DE10342658A1

DE10342658A1 - Verfahren zum Auftragen eines Klebebandes

Info

Publication number: DE10342658A1
Application number: DE2003142658
Authority: DE
Inventors: Leiritz Georg
Original assignee: DAT AUTOMATISIERUNGSTECHNIK GM; DAT AUTOMATISIERUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: SAR-DAT AUTOMATION GMBH, 84130 DINGOLFING, DE
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Klebebandes oder dergleichen auf einen Gegenstand. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen eines Klebebandes oder dergleichen auf einen Gegenstand. DOLLAR A Um eine Lösung zum automatischen Auftragen von Klebebändern auf einen Gegenstand bereitzustellen, die flexibel einsetzbar ist, wird ein Verfahren vorgeschlagen, wonach das Klebeband (8) von einer Bereitstellungseinheit (3) über eine Führungseinheit (4) in eine Ablagepostion (14) geführt wird, die als Ausgangsposition für das Auftragen des Klebebandes (8) auf den Gegenstand (18) dient. Während des Auftragens des Klebebandes (8) auf den Gegenstand (18) wird aus einem von der Führungseinheit (4) vorgehaltenen Klebebandvorrat eine erforderliche Klebebandmenge entnommen. Dabei wird der Klebebandvorrat durch Übertragung von Klebeband (8) von der Bereitstellungseinheit (3) in die Führungseinheit (4) automatisch aufgefüllt, sobald ein Vorratsgrenzwert unterschritten wird. Die hierzu ausgebildete Vorrichtung weist zu diesem Zweck neben der bereits erwähnten Bereitstellungseinheit (3) und der Führungseinheit (4) eine Steuereinheit (6) zur Überwachung, Ansteuerung und Kontrolle der einzelnen Systemkomponenten auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Klebebandes oder dergleichen auf einen Gegenstand. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen eines Klebebandes oder dergleichen auf einen Gegenstand.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise im Automobilbereich angewandt. So ist es bekannt, im Cockpit- bzw. Lüftungsbereich Schaum- bzw. Dichtungsbänder zu verkleben. Auch werden beispielsweise Knarzbänder zur Geräuschdämmung in Karosserieteilen verklebt. Nach dem Stand der Technik geschieht dies zumeist dadurch, dass ein Klebestreifen in eine Art Schablone vorgelegt wird und das zu beklebende Teil auf den Klebestreifen aufgedrückt wird. Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist, dass mit einem solchen System jeweils nur baugleiche Bauteile bearbeitet werden können.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zum automatischen Auftragen von Klebebändern auf einen Gegenstand bereitzustellen, die flexibel einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Klebeband von einer Bereitstellungseinheit über eine Führungseinheit in eine Ablageposition geführt, die als Ausgangsposition für das Auftragen des Klebebandes auf den Gegenstand dient. Während des Auftragens des Klebebandes auf den Gegenstand wird aus einem von der Führungseinheit vorgehaltenen Klebebandvorrat eine erforderliche Klebebandmenge entnommen. Dabei wird der Klebebandvorrat durch Übertragung von Klebeband von der Bereitstellungseinheit in die Führungseinheit automatisch aufgefüllt. Die hierzu ausgebildete Vorrichtung weist zu diesem Zweck neben der bereits erwähnten Bereitstellungseinheit und der Führungseinheit eine Steuereinheit zur Überwachung, Ansteuerung und Kontrolle der einzelnen Systemkomponenten auf.

