DE102017209894A1

DE102017209894A1 - Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen mit selbstregelndem Auftrag eines Mediums

Info

Publication number: DE102017209894A1
Application number: DE102017209894.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Holling; Erk Wiese; Camilo Gerhard; Andreas Fricke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-12-13
Also published as: CN109016534A; CN109016534B

Abstract

Um ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen derart zu verbessern, dass einzelteilbezogene Abweichungen und Toleranzen der Bauteile während des Verbindungsverfahrens berücksichtigt werden können und entsprechend die benötigte Menge eines aufzutragenden Mediums angepasst werden kann, wird vorgeschlagen, nach dem Aufnehmen der beiden zu verbindenden Bauteile deren Randabschnitte zu vermessen, das mit dem Medium zu füllende Volumen und die Lage für den Auftrag des Mediums an jeder einzelnen Position entlang der Randabschnitte zu berechnen, das Medium entsprechend dieser berechneten Werte an diesen Positionen aufzutragen und anschließend die beiden Bauteile miteinander zu fügen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit mindestens einem zweiten Bauteil entlang eines ersten Randabschnitts des ersten Bauteils und eines zweiten Randabschnitts des zweiten Bauteils.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Karosserieteil aus mindestens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, sowie eine Vorrichtung zum Verbindungen von mindestens einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil.
In Herstellungsprozessen, bei denen ein definierter Auftrag von Medien, zum Beispiel Klebstoffen oder Dichtstoffen, gefordert wird, kann es durch Schwankungen im Prozess zu Mängeln in der herzustellenden Struktur, beispielsweise einem Karosserieteil, kommen. Beispielsweise kann es bei der Herstellung von automobilen Karosserieteilen während eines Falz-Klebeverfahrens durch ungenaue Applikation von Kleb- und Dichtstoffen zu einem Klebstoff- beziehungsweise Dichtstoffaustritt oder aber auch zu gegenteiligen unzureichenden Verbindungseigenschaften durch Klebstoff- beziehungsweise Dichtstoffverarmung kommen. Ferner kann es aufgrund von toleranzbehafteten Bauteilbeschnitten zu undefinierten zu füllenden Volumina in der Falzverbindung kommen.
In bisher bekannten Prozessschritten beziehungsweise Verfahren wird der Auftrag daher händisch kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert, was jedoch weiterhin zu unvorteilhaften Bauteilqualitäten führen kann und ferner mit hohem Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden ist. Ausgetretener Klebstoff oder Dichtstoff kann beispielsweise nachträglich abgesaugt oder abgewischt werden. Dies ist allerdings nicht bei jeder Art von Klebstoff oder Dichtstoff möglich.
Beschnitttoleranzen der einzelnen Bauteile können im automatisierten Karosseriebau nicht beeinflusst werden. In der Massenproduktion ist es lediglich möglich, im Rahmen von vorgegebenen Toleranzen zu fertigen.
Stand der Technik
In der DE 10 2012 018 003 A1 wird ein Verfahren zum Beschneiden eines Formteils mittels eines Energiestrahls beschrieben.
Die EP 2 223 751 B1 betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur mit mehreren Kameras sowie eine Vorrichtung hierfür. Dabei ist vorgesehen, dass unmittelbar nach dem Aufbringen der Klebstoffspur auf das Substrat beziehungsweise den Falz der Bauteile eine Online-Überwachung der aufgebrachten Klebstoffspur in Nachlaufrichtung vorgenommen wird.
In der DE 103 13 888 A1 wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Online-Materialschichtdickenbestimmung einer Materialschicht während ihres Aufbringens auf eine technische Oberfläche mit einem Dosiermodul beschrieben.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verbindung beziehungsweise zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen derart zu verbessern, dass einzelteilbezogene Abweichungen und Toleranzen der Bauteile während des Verbindungsverfahrens berücksichtigt werden können und entsprechend die benötigte Menge eines aufzutragenden Mediums angepasst werden kann.
