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Die Erfindung betrifft eine Applikationstechnik zum längenangepassten Anbringen eines flexiblen Profils an einem Werkstück, insbesondere an einer Fahrzeug-Karosserie oder einem zugehörigen Karosserieteil.
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In der Praxis sind verschiedene Applikationsverfahren und Applikatorwerkzeuge bekannt, mit denen streifenförmige Profile an einem Werkstück entlang einer Applikationsbahn angebracht werden. Die bisher bekannten Applikationstechniken sind nicht optimal und können insbesondere zu Haftungsproblemen zwischen dem aufgebrachten Profil und dem Werkstück führen, weshalb in der Regel eine umfassende Qualitätskontrolle und ggf. Nachbearbeitung notwendig wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Applikationstechnik aufzuzeigen. Die Applikationstechnik umfasst ein Applikationsverfahren, ein Applikatorwerkzeug sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für ein Profil sowie eine zugehörige Arbeitseinrichtung.
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Gemäß der vorliegend offenbarten Applikationstechnik wird ein streifenförmiges elastisches Profil in einer längenangepassten Weise an einem Werkstück angebracht, insbesondere an einer Fahrzeug-Karosserie oder einem zugehörigen Karosserieteil. Die Anbringung erfolgt durch ein manipulatorgeführtes Applikatorwerkzeug, das mindestens einen Sensor zum Erfassen von Positionsmarken auf dem Profil und eine Verformungseinrichtung zum Strecken oder Stauchen des Profils aufweist. Eine Längenanpassung kann eine Globalverformung und/oder eine Regionalverformung des Profils sein.
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Vor und/oder während der Applikation des Profils werden Positionsmarken auf dem Profil durch den mindestens einen Sensor erfasst und es erfolgt eine von der Positionsmarken-Erkennung abhängige Längenverformung des Profils. Das verformte Profil wird längenangepasst an dem Werkstück unter einer gesteuerten Zuführung des Profils angebracht. Die Zuführung des Profils bewirkt zumindest eine Vorschubbewegung (Zuführung) des Profils hin zu einem Andrück-Element bzw. zu einem Applikationspunkt, an dem das zugeführte Profil mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird.
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Die Positionsmarken können auf beliebige Weise erfasst werden, insbesondere durch optische Abtastung. Eine Positionsmarke kann bevorzugt eine auf die Oberfläche des Profils aufgebrachte Markierung, beispielsweise ein aufgedrucktes Raster sein. Die Positionsmarke kann bevorzugt temporär für den Applikationsprozess auf dem Profil angebracht sein. Alternativ kann die Positionsmarke dauerhaft an dem Profil verbleiben.
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Die Positionsmarken sind jeweils fest mit einem lokalen Bereich des Profils verbunden. Wenn ein Längenabschnitt des Profils gedehnt wird, erhöht sich der Abstand zwischen zwei oder mehr von der Dehnung betroffenen Positionsmarken, sodass das Maß der Dehnung aus der Änderung des jeweiligen Abstandes erfassbar ist. Wenn ein Längenabschnitt des Profils gestaucht wird, verringert sich der Abstand zwischen zwei oder mehr von der Stauchung betroffenen Positionsmarken, sodass das Maß der Stauchung ebenfalls aus der Änderung des jeweiligen Abstands erfassbar ist. Somit ist anhand der Positionsmarken eine tatsächliche Dehnung oder Stauchung eines oder mehrerer Bereiche des Profils erfassbar.
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Eine Markierung, die eine Positionsmarke bildet, kann ggf. für das menschliche Auge unsichtbar sein, nach einem Applikationsvorgang entfernt werden oder sich selbst auflösen, sodass ästhetische Beeinträchtigungen vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich können die Positionsmarken an einer Stelle bzw. Seite des Profils angebracht sein, die nach dem Applizieren verdeckt oder nur schwer einsehbar ist.
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Durch die Erfassung der Positionsmarken ist eine exakte Steuerung bzw. Regelung der Verformung des Profils möglich. Mit anderen Worten kann die tatsächliche Verformung (Ist-Verformung) des Profils durch den mindestens einen Sensor erfasst und durch eine gesteuerte Betätigung der Verformungseinrichtung auf den Wert einer gewünschten Verformung (Soll-Verformung) geregelt werden.
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Auf Basis der Soll-Verformung und der Positionsdaten des Manipulators, welcher das Applikationswerkzeug führt, kann berechnet werden, an welcher Stelle der Applikationsbahn eine Positionsmarke bei korrekter Stauchung bzw. Dehnung erwartet wird. Wenn durch die Positionsmarken-Erfassung demgegenüber eine Abweichung erkannt wird (Ist-Verformung ungleich Soll-Verformung), kann im weiteren Prozess eine kompensierende Verformung vorgesehen werden. Mit anderen Worten kann die Soll-Verformung kompensatorisch für den Rest der Applikationsbahn angepasst werden. Alternativ kann eine Abweichung zwischen der Soll-Verformung und der Ist-Verformung auf andere Weise detektiert werden.
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Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass unter einer Verformung eine Längenverformung des Profils gemeint ist, d.h. eine Streckung (Dehnung – Erhöhung der Länge) oder Verkürzung (Stauchung – Verringerung der Länge).
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann das Profil segmentweise in unterschiedlicher Weise, d.h. bei unterschiedlichen Verformungsgraden (starke, schwache oder keine Verformung) und/oder Verformungsarten (Dehnung / Stauchung), verformt werden. Insbesondere können ein oder mehrere Profil-Segmente zur Anpassung an eine lokale Geometrie der Applikationsbahn jeweils unterschiedlich verformt werden. Beispielsweise kann an einer Außen-Rundung der Applikationsbahn ein gestrecktes / gedehntes Profil-Segment aufgebracht werden. An einer Innen-Rundung kann ein gestauchtes / verkürztes Profil-Segment aufgebracht werden. Hierdurch wird jeweils einem unerwünschten Abheben des Profils von der Applikationsbahn in der Rundung vorgebeugt. Der Grad der Streckung oder Stauchung kann bevorzugt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Krümmungsradius und/oder der Länge der jeweiligen Rundung gewählt sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung kann ein (bereits vor der Applikation) abgelängtes Profilstück mit einer bestimmten bzw. bekannten Profillänge an dem Werkstück aufgebracht werden. Die Profillänge ist die Länge des abgelängten Profilstücks im unverformten Zustand. Sie kann von einer Bahnlänge, die durch das Profilstück am Werkstück überdeckt werden soll, abweichen.
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Bevorzugt kann die Profillänge des unverformten Profilstücks kürzer sein als die Bahnlänge der Applikationsbahn, auf der es angebracht werden soll. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Applikationsbahn überwiegend Außen-Rundungen aufweist. Ein solcher Fall liegt beispielsweise vor, wenn ein Dichtungsprofil an einer Fahrzeugtür angebracht wird. Alternativ kann die Profillänge des unverformten Profils kürzer sein als die Bahnlänge der Applikationsbahn. Dies kann sinnvoll sein, wenn die Applikationsbahn vorwiegend Innen-Rundungen aufweist. Ein solcher Fall liegt beispielsweise vor, wenn ein Dichtungsprofil an einem Türausschnitt an einer Fahrzeugkarosserie angebracht werden soll oder an einem Schiebedachausschnitt.
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Die Bahnlänge und die Profillänge im unverformten Zustand können vorbekannt sein. Alternativ können die Bahnlänge und/oder die Profillänge sensorisch erfasst werden, insbesondere vor und/oder während der Applikation des Profils.
