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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Klebstoff von einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugs.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, Bauteile, insbesondere für Fahrzeuge, durch Kleben miteinander zu verbinden. Hierfür kommt ein Klebstoff zum Einsatz, welcher beispielsweise auf zumindest eines der Bauteile aufgetragen wird. Ferner ist es bekannt, Klebstoff in einem Falz eines Bauteils anzuordnen, um den Falz zu verkleben beziehungsweise mittels des Klebstoffs zu fixieren. Um eine sichere Verklebung zu realisieren, wird eine entsprechende Menge an Klebstoff verwendet, sodass der Klebstoff beispielsweise in Bereiche vordringen kann, in denen der Klebstoff eigentlich nicht erwünscht ist. Somit muss der Klebstoff aus diesen Bereichen entfernt werden.
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Die
DE 10 2007 063 099 A1 offenbart einen Roboter mit mindestens zwei Gelenken und über jeweils mindestens ein Gelenk relativ zueinander beweglichen Teilen. Dabei ist es vorgesehen, dass mindestens ein Momente erfassender Sensor an mindestens einem beweglichen Teil angeordnet ist. Sensorkomponenten des Sensors sind zur redundanten Erfassung eines Moments ausgebildet. Alternativ sind für die redundante Erfassung eines Moments mindestens zwei Sensoren vorgesehen. Ferner sind redundante Auswerteeinrichtungen zur redundanten Auswertung vorgesehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem Klebstoff besonders effektiv von einer Oberfläche eines Bauteils entfernt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Klebstoff von einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere für ein Fahrzeug wie beispielsweise einen Kraftwagen. Zum Entfernen des Klebstoffs wird ein Roboter verwendet. Bei dem Verfahren wird ein Werkzeug zum Entfernen des Klebstoffs mittels des Roboters in Stützanlage mit dem Bauteil gehalten und entlang der Oberfläche bewegt. Mit anderen Worten wird das Werkzeug entlang der Oberfläche bewegt, während das Werkzeug in Stützanlage mit dem Bauteil, insbesondere der Oberfläche, gehalten wird. Der Klebstoff wird somit mittels des Werkzeugs von der Oberfläche gewischt oder geschabt, kann sich an dem beziehungsweise auf dem Werkzeug sammeln und bleibt beispielsweise an dem Werkzeug haften, sodass der überschüssige Klebstoff mittels des Werkzeugs von der Oberfläche und insbesondere vom Bauteil insgesamt entfernt werden kann.
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Im Rahmen des Verfahrens wird ferner mittels wenigstens eines in den Roboter integrierten Sensors eine aus der Stützanlage resultierende und über das Werkzeug auf den Roboter wirkende Reaktionskraft erfasst. Mit anderen Worten wird beispielsweise mittels des Roboters eine Kraft auf das Werkzeug ausgeübt, welches mittels der Kraft in Stützanlage mit dem Bauteil gehalten wird, insbesondere während das Werkzeug mittels des Roboters entlang der Oberfläche bewegt wird. Diese Kraft, mittels welcher das Werkzeug beispielsweise gegen das Bauteil gedrückt wird, wirkt von dem Roboter über das Werkzeug auf das Bauteil. Aus dieser Kraft resultiert die zuvor genannte Reaktionskraft, welche somit von dem Bauteil über das Werkzeug auf den Roboter wirkt. Diese Reaktionskraft kann mittels des in den Roboter integrierten Sensors erfasst, das heißt gemessen werden. Der Roboter ist somit als taktiler Roboter ausgebildet beziehungsweise weist taktile Fähigkeiten auf, da mittels des Roboters selbst beziehungsweise mittels des in den Roboter integrierten Sensors auf den Roboter wirkende Kräfte beziehungsweise Drehmomente erfasst werden können.
