CN110027766A - 用于模切件的施加器和用于将模切件施加至表面的方法和模切件条 - Google Patents

用于模切件的施加器和用于将模切件施加至表面的方法和模切件条 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于模切件的施加器，其具有：具有沿着保持带(6)施加的模切件(2)的模切件条(1)，所述模切件(2)具有载体层(3)和胶粘剂层(4)，载体层(3)设置在保持带(6)和胶粘剂层(4)之间，模切件条(1)在其之上运行的冲头(8)，其中在冲头(8)之上运行的模切件(2)以其胶粘剂层(4)背离冲头(8)，且模切件(2)可借助于冲压机(9)而被压在表面(11)上。

Description

用于模切件的施加器和用于将模切件施加至表面的方法和模 切件条
技术领域
本发明涉及用于模切件的施加器(涂覆器)，其具有包括沿着保持带施加并具有载体层和胶粘剂层的模切件的模切件条。本发明还涉及用于将模切件施加至表面的方法。本发明还涉及具有带条和彼此并排地设置在带条上的一排模切件的模切件条。
背景技术
在机动车辆的生产中出现的常见问题是，在加工操作之后必须将已经在车身部件中制造的开口再次粘合封闭。例如，车身部件可用液体进行表面处理。表面处理所需的液体经由预先在车身部件中制造的开口自动流出。随后，再次封闭开口。通常，通过如下手动地封闭开口：从模切件条或模切件片取出模切件并用手将它们粘贴在开口上。模切件具有载体层和施加在载体层的一侧上的胶粘剂层。通常将胶粘剂层施加在载体层的整个区域之上。
此外，在现有技术中，机器人臂(自动机臂，机器手)是已知的。
为此，模切件卷设有常规地卷绕在所述卷上的模切件条。模切件条通常以带的形式存在的衬垫。在该衬垫上，成排的彼此隔开的具有载体层和胶粘剂层的模切件以这样的方式施加，使得胶粘剂层的自由侧粘附在衬垫上，从而胶粘剂层的与衬垫相对的侧被载体层覆盖，从而胶粘剂被完全保护。然后可将模切件条卷起，特别地以这样的方式使得衬垫设置在模切件卷上的匝(turn)的外部上并且模切件设置在模切件卷上的匝的内部上。常规地，将模切件条的自由端拉出并夹在装置中，并且机器人臂通过抽吸连续地从模切件条拉出模切件。为此，机器人臂具有树干状设计并通过抽吸将模切件连接到载体层，将其从衬垫分离，并将模切件压到规定位置中的开口上。
不利地，该方法是相对耗时的，因为在每次粘合操作之后机器人臂必须再次移回至模切件卷，以将下一个模切件从模切件条分离。
此外，已知标签分配器形式的施加器。在这种情况下，标签分配器设置在机器人臂上。标签分配器具有模切件卷。将模切件卷引导至压辊并将衬垫自动剥离，以及通过借助于压辊移动标签分配器而将模切件压在孔上。不利地，该方法具有相当大的占用空间，因为标签分配器必须借助于机器人臂来拉动一定距离。这是不利的，例如，在难以接近的汽车面板的区域中，例如如果需要闭合的开口直接与高度弯曲的边缘邻接。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供减少上述缺点的施加器。本发明的目的还为提供可采用其来粘附模切件并且避免上述缺点的方法。最后，本发明的目的还为提供可采用其实施上述方法的模切件条。
关于施加器，该目的通过在开始陈述的具有权利要求1的特征的施加器实现。
本发明的用于模切件的施加器包括具有沿着保持带施加的模切件的模切件条。模切件各自具有载体层和胶粘剂层，载体层设置在保持带和胶粘剂层之间。因此，相对于现有技术，本发明的模切件可以说是倒置地施加在保持带上。本发明的施加器包括具有冲头的冲压机，模切件条在冲头之上(上方)运行，其中在冲头之上运行的模切件以其胶粘剂层背离冲头。结果，如下是可能的：模切件可借助于冲压机而被压在表面上。
优选地设置控制系统。控制系统包括第一传感器，第一传感器以扫描区域指向冲头并且记录模切件在冲头处的存在。控制系统信号传导地连接到传感器，并且传感器测量结果被提供给控制系统。根据一个特别优选的变型，施加器固定在可自由移动的机器人臂上。机器人臂首先控制施加器在垂直于表面的z方向上的前进后退运动，其次控制在平行于表面的xy平面内的运动。机器人臂能够相应地响应控制信号。
此外，模切件条的循环推进是受控的，容许随后的模切件定位在冲头上。模切件条的推进可采取用于保持带的驱动的第一卷绕辊的形式。