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Eine Verformung des Profils, insbesondere eines abgelängten Profilstücks, kann bevorzugt zum Ausgleich eines Längenunterschieds zwischen der Profillänge und der Bahnlänge erfolgen. Es wird somit möglich, dass das Applikatorwerkzeug anstelle eines Endlos-Streifens oder eines Profilstücks mit deutlicher Überlänge gegenüber der Bahnlänge, das am Ende der Applikationsbahn abgeschnitten werden müsste, ein für die Applikationsaufgabe ggfs. nur grob vorabgelängtes Profilstück appliziert. Durch die gesteuerte Verformung und Längenanpassung wird sichergestellt, dass durch dieses abgelängte Profilstück genau die vorgesehene Bahnlänge am Werkstück bedeckt wird. Mit anderen Worten wird die Verformung des abgelängten Profilstücks derart in einem geschlossenen Regelkreis geregelt, dass der Längenunterschied zwischen der Profillänge und der Bahnlänge ausgeglichen wird.
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Insbesondere kann bei umlaufenden bzw. ringförmig geschlossenen Applikationsbahnen erreicht werden, dass diese passgenau mit einem vorabgelängten Profilstück bedeckt werden, wobei die Enden (Anfangskante / vorauslaufendes Ende und Schlusskante / nachlaufendes Ende) des Profilstücks genau aneinander zu liegen kommen und ein unterbrechungsfreier sowie überlappungsfreier Ring gebildet wird. Mit anderen Worten kann die Verformung eines abgelängten Profilstücks derart geregelt werden, dass bei der längenangepassten Applikation des Profilstücks an der ringförmigen Applikationsbahn ein Ringschluss erzeugt wird. In einem solchen Fall braucht das Applikatorwerkzeug keine Vorrichtung zum Ablängen aufzuweisen, mit der am Ende der Applikationsbahn ein überlanges Profil auf Maß abgeschnitten wird. Ferner ist es nicht erforderlich, das vorauslaufende Ende des Profils sensorisch zu erfassen, um beim erneuten Erreichen von dessen Position den Abschnitt des nachlaufenden Endes anzupassen. Durch die Vermeidung von überflüssigem Verschnitt an den Endabschnitten wird die Materialeffizienz erhöht und das Applikatorwerkzeug kann bei Wegfall einer Trennvorrichtung kleiner und leichter ausgeführt werden als vergleichbare Werkzeuge. Das hier offenbarte Werkzeug muss gegebenenfalls nur ein einzelnes Profilstück pro Applikationsprozess aufnehmen. Alternativ kann es einen Speicher für mehrere Profilstücke aufweisen. Ferner wird der steuerungstechnische Aufwand verringert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante können verschiedene Verformungen (d.h. Verformungsarten und Verformungsgrade), die für die Applikation eines Profils und insbesondere eines vorabgelängten Profilstücks vorzusehen sind, einander überlagert und/oder über die Profillänge verteilt ausgeführt werden. Eine zum Längenausgleich zwischen der Profillänge und der Bahnlänge erforderliche Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung eines Profilstücks (Globalverformung) kann über eine oder mehrere lokale Verformungsstrecken verteilt werden.
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Aufgrund der für jeden Längenabschnitt erfassbaren tatsächlichen Verformung, kann eine Fehlerkompensation für den Längenausgleich ausgeführt werden. Wenn während des Applizierens durch die Positionsmarken-Erfassung festgestellt wird, dass eine Ist-Verformung an einem ersten Profil-Segment von der Soll-Verformung abgewichen ist, kann eine kompensierende Verformung an einem nachfolgenden Profil-Segment vorgenommen werden. Die Kompensation bewirkt, dass zum Ende des Applikationsvorgangs die tatsächliche Globalverformung der gewünschten Globalverformung entspricht, selbst wenn während des Applikationsvorgangs Abweichungen einer tatsächlichen Regionalverformung von der gewünschten Regionalverformung auftreten.
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Das Applikatorwerkzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist dazu ausgebildet, ein streifenförmiges elastisches Profil in längenangepasster Weise an einem Werkstück anzubringen. Das Applikatorwerkzeug weist eine Zuführvorrichtung zum gesteuerten Zuführen des Profils auf. Es weist ferner mindestens einen Sensor zum Erfassen der Positionsmarken auf oder an dem Profil auf sowie eine Verformungseinrichtung zum Strecken oder Stauchen des Profils. Die Verformungseinrichtung wird in Abhängigkeit von der Positionsmarken-Erfassung betätigt bzw. gesteuert oder geregelt.
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Das Applikatorwerkzeug kann einen Profilspeicher zur Aufnahme eines überlangen Profils aufweisen, d.h. zur Aufnahme eines Profils, das deutlich länger ist als eine zu bedeckende Bahnlänge am Werkstück. Die Speichereinrichtung kann beispielsweise eine Speicherrolle (Coil) umfassen, von der das elastische Profil abgezogen wird.
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Alternativ und bevorzugt kann das Applikatorwerkzeug genau oder mindestens ein vorabgelängtes Profilstück mit einer festgelegten Profillänge aufnehmen, wobei die Profillänge auf die Bahnlänge am Werkstück zumindest grob abgestimmt ist. Mit anderen Worten ist das Applikatorwerkzeug dazu ausgebildet, genau oder mindestens ein vorabgelängtes Profilstück aufzunehmen. Wenn durch das Applikatorwerkzeug genau ein Profilstück aufgenommen wird, kann auf eine Speichervorrichtung für zusätzliche Profilstücke verzichtet werden, was Vorteile hinsichtlich der Gewichtsreduktion und einfachen Steuerung hat. Wenn das Applikatorwerkzeug hingegen mehrere Profilstücke aufnimmt, können ggfs. kürzere Taktzeiten für das Applizieren in einem Produktionsprozess erreicht werden.
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Das Applikatorwerkzeug kann eine Messeinrichtung aufweisen, um die Profillänge des aufgenommenen Profilstücks (im unverformten Zustand) zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Profillänge eines aufzunehmenden Profilstücks von einer externen Einrichtung dem Applikatorwerkzeug oder einer zugeordneten Steuerung mitgeteilt werden, insbesondere von einer Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen und Übergeben eines Profils an das Applikatorwerkzeug, auf die weiter unten eingegangen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst eine Arbeitseinrichtung zum längenangepassten Anbringen eines streifenförmigen elastischen Profils an einem Werkstück einen Manipulator und ein von dem Manipulator geführtes Applikatorwerkzeug mit einer Ausbildung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Arbeitseinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, ein Applikationsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Sie kann ferner die offenbarungsgemäße Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen und Übergeben eines Profils bzw. Profilstücks umfassen.
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In der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen sowie den Zeichnung sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung enthalten.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1: Eine schematische Darstellung einer Arbeitsstation mit einem manipulatorgeführten Applikatorwerkzeug zum Anbringen eines Profils an einem Werkstück und einer Bereitstellungsvorrichtung;
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1A: eine beispielhafte Darstellung zur Erläuterung einer Verformung des Profils (11) zum Ausgleich eines Längenunterschieds zwischen einer Profillänge und einer Bahnlänge.
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2: Eine vergrößerte Darstellung des Applikatorwerkzeugs aus 1;
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3: Eine alternative Detaildarstellung für ein Andrück-Element;
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4: Eine alternative Ausführungsform für eine Verformungseinrichtung an einem Applikatorwerkzeug;
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5: Eine beispielhafte Darstellung für die Anbringung eines segmentweise in unterschiedlicher Weise verformten Profils an einem Werkstück.
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Ein Applikatorwerkzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in einer beispielhaften Ausführungsform in 1 dargestellt. Das Applikatorwerkzeug (10) wird von einem mehrachsigen Manipulator (30) geführt. Der Manipulator (30) kann bevorzugt sechs oder sieben separat steuerbare Achsen bzw. Bewegungsachsen (31) aufweisen. Er ist bevorzugt ein Industrieroboter oder ein Leichtbauroboter.