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Erfindungsgemäß werden diese taktilen Fähigkeiten des Roboters genutzt, um überschüssigen Klebstoff besonders effektiv und kostengünstig von der Oberfläche zu entfernen. Es wurde gefunden, dass sich durch die Nutzung der taktilen Fähigkeiten des Roboters ein besonders hoher Entfernungsgrad, insbesondere in einem Bereich von 80 bis 90 Prozent, realisieren lässt. Dadurch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine besonders zeit- und kostengünstig durchzuführende Automatisierung der Entfernung des Klebstoffs realisiert werden, sodass Nacharbeiten, insbesondere manuelle Nacharbeiten, vermieden oder in ihrem Umfang besonders gering gehalten werden können. Ferner ist es möglich, durch die Taktilität des Roboters einen vorteilhaften Werkstoff zu verwenden, aus welchem das Werkzeug hergestellt ist. Durch die Verwendung eines solchen Werkstoffs kann der Verschleiß des Werkzeugs gering gehalten werden, sodass eine besonders hohe Stampfzeit des Werkzeugs dargestellt werden kann.
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Der Roboter, welcher zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, ist vorzugsweise als Leichtbauroboter ausgebildet. Unter einem solchen Leichtbauroboter (LBR) ist ein Roboter zu verstehen, der ein sehr geringes Eigengewicht und eine sehr präzise Steuerung, insbesondere Kraftsteuerung, oder Regelung, insbesondere Kraftregelung, aufweist. Dies bedeutet, dass die mittels des in den Roboter integrierten Sensors erfasste Kraft, worunter auch ein Drehmoment zu verstehen ist, als Führungsgröße, das heißt als Steuergröße oder Regelungsgröße, verwendet wird, um den Roboter, insbesondere dessen Bewegung entlang der Oberfläche, zu steuern beziehungsweise zu regeln. Bei einem solchen Leichtbauroboter handelt es sich somit um einen kraftsensitiven Leichtbauroboter, welcher eine prozesssichere und schnelle Durchführung von Prozessen ermöglicht. Der Sensor ist somit ein integrierter Kraftbeziehungsweise Drehmomentsensor, mittels welchem auf den Roboter wirkende Kräfte und somit Drehmomente erfasst werden können. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Roboter eine Mehrzahl von solchen Sensoren aufweist, die in den Roboter integriert sind. Ferner ist es denkbar, dass der Leichtbauroboter wenigstens einen integrierten Wegsensor aufweist, mittels welchem ein Weg, den der Roboter beziehungsweise das Werkzeug zurücklegt, erfassbar ist. Diese integrierten Sensoren des Roboters können verwendet werden, um um jeweilige Bewegungsachsen des Roboters und/oder entlang der jeweiligen Bewegungsachsen verlaufende Kräfte und somit Drehmomente zu erfassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht auf ein Bauteil für ein Fahrzeug, wobei überschüssiger Klebstoff von einer Oberfläche des Bauteils mittels eines Roboters entfernt wird;
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2 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht auf das Bauteil bei der Entfernung des überschüssigen Klebstoffs;
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3 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht auf das Bauteil bei der Entfernung des Klebstoffs;
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4 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht auf das Bauteil bei der Entfernung des Klebstoffs; und
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5 eine schematische und perspektivische Draufsicht auf eine Abstreifvorrichtung, mittels welcher der von der Oberfläche entfernte Klebstoff von einem Werkzeug, mittels welchem der Klebstoff von der Oberfläche entfernt wurde, entfernt wird.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein Bauteil 10 für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Das Bauteil 10 ist aus einem metallischen Werkstoff gebildet, wobei das Bauteil 10 beispielsweise als Blechbauteil ausgebildet ist. insbesondere handelt es sich bei dem Bauteil 10 um ein Rohbauteil beziehungsweise Karosseriebauteil des Fahrzeugs.
