carrier surface (42a, 42b).

Procedure according to one of the Claims 9 or 10th , wherein at least two equipped workpiece carriers (30) are arranged on the welding carrier (40), the arrangement of the equipped workpiece carriers (30) being mirrored to one another, preferably the welding carrier (40) has a recess (41) in the middle.

Method according to one of the preceding claims, wherein the workpiece (20) on the workpiece surface (21) has a second connection piece (25b), one end of a second line (13b) having a second contact piece (15b) adapted to the second connection piece (25b) ) is pre-assembled, the second contact piece (15b) is positioned on the second connection piece (25b), and the alignment of the laser radiation to the workpiece surface is the same for the first welding and second welding.

Procedure according to Claim 12 , wherein the first and second contact pieces (15a, 15b) are arranged next to one another in a direction substantially transverse to the laser radiation and wherein a second guide groove (31b) is provided for guiding the second line (13b) on the workpiece carrier (30), the second guide groove (31b) has an L-shape.

System comprising a workpiece carrier (30) and a welding carrier (40) for establishing an electrical connection between at least one Line (13a, 13b) and at least one connecting piece (25a, 25b) of a workpiece (20) by means of laser radiation, the workpiece carrier (30) being designed to receive the workpiece (20) and the welding carrier (40) for receiving the workpiece carrier (30 ) is formed, with a straight line running along the laser radiation intersecting a plane defined by the workpiece surface (21) outside the workpiece (20) in an inserted state.

Device for performing the method according to one of the Claims 1 to 13 , with an assembly station for positioning the at least one line pre-assembled with an adapted contact piece on the at least one connection piece of the workpiece and a laser welding station for welding the assembled line to the connection piece.