Durch die Anpassung des Klebebandvorrates können beim Auftragen des Klebebandes auf den Gegenstand verschiedene Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofile durchlaufen werden, ohne dass es zu Engpässen in der Klebebandversorgung kommt. Mit anderen Worten braucht also lediglich der eigentliche Auftragungsprozess des Klebebandes an die Teilegeometrie des zu beklebenden Gegenstandes angepasst werden. So muss also beispielsweise lediglich ein Steuerprogramm zur Ansteuerung eines Industrieroboters oder die besondere Ausführung eines Greifers am Arm eines solchen Roboters angepasst werden. Auf die Art und Weise der Zuführung des Klebebandes muss hingegen keine Rücksicht mehr genommen werden. Verschiedenste Bauteile können somit mit der gleichen Vorrichtung beklebt werden, wodurch eine besonders hohe Flexibilität erreicht wird.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der das Klebeband zum Verkleben in der Ablageposition auf eine Anlagefläche aufliegt. Der zu beklebende Gegenstand wird an der Ablageposition an das Klebeband herangeführt und an die Anlagefläche angedrückt. Dabei erfolgt das Auftragen des Klebebandes dadurch, dass der Gegenstand an der Anlagefläche auf einer vorgegebenen Bahn entlanggeführt wird. Der Greifer des Roboterarmes muss dergestalt ausgebildet sein, dass er den zu beklebenden Gegenstand derart halten und an die Anlagefläche andrücken kann, dass das auf der Anlagefläche aufliegende Klebeband auf die zu beklebenden Fläche des Gegenstandes aufgetragen werden kann, wenn der Roboter den Gegenstand an der Ablageposition entlang bewegt.

Das Auftragen des Klebebandes kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jedoch auch dadurch erfolgen, dass das Klebeband aus der Ablageposition aufgenommen und mittels eines Applizierwerkzeugs auf den Gegenstand aufgetragen wird. Hierzu weist die Vorrichtung vorzugsweise einen Roboter auf, dessen an einem Roboterarm angeordneter Greifer entsprechend zur Aufnahme des Klebebandes ausgebildet ist. Applizierwerkzeuge, die in diesem Fall Verwendung finden können, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen zumeist eine oder mehrere Halteeinrichtung sowie sehr häufig wenigstens eine Applizierwalze auf.