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Das Applikatorwerkzeug (10) umfasst einen Tragkörper (ohne Bezugszeichen), an dem die weiteren funktionalen Bestandteile des Applikatorwerkzeugs (10) angeordnet sind. Der Tragkörper umfasst ferner eine Schnittstelle, insbesondere eine Flanschplatte, die dazu vorbereitet und angepasst ist, an einer Manipulatorhand (32) des Manipulators (30) befestigt zu werden. Alternativ oder zusätzlich können ein Adapterelement oder eine Werkzeugwechselvorrichtung zur Befestigung des Applikatorwerkzeugs (10) an der Manipulatorhand (32) vorgesehen sein.
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Der Manipulator (30) und das Applikatorwerkzeug (10) sind bevorzugt einzeln oder gemeinsam Bestandteil einer Arbeitseinrichtung (50). Die Arbeitseinrichtung (50) kann darüber hinaus weitere funktionale und gegenständliche Bestandteile umfassen, wie insbesondere eine weiter unten erläuterte Bereitstellungsvorrichtung (40) und eine statische oder dynamische / bewegte Werkstückhalterung (56). Ferner kann die Arbeitseinrichtung eine Steuerung (55) aufweisen oder mit einer Anlagensteuerung verbunden sein. Die Steuerung (55) kann alternativ oder zusätzlich Bestandteil des Manipulators (30) sein.
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Die Steuerung (55) der Arbeitseinrichtung (50), die Manipulatorsteuerung und/oder die Anlagensteuerung sind einzeln oder gemeinsam bevorzugt dazu ausgebildet, das Applikationsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Alternativ oder zusätzlich kann das Applikationsverfahren in der Form einer Software vorliegen, insbesondere in der Form eines maschinenlesbaren Softwareprodukts, das bevorzugt auf einem maschinenlesbaren Datenträger abgelegt ist.
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Das Applikatorwerkzeug (10) ist ebenfalls für die Durchführung des Applikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung eingerichtet.
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Das besagte Applikationsverfahren dient zum längenangepassten Anbringen eines streifenförmigen elastischen Profils (11) an einem Werkstück (51), insbesondere an einer Fahrzeug-Karosserie oder einem zugehörigen Karosserieteil. Die Anbringung des Profils (11) erfolgt durch ein manipulatorgeführtes Applikatorwerkzeug (10), das mindestens einen Sensor (15, 16) aufweist, der zum Erfassen von Positionsmarken (12) auf dem Profil (11) ausgebildet ist. Mit anderen Worten umfasst das Applikatorwerkzeug (10) mindestens einen Positionsmarken-Sensor (15, 16).
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Das Applikatorwerkzeug (10) umfasst ferner eine Verformungseinrichtung (17) zum Strecken oder Stauchen des Profils (11).
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Die Bezeichnung „Profil“ wird nachfolgend als Oberbegriff verwendet, der sowohl ein vorabgelängtes „Profilstück“, als auch ein „überlanges Profil“ oder „Endlosprofil“ umfasst. Bei einem überlangen Profil oder Endlosprofil können zumindest Regionalverformungen unter Regelung der Stauchung/Dehnung ausgeführt werden.
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Soweit nachfolgend die Applikation eines zumindest grob abgelängten Profilstücks mit einer bekannten Profillänge im unverformten Zustand gemeint ist, das weiterhin einer Globalverformung zum Ausgleich des Längenunterschieds zwischen der Profillänge und der Bahnlänge unterzogen werden kann, wird hierfür der Begriff „Profilstück“ verwendet.
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In dem Applikationsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung werden die nachfolgend erläuterten Schritte in der dargestellten oder einer beliebigen anderen Reihenfolge ausgeführt.
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Durch den mindestens einen Sensor (15, 16) werden Positionsmarken (12) auf dem Profil (11) eingelesen bzw. erfasst. In Abhängigkeit von der Positionsmarken-Erfassung erfolgt eine Längenverformung des Profils (11), insbesondere eine geregelte Längenverformung. Mit anderen Worten wird eine Betätigung der Verformungseinrichtung (17) in Abhängigkeit von der Positionsmarken-Erfassung gesteuert und insbesondere geregelt. Eine Soll-Verformung des Profils (11) wird ermittelt und die Verformungseinrichtung (17) wird derart betätigt, dass die Ist-Verformung des Profils (11) der Soll-Verformung angeglichen wird oder nachfolgt. Eine Soll-Verformung kann anhand unterschiedlicher weiter unten dargestellter Kriterien ermittelt werden.
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Die Ist-Verformung des Profils (11) kann vor und/oder während und/oder nach dem Applizieren des Profils (11) ermittelt werden. Insbesondere kann eine lokale Ist-Verformung des Profils (11) ermittelt werden. Es können hierfür mehrere Positionsmarken-Sensoren (15, 16) in Laufrichtung des Profils vorgesehen sein, insbesondere jeweils ein Positionsmarken-Sensor vor, an oder hinter dem Applikationspunkt (20).
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Die Ermittlung der Ist-Verformung kann anhand beliebiger Parameter bzw. Ermittlungsanweisungen auf Basis der Positionsmarken-Erfassung durch den mindestens einen Sensor (15, 16) erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung sind die Positionsmarken (12) auf einem unverformten Profil bzw. auf dem Profil (11) vor der Durchführung einer Verformung mittels der Verformungseinrichtung (17), in einer bekannten Struktur aufgebracht, beispielsweise in einem einheitlichen Raster. D.h. zwischen zwei benachbarten Positionsmarken (12) ist im unverformten Zustand des Profils (11) ein einheitlicher und insbesondere ein bekannter einheitlicher Abstand vorgesehen. Eine Ist-Verformung des Profils (11) kann anhand einer Änderung eines erfassten Abstands zwischen zwei oder mehr benachbarten Profilmarken (12) festgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Ist-Verformung anhand der Anzahl an Profilmarken (12) festgestellt werden, die in einem bestimmten Längenabschnitt des Profils (11) ermittelt werden.
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In dem Beispiel von 1 weist das Applikatorwerkzeug (10) einen Profilspeicher (14) auf, aus dem das Profil (11) in Richtung zu einem Andrück-Element (19) gefördert werden kann. Der Profilspeicher (14) kann eine beliebige Ausbildung haben. Er kann beispielsweise als Rollenspeicher ausgebildet sein. Der Profilspeicher (14) kann genau oder mindestens ein abgelängtes Profilstück aufnehmen, dessen Profillänge (PL) zumindest grob an die Bahnlänge (BL) der Applikationsbahn (54) angepasst ist. Alternativ kann der Profilspeicher (14) ein überlanges Profil oder eine Endlosprofil aufnehmen. Mehrere abgelängte Profilstücke können beispielsweise in der Laufrichtung hintereinander auf einem flexiblen Träger angeordnet sein. Der Träger kann in dem Profilspeicher (14) aufgenommen, insbesondere aufgerollt sein. Der Träger kann beispielsweise ein Abdeckband (13) sein, auf dem ein selbstklebendes Profil / Klebeprofil (11) angeordnet ist. Alternativ kann der Träger ein Transportband sein, auf dem ein Steckprofil (11) aufgebracht ist.
