用于显示板的压延铝合金加固框架及其制造装置和方法.pdf

本发明公开了一种用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架及其制造装置和方法，其中当多个单体式铝合金压延部件相互邻接时，采用焊接头促使邻接部分经受高速旋转产生的摩擦力，从而通过产生的摩擦热量使得这些部件被熔化和相互焊接在一起。

1.  一种用于加固显示板例如LCD板或PDP的方形框架形金属加固框架，该加固框架包括：
由压延铝合金形成的一对平行条形长框架部件(21)以及
由压延铝合金形成的一对平行条形短框架部件(22)，短框架部件(22)的两端对应压抵方形框架(2’)形状的长框架部件(21)并且通过旋转摩擦焊接而相互连接。

2.  根据权利要求1所述的加固框架，其中长和短框架部件(21、22)截面形状选自由“L”、“II”、“1”和“□”组成的组。

3.  根据权利要求1所述的加固框架，其中所述铝合金为6000系列。

4.  一种显示板加固框架的制造装置，其中该加固框架通过将由压延铝合金形成的多个单体式框架部件(3’、3”)在平面框架装配架(700)的上表面上相互压抵成方形形状并且焊接相邻部分而制得，该装置包括：
框架引导单元(100)，具有第一支承台(110)和第一装配架支承板(120)，第一支承台安装在地面上且具有垂直穿过中心的运动空间(111)，第一装配架支承板(120)适用于在运动空间(111)内部向上/向下运动且安装有第一框架装配架传送工具(121)，从而框架装配架(700)可以在上侧面运动，其中该框架装配架(700)堆叠在第一框架装配架传送工具(121)的顶部；
装配架传送单元(200)，具有安装在地面上且和第一支承台(110)相邻的第二支承台(210)和第一上部和下部框架装配架传送体(220、230)，第一上部和下部框架装配架传送体固定到第二支承台(210)且一个在另一个上面相互平行，第一上部和下部框架装配架传送体(220、230)安装有第二框架装配架传送工具(221)，从而框架装配架(700)可以在上侧面运动，且安装有第二框架装配架恢复工具(231)，从而可以恢复框架装配架(700)；
框架焊接单元(300)，具有安装在地面上且和第二支承台(210)相邻的第三支承台(310)、第二上部和下部框架装配架传送体(320、330)以及框架焊接器(340)，第二上部和下部框架装配架传送体固定到第三支承台(310)且一个在另一个上面相互平行，并分别和第一上部和下部框架装配架传送体(220和230)处于相同水平高度，框架焊接器(340)在第二上部框架装配架传送体(320)上方垂直安装，第二上部和下部框架装配架传送体(320、330)安装有第三框架装配架传送工具(321)，从而框架装配架(700)可以在上侧面运动，还安装有第三框架装配架恢复工具(331)，从而框架装配架(700)可以恢复；
焊接表面处理单元(400)，具有安装在地面上且和第三支承台(310)相邻的第四支承台(410)、第三上部和下部框架装配架传送体(420、430)、焊接表面处理装置(440)，第三上部和下部框架装配架传送体(420、430)固定到第四支承台(410)且一个在另一个上面相互平行，并分别和第一上部和下部框架装配架传送体(220、230)处于相同水平高度，焊接表面处理装置(440)在第三上部框架装配架传送体(420)上方垂直安装，第三上部和下部框架装配架传送体(420、430)安装有第四框架装配架传送工具(421)，从而框架装配架(700)可以在上侧面运动，还安装有第四框架装配架恢复工具(431)，从而框架装配架(700)可以恢复；
装配架恢复单元(500)，具有安装在地面上且和第四支承台(410)相邻的第五支承台(510)、第二装配架支承板(520)和框架恢复装置(530)，第五支承台具有沿向上/向下方向穿过中心的运动空间(511，第二装配架支承板适用于沿向上/向下方向在所述运动空间(511)中运动且安装有第五框架装配架传送工具(521)，从而框架装配架(700)可以在上侧面运动，以及框架恢复装置垂直安装在第二装配架支承板(520)上方；以及
框架传送单元(600)，具有安装在地面上且和第五支承台(510)相邻的第六支承台(610)以及沿水平方向固定到第六支承台(610)的框架传送体(620)，从而焊接的加固框架(3’、3”)可以在上侧面运动。

5.  根据权利要求4所述的装置，其中框架焊接单元(300)的框架焊接器(340)包括焊接头(341)，其中该焊接头适用于垂直上升/下降并且具有底表面，以便当由电机(M1)旋转时焊接单体式加固框架(3’、3”)的相邻表面。

6.  根据权利要求4所述的装置，其中框架焊接单元(300)还包括多个用于检测每个框架装配架(700)到达预定位置的限位开关(Sw)。

7.  根据权利要求4所述的装置，其中焊接表面处理单元(400)的焊接表面处理装置(440)包括表面处理工具(441)，该表面处理工具适用于垂直上升/下降并且具有底表面，以便由电机(M2)旋转时从单体式加固框架(3’、3”)的焊接表面去除细微突起。

8.  根据权利要求4所述的装置，其中焊接表面处理单元(400)还包括多个用于检测每个框架装配架(700)到达预定位置的限位开关(Sw)。

9.  根据权利要求4所述的装置，其中装配架恢复单元(500)的框架恢复装置(530)包括延伸框架(531)、束形恢复装置框架(532)和工作臂组件(533)，其中延伸框架(531)从第五支承台(510)的一侧向上延伸同时固定到该侧，束形恢复装置框架(532)连接到延伸框架(531)并且水平安装在第二装配架支承板(520)的垂直上方，工作臂组件(533)适用于沿恢复装置框架(532)滑动。