Vorteilhafterweise wird, kurz bevor die zu beklebende Fläche fertig mit dem Klebeband beklebt ist, das Klebeband von dem Klebebandvorrat abgetrennt. Hierzu ist eine Trenneinheit vorgesehen, welche mit einer Steuereinheit verbunden ist, über die eine entsprechende Signalgebung an die Schneidvorrichtung erfolgt. Der Klebeprozess wird dann mit dem restlichen Stück Klebeband abgeschlossen. Im Anschluss daran fördert die Vorrichtung ein neues Stück Klebeband aus dem Klebebandvorrat solange, bis die Ablageposition wieder erreicht ist, so dass sofort im Anschluss daran ein neuer Klebeprozess erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform werden Klebebänder mit Solltrennstellen verwendet, beispielsweise Bänder, die eine Perforation aufweisen. In diesen Fällen kann auf eine Trennvorrichtung verzichtet werden, wenn das Abtrennen des Klebebandes während des Klebevorgangs erfolgt, beispielsweise durch ein entsprechendes Verfahren des Roboterarmes.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Auffüllen des Klebebandvorrates zumindest teilweise durch das Abziehen eines Abdeckbandes von dem Klebeband erfolgt. Hierzu ist vorzugsweise eine Vorschubeinheit, insbesondere in Form eine Servomotors, vorgesehen, welche mit der Steuereinheit zum automatischen Auffüllen verbunden ist. Die Vorschubeinheit wird dabei in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Klebebandvorschubes angesteuert. Je nachdem, wie schnell oder langsam das Klebeband von dem Roboter aufgenommen bzw. abgezogen wird, erfolgt somit ein ebenso schneller oder langsamer Nachschub an Klebeband. Mit anderen Worten wird der Klebebandvorrat schnell aufgefüllt, wenn die Geschwindigkeit, mit der das Klebeband aufgebracht wird, steigt, während bei einem Abbremsen der Klebegeschwindigkeit auch weniger Klebeband aus der Bereitstellungseinheit entnommen wird. Insbesondere in den Fällen, in denen die Bereitstellungseinheit sehr groß und schwer ist, wird das Auffüllen des Klebebandvorrates dadurch unterstützt, dass die Bereitstellungseinheit ebenfalls angetrieben wird. Auch dieser Antrieb ist mit der zentralen Steuereinheit verbunden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. 1 zeigt dabei eine stark schematisierte Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Zuführungseinheit 1 zum Zuführen eines Klebebandes sowie einem unmittelbar benachbart angeordneten Robotersystem 2. Die Zuführungseinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer Bereitstellungseinheit 3, einer Führungseinheit 4, einer Vorschubeinheit 5 und einer Steuereinheit 6.
Die Bereitstellungseinheit 3 umfasst eine Vorratsrolle 7, die als Zuführrolle für das verwendete Klebeband 8 dient. Derartige Vorratsrollen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die hier verwendete Vorratsrolle weist einen Schnellwechselgriff auf und kann über einen Rollenantrieb 9 angetrieben werden.
Von der Bereitstellungseinheit 3 läuft das Klebeband 8 über einen Einlauftrichter 10 in die Führungseinheit 4 ein. Die Laufrichtung des Klebebandes 8 ist dabei durch Pfeile symbolisiert. Bei dem Klebeband 8 kann es sich beispielsweise um ein Schaumband, z.B. um einen 10 × 10 mm PU-Schaum, um ein Dichtungsband oder Dichtungsprofil oder aber um ein Knarzband handeln. Es können jedoch prinzipiell auch andere Materialien oder Formen verwendet werden, beispielsweise klebende PP-Folien oder ähnliches.
Die Führungseinheit 4 besteht aus einer Anzahl von Führungsmitteln, hier in Form von Umlenk- bzw. Führungsrollen. Es können jedoch auch Führungsprofile oder andere Führungsvorrichtungen zum Einsatz kommen. Dabei wird das Klebeband 8 zunächst über eine erste Umlenkrolle 11 geführt, um dann über eine zweite und dritte Umlenkrolle 12, 13 in seine endgültige Ablageposition 14 geführt zu werden. Die Umlenkrollen 11, 12, 13 sind dabei derart angeordnet, dass sie einen Vorratsbereich für das der Vorratsrolle 7 entnommene Klebeband 8 ausbilden. Zu diesem Zweck ist die mittlere, zweite Umlenkrolle 12 als Tänzerrolle ausgebildet. Sie dient also mit anderen Worten als Vorspannrolle und ist in einer vertikal verlaufenden Langführung 15 geführt.