当第一传感器在冲头处发出模切件存在的信号并将相应的测量结果传送给控制系统时，使模切件条的推进停止，并向机器人提供信号，并且机器人将施加器与冲头一起在前进(向前)运动中(以前进运行的方式)朝表面移动并在后退(向后)运动中(以后退运动的方式)从表面后退移动。前进运动的程度使得模切件粘附在表面上。为此，可在冲压机上布置相应的压力传感器，该传感器通过表面记录压力阻力。
为了将施加器从第一位置带至下一位置，控制系统优选地在机器人控制中以开口图案或胶粘粘合图案编程。为此，控制系统可设计为NC控制器。还可设想的是提供第二传感器，当其在表面之上运行时记录孔。还可提供NC控制器和传感器技术的组合。
有利地，控制系统激活机器人，该机器人将施加器与冲头一起移动到表面上方的第一位置中并将模切件粘附在第一表面位置处。在模切件的粘附之后，它再次激活机器人并将施加器与冲头一起在xy方向上移动到表面上方的第二位置中；在那里，通过在z方向上的前进运动将下一个模切件粘附到下一个开口上。
有利地，模切件卷设置在冲头的供应侧上，并且第一卷绕辊设置在冲头的移出侧上。第一卷绕辊信号传导地连接至控制系统，并且该辊能够以卷绕形式接收模切件带的带条。控制系统使第一卷绕辊循环旋转。在此，一个循环中的前进距离在各情况下对应于模切件条上的相邻模切件之间的距离。
在本发明的另一优选实施方式中，第二卷绕辊设置在供应侧上以卷绕衬垫。模切件条的自由胶粘侧可任选地用衬垫覆盖。在该情况下，在将模切件供应至冲头之后必须在供应侧上剥离第二卷绕辊上的衬垫。
该目的也通过前述的具有权利要求6的特征的方法实现。
该方法适合于用前述施加器之一实施；反之，施加器也适合于实施如下方法之一。
根据本发明，具有沿着保持带施加的模切件的模切件条经由可后退和前进移位的冲压机的冲头移动，模切件具有载体层和胶粘剂层，并且载体层设置在保持带和胶粘剂层之间。
根据本发明，当模切件位于冲头之上时，使模切件条停止，然后借助于机器人将冲压机在前进运动中移动到表面上，并且将模切件粘至表面。在前进运动期间，模切件条前进少许，使得模切件不从冲头滑脱。类似地，在后退运动期间，同样通过模切件条的前进而紧紧地保持住模切件条。
本发明的方法使得可以简单的方式将模切件定位(安置)在表面上、更特别地在开口上；模切件在此当然选择成具有比开口略大的直径，产生胶粘余量(边缘)。当然，模切件也可在除了开口之外的位置处粘合。
由于冲头在z方向上的前进后退运动，在xy方向上仅需要非常小的空间以将模切件施加至表面。这是相对于已知的标签分配器的优点。
此外，优选地，可在表面上确定第一位置，将模切件粘至第一位置，以及可确定第二位置并且在模切件条的前进循环期间将冲压机移动至第二位置。优选地，当冲压机已到达其设想的第二位置时，下一个模切件已经再次设置在模切件头上。这相对于已知的机器人臂节省了相当多的时间。
优选地，第一传感器可指向冲头并且能够识别模切件的存在。当识别到模切件时，使模切件条停止，并且当冲压机已经到达其在表面上方的位置时，将冲压机移动至表面，粘附模切件，并将模切件条以一个模切件继续循环。机器人被设计用于在平行于表面的xy平面中移动施加器，同时冲压机的前进后退运动在z方向上进行。
控制系统还控制带条卷绕在其上的卷绕辊的速率和角度、以及任选地任选的衬垫可卷绕在其上的第二卷绕辊的速率和旋转角度。
在第三方面借助于具有权利要求9的特征的模切件条实现本发明。
本发明的模切件条具有带条和彼此并排设置在带条上的一排模切件，所述模切件各自具有载体层和胶粘剂层，载体层设置在带条和胶粘剂层之间。相对于已知的模切件条，模切件倒置地原样施加在带条上。胶粘剂层是自由的(暴露的)并且可通过带条上的压力粘附到表面，然后可从载体层移出带条。为此，胶粘剂层和待发生粘合的表面之间的剥离力优选地选择为大于带条和载体层之间的剥离力。带条同样可为具有带条载体层和带条胶粘剂层的胶带。
在本发明的模切件条的另一实施方式中，存在衬垫，其沿着胶粘剂层布置并覆盖模切件的胶粘剂层的自由侧。衬垫可以条的形式平行于条带并且距条带一定距离地设置。可将模切件条与带条、模切件和衬垫一起卷绕以形成模切件卷。在模切件条的两种实施方式中，卷绕的模切件条在匝的内侧上卷绕有带条并且在匝的外侧上卷绕有模切件。
附图说明
以四幅图参照两种示例性实施方式描述本发明。在这些图中，
图1显示在第一实施方式中的本发明的模切件条的基本侧视图，
图2显示用于第一实施方式的模切件条的在第一实施方式中的施加器的基本侧视图，
