DE10035236A1 - Abklebewerkzeuge und Verfahren zum automatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband - Google Patents

Abstract

Abklebewerkzeug und Verfahren zum automatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband, insbesondere auf Oberflächenpartien von Fahrzeug-Karosserien. Das Abklebewerkzeug umfaßt eine Halterung für eine Klebebandrolle mit zu applizierendem Klebeband, eine Applizierwalze zum anbringen von von der Klebebandrolle abgezogenem Klebeband und eine der Applizierwalze vorgeordnete Halteeinrichtung zum Bereithalten von von der Klebebandrolle abgezogenem Klebeband zwischen zwei Appliziervorgängen, wobei die Halteeinrichtung darüber hinaus zum Andrücken von bereitgehaltenem Klebeband auf der zu beklebenden Fläche zum Einleiten eines Appliziervorganges dient und eine Übernahme von von der Halteeinrichtung angedrücktem Klebeband nach vorwärtsbewegen des Abklebewerkzeuges durch die Applizierwalze erfolgt, die im wesentlichen senkreicht zu der Ebene des angedrückten Klebebands in Richtung des Klebebands ausfahrbar ist und zum kraftgesteuerten Andrücken des Klebebands verwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abklebewerkzeug zum au­ tomatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband, insbe­ sondere auf Oberflächenpartien von Fahrzeugkarosserien, sowie ein Verfahren zum automatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband mittels eines robotergesteuerten gattungsgemäßen Abklebewerkzeugs.

In der Serienfertigung vieler Fahrzeughersteller müssen die Fahrzeuge für den Versand derart präpariert werden, daß sie keinen Schaden nehmen, insbesondere daß die Lackierung durch Transport- und Witterungseinflüsse nicht beeinträchtigt wird. Hierzu werden die Karosserien in ihren witterungs- und ablage­ rungsgefährdeten, im wesentlichen horizontal liegenden Ober­ flächenpartien mit selbsthaftenden Folien geschützt. Aus der DE 198 09 515 A1 ist ein automatisiertes, robotergesteuertes Applizieren von selbsthaftender Schutzfolie auf Karosserien für den Schutz von Fahrzeugen bekannt. Im Rahmen des Applizie­ rens der Schutzfolien auf Teile der Fahrzeugkarosserie werden Windangriffskanten der aufgebrachten Folien mit einem schmale­ ren Sicherungsklebeband abgeklebt. Hierzu ist aus der DE 198 09 515 A1 bekannt, ein (ebenfalls robotergesteuertes) Abklebe­ werkzeug zu verwenden, das über zwei Halterungen für jeweils eine Rolle mit Folienmaterial und eine Rolle mit Sicherungs­ klebeband verfügt. Zum definierten Abziehen ist jeder Rolle eine Tänzerwalze zugeordnet. Für jedes Band sind Bandhalter vorgesehen sowie den Bandhaltern nachgeordnete Abschneideein­ heiten. Unterhalb der Abschneideeinheiten sind ein Bandgreifer sowie eine Andrückrolle vorgesehen. Zum Applizieren von Klebe­ band (oder Folienstreifen) wird das jeweils gewünschte Band mit dem Bandgreifer am Bandanfang gegriffen und dann derart um die Andrückrolle geführt, daß die klebende Seite des gegriffe­ nen Bandes nach außen zeigt. Nun kann das Abklebewerkzeug mit der Andrückrolle auf den zu beklebenden Karosserieabschnitt abgesenkt werden, so daß der um die Andrückrolle anliegende Bandanfang mit seiner klebenden Seite an der Karosserie an­ liegt und anhaftet. Daraufhin läßt der Bandgreifer das Band los und fährt in seine Ruhestellung zurück. Durch leichtes Rückwärtsfahren des Abklebewerkzeugs bzw. der Andrückrolle wird der Bandanfang paßgerecht angedrückt. Anschließend fährt das Abklebewerkzeug vorwärts über die Karosserie und drückt über die Andrückrolle das Band auf die Karosserie auf. Die An­ drückrolle ist vorteilhafterweise tänzelnd aufgehängt, um den notwendigen Anpreßdruck zu erzielen, der Karosseriekontur op­ timal folgen zu können und Karosserietoleranzen auszugleichen. Nach Aufbringen der gewünschten Bandlänge abzüglich eines zu berücksichtigenden Abschneidenachlaufs wird das Band mit der Abschneideeinheit paßgenau abgeschnitten und der Abschnei­ denachlauf wird durch weiteres Vorwärtsfahren der Andrückrolle angedrückt. Anschließend greift der Bandgreifer den Bandanfang des nächsten erforderlichen Bandes und der Applizierzyklus be­ ginnt von neuem.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß ein Abklebewerkzeug zum au­ tomatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum automati­ sierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband mit den Merk­ malen des Anspruchs 7 vorgeschlagen.