Erfindungsgemäß wird hierfür ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit mindestens einem zweiten Bauteil entlang eines ersten Randabschnitts des ersten Bauteils und eines zweiten Randabschnitts des zweiten Bauteils vorgeschlagen. Das Verfahren weist zumindest folgende erfindungswesentliche Schritte auf:

a) Aufnehmen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils; und
b) Vermessen des ersten Randabschnitts und Vermessen des zweiten Randabschnitts; und
c) Ermitteln eines mit einem Medium zu füllenden Volumens an einer ersten Position auf dem ersten Randabschnitt und/oder auf dem zweiten Randabschnitt basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten; und
d) Ermitteln einer Lage für eine Appliziereinheit zum Auftragen des Mediums an der ersten Position basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten; und
e) Wiederholen der Schritte b) bis d) für weitere Positionen entlang des ersten Randabschnitts und/oder des zweiten Randabschnitts, wobei für jede einzelne Position das mit dem Medium zu füllende Volumen sowie die Lage zum Auftrag des Mediums individuell basierend auf den an der jeweiligen Position ermittelten Messwerten berechnet werden; und
f) Auftragen des Mediums mit dem für die entsprechende Position in Schritt c) ermittelten Volumen und in der für die entsprechende Position in Schritt d) ermittelten Lage an der ersten und jeder weiteren Position auf dem ersten Randabschnitt und/oder auf dem zweiten Randabschnitt; und
g) Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil.

Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen miteinander vorgesehen. Das Medium ist ein Klebstoff oder ein Dichtstoff. Die beiden Bauteile sind bevorzugterweise Blechbauteile, CFK-Bauteile und/oder GFK-Bauteile. Beispielsweise kann das erste Bauteil ein äußeres Bauteil und das zweite Bauteil ein inneres Bauteil sein, welche zur Verstärkung und zur Herstellung eines Karosserieteils, beispielsweise einer Frontklappe eines Heckdeckels oder einer Fahrzeugtür, miteinander verbunden werden. Das äußere Bauteil könnte beispielsweise als Blechbauteil und das innere Bauteil als CFK-Bauteil oder GFK-Bauteil ausgebildet sein.
In Schritt b) werden beide Randabschnitte, das heißt der Randabschnitt des ersten Bauteils und der Randabschnitt des zweiten Bauteils zumindest im Bereich der ersten Position beziehungsweise dieser Position vermessen, für die das Volumen und die Lage des Mediumauftrags ermittelt werden soll. Die Schritte b) bis g) werden erfindungsgemäß nach Schritt a) durchgeführt. Somit werden die Randabschnitte der Bauteile erst nach dem Aufnehmen der beiden Bauteile, beispielsweise nach dem Aufnehmen durch Roboter, vermessen.
In Schritt b) werden die tatsächlichen Beschnitte der beiden Bauteile vermessen. Beim Beschneiden werden zwar vorgegebene Toleranzen eingehalten, Fügeverfahren aus dem Stand der Technik arbeiten aber mit vorgegebenen Werten für den Auftrag der Menge des Mediums, wobei für die Bestimmung dieser Vorgaben diese Beschnitttoleranzen nicht berücksichtigt werden können. Fügeverfahren aus dem Stand der Technik berücksichtigen aber nicht die tatsächlichen Abweichungen innerhalb dieser Toleranzen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese tatsächlichen Abweichungen auch innerhalb der Toleranzen in Schritt b) durch das Vermessen ermittelt. Somit werden erfindungsgemäß die tatsächlichen Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert an jeder vorgegebenen Position entlang der Randabschnitte der beiden Bauteile ermittelt.
In den Schritten c) und d) werden für jede Position das optimale Volumen und die ideale Lage für den Auftrag basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten errechnet und anschließend in Schritt f) aufgetragen. Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren einen selbstoptimierenden Auftrag des Mediums bereit. Für die jeweilige Berechnung in den Schritten c) und d) können unterschiedliche Algorithmen verwendet werden. Beispielsweise können die Bauteile basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten virtuell geschachtelt beziehungsweise virtuell aufeinandergelegt werden.