10.  根据权利要求4所述的装置，其中第一框架装配架传送工具(121)、第二框架装配架传送工具(221)、第二框架装配架恢复工具(231)、第三框架装配架传送工具(321)、第三框架装配架恢复工具(331)、第四框架装配架传送工具(421)、第四框架装配架恢复工具(431)、第五框架装配架传送工具(521)和框架传送体(620)分别是旋转驱动轮辊或传送带。

11.  一种用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造方法，该方法包括以下步骤：
压延铝合金坯段(S10)；
热处理条形压延部件(S20)；
将热处理的压延部件切割，以制得不同长度的长短框架部件(3’、3”)(S30)；
分别压制长短框架部件(3’、3”)(S40)；
将每对长短框架部件(3’、3”)在装配架上保持为方形框架(2’)(S50)；
通过旋转摩擦焊接方法焊接两个长短框架部件(3’、3”)的相应相邻部分，它们在保持的方形框架(2’)的四个角部相互压抵(S60)；以及
去除在方形框架(2’)的四个角部上产生的焊接毛刺(S70)。

12.  根据权利要求11所述的方法，其中方形框架(2’)的四个角部的焊接和毛刺去除可以分别同时进行。

13.  根据权利要求11所述的方法，其中热处理步骤(S20)在150-210摄氏度下进行1-20个小时。

14.  根据权利要求11所述的方法，其中在焊接头的底表面上的突起高度对应于框架部件的厚度的70-90％并且焊接头旋转速度为50-5000rpm、运动速度为10-1000m/min的焊接条件下，执行焊接步骤(S60)。