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Die Profillänge (PL) des abgelängten Profilstücks kann insbesondere gegenüber der Bahnlänge (BL) ein Untermaß oder ein Übermaß aufweisen. In der Praxis wird die Profillänge (PL) einerseits durch die Ablängung des Profilstücks beeinflusst. Andererseits können verschiedene Ursachen eine zusätzliche Verlängerung oder Verkürzung des Profilstücks bewirken, insbesondere Umgebungseinflüsse wie eine Temperaturänderung des Materials, ein Feuchtigkeitseintrag des Materials, eine Trocknung des Materials, eine Alterung des Materials etc. Es kann daher vorteilhaft sein, die Profillänge (PL) möglichst zeitnah vor dem Anbringen des Profilstücks an dem Werkstück (51) zu erfassen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist an dem Applikatorwerkzeug (10) eine Längenerfassungseinrichtung angeordnet, durch die die Profillänge (PL) erfasst wird. Die Profillängenerfassung kann beispielsweise bei der Aufnahme bzw. Übernahme eines Profilstücks durch das Applikatorwerkzeug (10) erfolgen, insbesondere bei der Aufnahme des Profilstücks in dem Profilspeicher (14). Gleichzeitig oder zeitlich separiert kann die Struktur der Profilmarken (12) auf dem Profilstück erfasst werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann die Profillänge (PL) auf andere Weise erfasst sein oder ein Profilstück kann so abgelängt werden, dass es eine vorbestimmte Profillänge (PL) aufweist. Somit können in dem Applikationsverfahren und beispielsweise in der Steuerung (55) oder einer der anderen vorgenannten Steuerungen vor einem Applikationsvorgang sowohl die momentane Profillänge (PL) des unverformten Profilstücks sowie die momentane Struktur der Positionsmarken (12) bekannt sein. Insbesondere kann die Anzahl der auf dem Profilstück angeordneten Positionsmarken (12) bekannt sein. Auf Basis der bekannten Anzahl (und Struktur) der Positionsmarken kann für alle oder einzelne Stellen der Applikationsbahn berechnet werden, ob dort eine Positionsmarke erwartet wird. Die tatsächlich erfassten Positionsmarken können mit den erwarteten Stellen für die Positionsmarken verglichen werden, um eine Abweichung zwischen der Soll-Verformung und der Ist-Verformung festzustellen.
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1A zeigt ein Profilstück im unverformten Zustand mit einer Profillänge (PL). Auf diesem Profilstück ist beispielhaft eine gleichmäßig verteilte Anzahl von Positionsmarken (12) aufgebracht. Der Profillänge (PL) ist in 1A die Bahnlänge (BL) einer Applikationsbahn (54) gegenübergestellt, die durch das Profilstück zu bedecken ist.
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Das Profilstück (11) wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung zum Längenausgleich zwischen der Profillänge (PL) und der Bahnlänge (BL) verformt. Hierzu wird eine Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung an dem Profilstück vorgenommen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante wird die Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung gleichmäßig über die Länge des Profilstücks verteilt. Mit anderen Worten wird in diesem Fall für jedes Teilsegment des Profilstücks (11) dieselbe Soll-Verformung ermittelt, die sich im Wesentlichen aus der erforderlichen Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung für den Ausgleich des Längenunterschieds ergibt und die Verformungseinrichtung (17) wird derart betätigt, dass das Profil (11) in jedem Segment mit einer Ist-Verformung abgelegt wird, die dieser Soll-Verformung entspricht. Falls während des Applikationsvorgangs festgestellt wird, dass die Ist-Verformung in einem bereits abgelegten Profilsegment von der Soll-Verformung abgewichen ist, beispielsweise weil eine Positionsmarke früher oder später als erwartet erfasst wird, kann der Wert der Soll-Verformung für ein nachfolgend anzubringendes Längensegment des Profils kompensatorisch angepasst werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Profilstück bis zum Ende der Anbringung genau die vorgegebene Bahnlänge (BL) bedeckt. Mit anderen Worten wird die Soll-Verformung für den Rest oder einen nachfolgenden Teil der Applikationsbahn kompensatorisch verändert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt, der für sich allein oder in Kombination mit dem vorgenannten Aspekt vorgesehen sein kann, können ein oder mehrere Profil-Segmente (11a, 11b, 11c) zur Anpassung an eine lokale Geometrie der Applikationsbahn (54) verformt werden. 5 zeigt beispielhaft eine Applikationsbahn (54) mit einer Außen-Rundung (52) und einer Innen-Rundung (53). Das dort applizierte Profil (11) kann ein abgelängtes Profilstück sein, das bei der Ablage einer Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung gemäß der vorhergehenden Erläuterung unterzogen wird. Alternativ kann es ein überlanges Profil (11) oder ein Endlosprofil sein, das ohne vorherige Ablängung beispielsweise aus einem Übervorratsspeicher (14) zugeführt und an dem Werkstück (51) angebracht wird.
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Das Profil (11) weist in dem Beispiel von 5 ein erstes Profil-Segment (11a) auf, das an einer Außen-Rundung (52) der Applikationsbahn (54) aufgebracht wird. Dieses Profil-Segment (11a) ist gestreckt, was durch den erhöhten Abstand zwischen den benachbarten Positionsmarken (12) in dem Profil-Segment (11a) ersichtlich ist. Ein zweites nachfolgendes Profil-Segment (11b) ist an einem im Wesentlichen geraden Abschnitt der Applikationsbahn (54) angebracht und relativ zu dem ersten Profil-Segment (11a) weniger gestreckt oder nicht gestreckt. An der Innen-Rundung (53) ist ein drittes Profil-Segment (11c) aufgebracht, das relativ zu den vorhergehenden Profil-Segmenten (11b, 11a) und/oder relativ zu dem unverformten Zustand des Profils (11) gestaucht ist. Die in 5 dargestellten Profil-Segmente (11a, 11b, 11c) stellen ein Beispiel für Verformungsstrecken mit einem lokal unterschiedlichen Grad der Verformung sowie unterschiedlicher Verformungsart dar. Die weiter oben beschriebenen Segmente eines Profilstücks, in denen die Ist-Verformung von einer Soll-Verformung abweicht oder eine Abweichungskompensation erfolgt ist, stellen eine andere beispielhafte Möglichkeit für Verformungsstrecken mit einem lokal unterschiedlichen Grad der Verformung und/oder einer unterschiedlichen Verformungsart dar.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine zum Längenausgleich erforderliche Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung (Globalverformung) eines Profilstücks über eine oder mehrere lokale Verformungsstrecken (Regionalverformungen) verteilt werden. Es ist insbesondere möglich, eine zum Längenausgleich erforderliche Gesamt-Streckung oder Gesamt-Stauchung nur in solchen Profil-Segmenten vorzugsehen, die an im Wesentlichen oder vergleichsweise geradlinigen Abschnitten der Applikationsbahn (54) angebracht werden und dabei eine vorgesehene oder tatsächliche Streckung oder Stauchung zu berücksichtigen, die zur Anpassung an eine lokale Geometrie der Applikationsbahn vorgesehen wird, insbesondere in solchen Profil-Segmenten (11a, 11c), die an einer Außen-Rundung (52) oder einer Innen-Rundung (53) abgelegt werden. Alternativ können die Soll-Verformungen zum Längenausgleich und zur Anpassung an eine lokale Geometrie der Applikationsbahn nach dem Superpositionsprinzip überlagert werden. In jedem der vorgenannten Fälle ist ferner eine kompensatorische Anpassung der Soll-Verformung auf Basis einer festgestellten Abweichung der lokalen Ist-Verformung eines bereits abgelegten Profil-Segments möglich. Insbesondere kann die kompensatorische Anpassung der Soll-Verformung überwiegend oder ausschließlich für die geraden Abschnitte der Applikationsbahn bzw. die dort abzulegenden geraden Profil-Segmente (11b) vorgesehen sein.
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Eine Verformung zum Längenausgleich kann auch als Globalverformung eines Profilstücks bezeichnet werden, der gegenüber eine segmentweise Verformung zur Anpassung an eine Bahngeometrie als Regionalverformung bezeichnet wird.