Die Appliziereinheit kann das Medium beispielsweise raupenförmig oder flächig auftragen. Somit wird das Medium entlang einer vorgegebenen Strecke auf dem ersten Randabschnitt und/oder auf dem zweiten Randabschnitt kontinuierlich aufgetragen. Die Menge beziehungsweise das Volumen sowie die Lage werden aber an den einzelnen Positionen entsprechend der in den Schritten c) und d) berechneten Werten angepasst sowie gegebenenfalls verändert. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Positionen bleibt die Menge beziehungsweise das Volumen sowie die Lage vorzugsweise konstant.
Unter der in Schritt d) ermittelten Lage ist insbesondere die Ausrichtung der Appliziereinheit und beispielsweise der Abstand von der äußeren Kante eines Bauteils für den Auftrag des Mediums auf Höhe der vorgegebenen Position zu verstehen.
Die einzelnen Positionen sind beabstandet voneinander entlang der Randabschnitte der Bauteile vorgesehen beziehungsweise angeordnet.
Schritt f) wird bevorzugterweise nach Schritt e) durchgeführt. Somit können zuerst die Randabschnitte komplett vermessen werden, für jede vorgegebene Position das jeweilige optimale Volumen und die ideale Lage ermittelt werden und anschließend das Medium an den Positionen aufgetragen werden. Alternativerweise kann nach jeder einzelnen Ermittlung für Volumen und Lage an einer Position der Klebstoff an dieser Position aufgetragen werden und anschließend Volumen und Lage für die nächste Position berechnet werden.
In einem letzten Schritt werden die beiden Bauteile nach dem Auftragen des Mediums aufeinandergelegt beziehungsweise geschachtelt und mechanisch miteinander verbunden beziehungsweise gefügt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, in jeder Position eine optimale Füllmenge des Mediums an einer idealen Lage vorzusehen. Dabei können die tatsächlichen Beschnittabweichungen sowie auch andere Handlingtoleranzen und Abweichungen der Aufnahmevorrichtungen beim Aufnehmen der Bauteile berücksichtigt werden. Somit bietet das erfindungsgemäße Verfahren eine automatisierte einzelteilbezogene Prozesskorrektur, wodurch die Bauteilqualität erhöht werden kann, da einzelteilbezogen sichergestellt werden kann, dass in jedem Bereich der zu verbindenden Randabschnitte ausreichend Medium aufgetragen wird. Des Weiteren können Kosten und Aufwand reduziert werden, da ferner sichergestellt werden kann, dass in keinem Bereich zu viel oder zu wenig Medium aufgetragen wird, was ansonsten ein aufwendiges Nacharbeiten erforderlich machen oder zu Ausschuss führen würde.
Bevorzugterweise werden die einzelnen Positionen in vorgegebenen Abständen zwischen 1,0 mm und 5,0 mm, besonders bevorzugterweise zwischen 1,2 mm und 3,0 mm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 1,5 mm und 2,0 mm entlang des ersten Randabschnitts und/oder entlang des zweiten Randabschnitts angeordnet. Hierfür werden die Randabschnitte bevorzugterweise in Abständen von 0,1 mm und 0,5 mm, besonders bevorzugterweise zwischen 0,12 mm und 0,3 mm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 0,15 mm und 2,0 mm vermessen. Messungen haben ergeben, dass insbesondere ein Abstand von 1,8 mm zwischen den einzelnen Positionen besonders geeignet ist. Dadurch kann eine Mengen- und Lageregulierung für das Medium beziehungsweise das Auftragen des Mediums in den bevorzugten Abständen bereitgestellt werden.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das Medium ein Klebstoff oder Dichtstoff ist.
Das Verfahren wird bevorzugterweise als Fügeverfahren in Hybridtechnologie durchgeführt, wobei beide Bauteile mittels des Mediums miteinander verklebt und anschließend in einem weiteren Prozessschritt mechanisch miteinander verbunden werden. Unter einem Hybrid-Fügeverfahren ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Fügeverfahren mit mindestens zwei verschiedenen Verfahrensschritten, beispielsweise dem Auftrag eines Klebstoffs und einem anschließenden mechanischen Fügen, zu verstehen.
