例中，成型工具404主要是基于机械的。机械的构型能够被配置来通过例如摩擦、压力、压印、切割或其组合的方式产生槽或空间。
[0173]对于其中材料被移除以通过摩擦形成槽的实施例，成型工具104可以被称作摩擦工具。工件材料能够通过工具404的运动被转移或移除，其响应于直接的工具-至-工件的接触或摩擦，以及也可能通过摩擦所产生的热量。
[0174]作为本技术的一个好处在于，整个焊接循环时间被节约，以及工艺效率被改良，因为由于例如由成型工具在工件上引起的摩擦在工件中产生热量。需要更少的能量来熔化如此预热过的工件，以及因此焊接工艺被加速。能量，例如电能，也由于当部件被预热时需要的超声波能量的量被减少而被节约。
[0175]图4的成型工具404为此种基于机械的类型。所示出的工具404结合图5_8在下面进一步被描述。
[0176]根据另外的、预期的实施例，成型工具是基于光的，例如使用激光器(LASER)的工具。工具被配置以通过使用基于光的(例如LASER)能量转移和/或移除工件104的材料而产生槽或空间。
[0177]在另外的预期的实施例中，成型工具104被配置以应用热量至工件以通过燃烧工件材料形成槽。工具404能够包括例如电机或快速加热烙铁。在进一步预期的实施例中，工具404被配置成，或被连接至被配置来当材料被熔化或燃烧以形成槽时使其真空的装置。在另外的预期的执行中，热量对于燃烧或烧焦材料是足够的，使得槽如所需的被形成，而在工件104的表面上方没有过量材料的形成。例如，燃烧可以蒸发工件材料的一些以形成槽。
[0178]图5显示图4的混合工具402的俯视图。如所示的，成型工具404围绕超声波焊头406。在一个实施例中，组件404、406被可滑动地互相邻接放置，使得404、406的每一个相对于另一个能够相对容易地移动。
[0179]在一个实施例中，相对的构型允许能够在竖直的方向上的相对的移动。此柔韧性允许，例如成型工具404相对于焊头406和最接近的工件104来被降低和升高，以及焊头相对于最接近的工件104来被降低和升高，如下列联系图6、图8-11以及图15进一步所描述的。
[0180]在一个实施例中，相对的构型允许成型工具404和超声波焊头406在除了或不同于竖直的一个或多个方向上互相相对运动。在第一特定的实施例中，构型允许成型工具404来相对于焊头406和最接近的工件旋转。在第二特定的实施例中，其中在成型工具和焊头404,406之间不存在相对的旋转运动，此两者相对于工件104共同旋转以形成槽(在图7中的704)。虽然此两个实施例不同，但是图7的说明被认为是示意性地显示处于此两个实施例中的每个朝向形成在图9中所示的槽的操作。
[0181]进一步参照图4和图5，焊头406被显示具有通常圆柱的形状，以及圆形的顶部的横截面，以及成型工具404具有环形的顶部轮廓。焊头的形状不被限制为此形状，以及焊头可以包括很多种形状中任何合适的形状。
[0182]预期的可替换的形状包括具有椭圆、方形或其它矩形顶部轮廓的高块。对于这些非圆形的实施例，工件槽不会通过工具404的旋转所形成，而是通过例如压力或压印所形成。
[0183]继续参照附图，图6显示图4的布置400，通过箭头600指示第一操作，由此成型工具或者肩部404相对于焊头406以及相对于工件104的最接近的工件104被降低。
[0184]在预期的实施例中，为了便于相对的肩部-至-焊头运动，肩部404以及焊头406包括相应的轨道元件(未详细示出)。一个可以包括相对小的细长的突出，而另一个包括小的竖直的槽被配置来可滑动地接收该突出。对于此实施例，肩部404以及焊头406会在图7的操作中共同旋转。
[0185]在一些实施例中，成型工具404和/或超声波焊头406以一种或多种方式被配置和/或被布置以确保超声波不被超声波接触工具而阻碍。在一个实施例中，此两者404、406通过小的缝或间隔被分开，至少在超声波被传递的时间和地点。
[0186]在另一个实施例中，组件404、406的一个或两者均包括绝缘材料，例如外部/表面，或稍微内部的抑制振动的绝缘层。
[0187]在还有的另外的实施例中，组件404、406通过某种材料被分开，例如抑制超声波振动从焊头传递到成型工具的流体。在特定的实施例中，此材料也用作在组件404、406之间的润滑剂(例如流体或干燥/固体润滑剂)，促进404、406两者(例如图6、图7、图8、图10以及图15)之间的相对运动。在预期的实施例中，布置包括一个或多个密封以包围住此分开的材料，使其保持在组件404、406之间。
[0188]如所参考的，以及操作中的任一个能够被实施、起动或以其它的方式通过自动化机械被促进，例如机器人。关于通过图6所指出的操作，例如，机器人(未示出)能够被配置和被布置(例如被连接至肩部404)以控制肩部404的下降。机器人能够通过表现为例如计算机或其它电子的控制器(未示出)的自动控制而被自动化或被控制。
[0189]在一个实施例中，控制器包括实体的计算机可读的存储装置或存储器。存储器被编程带有(即存储)计算机可执行的指示或代码，当通过处理器被执行时，例如控制器的处理器，引起处理器来初始化以及控制成型工具404的运动。
[0190]控制器控制成型工具404的向下的运动，运动的总的距离或位移，以及速度或位移和方向的速率(例如向下或向上)。