Demnach wird erfindungsgemäß ein Abklebewerkzeug mit einer Halterung für eine Klebebandrolle mit zu applizierendem Klebe­ band, einer Applizierwalze zum Anbringen von von der Klebeban­ drolle abgezogenem Klebeband sowie einer der Applizierwalze vorgeordneten Halteeinrichtung zum Bereithalten von von der Klebebandrolle abgezogenen Klebeband zwischen zwei Applizier­ vorgängen vorgeschlagen, bei dem die Halteeinrichtung darüber hinaus zum Andrücken von bereitgehaltenem Klebeband auf der zu beklebenden Fläche zum Einleiten eines Appliziervorganges dient, wobei eine Übernahme von von der Halteeinrichtung ange­ drücktem Klebeband nach Vorwärtsbewegen des Abklebewerkzeuges durch die Applizierwalze erfolgt, die im wesentlichen senk­ recht zu der Ebene des angedrückten Klebebands in Richtung des Klebebands ausfahrbar ist.

In Ausgestaltung der Erfindung hält die Halteeinrichtung Kle­ beband mittels Unterdruckbeaufschlagung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Halteein­ richtung eine Anlage- und Andrückfläche auf, an der von der Klebebandrolle abgezogenes Klebeband anliegt und mittels der ein Andrücken des Klebebands auf der zu beklebenden Fläche zum Einleiten eines Appliziervorganges erfolgt.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Anlage- und Andrückfläche der Halteeinrichtung mehrere Öffnungen zur Unterdruckbeaufschlagung sowie eine Beschichtung aus nachgiebigem, flexiblem Material wie Weichgummi auf.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Halteein­ richtung und Applizierwalze eine Schneideinrichtung vorgese­ hen, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Klebebands in eine das Klebeband beaufschlagende und durchtrennende Position verstellbar ist. Vorzugsweise umfaßt die Schneideinrichtung einen aufheizbaren Draht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgen­ den Schritte aus:

• - Aufdrücken von von einer Klebebandrolle abgezogenem Klebeband auf eine zu beklebende Oberfläche mittels einer Halteeinrich­ tung des Abklebewerkzeugs,
• - Beenden des Haltens des Klebebands an der Halteeinrichtung,
• - Bewegen des Abklebewerkzeugs um einige Zentimeter in Bekle­ bungsrichtung,
• - Ausfahren einer der Halteeinrichtung nachgeordneten Appli­ zierwalze des Abklebewerkzeugs in Richtung des Klebebands bis die Applizierwalze das Klebeband beaufschlägt und an die zu beklebende Oberfläche drückt,
• - Bewegen des Abklebewerkzeugs um die gewünschte Länge der Be­ klebung,
• - Neigen des Abklebewerkzeugs,
• - Wiederaufnehmen des Haltens durch die Halteeinrichtung von im Bereich der Halteeinrichtung liegendem Klebeband,
• - Durchtrennen des Klebebands zwischen Halteeinrichtung und Applizierwalze,
• - Einfahren der Applizierwalze.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Durchtrennen des Klebebands und vor dem Einfahren der Appli­ zierwalze das Ende des applizierten Klebebandabschnitts mit der Applizierwalze festgewalzt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Anpreß­ kraft, mit der das Klebeband auf den zu beklebenden Karosse­ rieabschnitt angedrückt wird, in ihrer Größe variier- bzw. steuerbar. Die Steuerung der Anpreßkraft erfolgt vorteilhaf­ terweise in Abhängigkeit der jeweiligen Anforderung an die Klebverbindung, d. h. Klebkraft des zu applizierenden Klebe­ bands, Oberflächenbeschaffenheit des zu beklebenden Karosse­ rieabschnitts u. dgl. Die Steuerung der Anpreßkraft erfolgt vorzugsweise über ein Proportionalventil, das über die Robo­ tersteuerung gesteuert wird. Das kraftgesteuerte Andrücken des Klebebands erfolgt erfindungsgemäß mittels der Applizierwalze und/oder der Anlage- und Andrückfläche.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Prinzipdarstellung ei­ nes erfindungsgemäßen Abklebewerkzeugs in Draufsicht.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Abklebewerkzeugs ohne eingelegte Klebe­ bandrolle.

Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Prinzipdarstellung ei­ nes erfindungsgemäßen Abklebewerkzeugs zur Veranschaulichung dessen Funktionsweise, während Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Abklebewerkzeugs (ohne eingelegte Klebebandrolle) zeigt.

Das erfindungsgemäße Abklebewerkzeug 10 umfaßt eine Halterung 12 für eine Klebebandrolle 14 sowie eine Anpreßrolle 16, die bei eingelegter Klebebandrolle 14 diese an deren Mantelfläche (bei parallelen Mittelachsen) beaufschlägt und zum definierten Abziehen von Klebeband von der Klebebandrolle 14 dient. Von der Klebebandrolle 14 abgezogenes Klebeband 15 wird derart um die Anpreßrolle 16 und um eine stromabwärts angeordnete Füh­ rungs- und Umlenkrolle 18 gelenkt, daß die klebende Seite des Klebebands 15 nach außen, d. h. vom Abklebewerkzeug 10 weg weist.

Mit der Führungs- und Umlenkrolle 18 wird das Klebeband 15 um­ gelenkt und vor eine Halteeinrichtung 20 geführt, bei der es sich um eine Unterdruck- bzw. Vakuumeinheit handelt. Die zum Klebeband 15 weisende Seite der Halteeinrichtung 20 ist als Anlage- und Andrückfläche 22 ausgebildet, die eine Beschich­ tung aus nachgiebigem, flexiblem Material (wie beispielsweise Weichgummi) aufweist und in der mehrere Öffnungen vorgesehen sind, durch welche eine Unterdruckbeaufschlagung des vor der Anlage- und Andrückfläche 22 geführten Klebebands 15 erfolgt.

Des weiteren ist eine der Halteeinrichtung 20 (in Abziehrich­ tung des Klebebands) nachgeordnete Applizierwalze 28 vorgese­ hen. Die Applizierwalze 28 dient zum Aufwalzen des Klebebands auf eine zu beklebende Oberfläche, insbesondere eine Oberflä­ chenpartie einer Kraftfahrzeugkarosserie.

Zwischen der Halteeinrichtung 20 und der Applizierwalze 28 ist weiterhin eine Schneideinrichtung 24 vorgesehen, die an ihrem zum Klebeband 15 weisenden Ende einen aufheizbaren Draht 26 umfaßt.

Sowohl die Applizierwalze 28 als auch die Schneideinrichtung 24 sind in der y-Richtung des Roboterkoordinatensystems (vgl. Fig. 1), d. h. in der Richtung senkrecht zur Ebene des an der Halteeinrichtung 20 bereitgehaltenen Klebebands, frei beweg­ lich verstellbar. Vorzugsweise ist auch die Halteeinrichtung 20 in dieser Richtung verstellbar ausgeführt.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Abklebewerkzeugs ist wie folgt:
Vor einem Appliziervorgang ist von der Klebebandrolle 14 abge­ zogenes Klebeband 15 um die Anpreßrolle 16 und die Führungs- und Umlenkrolle 18 vor der Halteeinrichtung 20 vorbei bis zu der in der Fig. 1 mit dem Pfeil P gekennzeichneten Stelle un­ terhalb der Schneideinrichtung 24 geführt und wird von der Halteeinrichtung 20 mittels Unterdruck- bzw. Vakuumbeaufschla­ gung an der Anlage- und Andrückfläche 22 gehalten.

Zum Einleiten des Appliziervorgangs setzt der Roboterarm das Abklebewerkzeug 10 in y-Richtung derart auf der zu beklebenden Oberfläche auf, daß das Klebeband 15 unterhalb der Anlage- und Andrückfläche 22 auf die zu beklebende Oberfläche aufgesetzt wird und dort anklebt. Aufgrund der Beschichtung der Anlage- und Andrückfläche mit einem nachgiebigem, flexiblem Material kann seitens des Roboters ein leichter Druck ausgeübt werden, ohne daß eine Beschädigung der zu beklebenden Oberfläche er­ folgt. Außerdem können auf diese Weise Oberflächentoleranzen in der zu beklebenden Oberfläche ausgeglichen werden.