图3显示在第二实施方式中的模切件条的基本侧视图，以及
图4显示用于第二实施方式中的模切件条的在第二实施方式中的本发明的施加器的基本侧视图。
具体实施方式
图1中所示的模切件条1具有取向的模切件2，其成排布置并彼此隔开。模切件2彼此的间距由特定应用引导；其可为1mm、2mm、3mm-6mm、或7mm。还公开了其间的所有值。模切件2沿着保持带6设置。
模切件2各自包括载体层3和胶粘剂层4。载体层3由惯常塑料组成；通过实例的方式但没有限制地可提及以下：
聚乙烯、聚丙烯、特别地通过单轴或双轴拉伸产生的取向聚丙烯(OPP)，环烯烃共聚物(COC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、特别地聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚醚砜(PES)、或聚酰亚胺(PI)。
胶粘剂层4由惯常的压敏胶粘剂组成。该压敏胶粘剂包括基础组分和可交联组分(也称作反应性树脂)。
存在作为合适的压敏胶粘剂基础的多种材料、特别地非极性弹性体。
非极性弹性体如乙烯基芳族嵌段共聚物的特征在于其可溶解在非极性溶剂中，即在其极性对应于乙酸乙酯或不那么极性的溶剂和/或溶剂混合物中。这些特别地为具有小于6.1的介电常数[http://en.wikipedia.org/wiki/Solvent]和/或具有汉森参数δP极性≤5.3；δH氢键≤7.2[Abbott,Steven和Hansen,Charles M.(2008)Hansen SolubilityParameters in Practice,ISBN 0-9551220-2-3或者Hansen,Charles M.(2007)Hansensolubility parameters:a user's handbook CRC Press,ISBN 0-8493-7248-8]的溶剂和/或溶剂混合物。
在使用嵌段共聚物作为弹性体的情况下，它们含有至少一种具有大于40℃的软化温度的嵌段如乙烯基芳族化合物(包括部分或完全氢化的变体)、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯。
进一步优选地，嵌段共聚物包括一种具有低于-20℃的软化温度的嵌段。
具有低软化温度的聚合物嵌段(“软嵌段”)的实例是聚醚如聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃、聚二烯如聚丁二烯或聚异戊二烯、(部分)氢化的聚二烯如聚乙烯-丁烯、聚乙烯-丙烯或聚丁烯-丁二烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚烷基乙烯基醚、和α,β-不饱和酯的聚合物嵌段如特别地丙烯酸酯共聚物。
在一种形式中，软嵌段在此具有非极性结构并且在该情况下优选地包括丁烯或异丁烯或氢化的聚二烯作为均聚物嵌段或共聚物嵌段，后者优选地与自身共聚或彼此共聚或与其它共聚单体共聚，所述其它共聚单体特别优选地为非极性共聚单体。合适的非极性共聚单体的实例是(部分)氢化的聚丁二烯、(部分)氢化的聚异戊二烯和/或聚烯烃。
可交联组分，也称作反应性树脂，由环醚组成且适合于辐射交联和任选地热交联，其具有低于40℃、优选地低于20℃的软化温度。
基于环醚的反应性树脂更特别地为环氧化物，即携带至少一个环氧乙烷基团的化合物或氧杂环丁烷。它们在性质上可为芳族的或特别地脂族或脂环族的。
可用的反应性树脂可为单官能的、双官能的、三官能的、四官能的或具有更高官能度直至为多官能的，其中官能度涉及环醚基团。
不希望施加任何限制，实例为：3,4-环氧基环己基甲基-3‘,4‘-环氧基环己烷羧酸酯(EEC)及衍生物、二环戊二烯二氧化物及衍生物、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇及衍生物、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯及衍生物、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯及衍生物、乙烷1,2-二缩水甘油醚及衍生物、丙烷1,3-二缩水甘油醚及衍生物、丁烷-1,4-二醇二缩水甘