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Die Verformung eines Profils (11) bzw. eines Profilstücks kann auf beliebige Weise durch die Verformungseinrichtung (17) ausgeführt werden. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante wird das Profil (11) durch eine Veränderung des Verhältnisses zwischen der Abgabegeschwindigkeit des Profils (11) im Applikationspunkt (20), an dem das zugeführte Profil (11) mit dem Werkstück (51) in Kontakt gebracht wird, und der Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) zum Applikationspunkt (20) verformt. Wenn das Profil (11) langsamer zum Applikationspunkt (20) zugeführt wird, als es am Applikationspunkt (20) abgelegt wird, tritt eine Streckung des Profils (11) ein. Erfolgt die Zuführung hingegen mit einer höheren Geschwindigkeit als die Abgabe, tritt eine Stauchung ein. In dem Beispiel von 1 und 2 kann die Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) beispielsweise durch eine Steuerung der Geschwindigkeit der Gegenrolle (27) und/oder der Andrück-Rolle (19a) vorgegeben werden, mit denen das Profil (11) an den Applikationspunkt (20) zugeführt wird. Die Abgabegeschwindigkeit kann demgegenüber durch die Bahngeschwindigkeit vorgegeben sein, mit der das Applikatorwerkzeug (10) durch den Manipulator (30) über die Applikationsbahn (54) bewegt wird. In einem solchen Fall wird eine Verformung des Profils auf dem kurzen Längenabschnitt zwischen dem Haltepunkt zwischen den Rollen (19a, 17) und dem Applikationspunkt (20) erzeugt, der in 2 als erster Verformungsabschnitt (17a) bezeichnet ist. Eine solche Art der Verformung ist gegenüber weiter unten beschriebenen Varianten zwar etwas schwerer zu steuern, weil die Verformung in einem Längenabschnitt des Profils auftritt, der mit der Oberfläche der Andrück-Rolle (19a) in Kontakt steht. Sie hat aber den Vorteil, dass die Verformung in direkter Nähe zum Applikationspunkt (20) erfolgt. Wegen der Kürze der Verformungsstrecke im ersten Verformungsabschnitt (17a) sind besonders Stauchungen des Profils (11) durch eine relative Übergeschwindigkeit der Andrückrolle (19a) gegenüber der Bahngeschwindigkeit leicht zu erreichen.
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Alternativ kann die Geschwindigkeit der Applikationsrolle (19, 19a) und/oder der Gegenrolle (27) an die Bahngeschwindigkeit im Applikationspunkt (20) angeglichen oder angepasst sein. Eine Verformung des Profils kann dann durch eine Erhöhung oder Absenkung der Geschwindigkeit einer Förderrolle (25) und/oder einer zugeordneten Gegenrolle (25a) erfolgen. In einem solchen Fall ist zwischen der Andrückrolle (19a) und der Förderrolle (27) ein zweiter Verformungsabschnitt (17b) gebildet, in dem das Profil (11) ggfs. frei hängen kann. Alternativ kann eine Seitenführung vorgesehen sein, um ein Ausknicken eines Längenabschnittes zu vermeiden, der in dem zweiten Verformungsabschnitt (17b) gestaucht werden soll.
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Die vorgenannten Varianten der Verformung im ersten Verformungsabschnitt (17a) und im zweiten Verformungsabschnitt (17b) können auch miteinander kombiniert werden. Etwaig im ersten Verformungsabschnitt (17a) auftretende Fehler bei der Regelung der Ist-Verformung können durch eine in Laufrichtung an oder hinter dem Applikationspunkt (20) erfolgende Positionsmarken-Erfassung erkannt und durch eine adaptierte Regelung der Verformung im zweiten Verformungsabschnitt (17b) kompensiert werden.
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An dem Applikatorwerkzeug (10) kann ein Sensor (nicht dargestellt) zur Positionsmarken-Erfassung im Nachlauf zu der Andrück-Rolle (19a) vorgesehen sein, durch den die Ist-Verformung des Profils (11) in einem zu dem Applikationspunkt (20) nachlaufenden Bereich erfasst wird.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsvariante zur Durchführung der vorgenannten Verformung durch Veränderung eines Geschwindigkeitsverhältnisses. Hier wird ein Andrück-Element (19) des Applikatorwerkzeugs (10) alternativ einen Andrück-Stempel (19b) gebildet, der anstelle der in 1 und 2 dargestellten Andrückrolle (19a) vorgesehen ist. Die Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) zu dem Applikationspunkt (20) wird hier beispielsweise über die Steuerung der Gegenrolle (27) vorgegeben oder beeinflusst, mit der das Profil (11) ggf. unter Anpressung an den Andrück-Stempel (19b) zugeführt wird. An oder in dem Andrück-Stempel (19b) ist ein Positionsmarken-Sensor (15) angeordnet, der bevorzugt in Vorlauf kurz vor dem Applikationspunkt (20) oder direkt im Applikationspunkt (20) durch eine Positionsmarken-Erfassung die Ist-Verformung des Profils (11) erfasst.
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Gemäß alternativen Ausführungsvarianten kann ein (weiterer) Sensor (15) gemäß der Anordnung nach 3, der im Vorlauf zum Applikationspunkt (20) bzw. am Applikationspunkt (20) die Ist-Verformung ermittelt, auch an oder in einer Andrück-Rolle (19a) gemäß 2 angeordnet werden.
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In den zuvor beschriebenen Beispielen für die Verformung im ersten Verformungsabschnitt (17a) bilden die Andrück-Rolle (19a) oder der Andrück-Stempel (19b) ggf. in Kombination mit der Gegenrolle (27) eine Verformungseinrichtung (17).
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Wie bereits ausgeführt wurde, kann alternativ oder zusätzlich zu der Verformung im ersten Verformungsabschnitt (17a), die durch eine Veränderung des Verhältnisses zwischen der Bahngeschwindigkeit und der Zuführungsgeschwindigkeit zum Applikationspunkt (20) erfolgt, das Profil (11) in mindestens einem weiteren Verformungsabschnitt (17b) verformt werden, der zwischen zwei steuerbaren Förderelementen an dem Applikatorwerkzeug (10) gebildet ist. In dem Beispiel von 1 und 2 sind diese Förderelemente einerseits die die Andrückrolle (19a) und/oder die Gegenrolle (27) und andererseits die im Vorlauf dazu angeordnete Förderrolle (25) und/oder Gegenrolle (25a). Der weitere Verformungsabschnitt (17b) ist bevorzugt im Vorlauf zum Applikationspunkt (20) und zum ersten Verformungsabschnitt (17a) angeordnet, d.h. in der Zuführrichtung des Profils (11) zumindest anteilig vor dem Andrück-Element (19) des Applikatorwerkzeugs (10). Weiter unten wird aufgezeigt, dass verschiedene andere Ausbildungsformen für einen ersten und einen weiteren Verformungsabschnitt (17a, 17b) möglich sind. Diese können jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein.
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Die Verformungseinrichtung (17) des Applikatorwerkzeugs (10) bildet also bevorzugt mindestens einen Verformungsabschnitt (17a, 17b) in dem eine zum Applikationspunkt (20) geführte Weglänge des Profils (11) verändert, d.h. gestreckt oder gestaucht wird. Aus dem Verformungsabschnitt (17a, 17b) kann pro Zeiteinheit eine bestimmte Weglänge des Profils (11) zum Applikationspunkt (20) hin abgeführt werden. Ferner kann in den Verformungsabschnitt (17a) pro Zeiteinheit eine bestimmte Weglänge des Profils (11) eingebracht werden. Die Einbringgeschwindigkeit in den Verformungsabschnitt (17a, 17b) und/oder die Ausbringgeschwindigkeit aus dem Verformungsabschnitt (17a, 17b) können durch die den Verformungsabschnitt (17a, 17b) begrenzenden Förderelemente vorgegeben oder beeinflusst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Größe des Verformungsabschnitts (17a) durch eine Bewegung zumindest eines der Förderelemente relativ zum Applikationspunkt (20) und/oder relativ zu dem anderen Förderelement veränderlich sein. Wenn zwei oder mehr Verformungsabschnitte (17a, 17b) hintereinander angeordnet sind, können die jeweils zugehörigen Förderelemente sequentiell gesteuert werden.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausbildungen einer Verformungseinrichtung (17) mit einem Verformungsabschnitt (17a, 17b) unter Bezugnahme auf die 2 und 4 erläutert. Die Merkmale dieser Ausführungsformen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden.
