DE102009014186A1

DE102009014186A1 - Method for automatic application of self-adhering foil on component by free programmed industrial robot having application tool, involves guiding stretched foil by adjusted down holder and segmented adjusted down holder of application tool

Info

Publication number: DE102009014186A1
Application number: DE200910014186
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Grevener; Petra Lawrence
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2009-11-05

Abstract

The method involves guiding a stretched foil (2) by an adjusted down holder (N1) and a segmented adjusted down holder (N2) of an application tool (1). The down holder exerts a tractive force (Fy) which is transverse to an application direction on the foil. The segmented down holder exerts another tractive force which is longitudinal to the application direction on the foil. An independent claim is included for a device for automatic application of self-adhering foil on a component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7.The The invention relates to a method for automated application self-adhering film held in a position-defined manner Component according to the features of the preamble of claim 1 and a Device for automated application of self-adhesive Foil on a position-defined retained component according to the characteristics of the preamble of claim 7.

Aus dem Stand der Technik sind, wie in der DE 102 30 034 A1 beschrieben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von Lackfolie auf Karosserieteile sowie ein automationsgerecht gestalteter Lackfolienverbund bekannt. Es wird zunächst ein automationsgerecht gestalteter Lackfolienverbund geschaffen. Dieser kann mittels eines dazu passenden robotergeführten Applikationswerkzeuges lagegenau sowie blasen- und faltenfrei auf das Karosserieteil aufgeklebt werden. Für ein sicheres Festhalten des von einer Unterlage aufgenommenen Folienverbundes werden die die Enden erfassenden Sauggreifer spiegelbildlich abgewinkelt, um so ein Ablösen der Enden von den Sauggreifern zu verhindern. Danach wird der unterseitige Schutzstreifen, der an einer endseitig überstehenden Abzugsfahne von einem beweglichen Greifwerkzeug erfasst wird, zumindest partiell abgezogen und so die Klebeseite des Nutzteils der Lackfolie freigelegt. Der ausgespannt gehaltene Folienverbund wird in geringem Abstand zu der zu beklebenden und unnachgiebig gehaltenen Karosseriepartie lagerichtig ausgerichtet und der Nutzteil der Lackfolie durch eine bewegliche Rakel aus der Abstandslage heraus auf die Karosserieoberfläche aufgerakelt. Anschließend wird der von den Sauggreifern noch festgehaltene, außenseitige Schutzstreifen von der applizierten Lackfolie abgezogen.From the prior art, as in the DE 102 30 034 A1 describes a method and a device for the automated application of paint film on body parts and an automated designed paint film composite known. It is first created an automated designed paint film composite. This can be glued by means of a matching robot-controlled application tool in the correct position and bubble and wrinkle-free on the body part. For a secure holding the film composite received by a pad, the suction grippers grasping the ends are angled mirror-inverted, so as to prevent detachment of the ends of the suction pads. Thereafter, the lower-side protective strip, which is detected at a terminal protruding withdrawal flag of a movable gripping tool, at least partially withdrawn and thus exposed the adhesive side of the useful portion of the paint film. The stretched composite film is aligned in the correct position at a small distance to the adhering and unyielding body part and the useful part of the paint film is scrape by a movable doctor blade from the distance position on the body surface. Subsequently, the outside of the suction pads still held, outside protective strip is removed from the applied paint film.