油醚及衍生物、高级烷烃1,n-二缩水甘油醚及衍生物、双[(3,4-环氧基环己基)甲基]己二酸酯及衍生物、乙烯基环己基二氧化物及衍生物、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧基环己烷羧酸酯)及衍生物、4,5-环氧基四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯及衍生物、双[1-乙基(3-氧杂环丁烷基)甲基]醚及衍生物、季戊四醇四缩水甘油醚及衍生物、双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)、氢化双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、环氧酚醛清漆、氢化的环氧酚醛清漆、环氧甲酚酚醛清漆、氢化的环氧甲酚酚醛清漆、2-(7-氧杂二环)螺(1,3-二烷-5,3'-[7]氧杂二环[4.1.0]庚烷))、1,4-双((2,3-环氧丙氧基)甲基)环己烷。
反应性树脂可以其单体形式或二聚体形式、三聚体形式等直至其低聚体形式使用。
反应性树脂彼此的混合物或者反应性树脂与其它共反应性化合物如醇(单官能或多官能的)或乙烯基醚(单官能或多官能的)的混合物同样是可能的。
胶粘剂层4施加在载体层3的一侧的整个区域(面积)之上。载体层3的一侧与保持带6相对地设置。载体层3具有面向保持带6的第二侧，其胶粘粘合至保持带6。保持带6本身是具有保持带载体层(未显示)和保持带胶粘剂层(未显示)的胶带，模切件2相对于现有技术以相反的方式粘附至其。载体层3设置在胶粘剂层4和保持带6之间。
根据图1的模切件条1初始卷绕在根据图2的模切件卷7上。模切件条1的一端从模切件卷7分开并安置(根据图2)在冲压机9的冲头8周围。模切件卷7安置在未具体显示的栓钉(挂钩)上，并可旋转地安装在所述栓钉上。图2仅显示第一实施方式中的本发明的施加器10的基本结构。
当然，为了引导模切件条1，还提供了转向辊等，其未在图2的图中显示。从模切件卷7开始，将模切件条1引导在冲压机9周围、更特别地在冲头8周围。在应用中，施加器10可借助于法兰连接的机器人前进和后退地移动。表面示于图2中，其具有开口12。本发明的施加器10意图在各情况下将模切件2之一粘至开口12之一上，从而封闭开口12。
开口12惯常地具有直径约20mm的圆形或椭圆形开口横截面。因此，模切件2具有约30mm的圆形直径，从而在开口12周围形成5mm宽的胶粘余量。模切件条1的前进距离由驱动的第一卷绕辊13提供。
在已经连续地粘附模切件2之后，第一卷绕辊13仅卷绕保持带6，换言之，没有模切件2。
提供控制系统，其使第一卷绕辊13以与模切件2彼此间的间隔对应的角度循环地旋转，使得对于各粘合操作，恰好有一个模切件2定位在(位于)冲头8上。在图2中所示的粘合位置中，模切件2设置在冲头8上。在这种状态下，它可通过施加器10的前进运动而被粘在开口12上。
施加器10的控制如下运行：提供第一传感器，其指向冲头8并且其记录模切件2在冲头8上的存在。当模切件2存在时，第一传感器向控制系统传送信号，控制系统将停止信号传送到第一卷绕辊13的驱动器。第一卷绕辊13的旋转运动停止。通过法兰连接的机器人按压施加器10，因此模切件2被压在开口12上。施加器10随后被再次升高，并且由控制系统协调，稍微旋转第一卷绕辊13，使得模切件条1不会松弛地悬挂在被拉入的冲头8之上。然后进一步旋转第一卷绕辊13，使得下一个模切件2定位在(位于)回缩的冲头8上。在模切件条1的进一步运输期间，驱动器将整个施加器10从图2中所示的开口12上方的位置移动到随后的位置中，其中冲头8定位在(位于)下一个开口12之上。也可提供第二传感器，其记录下一个开口12并向控制系统传送信号，控制系统使驱动器停止，使得施加器10停在表面11之上的下一个位置中，或者将表面11的开口图案存储在机器人的控制系统中，使得施加器10一个接一个地(依次)横穿开口12。
图1的模切件条在匝的内侧上卷绕有保持带6并且在匝的外侧上卷绕有模切件2以形成模切件卷7，使得在展开时，胶粘剂层4被暴露并且当模切件条1被拉到冲头8之上时可粘附至开口12。