用于显示板的压延铝合金加固框架及其制造装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架及其制造装置和方法，其中，横截面形状为“L”、“II”、“1”或“□”的多个单体式铝合金压延部件相互邻接，利用焊接头来促使邻接部分经受高速旋转导致的摩擦力，从而通过产生的摩擦热量将这些部件相互熔合焊接在一起。
背景技术
本领域公知的是，随着生活标准的改善和电子技术的大幅提高，显示装置的屏幕质量越来越好，屏幕尺寸越来越大。还被称为布劳恩管的CRT(阴极射线管)广泛用作典型显示装置，该典型显示装置用作传递多种信息的终端媒介(例如，电视机、计算机)，但是在许多方面存在技术限制，当制造四十英寸或更大的显示装置时尤其如此。
也就是说，超过四十英寸的布劳恩管不仅难以制造，而且在制造这么大尺寸的布劳恩管时还不可避免地形成过大厚度(因此，总体积也过大)。这种过大的尺寸和重量会限制安装空间，从而带来运输和搬运难度。
因此，目前已经开发出多种平面显示板，它足够薄以致于可以挂在墙上(也就是说，受安装空间限制小)，并且可以制成四十英寸或更大的大尺寸屏幕。平面显示板可以分为能够自发光的平面显示板，包括FED(场致发射显示)板、EL(电致发光)显示板以及PDP(等离子显示板)；以及不能自发光的多种平面显示板，包括LCD(液晶显示)板和ECD(电致变色显示)板。
在上述平面显示板中，PDP和LCD近年来受到的关注程度最高，它们的研发速度非常快，目前足以用于五十英寸或更大的电视机。
PDP和LCD的平板制造商在争夺大尺寸电视机市场方面竞争激烈，结果表明，PDP制造商成功将功率消耗减小到一定程度，而LCD平板制造商可以制得更大尺寸的平板。虽然LCD平板有播放运动图像时将剩余图像烧印到屏幕中的缺陷，但是它们在功率消耗和图像平滑度方面更优于PDP，因此在五十英寸或更大的电视机市场更胜一筹。
虽然如上所述LCD平板已经非常普遍，但是制造商仍在相互竞争，减少制造成本，开发足够轻薄的可以挂在墙上的平板。然而，用于加固平面显示板(例如，LCD平板、PDP)的传统金属加固框架具有如下问题。
参照图1，传统的平面显示板(例如LCD平板或PDP)包括显示板主体1、由合成树脂形成为方形并且连接到显示板主体1的整个侧表面的内框2以及具有方形总体形状和L形横截面形状的加固框架3，从而它可以紧固到内框2的前表面Sf和侧表面Ss。
附图标记H表示用于将加固框架3连接到内框2的螺栓孔。
通过压制电镀锌的钢板或镀锌铝的钢板(例如，古蓬钢板(galbanum steel plate))来制造用于传统显示板的加固框架3。然而，事实上是，通过将占据板大部分面积的中间部分弃除从而获得方形框架的电镀钢板，这样会增加制造成本。
而且，利用电镀钢板对于制造更轻型显示板是不利的。如果在运输或储存期间表面剥落，则在露出的表面上会出现铁锈。
最近又有人提出单独制造各个部件，然后通过压制处理将这些部件构造成方形框架的各个侧面，例如，将多个部件设置在装配架上，从而它们可以相互成直角重叠，然后对重叠的角部进行点焊处理，从而制成方形框架。然而，这种制造方法的问题在于，难以维持适当水平的连接强度，以及焊接周期较长导致制造成本增加。
发明内容
因此，本发明充分考虑了上述问题，本发明的目的是，提供一种用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架及其制造装置和方法，其中，当多个单体式铝合金压延部件相互邻接，利用焊接头来促使邻接部分经受高速旋转产生的摩擦力，从而通过产生的摩擦热量将这些部件相互熔合焊接在一起，这样获得技术效果是便于进行焊接操作以及缩短焊接时间。
本发明的该目的通过安装多个单体式加固框架来实现，这些单体式加固框架用于组建成显示板的加固框架，从而在单独的框架装配架上相互邻接，然后自动焊接和表面处理单体式加固框架的邻接部分，以及单独恢复焊接的加固框架和框架装配架。
本发明的技术效果如下所述：用于组建方形框架的四个单体式铝合金压延部件的相应端以直角相抵，以及利用焊接头来促使邻接部分经受高速旋转导致的摩擦力，从而在四个单体式铝合金压延部件保持在框架装配架上时，通过产生的摩擦热量将这些部件相互熔合焊接在一起。这样便标准化了预焊接任务，方便进行焊接操作，并减少了焊接时间。
根据本发明的用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置适用于在框架装配架上支承四个单体式铝合金压延部件，以及通过框架焊接器来自动焊接这些部件。这就改进了焊接可靠性、增大了焊接强度，以及重复的焊接操作也可以确保获得相同的效果。
此外，在焊接操作之后，单独进行能够完全去除那些会使焊接表面粗糙的细微表面突起(也就是，毛刺)的操作。这样便可使得外表美观。而且，焊接表面会保持平滑而没有任何相异物质，从而基本防止显示板表面刮擦以及防止显示板内部短路。
附图说明
结合附图，参照下面的具体实施方式部分，本发明的前述和其它目的、特性和优点将变得更加明显，其中：
图1a是传统显示板的部分截面立体图；
图1b是传统显示板的横截面图；
图2a是根据本发明的实施例的显示板加固框架的前部立体图；
图2b是根据本发明的实施例的显示板加固框架的后部立体图；
图3是根据本发明的实施例的显示板加固框架的制造方法的流程方块图；
图4是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的前视图；
图5是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的俯视图；
图6是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的右侧视图；
图7是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架引导单元的前视图；
图8是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架引导单元的俯视图；
图9是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架传送单元的前视图；
图10是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架传送单元的俯视图；
图11是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架焊接单元的前视图；
图12是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架焊接单元的俯视图；
图13是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的焊接表面处理单元的前视图；