In der DE 103 11 267 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von Lackfolie auf Karosserieteile unter Verwendung eines ausgespannten Haftklebebandes beschrieben. Die Lackfolie ist in einem Folienverbund integriert und wird mittels eines robotergeführten Applikationswerkzeuges auf ein Karosserieteil appliziert. Dabei wird ein klebeseitiger Schutzstreifen werkzeugintegriert abgezogen und der ausgespannte und über der Applikationsstelle positionierte Folienverbund in Gegenwart eines sichtseitigen Schutzstreifens werkzeugintegriert auf das Karosserieteil aufgerakelt. Um lediglich zweilagige Folienverbunde verwenden und dabei einfache Applikationswerkzeuge einsetzen zu können, wird der einzeln auf einer harten Unterlage zwangsweise flachliegend bereitgestellte Folienverbund mittels eines werkzeugintegriert auf einer Rolle bevorrateten und nach Gebrauch auch wieder im Werkzeug aufgewickelten Haftklebebandes aufgenommen, indem dieser werkzeugintegriert auf den Folienverbund aufgerakelt wird. Der übernommene Lackfolienzuschnitt wird nach dem Freilegen der Klebeseite auf das Karosserieteil appliziert, wobei das Haftklebeband als Schutzstreifen dient. Anschließend wird das Haftklebeband von der applizierten Lackfolie abgezogen. Dieses wird zur erneuten Verwendung bei einem nachfolgenden Applikationsvorgang im Applikationswerkzeug belassen. Nach mehrmaliger Verwendung kann der arbeitsaktive Abschnitt des Haftklebebandes innerhalb des Werkzeugs selbsttätig erneuert werden.In the DE 103 11 267 A1 For example, a method and apparatus for automated application of paint film to body panels using a stretched pressure-sensitive adhesive tape is described. The paint film is integrated in a film composite and is applied by means of a robot-controlled application tool on a body part. In this case, a adhesive-side protective strip is removed tool-integrated and the stretched and positioned over the application point film composite in the presence of a visible protective strip tool integrated aufgerakelt on the body part. To use only two-layer film composites and to be able to use simple application tools, the individually mounted on a hard surface forced flat film composite is stored by means of a tool integrated on a roll and after use also wound up again in the tool pressure-sensitive adhesive tape by being tool-integrated aufgerakelt on the film composite , The acquired paint film blank is applied to the body part after exposing the adhesive side, wherein the pressure-sensitive adhesive tape serves as a protective strip. Subsequently, the pressure-sensitive adhesive tape is peeled off the applied paint film. This is left for reuse in a subsequent application process in the application tool. After repeated use of the work-active section of the pressure-sensitive adhesive tape can be renewed automatically within the tool.

Aus der DE 103 39 067 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von Lackfolie auf Karosserieteile bekannt. Die selbsthaftende Lackfolie wird als mehrlagiger Folienverbund aufnahmebereit bereitgelegt und automatisiert auf ein räumlich gekrümmtes Karosserieteil unter Verwendung eines robotergeführten Applikationswerkzeuges appliziert. Dabei wird nach dem Aufnehmen mittels eines endseitig am Folienverbund angebrachten Anfassers ein klebeseitiger Schutzstreifen vom ausgespannt gehaltenen Folienzuschnitt abgezogen und so dessen Klebeseite freigelegt. Anschließend wird der Lackfolienzuschnitt über dem zu beklebenden Karosserieteil bei geringem Abstand zu ihm ausgerichtet und aus der beabstandeten Ausspannlage heraus mittels einer über die Lackfolie hinweg bewegten Rolle oder Rakel auf das Karosserieteil fortschreitend angedrückt. Um auch große oder gekrümmt verlaufende Lackfolienzuschnitte bei vertretbaren Werkzeugkosten faltenfrei applizieren zu können, wird ein rechteckiger, die zu überklebende Karosseriepartie allseits überragender Folienverbund verwendet, der an allen vier Seiten in einem rechteckigen Saugrahmen festgehalten wird. Dadurch kann während der Applikation der Lackfolie diese in Längs- und Querrichtung unter Zugspannung gehalten werden. Zur Vereinfachung des Werkzeuges wird der klebeseitige Schutzstreifen stationär von der Lackfolie abgezogen.From the DE 103 39 067 A1 For example, a method and a device for the automated application of paint film to body parts are known. The self-adhesive paint film is prepared as a multi-layer film composite receptive and automatically applied to a spatially curved body part using a robot-controlled application tool. In this case, after removal by means of a handle attached to the end of the film composite, a release-side protective strip is peeled off from the film blank which has been held out in a tension-free manner, thus exposing its adhesive side. Subsequently, the paint film blank is aligned over the adhered body part at a small distance to him and pressed from the spaced Ausspannlage out progressively by means of a moving across the paint film roller or doctor blade on the body part. In order to be able to apply wrinkle-free even large or curved paint film blanks with reasonable tooling costs, a rectangular, the overlaying body part on all sides superior film composite is used, which is held on all four sides in a rectangular suction frame. As a result, during the application of the paint film these are held in tension in the longitudinal and transverse directions. To simplify the tool, the adhesive-side protective strip is drawn off stationary from the paint film.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil und eine verbesserte Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved method for automated application of self-adhesive film on a position defined retained component and an improved device for automated application of self-adhesive film on a Specify positionally defined component.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil wird die Aufgabe durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.The The object is achieved by a method for automated application of self-adhesive film on a position-defined retained component with the features of the claim 1 solved. Regarding the device for automated Application of self-adhesive film to a defined position held Component is the object by the features specified in claim 7 solved.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.preferred Embodiments and developments of the invention are in the dependent Claims specified.