Beispielsweise kann das Verfahren als Falzklebeprozess ausgebildet sein. Hierfür können die beiden Bauteile zur Verstärkung und Herstellung eines Karosserieteils, beispielsweise einer Frontklappe, eines Heckdeckels oder einer Fahrzeugtür, miteinander verbunden werden. Eines der beiden Bauteile könnte als äußeres Bauteil ausgebildet sein. Das andere Bauteil könnte als inneres Bauteil ausgebildet sein. Nach dem Umlegen einer äußeren Kante des äußeren Bauteils beziehungsweise nach dem Abkanten eines Flansches des äußeren Bauteils kann das Medium in Form eines Klebstoffs oder Dichtstoffs aufgetragen werden. Anschließend werden beide Bauteile geschachtelt und formschlüssig durch Falzen mechanisch miteinander verbunden. Zusätzlich zur mechanischen Falzverbindung wird dadurch die Falzschlaufe mit dem Medium beziehungsweise dem Klebstoff aufgefüllt.
Bevorzugterweise werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil in Schritt a) mittels einer Aufnahmevorrichtung oder mittels mehrerer Aufnahmevorrichtungen aufgenommen und während der Schritte b) bis f) im aufgenommenen Zustand gehalten. Hierunter ist zu verstehen, dass die beiden Bauteile nach dem Aufnehmen in Schritt a) während der folgenden Verfahrensschritte b) bis f) nicht mehr abgelegt werden. Dadurch können nicht nur Beschnittabweichungen der Bauteile, sondern auch andere Handlingtoleranzen und Abweichungen durch die Aufnahmen (beispielsweise RPS-Aufnahmen) berücksichtigt werden. Die Aufnahmevorrichtung kann als Roboter ausgebildet sein. Beispielsweise kann das erste Bauteil durch einen ersten Roboter und das zweite Bauteil durch einen zweiten Roboter aufgenommen und während der Schritte b) bis f) gehalten werden.
Der erste Randabschnitt und/oder der zweite Randabschnitt wird beziehungsweise werden vorzugsweise vor Schritt a) abgekantet. Somit weist das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil zum Vermessen beziehungsweise vor dem Vermessen bereits einen abgekanteten Flansch auf. In Schritt b) wird dann der beim Abkanten entstandene Flansch vermessen. Dabei können unterschiedliche Parameter gemessen werden.
Bevorzugterweise wird die Höhe des abgekanteten Flansches des ersten Randabschnitts und/oder des zweiten Randabschnitts gemessen. Ferner wird bevorzugterweise eine Winkelstellung und/oder eine Winkelabweichung von einer vorgegebenen Winkelstellung eines abgekanteten Flansches des ersten Randabschnitts und/oder des zweiten Randabschnitts gemessen. Auch kann ein Radius in einem Falzgrund eines abgekanteten Flansches des ersten Randabschnitts und/oder des zweiten Randabschnitts gemessen werden.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Dicke des ersten Randabschnitts und/oder des zweiten Randabschnitts gemessen wird.
Die zu messenden Parameter dienen dann als Grundlage für die Berechnung der Volumina und der Lagen an den unterschiedlichen Positionen. Bevorzugterweise werden sämtliche Parameter an jeder einzelnen vorgegebenen Position entlang der Randabschnitte gemessen. Durch einen Vergleich der Messwerte mit vorgegebenen Sollwerten können die Differenzen ermittelt und darauf basierend Korrekturwerte für die Volumina und Lagen an den einzelnen Positionen berechnet werden.