图14是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的焊接表面处理单元的俯视图；
图15是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架恢复单元的前视图；
图16是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架恢复单元的俯视图；
图17是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架传送单元的前视图；
图18是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架传送单元的俯视图；
图19是用于旋转摩擦焊接的焊接头的立体图；
图20是旋转摩擦焊接单元的俯视图；
图21a是根据本发明的用于保持框架部件的框架装配架的立体图；以及
图21b是根据本发明的用于保持框架部件的框架装配架的俯视图。
具体实施方式
本发明的上述目的通过采用铝合金压延部件和旋转摩擦焊接方法来实现。
根据本发明用于LCD面板的采用铝合金压延部件的加固框架通过如下过程来获得：压延四个框架部件从而获得L形截面，将这些部件切割成合适长度，然后将这些部件相互紧密连接成方形框架形状。技术特征在于：框架部件的相应端相抵，以及通过旋转摩擦焊接方法来连接四个角部。
根据本发明的用于加固框架的铝合金是锻铝，其最广可接受分类如下：1000系列是铝含量至少99.00wt％的纯铝；2000系列是铝铜合金；3000系列是铝锰合金；4000系列是铝硅合金；5000系列是铝镁合金；6000系列是铝镁硅合金以及7000系列是铝锌镁合金。所有系列的铝合金都可以用于根据本发明的加固框架，只是1000系列强度较差。然而，考虑到价格、压延便利性以及强度，6000系列铝合金是最优选的。
根据本发明的加固框架的制造方法，所述加固框架通过切割条形铝合金压延部件以及将获得的四个框架部件焊接在一起而制得，该加固框架的制造方法包括压延步骤；热处理步骤；切割压延部件制得框架部件的步骤；压制框架部件的步骤；在装配架上保持成方形框架形状的两对条形框架部件的步骤；焊接方形框架的四个角部；以及从四个角部去除焊接毛刺。在所有步骤中最为重要的是热处理步骤和焊接步骤，下面将进一步详细描述。
在热处理步骤中，加热并压延铝合金坯段，制得压延部件，对其进行热处理，以使得其材料均匀，并且赋予它们合适的机械特性。在150-210℃下加热这些部件1-20个小时，具体根据它们的厚度而定。如果没有达到温度或时间的下限，压延部件的均匀度会下降，导致耐用性也下降。如果超过上限，则强度不足。压延部件的厚度是0.8-3.0毫米。
在焊接步骤中，两个框架部件在同一平面呈直角相抵，相邻的边界部分也就是方形框架的角部相互焊接。可以采用激光焊接或MIG焊接来焊接铝合金。然而，激光焊接需要昂贵的焊接机，而MIG焊接需要采用复杂装置来供给保护气体。因此，本发明采用旋转摩擦焊接方法。
在这里，旋转摩擦焊接表示采用具有从平整圆形底部表面的中心向下伸出的突起、且高速旋转的焊接头的焊接方法类型。该方法包括以下步骤：促使两个框架部件的相应角部相抵，从而它们形成为方形框架形状；将焊接头压抵相邻的边界部分，从而焊接头的底表面上的突起插入到框架部件中，以及焊接头的底表面压抵框架部件的表面；以及沿相邻的边界部分运动焊接头，同时高速旋转焊接头。
具体来说，高速旋转焊接头同时将它的底表面压抵两个相邻框架部件的底表面，在两个框架部件的表面和焊接头的底表面之间产生摩擦热量，该摩擦热量熔化这两个框架部件，然后它们相互混合并冷却。从而，它们的相邻边界部分焊接在一起。
焊接头的底表面中心处的突起不仅焊接两个框架部件的相邻边界部分的表面，而且焊接内部。虽然方形框架的四个角部可以一个接一个的焊接，但是也可以通过四个焊接头同时焊接，以获得更高生产效率。
根据本发明的用于显示板，采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置包括：框架引导单元，具有安装在地面上的第一支承台和第一装配架支承板，第一装配架支承板在第一支承台的中心处向上/向下运动且安装有第一框架装配架传送工具，从而框架装配架可以在上侧面运动；装配架传送单元，具有安装在地面上的第二支承台和第一上部和下部框架装配架传送体，第一上部和下部框架装配架传送体固定到第二支承台且一个在另一个上面相互平行，第一上部和下部框架装配架传送体安装有第二框架装配架传送工具，从而框架装配架可以在上侧面运动，且安装有第二框架装配架恢复工具，从而可以恢复框架装配架；框架焊接单元，具有安装在地面上的第三支承台、第二上部和下部框架装配架传送体以及框架焊接器，第二上部和下部框架装配架传送体固定到第三支承台且一个在另一个上面相互平行，以及和第一上部和下部框架装配架传送体处于相同水平高度，框架焊接器在第二上部框架装配架传送体上方垂直安装，第二上部和下部框架装配架传送体安装有第三框架装配架传送工具，从而框架装配架可以在上侧面运动，还安装有第三框架装配架恢复工具，从而框架装配架可以恢复；焊接表面处理单元，具有安装在地面上的第四支承台、第三上部和下部框架装配架传送体、焊接表面处理装置，第三上部和下部框架装配架传送体固定到第四支承台且一个在另一个上面相互平行，以及和第一上部和下部框架装配架传送体处于相同水平高度，焊接表面处理装置在第三上部框架装配架传送体上方垂直安装，第三上部和下部框架装配架传送体安装有第四框架装配架传送工具，从而框架装配架可以在上侧面运动，还安装有第四框架装配架恢复工具，从而框架装配架可以恢复；装配架恢复单元，具有第五支承台、第二装配架支承板，第五支承台安装在地面上且设有沿向上/向下方向穿过中心的运动空间，第二装配架支承板适用于沿向上/向下方向在所述运动空间中运动且安装有第五框架装配架传送工具，从而框架装配架可以在上侧面运动，以及框架恢复装置垂直安装在第二装配架支承板上方，框架传送单元，具有安装在地面上的第六支承台以及沿水平方向固定到第六支承台的框架传送体，从而焊接的加固框架可以在上侧面运动。
根据本发明的用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置如下操作：在单独的框架装配架上设置一对长短框架部件，它们对应于组建方形框架的四个单体式铝合金压延部件，从而相互邻接的相应端呈直角。采用焊接头促使相邻部分经受高速旋转导致的摩擦力，从而使得它们焊接在一起。使焊接表面变得粗糙的锋利表面突起通过焊接表面处理装置来去除。焊接加固框架和框架装配架被连续分类和恢复，下面进一步详细描述各个部件。