In einem Verfahren zum automatisierten Applizieren von selbst haftender Folie auf ein lagedefiniert festgehaltenes Bauteil unter Verwendung eines mit einem Applikationswerkzeug versehenen, frei programmierbaren Industrieroboters, in welchem Verfahren ein klebeseitiger Schutzstreifen von der Folie abgezogen und so deren Klebeseite freigelegt wird, wird erfindungsgemäß die Folie mittels eines ersten einstellbaren Niederhalters und eines zweiten, segmentierten einstellbaren Niederhalters des Applikationswerkzeugs geführt, positioniert und/oder gedehnt, wobei der erste Niederhalter Zugkräfte quer zu einer Applikationsrichtung auf die Folie ausübt und der zweite segmentierte Niederhalter Zugkräfte längs zur Applikationsrichtung auf die Folie ausübt.In a method for automatically applying self-adhering Film on a position-defined held component using a provided with an application tool, freely programmable Industrial robots, in which process a Klebesteitiger protective strip withdrawn from the film and so exposed their adhesive side, According to the invention, the film by means of a first adjustable hold-down and a second, segmented adjustable Hold down the application tool, positioned and / or stretched, wherein the first hold down tensile forces transverse to an application direction on the film exerts and the second segmented hold-down pulling forces along the Applied application direction on the film.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Fahrzeugbereich, aber auch beispielsweise im Flugzeugbau, im Schiffbau oder in der Möbelfertigung anwendbar und ermöglicht ein automatisiertes Applizieren von Folie, auch von sehr elastischer Folie, auf Bauteilen, wobei diese Bauteile auch sehr kompliziert geformte dreidimensionale Bauteile sein können. Dabei können sowohl nass als auch trocken applizierbare Folien verwendet werden. Das automatisierte Applizieren der Folie, d. h. ein standardisiertes robotergestütztes Dehnen und Applizieren der Folie entsprechend einer Bauteilform ermöglicht eine Serienfertigung derartiger Bauteile in gleich bleibend guter Qualität. Eine zeit- und kostenintensive manuelle Folienapplikation mit damit verbundenen Qualitätsschwankungen ist somit auch bei der Verwendung sehr elastischer Folie bzw. bei einer Folienbeschichtung komplex geformter Bauteile vermeidbar.The solution according to the invention is in the vehicle sector, but also, for example, in aircraft, in shipbuilding or in the Furniture manufacturing applicable and allows an automated Application of foil, even of very elastic foil, on components, these components also very intricately shaped three-dimensional Can be components. It can be both wet as well as dry applied films can be used. The automated Applying the film, d. H. a standardized robotic Stretching and applying the film according to a component shape allows mass production of such components in consistently good quality. A time and cost intensive Manual film application with associated quality fluctuations is thus also when using very elastic film or at a film coating complex shaped components avoidable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Applikationswerkzeugs in Seitenansicht, 1 a schematic representation of an application tool in side view,