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Das Bauteil 10 weist in wenigstens einem Randbereich 12 einen im Ganzen mit 14 bezeichneten Falz auf, welcher beispielsweise dadurch gebildet ist, dass ein erster Wandungsbereich auf einen zweiten Wandungsbereich des Bauteils 10 gefalzt ist. Um den Falz 14 zu sichern, das heißt um ein unerwünschtes Öffnen des Falzes 14 zu vermeiden, wird im Falz 14 ein Klebstoff angeordnet. Dieser im Falz 14 angeordnete Klebstoff ist in den Fig. nicht erkennbar, da er durch den Falz 14 verdeckt ist.
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An den Falz 14 schließt sich ein Wandungsbereich 16 an, dessen Oberfläche 18 in 1 bis 4 erkennbar ist. Um ein sicheres Verkleben des Falzes 14 zu gewährleisten, wird eine hinreichende Menge des Klebstoffs verwendet, sodass ein Teil des Klebstoffs aus dem Falz 14 austritt und auf die Oberfläche 18 gelangt. Dieser aus dem Falz 14 austretende und auf die Oberfläche 18 gelangende Klebstoff wird als überschüssiger Klebstoff bezeichnet, welcher in den 1 bis 4 mit 20 bezeichnet ist.
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Im Folgenden wird nun ein Verfahren beschrieben, mittels welchem der überschüssige Klebstoff 20 besonders effektiv von der Oberfläche 18 entfernt werden kann. Zum Entfernen des überschüssigen Klebstoffs 20 von der Oberfläche 18 kommt ein in den Fig. nicht erkennbarer und als Leichtbauroboter ausgebildeter Roboter zum Einsatz, welcher wenigstens einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von integrierten Sensoren aufweist. Mittels des wenigstens einen, in den Roboter integrierten Sensors sind auf den Roboter wirkende Kräfte und somit Drehmomente erfassbar, sodass der Roboter taktil ist beziehungsweise taktile Eigenschaften oder Fähigkeiten aufweist.
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Ferner wird zum Entfernen des überschüssigen Klebstoffs 20 ein Werkzeug 22 verwendet, welches an dem Roboter angeordnet und somit mittels des Roboters im Raum umher bewegbar ist. Der Roboter weist eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Roboterarmen auf, welche um jeweilige Bewegungsachsen und/oder entlang jeweiliger Bewegungsachsen des Roboters relativ zueinander bewegbar sind. Mittels der integrierten Sensoren können dabei Kräfte beziehungsweise Drehmomente, welche um und/oder entlang der Bewegungsachsen wirken, erfasst werden.
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Das Werkzeug 22 weist eine Werkzeugspitze 24 auf, welche gegenüber einem sich an die Werkzeugspitze 24 anschließenden Bereich des Werkzeugs 22 abgeflacht oder verjüngt ist. Dadurch kann der überschüssige Klebstoff 20 mittels des Werkzeugs 22, insbesondere der Werkzeugspitze 24, von der Oberfläche 18 abgeschabt beziehungsweise abgewischt werden. Die Werkzeugspitze 24 wird daher auch als Wischspitze bezeichnet.
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Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird das Werkzeug 22, insbesondere die Werkzeugspitze 24, mittels des Roboters in Stützanlage mit dem Bauteil 10 gehalten und – während die Werkzeugspitze 24 in Stützanlage mit dem Bauteil 10 mittels des Roboters gehalten wird – entlang der Oberfläche 18 bewegt, wodurch der überschüssige Klebstoff 20 von der Oberfläche 18 entfernt wird. Ferner wird – während die Werkzeugspitze 24 entlang der Oberfläche 18 bewegt wird – mittels des wenigstens einen, in den Roboter integrierten Sensors eine aus der Stützanlage resultierende und über das Werkzeug 22 auf den Roboter wirkende Reaktionskraft erfasst.