Als nächstes wird die Unterdruck- bzw. Vakuumbeaufschlagung der Halteeinrichtung 20 ausgeschaltet, so daß das Klebeband 15 an der Anlage- und Andrückfläche nicht mehr gehalten wird. Zur Verbesserung des "Loslaß-Effekts" kann eine Druckumkehr bei­ spielsweise in Form von leichter Überdruckbeaufschlagung oder eines Abblasens erfolgen.

Dann bewegt der Roboter das Abklebewerkzeug 10 in Beklebungs­ richtung, d. h. im wesentlichen in x-Richtung, entlang der zu beklebenden Oberfläche. Diese Bewegung erfolgt lediglich um einige Zentimeter, und zwar so lange, bis sich die Applizier­ walze 28 oberhalb des aufgeklebten Klebebands befindet. Dann wird die der Halteeinrichtung 20 nachgeordnete Applizierwalze 28 in Richtung des Klebebandes ausgefahren, bis sie das Klebe­ band 15 beaufschlägt und an die zu beklebende Oberfläche drückt. Die Bewegbarkeit der Applizierwalze 28 ist in der Fig. 1 durch den eingezeichneten Doppelpfeil veranschaulicht. Das Ausfahren der Applizierwalze 28 ist derart eingestellt, daß die Applizierwalze 28 in ihrer Endstellung weiter herausragt als die Anlage- und Andrückfläche 22 der Halteeinrichtung 20. Dies wird entweder dadurch erzielt, daß die Applizierwalze 28 um eine entsprechende Strecke ausgefahren wird, oder dadurch, daß die Halteeinrichtung 20 etwas zurückgefahren wird, falls sie - wie vorstehend beschrieben - verstellbar ausgeführt ist.

Als nächstes wird das Abklebewerkzeug 10 um die gewünschte Länge der Beklebung in Beklebungsrichtung bewegt, wobei die Applizierwalze 28, die vorteilhafterweise eine weiche Be­ schichtung aufweist, das Klebeband 15 auf die zu beklebende Oberfläche aufdrückt.

Sobald die gewünschte Klebelänge erreicht ist (abzüglich einer Überfahrt), neigt der Roboter das Abklebewerkzeug vorzugsweise derart, daß die Führungs- und Umlenkrolle 18 gegenüber der Applizierwalze 28 angehoben wird, und die Haltefunktion der Halteeinrichtung 20 wird durch Einschalten der Unterdruckbe­ aufschlagung wieder aktiviert. Dann verfährt die Schneid­ einrichtung 24 in y-Richtung (vgl. eingezeichneten Doppel­ pfeil), d. h. im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Klebe­ bands, in eine das Klebeband 15 beaufschlagende und durchtren­ nende Position, wobei das Durchtrennen durch ein Aufheizen des Drahtes 26 erzielt wird, und fährt dann wieder zurück.

Als letzter Schritt des Appliziervorgangs wird das Ende des applizierten Klebebandabschnitts mit der Applizierwalze 28 festgewalzt und die Applizierwalze 28 wird wieder eingefahren.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Abklebewerkzeugs ge­ stattet einen vereinfachten Aufbau, da das Halten und Andrüc­ ken des Klebebands mit einer einzigen Halteeinrichtung mit Kombinationsfunktion erfolgt. Insbesondere sind keine separa­ ten Mittel zum Halten, Greifen und Zuführen des freien Klebe­ bandendes an eine Applizierwalze notwendig. Der vereinfachte Aufbau des erfindungsgemäßen Abklebewerkzeugs führt auch zu einer Vereinfachung des Appliziervorgangs, bei dem insbesonde­ re die Zeiten zwischen zwei Appliziervorgängen verkürzt werden können, da das freie Klebebandende sich bereits an der An­ drückfläche befindet, mit der es auf die zu beklebende Ober­ fläche aufgedrückt wird. Das erfindungsgemäße Abklebewerkzeug ermöglicht somit ein zeitoptimiertes, prozeßsicheres automati­ siertes Applizieren von Bändern, insbesondere Klebebändern, auch auf empfindlichen Flächen.