2 eine schematische Darstellung eines Applikationswerkzeugs in Draufsicht, 2 a schematic representation of an application tool in plan view,

3 eine Schnittdarstellung eines Bauteils und eines Applikationswerkzeugs, 3 a sectional view of a component and an application tool,

4 eine Schnittdarstellung eines Bauteils mit einer von einem Applikationswerkzeug applizierter Folie, und 4 a sectional view of a component with an application of an application tool applied film, and

5 ein Zuschneiden einer auf ein Bauteil applizierten Folie in schematischer Darstellung. 5 a cutting of a film applied to a component in a schematic representation.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Applikationswerkzeugs 1 in Seitenansicht. Mittels dieses Applikationswerkzeuges 1 ist eine Folie 2 auf ein Bauteil 3 applizierbar. Ein solches Bauteil 3 ist beispielsweise ein lackiertes Karosserieteil eines Fahrzeugs, welches mit der Folie 2 zum Schutz vor Steinschlag beschichtet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung sind jedoch nicht auf den Fahrzeugbereich beschränkt, sondern beispielsweise auch im Flugzeugbau, im Schiffbau oder in der Möbelfertigung anwendbar, um entsprechende Bauteile 3 mit einer Folie 2, beispielsweise mit einer Schutzfolie und/oder mit einer Lackfolie zu beschichten. Die Folie 2 ist vorzugsweise eine aliphatische PU-Folie und weist an einer Unterseite eine hier nicht näher dargestellte Klebstoffschicht auf, welche bevorzugt aus einem Acrylat-Klebstoff gebildet ist. Die Folie 2 ist in Form einer Folienbahn, deren Abmessungen größer sind als ein zu beschichtender Bereich des Bauteils 3, auf einer Folienrolle 4 aufgewickelt. Das mit der Folie 2 zu beschichtende Bauteil 3 kann beispielsweise mit Decklack und/oder mit Klarlack lackiert sein. 1 shows a schematic representation of an application tool 1 in side view. By means of this application tool 1 is a foil 2 on a component 3 to apply. Such a component 3 For example, is a painted body part of a vehicle, which with the film 2 is coated to protect against falling rocks. However, the method and the device are not limited to the vehicle sector, but for example, in aircraft, in shipbuilding or furniture manufacturing applicable to corresponding components 3 with a foil 2 For example, to coat with a protective film and / or with a paint film. The foil 2 is preferably an aliphatic PU film and has on an underside an adhesive layer not shown here, which is preferably formed from an acrylate adhesive. The foil 2 is in the form of a film web whose dimensions are larger than a region of the component to be coated 3 , on a roll of film 4 wound. That with the foil 2 to be coated component 3 For example, it can be varnished with topcoat and / or with clearcoat.