Bevorzugterweise wird an jeder Position für die Berechnung des aufzutragenden Volumens dieses in mehrere Volumenabschnitte aufgeteilt, wobei basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten eine Querschnittsfläche für jeden Volumenabschnitt berechnet wird. Für das Falzkleben kann für die Berechnung des aufzutragenden Volumens dieses an jeder Position in beispielsweise vier Volumenabschnitte aufgeteilt werden. Für jeden dieser vier Volumenabschnitte wird dann basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten eine Querschnittsfläche ermittelt. Ein erster Volumenabschnitt kann beispielsweise durch den Kontaktbereich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ausgebildet werden beziehungsweise den Bereich darstellen, in welchem die beiden Randabschnitte aufeinandergelegt werden. Der zweite Volumenabschnitt kann beispielsweise den Bereich darstellen, welcher sich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil nach dem Umlegen des Flansches des ersten Bauteils auf die andere Seite des zweiten Bauteils ergibt. Der dritte Volumenabschnitt kann den Kanal zwischen der Stirnseite der Außenkante des zweiten Bauteils und dem umgelegten Flansch des ersten Bauteils darstellen. Der vierte Volumenabschnitt kann einen vorgegebenen beziehungsweise geforderten Mediumaustritt darstellen. Für jeden einzelnen Volumenabschnitt können in Abhängigkeit des Verfahrens Füllgrade für das Medium vorgegeben werden.
In Schritt b) können die Randabschnitte bevorzugterweise mittels eines optischen Messverfahrens vermessen werden. Besonders bevorzugterweise werden die Randabschnitte dabei mittels eines 2D-Lasertriangulationssensors vermessen. Dabei können die Randabschnitte mit einer Messfrequenz zwischen 1 kHz und 64 kHz, ganz besonders bevorzugterweise mit ca. 4 kHz, vermessen werden. Eine Messfrequenz in diesen Bereichen stellt ein optimales Verhältnis zwischen Messdatenumfang und der Messgenauigkeit dar. Auch können dadurch größere Karosserieteile, beispielsweise Frontklappen, Heckdeckel, oder Fahrzeugtüren, in bestehenden Fertigungsstationen hergestellt werden beziehungsweise die erforderliche zusätzliche Messtechnik und Regelungstechnik in die bestehenden Fertigungsstationen integriert werden. Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass während oder nach Schritt b), aber vor Schritt f), geprüft wird, ob eine Beschnittabweichung am ersten Bauteil und/oder am zweiten Bauteil außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt. Somit kann vor dem Fügen und insbesondere vor dem Auftragen des Mediums geprüft werden, ob die Beschnittabweichungen außerhalb der Toleranzen liegen. Dadurch können fehlerhafte Bauteile frühzeitig aussortiert werden und/oder eine Rückmeldung an die Beschnittstation gegeben werden. Fehler können frühzeitig erkannt und/oder Korrekturmaßnahmen beim Beschnitt der nächsten Bauteile eingeleitet werden.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Karosserieteil aus mindestens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil vorgesehen, wobei das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil nach einem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Insbesondere ist das Karosserieteil als Frontklappe, Heckdeckel oder Fahrzeugtür ausgebildet.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Verbinden von mindestens einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil nach einem vorbeschriebenen Verfahren vorgesehen.
Die Vorrichtung kann hierfür einen oder mehrere Roboter zum Aufnahmen der Bauteile aufweisen. Ferner weist die Vorrichtung bevorzugterweise mindestens eine Messeinheit zum Vermessen der Randabschnitte der beiden Bauteile sowie mindestens eine Regeleinheit zum Berechnen und Regeln der einzelnen Volumina und Lagen für den Mediumauftrag auf. Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Vorrichtung eine dynamische Appliziereinheit zum Auftragen des Mediums aufweist. Zum mechanischen Verbinden der beiden Bauteile nach dem selbstregelnden Auftrag des Mediums können die beiden Bauteile mittels einer Falzeinheit der Vorrichtung gefalzt und dadurch miteinander verbunden werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen schematisch:

1: ein Ablaufdiagramm mit den wesentlichen Schritten eines Verfahrens zum Verbinden von zwei Bauteilen;