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In dem Beispiel von 2 wird ein erster Verformungsabschnitt (17a) gebildet, der sich zwischen der Klemmzone zischen dem Applikationspunkt (20) und der Andrückrolle (19a) (Auslauf-Seite) und einer Klemmzone zwischen der Andrückrolle (19a) und der Gegenrolle (27) (Einlauf-Seite) erstreckt. Die Fördermittel an der Auslauf-Seite des ersten Verformungsabschnitts (17a) sind hier die Bahnführung des Applikationspunktes (20) und die relativ gegebenenfalls ihr gegenüber schneller oder langsamer angetriebene Andrückrolle (19a). Die Fördermittel an der Einlauf-Seite des ersten Verformungsabschnittes (17a) sind hier die Andrückrolle (19a) und die gegebenenfalls ihr gegenüber schneller oder langsamer angetriebene Gegenrolle (27).
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Der zweite Verformungsabschnitt (17b) erstreckt sich von der Klemmzone zwischen der Andrück-Rolle (19a) und der zugeordneten Gegenrolle (27) (Auslauf-Seite) zu einer Klemmzone zwischen der Förderrolle (25) und der zugeordneten Gegenrolle (25a) (Einlauf-Seite). Die Fördermittel an der Auslauf-Seite des zweiten Verformungsabschnitts (17b) sind die Andrückrolle (19a) und/oder die Gegenrolle (25) und die Fördermittel an der Einlauf-Seite sind die Förderrolle (25) und/oder die Gegenrolle (25a).
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Die Fördermittel an der Auslauf-Seite werden bevorzugt zur Steuerung oder Vorgabe der Abfuhrgeschwindigkeit des Profils (11) aus dem jeweiligen Verformungsabschnitt (17a, 17b) gesteuert. Die Fördermittel an der Einlauf-Seite werden alternativ oder zusätzlich zur Steuerung der Einbringgeschwindigkeit in den Verformungsabschnitt (17a) gesteuert. Die vorgenannten Fördermittel können hierfür jeweils separate steuerbare Antriebe aufweisen.
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Wenn die Einbringgeschwindigkeit relativ geringer vorgegeben wird als die Ausbringgeschwindigkeit, wird der in dem Verformungsabschnitt (17a) momentan geführte Längenabschnitt des Profils (11) gestreckt. Wenn hingegen die Einbringgeschwindigkeit relativ größer gewählt wird als die Abfuhrgeschwindigkeit, wird der in dem Verformungsabschnitt (17a) momentan geführte Längenabschnitt des Profils (11) gestaucht. An dem Verformungsabschnitt (17a, 17b) können gegebenenfalls Führungsmittel vorgesehen sein, um ein seitliches Ausknicken des Profils (11) zu vermeiden oder zu begrenzen, so dass eine kontrollierte Stauchung erfolgreich durchführbar ist.
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Eine Streckung oder Stauchung in dem zweiten Verformungsabschnitt (17b) gemäß dem vorgenannten Beispiel bzw. der Ausführung nach 2 kann vorteilhafter Weise mit einer Streckung oder Stauchung im ersten Verformungsabschnitt (17a) kombiniert werden. Die Verformung im ersten Verformungsabschnitt (17a) kann insbesondere durch eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Zuführgeschwindigkeit am Applikationspunkt (20) (Relative Beschleunigung oder Verlangsamung der Andrück-Rolle (19a)) und der Abgabegeschwindigkeit am Applikationspunkt (20) (Bahngeschwindigkeit)gesteuert oder geregelt werden.
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Über die Verformung im zweiten Verformungsabschnitt (17b) kann die oben genannte Globalverformung ausgeführt werden, während über die Regelung des Geschwindigkeitsverhältnisses im ersten Verformungsabschnitt (17a) eine Regionalverformung ausgeführt wird. Die Geschwindigkeit der Andrück-Rolle (19a) und/oder der Gegenrolle (27) einerseits sowie der Förderrolle (25) und/oder der zugeordneten Gegenrolle (15a) andererseits können jeweils relativ zu der Abgabegeschwindigkeit des Profils (11) am Applikationspunkt (20) erhöht oder verringert werden, um jeweils eine gewünschte Stauchung oder Streckung zu erreichen. Wenn eine Soll-Verformung als prozentuale Dehnung definiert ist, kann die Ansteuerung der Förderelemente auf einfache Weise durch entsprechend prozentuale Erhöhung oder Verringerung der jeweiligen Fördergeschwindigkeiten erreicht werden. Alternativ kann ein beliebiges anderes Steuer- oder Regelverfahren ausgeführt werden.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsvariante für die Bildung eines oder mehrerer Verformungsabschnitte (17a, 17b). In dem hier gezeigten Beispiel weist das Applikatorwerkzeug (10) im Vorlauf zu dem Andrück-Element (19), hier im Vorlauf zu einer Andrück-Rolle (19a), eine Greifeinrichtung (23) auf. Die Greifeinrichtung (23) umfasst eine Greiferschiene (26), an der zumindest ein erster Greifer (23a) und ein zweiter Greifer (23b) in der Zuführrichtung des Profils (11) verschieblich gelagert sind. Der erste Greifer (23a) kann zur Vorgabe einer Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) zum Applikationspunkt (20) hinbewegt werden, während er das Profil (11) an einer bestimmten Stelle stationär greift. Der zweite Greifer (23b) kann das Profil (11) im Vorlauf zu dem ersten Greifer (23a) an einer anderen stationären Stelle greifen. Zwischen den Angriffspunkten des ersten Greifers (23a) und des zweiten Greifers (23b) wird ein (erster) Verformungsabschnitt (17a) gebildet. Wenn der zweite Greifer (23b) mit der gleichen Geschwindigkeit entlang der Greifeinrichtung (23) bewegt wird wie der erste Greifer (23a), bleibt die Weglänge zwischen den Greifpunkten und damit die Länge des Verformungsabschnitts (17a) konstant. Wird hingegen der zweite Greifer (23b) relativ zu dem ersten Greifer (23a) langsamer bewegt, so wird der Abstand zwischen den Angriffspunkten vergrößert und somit wird die Länge des Verformungsabschnitts (17a) erhöht. Dementsprechend wird der in dem Verformungsabschnitt (17a) enthaltene Längenabschnitt des Profils (11) lokal gestreckt. Wenn der zweite Greifer (23b) relativ zu dem ersten Greifer (23a) schneller bewegt wird, wird hingegen die Länge des Verformungsabschnitts (17a) verkürzt und das enthaltene Profil (11) wird gestaucht, was gegebenenfalls unter seitlicher Abstützung gegen Ausknicken erfolgen kann.
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In dem Beispiel von 4 ist am einlaufseitigen Ende der Greiferschiene (26) eine Öse (24) angeordnet, durch die das Profil (11) zugeführt bzw. nachgezogen werden kann. Noch weiter im Vorlauf zur Öse (24) kann beispielsweise ein Profilspeicher (14) gemäß der Ausbildung von 1 vorgesehen sein.