Das Applikationswerkzeug 1 umfasst einen ersten Niederhalter N1, einen zweiten Niederhalter N2, welcher segmentiert ausgebildet ist, die Folie 2, welche von der Folienrolle 4 zuführbar ist und eine Schutzstreifenrolle 5 für eine Aufnahme eines klebeseitigen Schutzstreifens 6 der Folie 2. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Applikationswerkzeug 1 des Weiteren Wasserdüsen 7 zu einer Anfeuchtung einer nass applizierbaren Folie 2. Das Applikationswerkzeug 1 ist mittels eines nicht näher dargestellten ersten frei programmierbaren Industrieroboters bewegbar. Die Niederhalter N1, N2 umfassen mehrere gegeneinander verspannbare Rollen RN1, RN2, welche jeweils ein Rollenpaar PN1, PN2 bilden. Zwischen den Rollen RN1, RN2 eines jeden Rollenpaar PN1, PN2 ist die Folie 2 durchführbar und durch ein Gegeneinanderpressen der Rollen RN1, RN2 des jeweiligen Rollenpaares PN1, PN2 halterbar und führbar. Die Rollen RN1, RN2 sind drehbar gelagert und eine Rotation der Rollen RN1, RN2 ist bevorzugt bremsbar und/oder antreibbar, wobei Rollenpaare PN2 des zweiten segmentierten Niederhalters N2 jeweils unabhängig voneinander bremsbar und/oder antreibbar sind.The application tool 1 comprises a first hold-down N1, a second hold-down N2, which is formed segmented, the film 2 , which of the film roll 4 can be fed and a protective strip roll 5 for receiving a glue-side protective strip 6 the foil 2 , In the exemplary embodiment illustrated here, the application tool comprises 1 furthermore water nozzles 7 to moisten a wet applied film 2 , The application tool 1 is movable by means of a first freely programmable industrial robot, not shown. The hold-downs N1, N2 comprise a plurality of mutually bracing rollers RN1, RN2, which each form a roller pair PN1, PN2. Between the rollers RN1, RN2 of each roller pair PN1, PN2 is the film 2 feasible and by a pressing against each other of the rollers RN1, RN2 of the respective roller pair PN1, PN2 halterbar and feasible. The rollers RN1, RN2 are rotatably mounted and a rotation of the rollers RN1, RN2 is preferably braked and / or driven, wherein roller pairs PN2 of the second segmented blank holder N2 are braked and / or driven independently of each other.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Niederhalter N1, N2 oder sind beide Niederhalter N1, N2 innerhalb des Applikationswerkzeuges 1 in einer Applikationsrichtung, d. h. in x-Richtung und somit in Richtung einer Längsausdehnung der Folie 2 verschiebbar. Der erste Niederhalter N1 ist innerhalb des Applikationswerkzeuges 1 in z-Richtung verschiebbar, d. h. senkrecht zu einer Folienoberfläche. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 unabhängig voneinander in y-Richtung verschiebbar, d. h. in Richtung einer Querausdehnung der Folie 2. Die Rollenpaare PN2 des zweiten, segmentierten Niederhalters N2 sind unabhängig voneinander in z-Richtung verschiebbar.In another embodiment, a hold-down N1, N2 or both hold-down N1, N2 within the application tool 1 in an application direction, ie in the x-direction and thus in the direction of a longitudinal extent of the film 2 displaceable. The first hold-down N1 is within the application tool 1 displaceable in the z-direction, ie perpendicular to a film surface. In a preferred embodiment, the Rol lenpaare PN1 of the first blank holder N1 independently in the y-direction displaceable, ie in the direction of a transverse extent of the film 2 , The pairs of rollers PN2 of the second, segmented blank holder N2 are independently displaceable in the z direction.

2 zeigt eine schematische Darstellung des Applikationswerkzeugs 1 in Draufsicht während einer Applikation der Folie 2 auf das Bauteil 3. Ein Bereich 8 der Folie 2 ist bereits auf dem unter der Folie 2 angeordneten und daher nicht dargestellten Bauteil 3 appliziert. Die Folie 2 wird von der Folienrolle 4 abgerollt und mittels der Niederhalter N1, N2 einer Form des Bauteils 3 angepasst. Dadurch können auch kompliziert geformte Bauteile 3, beispielsweise Karosserieteile im Fahrzeugbau, automatisiert mit Folie 2 beschichtet werden, zum Beispiel mit einer Lackfolie und/oder einer Schutzfolie zum Schutz vor Steinschlag. 2 shows a schematic representation of the application tool 1 in plan view during an application of the film 2 on the component 3 , An area 8th the foil 2 is already on the under the slide 2 arranged and therefore not shown component 3 applied. The foil 2 gets off the roll of film 4 unrolled and by means of the hold-down N1, N2 a shape of the component 3 customized. This also allows complicated shaped components 3 , For example, body parts in vehicle construction, automated with foil 2 coated, for example, with a paint film and / or a protective film to protect against stone chipping.