根据本发明的用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置的框架引导单元是以下列方式运用的预备装置：在初始步骤中，在框架装配架上设置一对长短框架部件，它们构成方形加固框架，从而相邻的相应端呈直角。这些部件准备由装配架传送单元来运动以及在下面的步骤中被焊接。该框架引导单元具有第一装配架支承板，框架装配架堆叠在该第一装配架支承板上。该第一装配架支承板适用于以预定时间间隔在框架引导单元的第一支承台的中心空间中上下运动。
采用框架装配架将四个单体式铝合金压延部件保持为方形形状以便于焊接。框架装配架由板材制成，在上部表面具有多个保持引导突起，从而在预定位置保持一对长短框架部件，同时相应端相互压抵。
当手动或自动引导一对长短框架部件至框架装配架上时，框架焊接器焊接相应邻接部分。去除焊接表面上的细微突起以便精细处理。分布恢复焊接加固框架和框架装配架。然后框架装配架回到框架引导单元。通过这种方式，框架装配架可以连续循环并重复用于焊接加固框架。
当一对长短框架部件导入并位于框架装配架上时，第一装配架支承板位于框架引导单元的第一支承台的中心空间内部最高位置。当在焊接和焊接表面处理之后恢复框架装配架时，降低第一装配架支承板，具体来说将其运动到第一支承台的中心空间内部最低位置。
换言之，在从部件引导至焊接表面处理的整个过程中，根据本发明的框架引导单元的第一装配架支承板始终处于框架引导单元的第一支承台的中心空间内部最高位置。当框架装配架得以恢复时，第一装配架支承板位于第一支承台的中心空间内部最低位置。第一装配架支承板保持在该最低位置达预定时间周期，然后回到最高位置。
第一装配架支承板在上侧面具有多个驱动轮辊或传送带，从而当一对长短框架部件完全位于框架装配架上时，该框架装配架水平滑动以进行下一步骤，当在焊接表面处理步骤之后单独恢复框架装配架时，该框架装配架可以容易地回到第一装配架支承板顶部的初始位置并保持在该位置。
根据本发明，用于显示板的加固框架的制造装置的装配架传送单元用于传送多个框架装配架，其中一对长短框架部件分别位于框架装配架上，这些框架装配架一个接一个的传送到焊接装置以进行下面的步骤。装配架传送单元适用于在预定定时下传送每个框架装配架。框架装配架的传送速度和等待时间与下一步骤中的焊接时间相关。
如图所示，根据本发明的框架焊接单元包括多个焊接器，尤其是两组焊接器(每组包括四个焊接器)。这两组焊接器同时焊接位于两个框架装配架之一上部的一对长短框架部件。在完成焊接之后，已经准备焊接的两个新框架装配架被传送并在相应焊接器正下方控制其停止。
根据本发明的装配架传送单元包括：用于将框架装配架传送到框架焊接单元的第一上部框架装配架传送体；以及用于使得已经单独从焊接加固框架恢复的框架装配架回到框架引导单元的第一下部装配架传送体。第一上部和下部框架装配架传送体具有多个驱动轮辊或传送带以及以预定间隔设置的多个限位开关。驱动轮辊或传送带以预定速度传送各个框架装配架。当限位开关识别出正在靠近的框架装配架时，它们产生控制信号以停止轮辊，从而框架装配架停在特定位置。
具体来说，第一上部和下部框架装配架传送体水平连接到第二支承台，并且沿纵向相互平行，该第二支承台安装到地面上。第一上部和下部框架装配架传送体的水平高度分别对应于框架引导单元的第一装配架支承板的最高和最低位置，从而在和最高和最低位置相同的水平高度执行整个过程。
根据本发明的用于显示板的加固框架的制造装置的框架焊接单元采用安装在焊接器上的焊接头，以使得一对长短框架部件的相邻部分经受高速旋转导致的摩擦力，该对长短框架部件位于在前一步骤中由装配架传送单元传送的每个框架装配架的顶部，从而产生的摩擦热量熔化框架部件，进而将它们相互焊接在一起。
根据本发明的框架焊接单元包括安装在地面上的支承台、第二上部和下部框架装配架传送体以及安装在第二上部框架装配架传送体正上方的框架焊接器，其中第二上部和下部框架装配架传送体固定到支承台，上下相互平行并且分别处于和第一上部和下部框架装配架传送体相同的水平高度。第二上部和下部框架装配架传送体在上侧面具有多个驱动轮辊或传送带。至少一个限位开关连接到上部框架装配架传送体。
当每个限位开关检测到传送的框架装配架运动到指定位置时，如图所示，控制信号控制驱动轮辊或传送带停止工作，从而框架装配架停止。片刻之后，每个框架焊接器的焊接头下降并且沿单体式铝合金压延部件的相邻部分水平运动，运动量即需要焊接的区域。焊接头的高速旋转导致产生摩擦力，从而熔化并焊接框架部件到一起。在焊接结束之后，框架焊接器的焊接头回到初始位置并且停止旋转。
根据本发明用于显示板的加固框架的制造装置的焊接表面处理单元如下操作：每个框架装配架在前一步骤中从框架焊接单元传送出去，其中焊接铝合金压延部件位于上侧面。安装在焊接表面处理装置上的表面处理工具让焊接部分高速旋转，从而去除在焊接步骤中在焊接表面上形成的锋利突起(即毛刺)。
根据本发明的焊接表面处理单元具有安装在地面上的支承台、第三上部和下部框架装配架传送体以及安装在第三上部框架装配架传送体垂直上方的焊接表面处理装置，其中第三上部和下部框架装配架传送体固定到支承台，上下相互平行并且分别处于和第一上部和下部框架装配架传送体相同的水平高度。第三上部和下部框架装配架传送体在上侧面具有多个驱动轮辊或传送带。一个限位开关连接到上部框架装配架传送体。
当限位传感器检测到传送的框架装配架运动到指定位置时，如图所示，控制信号控制驱动轮辊或传送带停止工作，从而框架装配架停止。片刻之后，焊接表面处理装置的表面处理工具下降并且沿单体式铝合金压延部件的相邻部分水平运动。该工具的高速旋转去除在焊接步骤中在焊接表面上形成的细微锋利突起。在焊接结束之后，焊接表面处理装置的表面处理工具回到初始位置并且停止旋转。
根据本发明用于显示板的加固框架的制造装置的装配架恢复单元如下操作：在一对长短框架部件经历焊接和焊接表面处理从而制成单板加固板之后，框架装配架从平板加固框架分离并且恢复，以便将其重新用作单个单元。垂直上方的框架恢复装置将制成的平板加固框架提起，然后放下框架装配架，从而它最终准备传送到框架引导单元的第一装配架支承板所处的最低位置。
如图所示，根据本发明的用于显示板的加固框架的制造装置的装配架恢复单元具有第五支承台、第二装配架支承板以及框架恢复装置，其中第五支承台具有沿向上/向下方向穿过中心的运动空间，第二装配架支承板适用于沿向上/向下方向在运动空间中运动并且在上侧面具有多个驱动轮辊或传送带，从而使得框架装配架可以运动，框架恢复装置安装在第二装配架支承板的垂直上方。第二装配架支承板适用于在框架引导单元的第一装配架支承板的最高和最低位置之间规律性上下运动，从而安装在上侧面的轮辊在其左右运动框架装配架时传送所堆叠的框架装配架。
具体来说，如果在焊接和表面处理之后传送加固框架，则框架恢复装置可以检测到它，然后利用工作臂降低或提高加固框架。该框架沿恢复框架水平运动到框架传送单元，以进行下一步骤。然后工作臂再次放下，将加固框架放置在框架传送单元的框架传送体上，从而制成的加固框架准备被传送。