2: eine Vorrichtung sowie ein weiteres Ablaufdiagramm zum Verbinden von zwei Bauteilen;
3 und 3a: einen Falzklebeprozess für den selbstregelnden Auftrag eines Mediums;
4: einen Ausschnitt durch einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil in Querschnittsdarstellung; und
5: das Zusammensetzen von zwei Bauteilen nach Auftrag eines Mediums zur Herstellung eines Karosserieteils.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt schematisch die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Blockablaufdiagramms. In Schritt S1 werden das erste Bauteil 10 und das zweite Bauteil 11 beispielsweise mittels Roboter 20 aufgenommen. In Schritt S2 werden die Randabschnitte 10a, 11a der beiden Bauteile 10, 11 vermessen. Anschließend wird in Schritt S3 das mit dem Medium 12 zu füllende Volumen an einer ersten Position 13 auf dem ersten Randabschnitt 10a und/oder auf dem zweiten Randabschnitt 11a basierend auf den in Schritt S2 ermittelten Messwerten berechnet. In Schritt S4 wird basierend auf den in Schritt S2 ermittelten Messwerten die Lage für eine Appliziereinheit zum Auftrag des Mediums 12 an der ersten Position 13 berechnet. Diese Schritte werden für weitere voneinander beabstandet angeordnete Positionen 13a, 13b, 13c entlang der Randabschnitte 10a, 11a wiederholt. Anschließend wird in Schritt S5 das Medium 12, beispielsweise der Klebstoff, an den einzelnen Positionen 13, 13a, 13b, 13c das jeweils ermittelte Volumen und in jeder für jede Position 13, 13a, 13b, 13c ermittelten Lage aufgetragen. In Schritt S6 werden die beiden Bauteile 10, 11 aufeinandergelegt beziehungsweise geschachtelt und anschließend miteinander verbunden, beispielsweise gefalzt.
2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen 10, 11 mittels eines vorbeschriebenen Verfahrens. Die beiden Bauteile 10, 11 können mit separaten Robotern 20 aufgenommen werden. Beide Bauteile 10, 11 beziehungsweise die jeweiligen Randabschnitte 10a, 11a werden mittels einer optischen Messeinheit vermessen und anschließend virtuell geschachtelt. Hierfür könnten auch mehrere optische Messeinheiten vorgesehen sein. Beim virtuellen Schachteln werden an jeder Position 13, 13a, 13b, 13c für die Berechnung des aufzutragenden Volumens dieses in mehrere Volumenabschnitte aufgeteilt und basierend auf den ermittelten Messwerten eine Querschnittsfläche 17a, 17b, 17c, 17d für jeden Volumenabschnitt berechnet. In einem nächsten Schritt wird das Medium 12 entsprechend den ermittelten Werten aufgetragen. Anschließend werden die beiden Bauteile 10, 11 aufeinandergelegt beziehungsweise geschachtelt und miteinander verbunden, beispielsweise gefalzt.
3 zeigt beispielhaft den selbstregelnden Auftrag des Mediums 12 in einer vorgegebenen Position 13 beim Falzkleben. Hierfür werden die Randabschnitte 10a, 11a der beiden Bauteile 10, 11 vermessen, wobei beispielsweise Parameter wie die Dicke der Bauteile 10, 11, die Höhe 14a des bereits abgekanteten Flansches 14, die Winkelstellung 15 des bereits abgekanteten Flansches 14 sowie der Radius 16 des Flanschgrundes ermittelt werden.
Das optimale Volumen beziehungsweise die optimale Klebstoffmenge sowie die Lage für den Auftrag des Klebstoffs in dieser Position 13 werden dann anhand dieser Parameter berechnet. Diese Schritte werden für alle Positionen 13, 13a, 13b, 13c wiederholt, sodass entlang der zu verbindenden Randabschnitte 10a, 11a jeweils optimale Klebstoffmengen in der idealen Lage aufgetragen werden.
In 3a ist eine perspektivische Ansicht auf die Anordnung aus 3 gezeigt. Der besseren Übersicht halber ist in 3a das zweite Bauteil 11 nicht dargestellt. 3a veranschaulicht, wie das Medium 12 entlang des ersten Randabschnitts 10a raupenförmig aufgetragen wird. An den zueinander beabstandeten Positionen 13, 13a, 13b, 13c wird jeweils die aufzutragende Menge beziehungsweise das Volumen sowie die Lage für den Auftrag des Mediums 12 reguliert und angepasst. An dem in 3a gezeigten Beispiel verjüngt sich der abgewinkelte Flansch 14 im Verlauf. Entsprechend wird an den einzelnen Positionen 13, 13a, 13b, 13c die Menge verändert und insbesondere verringert. Die in 3a gezeigten Positionen 13, 13a, 13b, 13c stellen nicht alle tatsächlichen Positionen entlang des ersten Randabschnitts 10a dar, an welchen die Menge und Lage neu reguliert werden, sondern zeigen nur ein paar Positionen beispielhaft.