Der Greifer 16 des Roboterarmes 17, der das zu beklebende Werkstück 18 hält, führt dieses mit der zu beklebenden Fläche 19 in Zuführrichtung 20 auf die Ablageposition 14 des Klebebandes 8, welches dort auf eine Anlagefläche 21 aufliegt. Der Gegenstand 18 wird zunächst mit einer definierten Startposition an die Anlagefläche 21 angedrückt. Dann erfolgt ein Verfahren des Gegenstandes 18 entlang einer vorgegebenen Bahn entsprechend der Kontur der zu beklebenden Fläche 19 derart, dass die zu beklebende Fläche 19 des Gegenstandes 18 von der Startposition bis zu einer definierten Endposition an der Anlagefläche 21 entlanggeführt wird. Dadurch wird das auf der Anlagefläche 21 aufliegende Klebeband 8 verklebt. Gleichzeitig wird das Klebeband 8 dadurch kontinuierlich aus dem Vorratsbereich herausgezogen. Mit anderen Worten wird dadurch eine bestimmte Länge des Klebebandes 8 aus dem Klebebandvorrat entnommen. Dadurch bewegt sich die Tänzerrolle 12 in ihrer Führung 15 nach oben. Dort ist ein erster Sensor 22 vorgesehen, der beim Erreichen einer bestimmten Position der Tänzerrolle 12 einen Antriebsmotor 23 der Vorschubeinheit 5 zum Abziehen des Abdeckbandes 24 anschaltet, so dass eine weitere Abwicklung des Klebebandes 8 von der Vorratsrolle 7 in den Vorratsbereich erfolgt. Der Klebebandvorrat wird aufgefüllt. Gleichzeitig wandert die Tänzerrolle 12 aufgrund ihrer Schwerkraft wieder in ihrer Führung 15 nach unten. Dort befindet sich ein zweiter Sensor 25, der, sobald der Klebebandvorrat gefüllt ist, den Antriebsmotor 23 wieder abschaltet. Durch die Tänzerrolle 12 wird also eine optimale Zufuhrspannung des Klebebandes 8 erreicht. Die Ansteuerung der Vorschubeinheit erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Klebebandvorschubes, so dass bei einer langsamen Entnahme von Klebeband durch den Klebevorgang ein ebenso langsames Auffüllen des Klebebandvorrates erfolgt, während bei einer beschleunigten Entnahme ein schnelleres Auffüllen gewährleitstet ist. Geschwindigkeitsänderungen beim Klebeprozess sind auf diese Weise leicht ausgleichbar. Auch können Unregelmäßigkeiten der Vorratsrolle 7 ausgeglichen werden.
Das Abziehen des Abdeckbandes 24 erfolgt über eine Abzugsrolle 26 , die zwischen der dritten Umlenkrolle 13 und der Ablageposition 14 angeordnet ist. Das Abdeckband 24, das auch als Liner bezeichnet wird, wird dann über eine weitere Umlenk- bzw. Führungsrolle 27 zu einer von dem Antriebsmotor 23 angetriebenen Antriebsrolle 28 geführt, an welche das Abdeckband 24 mittels einer von einem Spannhebel (nicht dargestellt) fixierten Andrückrolle 29 festgespannt ist. Das abgezogene Abdeckband 24 wird in einem entsprechenden Sammelbehälter (nicht abgebildet) aufgefangen und entsorgt.
Zwischen der Abzugsrolle 26 und der Ablageposition 14 des Klebebandes 8 ist eine Trenneinheit 30 in Form eines Schneidmessers zum Durchtrennen des vom Abdeckband befreiten Schaumbandes vorgesehen. Ein entsprechender Gegenhalter ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht abgebildet. Nach einer entsprechenden Signalgebung des Robotersystems 2 an die Trenneinheit 30 erfolgt das Durchtrennen des Klebebandes und der Klebeprozess wird mit dem restlichen Stück Klebeband abgeschlossen. Im Anschluß daran fördert die Zuführeinheit 4 ein neues Stück Klebeband 8 in die Ablageposition 14.
Zur Überwachung, Ansteuerung und Kontrolle der einzelnen Systemkomponenten ist eine zentrale Steuereinheit 6 vorgesehen, die über eine im Ausführungsbeispiel drahtlose Verbindung mit den einzelnen Komponenten 2, 9, 22, 23, 25, 30 verbunden ist. Dies ist in 1 durch Blitzsymbole dargestellt. Die Steuereinheit 6 stellt die Abstimmung aller Baugruppen aufeinander sicher.
Das Klebeband 8 liegt auf der Anlagefläche 21 derart auf, dass die klebende Seite 31 in Richtung Roboterarm 17, also in Richtung der zu beklebenden Fläche 19 zeigt. Zur besseren Fixierung des auf der Anlagefläche 21 aufliegenden Klebebandendes 8, insbesondere zwischen zwei Auftragungsvorgängen, kann eine zusätzliche Fixierung, beispielsweise in Form einer Unterdruckeinrichtung, vorgesehen sein.
Als Klebeband 8 kann auch ein doppelseitiges Klebeband verwendet werden. In diesem Fall wird das Abdeckband 24 beidseitig abgezogen.