图3显示本发明的模切件条1的第二实施方式，其相对于第一实施方式另外地包括衬垫16。沿着模切件条1平行于保持带6并且距保持带6一定距离地设置衬垫16。衬垫16覆盖胶粘剂层4的自由胶粘侧，由此保护后者免受污染等。此外，使得模切件条1卷绕形成模切件卷7以及随后的展开更容易。剥离力使得胶粘剂层4和衬垫16之间的剥离力小于载体层3和保持带6之间的剥离力。
本发明的施加器10的第二实施方式示于图4中。第二实施方式意图施加根据图3的模切件条1的模切件2。相对于第一施加器10，第二施加器10另外地具有第二卷绕辊17，其设置在冲头8的进给侧上，而第一卷绕辊13设置在冲头8的移出侧上。第二卷绕辊17首先在冲头8的进给侧上卷起衬垫16，使得模切件2的胶粘剂层4暴露，然后，根据图4，从衬垫16释放的模切件条1可在冲头8周围被引导。完全如本发明的第一实施方式的情况中那样进行实际的粘附过程。最后，在第一卷绕辊13上再次卷起保持带6。在模切件2已经被消耗之后，将衬垫16完全卷绕在第二卷绕辊17上并且将保持带6完全卷绕在第一卷绕辊13上，且可传递以供回收。
附图标记列表
1 模切件条
2 模切件
3 载体层
4 胶粘剂层
6 保持带
7 模切件卷
8 冲头
9 冲压机
10 施加器
11 表面
12 开口
13 第一卷绕辊
16 衬垫
17 第二卷绕辊

Claims (11)

1.用于模切件的施加器，其具有：
模切件条(1)，具有沿着保持带(6)施加的模切件(2)，所述模切件(2)具有载体层(3)和胶粘剂层(4)，载体层(3)设置在保持带(6)和胶粘剂层(4)之间，
冲头(8)，模切件条(1)在其之上运行，其中在冲头(8)之上运行的模切件(2)以其胶粘剂层(4)背离冲头(8)，且模切件(2)可借助于冲压机(9)而被压在表面(11)上。
2.根据权利要求1的施加器，
其特征在于控制系统信号传导地连接至第一传感器并且连接至冲头(8)的致动驱动器，所述第一传感器以扫描区域指向冲头(8)并且记录模切件(2)之一在冲头(8)处的存在，且当在冲头(8)处记录到模切件(2)之一时，控制系统使模切件条(1)的第一卷绕辊(13)停止，然后激活致动驱动器并驱动施加器(10)和冲头(8)一起的前进运动和后退运动。
3.根据权利要求1或2的施加器，
其特征在于施加器(10)固定在可移动机器人上，控制系统激活机器人并将其移动到表面(11)上方的第一位置中以及将模切件(2)粘附在第一表面位置中，并且在模切件(2)的粘附之后将其激活并移动到表面(11)上方的第二位置中，其中它驱动冲头(8)的前进运动和后退运动。
4.根据前述权利要求任一项的施加器，
其特征在于在冲头(8)的供应侧上的模切件卷(7)和在冲头(8)的移出侧上的第一卷绕辊(13)，所述辊(13)信号传导地连接至控制系统，能够接收模切件条(1)的带条的卷绕以及前进循环地移动模切件条(1)。
5.根据前述权利要求任一项的施加器，
其特征在于用于接收衬垫(16)的卷绕的在供应侧处的第二卷绕辊(17)。
6.用于将模切件(2)施加至表面(11)的方法，其中
将具有沿着保持带(6)施加的模切件(2)的模切件条(1)在冲压机(9)的冲头(8)之上移动，模切件(2)具有载体层(3)和胶粘剂层(4)，其中载体层(3)设置在保持带(6)和胶粘剂层(4)之间，并且
当模切件(2)之一位于冲头(8)之上时，使模切件条(1)停止，并且
然后冲压机(9)在前进运动中借助于机器人将模切件(2)粘至表面(11)上。
7.根据权利要求6的方法，
其特征在于第一传感器指向冲头(8)并且识别模切件(2)的存在，并且在识别到模切件(2)时，使模切件条(1)停止，然后将冲压机(9)移动至表面(11)并粘附模切件(2)，然后将模切件条(1)以模切件(2)之一继续循环。
8.根据权利要求6或7的方法，
其特征在于确定表面(11)上的第一位置并且将模切件(2)粘至第一位置，以及确定第二位置并且在前进循环期间将冲压机(9)移动至第二位置。
9.模切件条，其具有带条和彼此并排地设置在带条上的一系列模切件(2)，所述模切件(2)各自具有载体层(3)和胶粘剂层(4)，其特征在于载体层(3)设置在带条和胶粘剂层(4)之间。
10.根据权利要求9的模切件条，
其特征在于沿着胶粘剂层(4)设置衬垫(16)。
11.根据权利要求9或10的模切件条，其特征在于带条和载体层(3)之间的剥离力大于衬垫(16)和胶粘剂层(4)之间的剥离力。
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