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In 1 ist ein erster Schritt des Verfahrens veranschaulicht, bei welchem der Roboter zunächst über die Wischspitze das Bauteil 10 mit etwas Abstand zum Falz 14 antastet. Dies ist in 1 durch einen Richtungspfeil 26 veranschaulicht. Zum Bewegen des Werkzeugs 22 werden mittels des Roboters Kräfte beziehungsweise Drehmomente auf das Werkzeug 22 ausgeübt. Kommt das Werkzeug 22 infolge dieser Bewegung in Kontakt mit dem Bauteil 10, das heißt kommt das Werkzeug 22 in Stützanlage mit dem Bauteil 10, so wirkt wenigstens eine Reaktionskraft vom Bauteil 10 auf das Werkzeug 22 und über dieses auf den Roboter, wobei diese Reaktionskraft mittels des wenigstens einen integrierten Sensors erfasst wird. Infolge des Erfassens der Reaktionskraft kann somit erkannt werden, dass das Werkzeug 22 in Kontakt mit dem Bauteil 10 gelangt ist.
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2 veranschaulicht einen zweiten Schritt des Verfahrens, welcher sich an den ersten Schritt anschließt. Bei dem zweiten Schritt werden eine erste Kraft F1 und eine zweite Kraft F2 angelegt. Mit anderen Worten werden die Kräfte F1 und F2 mittels des Roboters auf das Werkzeug 22 ausgeübt beziehungsweise aufgebracht. Die erste Kraft F1 wirkt dabei in eine erste Richtung, welche beispielsweise als x-Richtung bezeichnet wird. Die zweite Kraft F2 wirkt in eine zweite Richtung, welche beispielsweise als y-Richtung bezeichnet wird. Die beiden Richtungen verlaufen dabei senkrecht zueinander. Beispielsweise verläuft die zweite Richtung zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 18, wobei die erste Richtung zumindest im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 18 verläuft.
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Aus 2 ist ferner besonders gut erkennbar, dass durch den Falz 14 ein Eckbereich 28 des Bauteils 10 gebildet ist, wobei die Oberfläche 18 zumindest teilweise in diesem Eckbereich 28 verläuft. Der überschüssige Klebstoff 20 befindet sich dabei in diesem Eckbereich 28 und wird aus dem Eckbereich 28 entfernt. Der Eckbereich 28 wird dabei durch den Wandungsbereich 16 sowie durch einen weiteren Wandungsbereich 30 des Bauteils 10 begrenzt beziehungsweise gebildet, wobei die Wandungsbereiche 16 und 30 schräg oder senkrecht zueinander verlaufen. Aus den Kräften F1 und F2 resultiert eine dritte Kraft F3, welche auch als resultierende Kraft bezeichnet wird. Die dritte Kraft F3 verläuft schräg zu beiden Wandungsbereichen 16 und 30, wobei die dritte Kraft F3 insbesondere in einem Winkel von zumindest im Wesentlichen 45 Grad zum Falz 14 verläuft. Die Kräfte F1 und F2 sind beispielsweise vorgebbar beziehungsweise programmiert und beispielsweise in einer Speichereinrichtung eines Steuergeräts zum Regeln oder Steuern des Roboters gespeichert. Durch das Bewirken der Kräfte F1 und F2 und durch die daraus resultierende, dritte Kraft F3 wird die Wischspitze definiert in Stützanlage mit den Wandungsbereichen 16 und 30 und insbesondere mit dem Falz 14 gehalten, sodass die Wischspitze definiert und sauber am Falz 14 anliegt. Insbesondere wird dadurch die Wischspitze definiert im Eckbereich 28 gehalten. Aus den Kräften F1 und F2 beziehungsweise aus der dritten Kraft F3 resultiert dabei eine Reaktionskraft, welche vom Bauteil 10 über das Werkzeug 22 auf den Roboter wirkt und somit mittels des integrierten Sensors erfasst werden kann. Durch das Erfassen dieser Reaktionskraft kann mit Hilfe der taktilen Fähigkeiten beziehungsweise Eigenschaften des Roboters erfasst werden, dass sich die Wischspitze im Eckbereich 28 befindet.