根据本发明的装配架恢复单元的框架恢复装置包括延伸框架、束形恢复装置框架以及适用于沿恢复装置框架滑动的工作臂组件，其中延伸框架从第五支承台的一侧向上延伸同时固定到该侧面，束形恢复装置框架连接到该延伸框架并且沿水平方向安装在第二装配架支承板的垂直上方。该工作臂组件包括多个工作臂，其适用于根据控制信号垂直运动，以及抓取/释放焊接的加固框架。
根据本发明的用于显示板的加固框架的制造装置的框架传送单元适用于以预定速度传送各个加固框架，这些加固框架在焊接和表面处理之后经装配架恢复单元的框架恢复装置单独恢复之后提供，从而它们恢复成一个整体。加固框架的传送速度和等待时间与前一步骤中的工作速度相关。
如图所示，根据本发明的用于显示板的加固框架的制造装置的框架传送单元具有安装在地面上的第六支承台和沿水平方向固定到第六支承台且安装成使得焊接加固框架可以在上侧面运动的框架传送体。轮辊受控停止并且以预定速度旋转，从而单独恢复的加固框架堆叠在框架传送体的顶部。然后，以预定速度同时传送多个加固框架，从而焊接操作者能够将它们放置储存在单独的位置。
下面，参照附图说明根据本发明的优选实施例的用于显示板、采用铝合金压延部件的加固框架及其制造装置和方法。
图2示出根据本发明的实施例的显示板加固框架。具体来说，图2a是加固框架的前部立体图，图2b是其后部立体图。图3是根据本发明的实施例的显示板加固框架的制造方法流程方块图。
如图所示，用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架3包括由压延铝合金且相互平行的一对条形长框架部件3’以及由压延铝合金且相互平行的一对条形短框架部件3”。短框架部件3”的两端对应压抵长框架部件3’的两端，形成为方形框架形状，并且它们通过旋转摩擦焊接而连接在一起。
附图标记W表示焊接部分。
参照附图，加固框架的制造方法包括以下步骤：将铝合金坯段压延成L形截面的条形压延部件(S10)；热处理该条形压延部件(S20)；将热处理的压延部件切割形成长短框架部件3’和3”(S30)；压制长短框架部件3’和3”，形成多个通孔H’，其中包括螺栓孔，从而最终制成的加固框架可以在压抵显示板的内部框架的前后表面时进行连接(S40)；将每对长短框架部件3’和3”保持在装配架上成方向框架形状(S50)；将两个长短框架部件3’和3”的四个相邻部分通过旋转摩擦焊接方法而连接，这两个长短框架部件3’和3”在所保持的方形框架的四个角部相互压抵(S60)；以及通过端铣刀从方形框架的四角去除焊接毛刺(S70)。
因此，需要经上述步骤利用铝合金压延部件研制出用于制造显示板加固框架的专门的焊接装置。
更具体而言，希望该焊接装置能够确保恒定的预焊接工作，以便于焊接操作、缩短焊接时间、改进焊接可靠性以及增加焊接强度。即使重复焊接操作也能完成相同任务。焊接表面保持平滑、清洁而没有任何相异物质。这基本上防止了显示板的表面被刮擦。
图4是根据本发明的显示板加固板的制造装置的前视图，图5是根据本发明的显示板加固板的制造装置的俯视图，图6是根据本发明的显示板加固板的制造装置的右侧视图。
如图所示，根据本发明的显示板加固板的制造装置包括：用于将多个单体式加固框架安装到框架装配架700的框架引导单元100，其位于第一装配架支承板120的顶部以便于上下运动；用于水平传送框架装配架700的装配架传送单元200；用于通过框架焊接器340焊接加固框架的框架焊接单元300，其中该框架焊接器安装在上部框架装配架传送体320的垂直上方；用于处理加固框架的焊接表面的焊接表面处理单元400；用于恢复框架装配架700的装配架恢复单元500；以及用于传送完全焊接的加固框架的框架传送单元600。
更具体而言，根据本发明的用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置包括：框架引导单元100，具有第一支承台110和第一装配架支承板120，第一支承台安装在地面上且具有垂直穿过中心的运动空间111，第一装配架支承板120在运动空间111内部向上/向下运动且安装有第一框架装配架传送工具121，从而框架装配架700可以在上侧面运动，其中该框架装配架700堆叠在第一框架装配架传送工具121的顶部；装配架传送单元200，具有安装在地面上且和第一支承台110相邻的第二支承台210和第一上部和下部框架装配架传送体220和230，第一上部和下部框架装配架传送体固定到第二支承台210且一个在另一个上面相互平行，第一上部和下部框架装配架传送体220和230安装有第二框架装配架传送工具221，从而框架装配架700可以在上侧面运动，且安装有第二框架装配架恢复工具231，从而可以恢复框架装配架700；框架焊接单元300，具有安装在地面上且和第二支承台210相邻的第三支承台310、第二上部和下部框架装配架传送体320和330以及框架焊接器340，第二上部和下部框架装配架传送体固定到第三支承台310且一个在另一个上面相互平行，以及和第一上部和下部框架装配架传送体220和230处于相同水平高度，框架焊接器在第二上部框架装配架传送体320上方垂直安装，第二上部和下部框架装配架传送体320和330安装有第三框架装配架传送工具321，从而框架装配架700可以在上侧面运动，还安装有第三框架装配架恢复工具331，从而框架装配架700可以恢复；焊接表面处理单元400，具有安装在地面上且和第三支承台310相邻的第四支承台410、第三上部和下部框架装配架传送体420和430、焊接表面处理装置440，第三上部和下部框架装配架传送体420和430固定到第四支承台410且一个在另一个上面相互平行，以及和第一上部和下部框架装配架传送体220和230处于相同水平高度，焊接表面处理装置440在第三上部框架装配架传送体420上方垂直安装，第三上部和下部框架装配架传送体420和430安装有第四框架装配架传送工具421，从而框架装配架700可以在上侧面运动，还安装有第四框架装配架恢复工具431，从而框架装配架700可以恢复；装配架恢复单元500，具有具有安装在地面上且和第四支承台410相邻的第五支承台510、第二装配架支承板520和框架恢复装置530，第五支承台具有沿向上/向下方向穿过中心的运动空间511，第二装配架支承板520适用于沿向上/向下方向在所述运动空间511中运动且安装有第五框架装配架传送工具521，从而框架装配架700可以在上侧面运动，以及框架恢复装置垂直安装在第二装配架支承板520上方；以及框架传送单元600，具有安装在地面上且和第五支承台510相邻的第六支承台610以及沿水平方向固定到第六支承台610的框架传送体620，从而焊接的加固框架3’和3”可以在上侧面运动。