Ferner ist in 3a der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Auftrag des Mediums 12 und den ursprünglich vorgegebenen Sollwerten 19 für Volumen und Lage gezeigt.
4 zeigt einen Ausschnitt eines Verbindungsbereiches zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 11 in Querschnittdarstellung. Dabei sind beispielhaft für eine Falzklebeverbindung die einzelnen Volumenabschnitte beziehungsweise Querschnittsflächen 17a, 17b, 17c, 17d der einzelnen Volumenabschnitte gezeigt. Der erste Volumenabschnitt beziehungsweise dessen erste Querschnittsfläche 17a wird durch den Bereich ausgebildet, welcher sich beim Aufeinanderlegen der beiden Bauteile 10, 11 zwischen diesen ergibt. Der zweite Bereich beziehungsweise die zweite Querschnittsfläche 17b wird durch den Bereich zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 11 definiert, welcher sich nach dem Umlegen des Flansches 14 des ersten Bauteils 10 auf die andere Seite des zweiten Bauteils 11 ergibt. Der dritte Volumenabschnitt beziehungsweise die dritte Querschnittsfläche 17c wird durch den Kanal zwischen der Stirnseite des zweiten Bauteils 11 und dem umgebogenen Flansch 14 des ersten Bauteils 10 ausgebildet. Der vierte Volumenabschnitt beziehungsweise die vierte Querschnittsfläche 17d stellt den vorgegebenen erforderlichen Klebstoffaustritt dar.
5 zeigt am Beispiel einer Frontklappe für ein Fahrzeug das Zusammensetzen von zwei Bauteilen 10, 11 zu einem Karosserieteil 100. Vor dem Zusammensetzen beziehungsweise Verbinden der beiden Bauteile 10, 11 wurden die jeweiligen Randabschnitte 10a, 11a der beiden Bauteile 10, 11 vermessen. Anschließend wurde für jede Position 13, 13a, 13b, 13c entlang der Randabschnitte 10a, 11a die optimale Menge für den Klebstoffauftrag sowie die ideale Lage für den Klebstoffauftrag ermittelt und anschließend der Klebstoff entsprechend aufgetragen. Nach dem Auftrag des Klebstoffs werden die Bauteile 10, 11 aufeinandergelegt beziehungsweise geschachtelt und durch Falzen miteinander gefügt.
Bezugszeichenliste

100: Karosserieteil
200: Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen
10: Erstes Bauteil
10a: Erster Randabschnitt
11: Zweites Bauteil
11a: Zweiter Randabschnitt
12: Medium
13: Erste Position
13a, 13b, 13c: Weitere Positionen
14: Flansch
14a: Flanschhöhe
15: Winkelstellung
16: Radius
17a: Erste Querschnittsfläche
17b: Zweite Querschnittsfläche
17c: Dritte Querschnittsfläche
17d: Vierte Querschnittsfläche
18: Toleranzen
19: Ursprünglich vorgegebene Sollwerte
20: Roboter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012018003 A1 [0006]
EP 2223751 B1 [0007]
DE 10313888 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (10) mit mindestens einem zweiten Bauteil (11) entlang eines ersten Randabschnitts (10a) des ersten Bauteils (10) und eines zweiten Randabschnitts (11a) des zweiten Bauteils (11), wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: a) Aufnehmen des ersten Bauteils (10) und des zweiten Bauteils (11); b) Vermessen des ersten Randabschnitts (10a), und Vermessen des zweiten Randabschnitts (11a); und c) Ermitteln eines mit einem Medium (12) zu füllenden Volumens an einer ersten Position (13) auf dem ersten Randabschnitt (10a) und/oder auf dem zweiten Randabschnitt (11a), wobei das mit dem Medium (12) zu füllende Volumen an der ersten Position (13) basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten berechnet wird; und d) Ermitteln einer Lage für eine Appliziereinheit zum Auftrag des Mediums (12) an der ersten Position (13), wobei die Lage zum Auftrag des Mediums (12) an der ersten Position (13) basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten berechnet