Claims (10)

1. Abklebewerkzeug zum automatisierten, serienmäßigen Appli­ zieren von Klebeband, insbesondere auf Oberflächenpartien von Fahrzeug-Karosserien, mit einer Halterung (12) für eine Klebe­ bandrolle (14) mit zu applizierendem Klebeband (15), einer Applizierwalze (28) zum Anbringen von von der Klebebandrolle (14) abgezogenem Klebeband (15) und einer der Applizierwalze (28) vorgeordneten Halteeinrichtung (20) zum Bereithalten von von der Klebebandrolle (14) abgezogenem Klebeband (15) zwi­ schen zwei Appliziervorgängen, wobei die Halteeinrichtung (20) darüber hinaus zum Andrücken von bereitgehaltenem Klebeband (15) auf der zu beklebenden Oberfläche zum Einleiten eines Appliziervorganges dient und eine Übernahme von von der Halte­ einrichtung (20) angedrücktem Klebeband (15) nach Vorwärtsbe­ wegen des Abklebewerkzeuges (10) durch die Applizierwalze (28) erfolgt, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des ange­ drückten Klebebands in Richtung (y) des Klebebandes (15) aus­ fahrbar ist.

2. Abklebewerkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Halteeinrich­ tung (20) das Klebeband (15) mittels Unterdruckbeaufschlagung hält.

3. Abklebewerkzeug nach Anspruch 2, bei dem die Halteeinrich­ tung (20) eine Anlage- und Andrückfläche (22) aufweist, an der von der Klebebandrolle (14) abgezogenes Klebeband (15) anliegt und mittels der ein Andrücken des Klebebands (15) auf der zu beklebenden Oberfläche zum Einleiten eines Appliziervorganges erfolgt.

4. Abklebewerkzeug nach Anspruch 3, bei dem Mittel zur Steue­ rung der Anpreßkraft des Klebebands (15) vorgesehen sind.

5. Abklebewerkzeug nach Anspruch 4, bei dem die Steuerung der Anpreßkraft über ein Proportionalventil erfolgt.

6. Abklebewerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Anlage- und Andrückfläche (22) mehrere Öffnungen zur Un­ terdruckbeaufschlagung sowie eine Beschichtung aus nachgiebi­ gem, flexiblem Material wie Weichgummi aufweist.

7. Abklebewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine zwischen Halteeinrichtung (20) und Applizierwalze (28) angeordnete Schneideinrichtung (24) vorgesehen ist, die im we­ sentlichen senkrecht zur Ebene des Klebebandes in eine das Klebeband (15) beaufschlagende und durchtrennende Position verstellbar ist.

8. Abklebewerkzeug nach Anspruch 7, bei dem die Schneidein­ richtung (24) einen aufheizbaren Draht (26) umfaßt.

9. Verfahren zum automatisierten, serienmäßigen Applizieren von Klebeband, insbesondere auf Oberflächenpartien von Fahr­ zeug-Karosserien, mittels eines robotergesteuerten Abklebe­ werkzeuges (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem von einer Klebebandrolle (14) abgezogenes Klebeband (15) mittels einer Halteeinrichtung (20) des Abklebewerkzeuges (10) auf eine zu beklebende Oberfläche aufgedrückt und das Halten an der Halteeinrichtung (20) aufgehoben wird, das Ab­ klebewerkzeug (10) einige Zentimeter in Beklebungsrichtung (x) bewegt wird, eine der Halteeinrichtung (20) nachgeordnete Applizierwalze (28) des Abklebewerkzeuges (10) in Richtung (y) des Klebebandes ausgefahren wird, bis die Applizierwalze (28) das Klebeband (15) beaufschlägt und an die zu beklebende Ober­ fläche drückt, das Abklebewerkzeug (10) um die gewünschte Län­ ge der Beklebung bewegt wird, das Abklebewerkzeug (10) geneigt wird und die Halteeinrichtung (20) einen im Bereich der Halte­ einrichtung (20) liegenden Klebebandabschnitt hält, das Klebe­ band zwischen Halteeinrichtung (20) und Applizierwalze (28) durchtrennt und die Applizierwalze (28) wieder eingefahren wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem nach dem Durchtrennen des Klebebandes und vor dem Einfahren der Applizierwalze (28) das Ende des applizierten Klebebandabschnittes mit der Appli­ zierwalze (28) festgewalzt wird.