根据本发明如上构建的用于显示板的采用铝合金压延部件的加固框架的制造装置如下操作：通过保持引导突起701，由压延铝合金形成的一对平行长框架部件3’和由压延铝合金形成的一对平行短框架部件3”位于框架装配架700，从而长框架部件3’的两端成直角相应压抵短框架部件3”的两端。安装在框架焊接单元300的框架焊接器340的焊接头341用于促使摩擦焊接这些部件。焊接表面上的锋利突起通过安装在焊接表面处理装置440上的表面处理工具441而去除。焊接加固框架800分别从框架装配架700连续分离和恢复。
附图标记M1、M1’和M”表示轮辊驱动电机，M2表示框架焊接器传送电机，M3表示焊接表面处理装置传送电机，M4表示焊接头驱动电机，而M5表示表面处理工具驱动电机。
图7是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架引导单元的前视图，图8是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架引导单元的俯视图。
根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架引导单元100包括：第一支承台110，它安装在地面G上，并且具有垂直穿过中心的运动空间111；以及第一装配架支承板120，它适用于沿向上/向下方向在运动空间111内部运动，并且安装有第一框架装配架传送工具121，从而框架装配架700可以在上侧面运动。该框架装配架700堆叠在第一框架装配架传送工具121上并且在顶部运动。
如上构建的框架引导单元100进行如下操作：站在该单元前面的加固框架操作者利用保持引导突起701将一对长框架部件3’和一对短框架部件3”设置在框架装配架700上(参照图21)，从而相应端相互邻接。然后，框架装配架700在第一框架装配架传送工具121上向装配架传送单元200水平运动，以便进行下一步骤。
当一对长短框架部件3’和3”通过框架操作者设置在框架装配架700上时，第一装配架支承板120处于最高位置P1。另一方面，当在焊接和表面处理之后将框架装配架700单独从加固框架800恢复时，第一装配架支承板120处于最低位置P2。这样，第一装配架支承板120根据控制信号在最高和最低位置P1和P2之间周期性反复运动。
图9是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架传送单元的前视图，图10是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架传送单元的俯视图。
如图所示，根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架传送单元200包括：第二支承台210，它安装在地面G上，并且和第一支承台110相邻；以及固定到第二支承台210且相互平行叠加的第一上部和下部框架装配架传送体220和230，第一上部和下部框架装配架传送体220和230安装有第二框架装配架传送工具221，从而框架装配架700可以在上侧面运动，还安装有第二框架装配架恢复工具231，从而框架装配架700可以恢复。
当框架装配架700传送到根据本发明的装配架传送单元200时，其中一对长短框架部件3’和3”位于装配架传送单元上，如上所述，框架装配架700在安装到第一上部框架装配架传送体220上安装的第二框架装配架传送工具221上从动传送，从而框架装配架700逐渐运动到框架焊接单元300，以便进行下一步骤。当框架装配架700恢复时，它被传送到在第一上部框架装配架传送体220下方平行安装的第一下部框架装配架传送体230上，从而框架装配架700传送到框架引导单元100，以便进行下一步骤。
当框架装配架700传送到框架焊接单元300以便进行下一步骤时，第一上部框架装配架传送体220处在和第一装配架支承板120的最高位置P1相同的水平高度。另一方面，当框架装配架700在焊接和表面处理之后单独从加固框架800恢复时，第一下部框架装配架传送体230处于和第一装配架支承板120的最低位置P2相同的水平高度。
为了加速焊接操作，优选在第一上部框架装配架传送体220上同时传送多个框架装配架700，其中一对长短框架部件3’和3”分别位于其上。为了控制每个框架装配架700的位置，沿运动路径优选安装限位开关Ls，以检测框架装配架700运动到哪个指定位置。限位开关Ls可以利用IR基近程传感器、接触传感器和其它类型的开关来替代。
这样，当限位开关Ls检测到传送多个框架装配架700时，第二框架装配架传送工具221停止旋转。在下一焊接操作结束之后，第二框架装配架传送工具221再次旋转，从而已经在等待焊接的目标框架装配架700传送到框架焊接单元300。
图11是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架焊接单元的前视图，图12是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架焊接单元的俯视图。
如图所示，根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架焊接单元300包括：第三支承台310，它安装在地面G上，并且和第二支承台210相邻；以及固定到第三支承台310的一个在另一个上面相互平行且处于分别和第一上部和下部框架装配架传送体220和230相同的水平高度的第二上部和下部框架装配架传送体320和330以及垂直安装在第二上部框架装配架传送体320上方的多个框架焊接器340，第二上部和下部框架装配架传送体320和330安装有第三框架装配架传送工具321，从而框架装配架700可以在上侧面运动，还安装有第三框架装配架恢复工具331，从而框架装配架700可以恢复。
为了加速焊接操作，框架焊接单元300优选具有多个框架焊接器340。为了控制多个框架装配架700的位置，其中一对长短框架部件3’和3”分别位于其上，沿运动路径优选安装限位开关Ls，以检测框架装配架700的运动。限位开关Ls可以利用IR基近程传感器、接触传感器和其它类型的开关来替代。
这样，当限位开关Ls检测到多个框架装配架700在前一步骤从装配架传送单元200传送而来时，第三框架装配架传送工具321停止旋转。然后，框架装配架700停止运动，等待焊接。
在等待焊接的框架装配架700位于相应框架焊接器340正下方，然后框架焊接器下降，从而焊接头341(参照图19)接触到该对长短框架部件3’和3”的相邻部分。焊接头341旋转同时沿边界表面水平运动，从而焊接加固框架(参照图20)。
在这种旋转摩擦焊接的情况下，其中旋转摩擦焊接依赖于焊接头和被焊接部件之间的摩擦热量来实现焊接，焊接质量依赖于焊接头和该部件之间的压缩度、旋转速度、突起高度、运动速度等等。在根据本发明的加固框架部件的情况下，焊接头的焊接速率在50-5000次/分钟的范围内调节，以及运动速度根据框架部件的厚度在10-1000米/分钟的范围内调节。