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Die Ausbildung eines Verformungsabschnitts (17a) zwischen zwei relativ zu dem Profil (11) statischen Angriffspunkten, deren relativer Abstand verändert wird, bietet den besonderen Vorteil, dass aufeinander folgende Profil-Segmente mit unterschiedlichen Verformungsgraden in genau definierter Weise vorsehbar und gegeneinander abgrenzbar sind.
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In dem Beispiel von 4 kann beispielsweise ein dritter Greifer im Vorlauf zu dem zweiten Greifer (23b) angeordnet sein (gestrichelt dargestellt). Zwischen dem zweiten Greifer (23b) und dem dritten Greifer kann somit ein zweiter Verformungsabschnitt (17b) gebildet sein. Die in dem ersten Verformungsabschnitt (17a) und in dem zweiten Verformungsabschnitt (17b) enthaltenen Teile des Profils (11) können im Wesentlichen unabhängig voneinander zur Bildung von klar abgegrenzten Profil-Segmenten bei unterschiedlichen Verformungsgraden und etwaig unterschiedlichen Verformungsarten verformt werden.
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Wenn zwei oder mehr Verformungsabschnitte (17a, 17b) an dem Applikatorwerkzeug (10) gebildet sind, können ein oder mehr verformte Längenabschnitte des Profils (11) zwischen den Greifern der Greifeinrichtung (23) sukzessive gebildet und weitergereicht werden. In dem Beispiel von 4 kann jeweils zwischen dem zweiten Greifer (23b) und dem zusätzlichen Greifer zunächst eine vorgesehene Länge des Profils (11) gegriffen und durch eine Erhöhung oder Verkürzung des Abstands zwischen diesen Greifern gestreckt oder gestaucht werden. Dabei können beide vorgenannten Greifer gemäß der Abgabegeschwindigkeit des Profils (11) in der Zuführrichtung zu dem Applikationspunkt (20) hin bewegt werden. Sobald die Streckung oder Stauchung abgeschlossen ist kann der erste Greifer (23a) direkt neben den zweiten Greifer (23b) bewegt werden, um den Anfangspunkt des soeben verformten Teils des Profils (11) zu übernehmen. Der zweite Greifer (23b) kann geöffnet werden und direkt neben den dritten Greifer (23c) bewegt werden, um den Endpunkt des gerade verformten Teils des Profils (11) zu übernehmen. Hierdurch wird der gerade verformte Teil des Profils (11), d.h. das gestauchte oder gestreckte Profil-Segment von dem zweiten Verformungsabschnitt (17b) in den ersten Verformungsabschnitt (17a) überführt. Während dieser Übergabe kann weiterhin das Profil (11) (kontinuierlich) zu dem Applikationspunkt (20) zugeführt werden. Mit anderen Worten können die Versatzbewegungen zwischen den Greifern zur Bildung von gestauchten oder gestreckten Profil-Segmenten sowie zur Übergabe zwischen den Verformungsabschnitten (17b, 17a) in Überlagerung zu der Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) zum Applikationspunkt (20) ausgeführt werden. Nachdem das verformte Profil-Segment in den ersten Verformungsabschnitt (17a) übergeben wurde, kann der zusätzliche Greifer (23c) in Richtung der Öse (24), d.h. in Vorlauf-Richtung verschoben werden, um erneut einen stationären Punkt am Profil (11) zu greifen und somit erneut einen zweiten Verformungsabschnitt (17b) zu bilden.
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Ein oder mehrere Sensoren (15, 16) zur Positionsmarken-Erfassung können jeweils an einem der Greifer (23a, 23b, 23c) angeordnet sein. Wenn die Zuführgeschwindigkeit des Profils (11) einerseits und die Versatzbewegungsgeschwindigkeit der Greifer (23a, 23b, 23c) andererseits bekannt sind, kann jeweils während einer Bewegung eines geöffneten Greifers (23a, 23b, 23c) über das Profil (11) die Positionsmarken-Erfassung ausgeführt werden. Auf Basis eines Vergleichs zwischen der Anzahl oder Struktur oder Beabstandung der erfassten Positionsmarken (12) und der relativen Bewegungslänge des jeweiligen Greifers (23a, 23b, 23c) über das Profil (11) kann die Ist-Verformung des Profils (11) ermittelt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Positionsmarkensensor gemäß den oben genannten Anordnungsvarianten vor, am oder hinter dem Applikationspunkt (20) angeordnet sein, insbesondere an oder in dem Andrück-Element (19).
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante können das Konzept zur Bildung eines ersten oder zweiten Verformungsabschnitts (17a, 17b) gemäß 2 und das Konzept zur Bildung eines, zwei oder mehrerer Verformungsabschnitte (17a, 17b) gemäß 4 miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann im Vorlauf zu der Förderrolle (25) an dem Greifwerkzeug gemäß 10 eine zusätzliche Greifeinrichtung (23) mit einem einzelnen Greifer angeordnet sein. Durch diese zusätzliche Greifeinrichtung würde an dem Applikatorwerkzeug gemäß 10 ebenfalls ein zweiter Verformungsabschnitt (17b) gebildet.
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Dementsprechend können an einem Applikatorwerkzeug ein oder mehrere Verformungsabschnitte (17a, 17b) zwischen zwei oder mehr steuerbaren Förderelementen gebildet sein, wobei jedes dieser Förderelemente eine angetriebene Rolle oder ein beweglicher Greifer sein kann. Wiederum alternativ kann ein Förderelement eine bewegliche Förderrolle sein.
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Eine Verformung zum Stauchen oder Strecken eines in einem Verformungsabschnitt (17a, 17b) enthaltenen Längenabschnitts des Profils (11) kann in beliebiger Kombination erfolgen aus einer oder mehreren der nachfolgend genannten Maßnahmen:
- 1. Erhöhung oder Verringerung der Abfuhrgeschwindigkeit des Profils (11) aus dem Verformungsabschnitt (17a, 17b),
- 2. Erhöhung oder Verringerung der Einbringgeschwindigkeit des Profils (11) in den Verformungsabschnitt (17a, 17b),
- 3. Veränderung der Länge des Verformungsabschnitts (17a, 17b), insbesondere durch Veränderung des relativen Abstands zwischen den Förderelementen, die den jeweiligen Verformungsabschnitt (17a, 17b) begrenzen.
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Eine Abfuhrgeschwindigkeit und eine Einbringgeschwindigkeit können durch die Zahl oder Struktur der auf dem Verformungsabschnitt pro Zeiteinheit an einem Positionsmarkensensor (15) vorbei geführten Positionsmarken bestimmt werden. Der oder die Antriebe der Förderelemente können somit derart gesteuert werden, dass eine vorgegebene Zahl oder Struktur an Positionsmarken pro Zeiteinheit aus dem Verformungsabschnitt (17a) herausgefördert wird oder pro Zeiteinheit hineingefördert wird. Dementsprechend kann an einem Applikatorwerkzeug (10) gemäß der vorliegenden Offenbarung ein erster Sensor (15) zur Erfassung von Positionsmarken (12) am Auslauf-Bereich des Verformungsabschnitts (17a) angeordnet sein, insbesondere an einem Andrück-Element (19) oder an einem ersten Greifer (23a). Ein zweiter Sensor (16) zur Erfassung von Positionsmarken (10) kann am Einlauf-Bereich des Verformungsabschnitts (17a) angeordnet sein, insbesondere an einer Förderrolle (25) oder an einem zweiten oder weiteren Greifer (23b, 23c).
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Die Positionsmarken (12) können auf beliebige Weise an dem Profil (11) angebracht werden. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante weist das Applikatorwerkzeug (10) eine Markierungsvorrichtung (nicht dargestellt) zur Aufbringung von Positionsmarken (12) auf dem Profil (11) auf. Das Aufbringen der Positionsmarken kann insbesondere parallel zur Erfassung einer Profillänge eines aufgenommenen bzw. übergebenen Profilstücks erfolgen.