wird; und e) Wiederholen der Schritte b) bis d) für weitere Positionen (13a, 13b, 13c) entlang des ersten Randabschnitts (10a) und/oder des zweiten Randabschnitts (11a), wobei für jede einzelne Position (13, 13a, 13b, 13c) das mit dem Medium (12) zu füllende Volumen sowie die Lage zum Auftrag des Mediums (12) individuell basierend auf den an der jeweiligen Position (13, 13a, 13b, 13c) ermittelten Messwerten berechnet werden; und f) Auftragen des Mediums mit dem für die entsprechende Position in Schritt c) ermittelten Volumen und in der für die entsprechende Position in Schritt d) ermittelten Lage an der ersten und jeder weiteren Position auf dem ersten Randabschnitt und/oder auf dem zweiten Randabschnitt; und g) Verbinden des ersten Bauteils (10) mit dem zweiten Bauteil (11).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Positionen (13, 13a, 13b, 13c) in vorgegebenen Abständen zwischen 1,0 mm und 5,0 mm, vorzugsweise zwischen 1,2 mm und 3,0 mm, sowie besonders bevorzugterweise zwischen 1,5 mm und 2,0 mm entlang des ersten Randabschnitts (10a) und/oder des zweiten Randabschnitts (11a) angeordnet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (11) in Schritt a) mittels einer Aufnahmevorrichtung oder mehrerer Aufnahmevorrichtungen aufgenommen werden und während der Schritte b) bis f) im aufgenommenen Zustand gehalten werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Randabschnitt (10a) und/oder der zweite Randabschnitt (11a) vor Schritt a) abgekantet wird und in Schritt b) ein beim Abkanten entstandener Flansch (14) vermessen wird, wobei eine Flanschhöhe (14a) und/oder eine Winkelstellung (15) des abgekanteten Flansches (14) des ersten Randabschnitts (10a) und/oder des zweiten Randabschnitts (11a) gemessen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Winkelabweichung der Winkelstellung (15) des abgekanteten Flansches (14) des ersten Randabschnitts (10a) und/oder des zweiten Randabschnitts (11a) ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (16) in einem Falzgrund des abgekanteten Flansches (14) des ersten Randabschnitts (10a) und/oder des zweiten Randabschnitts (11a) gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine Dicke des ersten Randabschnitts (10a) und/oder eine Dicke des zweiten Randabschnitts (11a) gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Position (13, 13a, 13b, 13c) für die Berechnung des aufzutragenden Volumens dieses in mehrere Volumenabschnitte aufgeteilt wird und basierend auf den in Schritt b) ermittelten Messwerten eine Querschnittsfläche (17a, 17b, 17c, 17d) für jeden Volumenabschnitt berechnet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Randabschnitte (10a, 11a) mittels eines optischen Messverfahrens und/oder mittels einer taktilen Ermittlung von Abweichungen vermessen werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach Schritt b) geprüft wird, ob eine Beschnittabweichung am ersten Bauteil (10) und/oder am zweiten Bauteil (11) außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.
Karosserieteil (100) aus mindestens einem ersten Bauteil (10) und einem zweiten Bauteil (11), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (10) mit dem zweiten Bauteil (11) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden wurde.
Vorrichtung (200) zum Verbinden von mindestens einem ersten Bauteil (10) mit einem zweiten Bauteil (11) nach einem Verfahren basierend auf einem der Ansprüche 1 bis 9.
Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (200) einen oder mehrere Roboter (20), mindestens eine Messeinheit, mindestens eine Regeleinheit und mindestens eine dynamische Appliziereinheit zum Auftrag des Mediums (12) aufweist.