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3 veranschaulicht einen dritten Schritt des Verfahrens, bei welchem das Werkzeug 22 beziehungsweise die Wischspitze – während diese in Stützanlage mit dem Bauteil 10, insbesondere der Oberfläche 18, gehalten wird – entlang der Oberfläche 18 und insbesondere entlang des Falzes 14 bewegt wird. Bei diesem Bewegen der Wischspitze entlang der Oberfläche 18 wird der überschüssige Klebstoff 20 von der Oberfläche 18 abgeschabt, sodass sich der überschüssige Klebstoff 20 an der Wischspitze wulstartig aufbaut. Beim Bewegen der Wischspitze entlang der Oberfläche 18 und entlang des Falzes 14 wird die Wischspitze von dem Falz 14 geführt. Dies bedeutet, dass das Werkzeug 22 mittels des Roboters nicht entlang einer vorprogrammierten Bewegungsbahn bewegt wird, sondern die taktilen Fähigkeiten des Roboters werden, wie zuvor beschrieben, genutzt, um den Falz 14 beziehungsweise die Stützanlage der Wischspitze mit den Wandungsbereichen 16 und 30 zu erfassen und den Roboter und somit das Werkzeug 22 in Abhängigkeit von dieser erfassten Stützanlage, das heißt in Abhängigkeit von der erfassten Reaktionskraft, zu bewegen, derart, dass die Wischspitze in dem Eckbereich 28 entlang des Falzes 14 bewegt wird.
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4 veranschaulicht einen vierten Schritt des Verfahrens, bei welchem sich der gesamte überschüssige Klebstoff 20 auf der Wischspitze angesammelt hat. Nähte wie beispielsweise Laserlötnähte des Bauteils 10 werden ausgespart, da die Wischspitze im Bereich solcher Nähte nicht geführt werden würde und daher aus dem Falz 14 beziehungsweise dem Eckbereich 28 springen würde. Da die Wischspitze mit Hilfe der taktilen Fähigkeiten des Roboters präzise im Eckbereich 28 gehalten wird, kann zumindest nahezu der gesamte überschüssige Klebstoff 20 aus dem Eckbereich 28 entfernt werden, während der sich im Falz 14 befindende Klebstoff 20 im Falz 14 verbleibt und nicht aus dem Falz 14 entfernt wird.
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5 zeigt eine Abstreifvorrichtung 32, welche zwei Abstreifelemente 34 umfasst. In 5 ist durch Doppelpfeile veranschaulicht, dass die Abstreifelemente 34 beispielsweise relativ zueinander translatorisch bewegbar sind. Die Abstreifelemente 34 werden in einem Abstand zueinander angeordnet, wodurch ein Spalt 36 zwischen den Abstreifelementen 34 ausgebildet wird. Die Werkzeugspitze 24 kann zusammen mit dem an der Werkzeugspitze 24 haftenden, überschüssigen Klebstoff 20 in den Spalt 36 bewegt werden, ohne dabei die Abstreifelemente 34 zu berühren. Befindet sich die Werkzeugspitze 24 in dem Spalt 36 und beispielsweise unterhalb der Abstreifelemente 34, so werden die Abstreifelementen 34 in Stützanlage mit der Werkzeugspitze 24 oder umgekehrt bewegt. Im Anschluss daran wird die Werkzeugspitze 24 wieder aus dem Spalt 36 und vorliegend nach oben bewegt, während die Werkzeugspitze 24 an zumindest einem der Abstreifelemente 34 anliegt. Hierdurch wird der an der Werkzeugspitze 24 haftende, überschüssige Klebstoff 20 mittels zumindest eines der Abstreifelemente 34 von der Werkzeugspitze 24 abgestreift und dadurch entfernt. Insgesamt lässt sich somit mittels des Roboters eine zeit- und kostengünstig durchführbare Automatisierung realisieren, in deren Rahmen der überschüssige Klebstoff 20 besonders effektiv von der Oberfläche 18 entfernt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007063099 A1 [0003]