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Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsvariante kann eine Bereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen und Übergeben eines Profils (11) an das Applikatorwerkzeug (10) eine Markierungsvorrichtung (42) zum Aufbringen der Positionsmarken (12) auf dem Profil (11) aufweisen. In dem Beispiel von 1 ist eine solche Bereitstellungsvorrichtung (40) beispielhaft dargestellt. Die Bereitstellungsvorrichtung kann einen (stationären) Profilspeicher (43) und eine Abzugsvorrichtung (44) aufweisen. Zur Übergabe eines Profils (11) oder mindestens eines abgelängten Profilstücks kann das Applikatorwerkzeug (10) durch den Manipulator (30) an ein freies Ende des Profils (11) heranbewegt werden, das von der Bereitstellungsvorrichtung (40) zur Verfügung gestellt wird. Durch eines oder mehrere der vorgenannten Förderelemente an dem Applikatorwerkzeug (10) kann das freie Ende gegriffen werden, um das Profil aufzunehmen und in das Applikatorwerkzeug (10) einzubringen. Hierbei können insbesondere die ein oder mehreren Förderelemente in der Gegenrichtung zu der oben beschriebenen Zuführrichtung des Profils (11) zum Applikationspunkt (20) bewegt werden. Alternativ können separate Aufnahmemittel an dem Applikatorwerkzeug (10) vorgesehen sein. Gegebenenfalls können von der Bereitstellungsvorrichtung (40) zwei oder mehr abgelängte Profilstücke gemeinsam oder in direkter Abfolge an das Applikatorwerkzeug (10) übergeben werden. Beispielsweise kann die Bereitstellungsvorrichtung einen durchgehenden Träger an das Applikatorwerkzeug übergeben, der die Länge von zwei oder mehr Profilstücken hat, wobei auf dem Träger zwei oder mehr abgelängte Profilstücke sequenziell oder parallel angeordnet sind.
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Bevor oder während das Profil (11) von der Bereitstellungsvorrichtung (40) an das Applikatorwerkzeug (10) übergeben wird, können die Positionsmarken (12) durch eine an der Bereitstellungsvorrichtung (40) angeordnete Markierungsvorrichtung (42) aufgebracht werden. Alternativ kann in der Bereitstellungsvorrichtung (40) ein Profil (11) enthalten sein, auf dem die Positionsmarken (12) bereits aufgebracht sind.
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Ferner kann während der Übergabe des Profils (11) an das Applikatorwerkzeug (10) eine abgegebene Profillänge bestimmt werden und/oder eine Ablängvorrichtung (41) an der Bereitstellungsvorrichtung (40) kann zur Erzeugung einer gewünschten Profillänge (PL) des mindestens einen zu übergebenden Profilstücks betätigt werden. Die Bereitstellungsvorrichtung (40) kann bevorzugt mit der Steuerung (55) oder einer der vorerwähnten Steuerungen verbunden sein, um die bereitgestellte oder erfasste Profillänge (PL) zur Verwendung in dem Applikationsverfahren mitzuteilen.
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Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können alle zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen beschriebenen, gezeigten, beanspruchten oder in sonstiger Weise offenbarten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden.
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Eine Ablängvorrichtung zur Herstellung eines Profilstücks kann etwaig an dem Applikatorwerkzeug (10) angeordnet sein.
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Das Profil (11) kann bevorzugt ein Klebeprofil oder ein Steckprofil sein, insbesondere ein Dichtungsgummi oder ein Kantenschutz. Im Fall eines Klebeprofils kann eine selbstklebende Schicht an dem Profil (11) angeordnet sein, die gegebenenfalls durch ein Abdeckband (13) geschützt ist. Das Applikatorwerkzeug (10) kann gemäß dem Beispiel in 1 eine Abzugsvorrichtung (13a) zur Entfernung des Trägers (Abdeckband) von dem Profil (11) aufweisen. Die Abzugsvorrichtung (13a) kann beliebig ausgebildet sein. Sie ist bevorzugt an dem in Vorlaufrichtung ersten Förderelement angeordnet, um den Träger vor der Durchführung einer Verformung zu entfernen. Wenn der Träger elastisch ist, kann die Abzugsvorrichtung auch an beliebiger anderer Stelle vorgesehen sein, insbesondere in Laufrichtung des Profils kurz vor dem Andrückelement (19). Alternativ kann eine Abzugsvorrichtung an der Bereitstellungsvorrichtung (40) vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren Alternative kann das Applikationswerkzeug (10) eine Schneidvorrichtung aufweisen, um ein Profilstück mit grob oder fein angepasster Profillänge vor oder während der Applikation aus einem überlangen Profilstück oder einem Endlosprofil zu erzeugen. Das Applikatorwerkzeug kann ggfs. dazu ausgebildet sein, zur Längenanpassung ausschließlich eine oder mehrere Regionalverformungen in gesteuerter oder geregelter Weise vorzunehmen, und das Profil erst zum Ende des Applikationsvorgangs abzuschneiden. Auf eine Globalverformung zur Längenanpassung wird in diesem Fall verzichtet. Alternativ kann das Ablängen des Profils vor oder während des Applikationsvorgangs unter lediglich grober Anpassung an die Bahnlänge erfolgen. In einem solchen Fall wird eine Globalverformung zur Längenanpassung etwaig nur für einen zum Zeitpunkt des Abschneidens noch nicht applizierten Teil des Profilstücks erfolgen. In der bevorzugten Ausführungsvariante findet ein Ablängen des Profils zur Bildung eines Profilstücks vor dem Beginn oder gleichzeitig zu dem Beginn des Applikationsvorgangs statt, sodass die Globalverformung die gesamte Länge des Profilstücks betreffen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Applikatorwerkzeug
- 11
- Profil / Klebeprofil / Steckprofil
- 11a
- Erstes Profil-Segment
- 11b
- Zweites Profil-Segment
- 11c
- Drittes Profil-Segment
- 12
- Positionsmarke
- 13
- Abdeckband / Transportband
- 13a
- Abzugsvorrichtung
- 14
- Profilspeicher
- 15
- Erster Sensor / Positionsmarkensensor
- 16
- Zweiter Sensor / Positionsmarkensensor
- 17
- Verformungseinrichtung
- 17a
- Erster Verformungsabschnitt
- 17b
- Zweiter Verformungsabschnitt
- 18
- Zuführvorrichtung
- 19
- Andrück-Element
- 19a
- Andrück-Rolle
- 19b
- Andrück-Stempel
- 20
- Applikationspunkt
- 21
- Tagkörper
- 22
- Flansch / Flanschplatte / Aufnahme-Schnittstelle
- 23
- Greifeinrichtung
- 23a
- Erster Greifer
- 23b
- Zweiter Greifer
- 23c
- Dritter Greifer
- 24
- Öse
- 25
- Förderrolle
- 26
- Greiferschiene
- 27
- Gegenrolle
- 30
- Manipulator / Industrieroboter / Leichtbauroboter
- 31
- Achse / Bewegungsachse
- 32
- Manipulatorhand
- 40
- Bereitstellungsvorrichtung
- 41
- Ablängvorrichtung / Schneidvorrichtung
- 42
- Markierungsvorrichtung
- 43
- Profilspeicher / Coil
- 44
- Abzugsvorrichtung
- 50
- Arbeitseinrichtung
- 51
- Werkstück
- 52
- Außen-Rundung
- 53
- Innen-Rundung
- 54
- Applikationsbahn
- 55
- Steuerung / Anlagensteuerung
- 56
- Werkstückhalterung
- BL
- Bahnlänge
- PL
- Profillänge (unverformt)
- PL‘
- Profillänge gestreckt (verformt)