[0191]在一个预期的实施例中，至少成型工具404和焊头406的至少一个运动被手动地控制。一个或两者可以被控制，例如通过人的作用力而起动的运动，例如在制造工厂中的人的作用力。
[0192]继续参照附图，图7通过箭头显示的实施例，其中，如上所参照的，或者成型工具404相对于焊头406和最接近的工件104被移动，或者工具404、406相对于工件104被一起移动。
[0193]成型工具的运动通过旋转的箭头700被指出。旋转，与所有的工具400机器人或其它的自动化的机械以及控制器一样，如上所参照的，是关于降低成型工具404至最接近的工件104。
[0194]在一个实施例中，成型工具404的旋转在工件已经被带入与最接近的工件104接触后被开始。在另外的实施例中，旋转在成型工具404最初接触工件104之前被开始。
[0195]当成型工具404的尖端702被示意性地示出具有在图4以及图6_15中的方形的轮廓，尖端可具有用于实施该功能和完成此文中所述的目标的任何合适的形状。在一个实施例中，尖端不是具有所示出的方形的轮廓，而是更尖的(未详细示出)。在一个实施例中，点通过成角度的线与成型工具的竖直的侧面会合以形成点，或者通过两条成角度的线会合以形成点。
[0196]工具404被配置(例如尺寸、形状和材料)以及被使用来使最接近的工件104根据可适用的摩擦学的原理按所需要的成型，或成型与熔化。
[0197]在预期的实施例中，成型工具404在其下部边缘具有一个或多个不连续处。下部边缘可以包括，例如尖锐的突出和/或凹部或缝隙。在一些情形中布置能够形成齿状，例如锯齿。工具404可包括，或具有一个或多个与环形的切割机、钻孔机或刨槽机类似的特征。
[0198]在一个实施例中，系统包括工件-移除子系统(未详细示出)。子系统被配置和被布置与工具404和最接近的工件104邻接，以移动从工具404和件104转移的工件材料(例如切割或刮掉的，但是未熔化的工件材料)。子系统能够包括，例如正的和/或负的空气流动元件，例如集中的鼓风机和/或抽气机或真空元件。
[0199]在一个实施例中，成型工具404当其旋转时被降低。通过此双向的运动，当其被降低至接触工件104时，成型工具404至少最初切掉或刮掉工件材料。
[0200]如所提供的，在一个实施例中，成型工具404被下降至最接近的工件104，带有足够的力以在工件中产生压印或缺口，而没有，或者至少之前没有任何工具404的旋转。在预期的情形中，工具404被配置、被布置以及被移动经过与工件104的初始的接触，以便于没有工具的旋转形成凹陷部分或槽，例如在图7中所示的槽704。在另外的预期的实施例中，当工具404散发至少一定低水平的热量时，成型工具404被配置、被布置以及被操作以通过如此施加的压力形成槽704。
[0201]成型工具404可包括多种材料中的任一种，而不违背本技术的范围。在一个实施例中，工具404为钢或另外的金属。通常，成型工具404包括比最接近的工件104的材料更硬的材料。
[0202]继续参照附图，如根据所述实施例提供的，图7显示布置400在成型工具404已经被使用之后来产生槽704。
[0203]槽704具有相应于至少成型工具404的构型的形状。例如，在其中工具404具有环形顶部轮廓的实施例中，如图5中所示，产生的槽704将具有类似的轮廓。
[0204]操作包括继续旋转和降低成型工具404。工具被降低至所需的深度，或竖直的位移。
[0205]当成型工具404继续被旋转和降低，工件104开始由于摩擦局部地加热。在一些实施例中，工件104被加热至一定程度使得在此阶段工件104开始熔化。摩擦引起的熔融的材料在图8中通过附图标记800被指出。
[0206]完成工件104的熔化的摩擦的量成比例地相应于工件104的熔点。对于具有相对低的熔点的工件需要相对少的摩擦。在一个实施例中，工件104、106的一个或两个具有位于150°C和300°C之间的熔点。工件104、106材料在下列进一步被描述。
[0207]不同的系统和操作特点被设定来完成所需的结果。特点能够以不同的方式相互影响。例如，摩擦引起的熔融材料800产生的量被包括在旋转时工具404被降低至的深度或位移，工具404材料和形状/几何结构(例如硬度、是否有齿的等)，工件104材料(例如熔点和热传导率)，工具被降低的速度等变量所影响。
[0208]以及工具404被降低和旋转的时间量能够取决于工具将被旋转的速度，工具404的材料和形状/几何结构(例如硬度、是否有齿的等)，工件104材料(例如熔点和热传导率)，工具被降低的速度，工件材料104所需要被移除和熔化的量，任何所需的摩擦诱导的焊点熔核的需要的构型(例如尺寸和形状)等。其它的此类的关系对于本领域技术人员在执行此处教导的技术将是明显的。
[0209]如图8所示，工件能够完全熔化下降至工件104、106之间的界面802。如果足够热，熔化的最接近的工件材料800能够起动远处的工件106的顶部表面材料的熔化。
[0210]即使当熔化的最接近的工件材料800仅刚好接触界面以及接触远处的工件106的表面，连接工件104、106的摩擦引起的焊缝800被形成。
[0211]图8显示从最接近的工件104收回成型工具404的随后的步骤。收回由向上的箭头801所指示。
[0212]图9显示在槽704已经被形成(图7)之后的布置400，以及成型工具404被收回(图 8)0
[0213]图1