Mit der vorliegenden Erfindung ist ein voll automatisiertes Auftragen von Klebeband möglich. Dies spielt insbesondere bei der Serienfertigung, beispielsweise im Fahrzeugbau eine bedeutende Rolle.

1: Zuführungseinheit
2: Robotersystem
3: Bereitstellungseinheit
4: Führungseinheit
5: Vorschubeinheit
6: Steuereinheit
7: Vorratsrolle
8: Klebeband
9: Rollenantrieb
10: Einlauftrichter
11: Umlenkrolle
12: Umlenkrolle
13: Umlenkrolle
14: Ablageposition
15: Langführung
16: Greifer
17: Roboterarm
18: Werkstück
19: Zu beklebende Fläche
20: Zuführrichtung
21: Anlagefläche
22: Sensor
23: Antriebsmotor
24: Abdeckband
25: Sensor
26: Abzugsrolle
27: Umlenkrolle
28: Antriebsrolle
29: Andrückrolle
30: Trenneinheit
31: Klebeseite

Claims

Verfahren zum Auftragen eines Klebebandes (8) oder dergleichen auf einen Gegenstand (18), bei dem das Klebeband (8) von einer Bereitstellungseinheit (3) über eine Führungseinheit (4) in eine Ablageposition (14) geführt wird, die als Ausgangsposition für das Auftragen des Klebebandes (8) auf den Gegenstand (18) dient, wobei während des Auftragens des Klebebandes (8) eine erforderliche Klebebandmenge aus einem von der Führungseinheit (4) vorgehaltenen Klebebandvorrat entnommen wird und der Klebebandvorrat durch Übertragung von Klebeband (8) von der Bereitstellungseinheit (3) in die Führungseinheit (4) automatisch aufgefüllt wird, sobald ein Vorratsgrenzwert unterschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Klebeband (8) in der Ablageposition (14) auf einer Anlagefläche (21) aufliegt, der Gegenstand (18) an der Ablageposition (14) an das Klebeband herangeführt und an die Anlagefläche (21) angedrückt wird, und das Auftragen des Klebebandes (8) dadurch erfolgt, dass der Gegenstand (18) an der Anlagefläche (21) auf einer vorgegebenen Bahn entlanggeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Klebeband (8) aus der Ablageposition (14) aufgenommen und mittels eines Applizierwerkzeuges auf den Gegenstand (18) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem vor Beendigung des Auftragens das Klebeband (8) von dem Klebebandvorrat abgetrennt und nach Beendigung des Auftragens selbsttätig ein neuer Klebebandabschnitt in die Ablageposition (14) geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Auffüllen des Klebebandvorrates zumindest teilweise durch das Abziehen eines Abdeckbandes (24) von dem Klebeband (8) erfolgt.
Vorrichtung zum Auftragen eines Klebebandes (8) oder dergleichen auf einen Gegenstand (18), – mit einer Bereitstellungseinheit (3) zum Bereitstellen des Klebebandes (8), – mit einer Führungseinheit (4) zur Führung des Klebebandes (8) in eine Ablageposition (14), die als Ausgangsposition für ein Auftragen des Klebebandes (8) auf den Gegenstand (18) dient und – mit einer Steuereinheit (6), ausgebildet für ein automatisches Auffüllen eines von der Führungseinheit (4) bereitgestellten Klebebandvorrates durch Übertragung von Klebeband (8) von der Bereitstellungseinheit (3) in die Führungseinheit (4), sobald während der Entnahme einer erforderlichen Klebebandmenge aus dem Klebebandvorrat während des Auftragens des Klebebandes (8) ein Vorratsgrenzwert unterschritten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, mit einer Anlagefläche (21) zur Aufnahme des Klebebandes (8) in der Ablageposition (14) und mit einem Roboter (2), aufweisend einen Roboterarm (17) mit Greifer (16), ausgebildet zum Halten und Bewegen des Gegenstandes (18).
Vorrichtung nach Anspruch 6, mit einem einen Roboterarm (17) aufweisenden Roboter (2) zum Auftragen des Klebebandes (8) auf den Gegenstand (18) mittels eines Applizierwerkzeuges, wobei der Roboterarm (17) einen Greifer (16) zum Aufnehmen des Klebebandes (8) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anlagefläche (21) als Gegenfläche zu einem an der Ablageposition (14) an das Klebeband (8) herangeführten, an die Anlagefläche (21) angedrückten und an ihr auf einer vorgegebenen Bahn entlanggeführten Gegenstand (18) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, mit einer Trenneinheit (30) zum Abtrennen des Klebebandes (8) von dem Klebebandvorrat in Abhängigkeit von dem Auftragungsprozess.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, mit einer mit der Steuereinheit (6) verbundenen Vorschubeinheit (5) zum Abziehen eines Abdeckbandes (24) von dem Klebeband (8) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Klebebandvorschubes.