如果焊接条件不处于上述范围之内，焊接的连接力可能不够，或者框架部件会因过量焊接而穿通。
虽然通过利用单个焊接头一个接一个地焊接和连接方形框架的相应角部成为惯例，它通过促使每对长短框架部件3’和3”成直角相互压抵以形成闭环而制得，但是采用四个焊接头是优选的，也就是说，为四个角部分别分配一个焊接头，从而同时进行焊接。
为了在旋转摩擦焊接之后从焊接部分去除毛刺，两个焊接框架部件必须牢固地保持压抵状态。为此，可以采用多种装配架来保持长短框架部件3’和3”。
在附图中，附图标记E表示突起，G’表示突起凹陷，SB表示焊接头底表面，SW表示焊接上表面，以及W表示焊接部分。
例如如图21所示，框架装配架700可以包括平面基板91、两对外部方块92和两对内部方块93，其中外部方块堆叠在并连接到基板91的上表面的四个位置，这四个位置对应于在焊接到加固框架2之前方形框架2’的四个角部，并且具有压抵两个垂直的长短框架部件3’和3”的相应邻接部分的外表面SO，其中内部方块堆叠在并连接到基板91的上表面的四个位置，这四个位置对应于方形框架2’的四个角部，并且具有压抵两个垂直的长短框架部件3’和3”的相应邻接部分的内表面SI的垂直表面。
具体来说，内部和外部方块92和93成对设置并且连接到基板91的上表面，以及当从上方示出时，在成对内部和外部方块92和93之间形成L形设置槽G，从而方形框架2’的四个角部可以适配并插入到这些槽中，其中方形框架的四个角部通过使得两对框架部件21和22在同一平面相互压抵而获得。
内部方块93可以是L形方块93’或六面体方块93”。
在焊接结束之后，焊接头341停止旋转，以及框架焊接器340下降并回到初始位置。在加固框架800通过装配架恢复单元500而单独恢复时(下面说明)，框架装配架700在第二下部框架装配架传送体330上传送，该第二下部框架装配架传送体具有位于上侧面的第三框架装配架恢复工具331并且处于和第一下部框架装配架传送体230相同的水平高度，从而它们可以供给到框架引导单元110，并且再次使用。
图13是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的焊接表面处理单元的前视图，图14是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的焊接表面处理单元的俯视图。
如图所示，根据本发明的加固框架的制造装置的焊接表面处理单元400包括安装在地面上和第三支承台310相邻的第四支承台410，第三上部和下部框架装配架传送体420和430以及安装在第三上部框架装配架传送体420垂直上方的焊接表面处理装置440，其中第三上部和下部框架装配架传送体420和430固定到第四支承台410、一个在另一个上面相互平行以及处于分别和第一上部和下部框架装配架传送体220和230相同的水平高度，第三上部和下部框架装配架传送体420和430安装有第四框架装配架传送工具421，从而框架装配架700可以在上侧面运动，并且安装有第四框架装配架恢复工具431，从而框架装配架700可以恢复。
根据本发明如上所述构建的焊接表面处理单元400如下操作：当每个框架装配架700在前一步骤中从框架焊接单元300开始传送时，其中焊接加固框架800位于上侧面，安装在焊接表面处理装置440的表面处理工具441相对于焊接部分高速旋转，从而去除在焊接过程中在焊接表面上形成的细微锋利突起。
更具体而言，当限位开关Ls检测到传送的框架装配架700运动到指定位置时，产生控制信号控制第四框架装配架传送工具421停止工作，从而框架装配架700停止。片刻之后，焊接表面处理装置440的表面处理工具441下降并且沿加固框架800的焊接部分水平运动同时高速旋转，从而去除在焊接过程中在焊接表面上形成的细微锋利突起。在焊接表面完全处理好之后，焊接表面处理装置440的表面处理工具441回到初始位置，并且停止旋转。
注意到，根据本发明的加固框架的制造装置的焊接表面处理单元400的第三上部框架装配架传送体420承载框架装配架700，其上具有加固框架800以便表面处理，当第四框架装配架传送工具421被驱动时，将框架装配架700移动到装配架恢复单元500以便进行下一操作。另一方面，第三下部框架装配架传送体430承载多个框架装配架700，它们已经从加固框架单独恢复，当第四框架装配架恢复工具431被驱动时，将框架装配架700移动到框架引导单元100，从而再次利用它们。
图15是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架恢复单元的前视图，图16是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的装配架恢复单元的俯视图。
如图所示，根据本发明的加固框架的制造装置的装配架恢复单元500包括第五支承台510和第二装配架支承板520，其中第五支承台510安装在地面上、和第四支承台410相邻以及具有沿向上/向下方向穿过中心的运动空间511，第二装配架支承板520适用于沿向上/向下方向在运动空间511中运动，并且安装有第五框架装配架传送工具521，从而框架装配架700可以在上侧面运动，以及框架恢复装置530安装在第二装配架支承板520垂直上方。
具体来说，框架恢复装置530包括从第五支承台510的一侧向上延伸同时固定到该侧的延伸框架531、连接到延伸框架531并且沿水平方向安装在第二装配架支承板正上方的束形恢复装置框架532以及适用于沿恢复装置框架滑动的工作臂组件533。该工作臂组件533具有工作臂534，该工作臂可操作性连接到其上并且适用于垂直运动以便抓取/释放焊接加固框架800。
在焊接和表面处理之后通过检测加固框架800的传送，工作臂534下降并且抓取加固框架800。工作臂534将加固框架800提起并且沿恢复装置框架532水平运动，从而框架800传送到框架传送单元600以便进行下一操作。然后，工作臂534再次下降并且释放加固框架800，将它放在框架传送单元600的框架传送体620上。因此，制成的加固框架800传送到单独的堆叠/存储位置。
图17是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架传送单元的前视图，图18是根据本发明的显示板加固框架的制造装置的框架传送单元的俯视图。
如图所示，根据本发明的加固框架的制造装置的框架传送单元600包括安装到地面G上且和第五支承台510相邻的第六支承台610和沿水平方向固定到第六支承台610的框架传送体620，从而焊接加固框架3’和3”可以在上侧面运动。当多个加固框架800从框架恢复单元530连续供给并且位于框架传送体620上时，它们被逐渐传递，以及接下来的加固框架800连续位于框架传送体620的空缺后部然后被传送。