Die applizierte Folie 2 wird mit einer Rakel 9, welche durch einen nicht näher dargestellten zweiten frei programmierbaren Industrieroboter manipulierbar ist, am Bauteil 3 festgerakelt. Die Folie 2 im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit einem dreigeteilten Schutzstreifen 6 versehen, wobei an äußeren Randbereichen 10 der Folie 2 Schutzstreifenteile 6.1 nicht entfernt werden, so dass insbesondere die Rollen RN1 des ersten Niederhalters N1 nicht durch den Klebstoff der Folie 2 verschmutzen. Diese Randbereiche 10 der Folie 2 werden nicht an das Bauteil 3 appliziert, sondern nach erfolgter Applikation der Folie 2 mittels einer Zuschneidevorrichtung 11 entfernt, beispielsweise mittels eines Lasers.The applied foil 2 is done with a squeegee 9 , which can be manipulated by a second freely programmable industrial robot, not shown, on the component 3 festgerakelt. The foil 2 in the embodiment shown here is with a tripartite protective strip 6 provided, wherein at outer edge areas 10 the foil 2 Protective strip parts 6.1 not be removed, so that in particular the rollers RN1 of the first blank holder N1 not by the adhesive of the film 2 pollute. These border areas 10 the foil 2 will not touch the component 3 applied, but after the application of the film 2 by means of a cutting device 11 removed, for example by means of a laser.

Zur Applikation der Folie 2 auf das Bauteil 3 wird das Applikationswerkzeug 1 an einer Querseite des lagedefiniert festgehaltenen Bauteils 3 positioniert. Ein Ende der Folie 2 wird mittels eines dritten, hier nicht dargestellten frei programmierbaren Industrieroboters gehalten. Mittels des ersten Industrieroboters wird das Applikationswerkzeug 1 über das Bauteil 3 hinwegbewegt und dabei die Folie 2 von der Folienrolle 4 des Applikationswerkzeugs 1 abgerollt. Vor der Applikation der Folie 2 auf das Bauteil 3 wird der klebeseitige Schutzstreifen 6, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel nur dessen mittlerer Teil, von der Folie 2 abgezogen und auf die Schutzstreifenrolle 5 aufgerollt. Bei einer nass applizierbaren Folie 2 wird die Folie 2 aus den Wasserdüsen 7 mit Wasser besprüht, so dass sie auf dem Bauteil 3 optimal ausgerichtet werden kann.For application of the film 2 on the component 3 becomes the application tool 1 on a transverse side of the position-defined retained component 3 positioned. An end of the slide 2 is held by a third, freely programmable industrial robot, not shown here. By means of the first industrial robot becomes the application tool 1 over the component 3 moved away while the slide 2 from the roll of film 4 of the application tool 1 unrolled. Before applying the film 2 on the component 3 becomes the adhesive-side protective strip 6 , in the embodiment shown here only the middle part of the film 2 peeled off and onto the protective strip roll 5 rolled up. For a wet applied film 2 will the film 2 from the water nozzles 7 sprayed with water, leaving it on the component 3 can be optimally aligned.

Die Folie 2 wird nun in Applikationsrichtung, d. h. in x-Richtung auf das Bauteil 3 appliziert, wobei sie durch die Niederhalter N1, N2 straff gehalten und/oder gedehnt wird und am Bauteil 3 entsprechend dessen Form positioniert wird. Dabei üben die Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 beispielsweise durch Abbremsen der Rollen RN1 Zugkräfte Fx in x-Richtung auf die Folie 2 aus, um die Folie 2 in Längsrichtung straff zu halten und/oder zu dehnen. Durch ein Bewegen der Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 in y-Richtung sind Zugkräfte Fy in y-Richtung auf die Folie 2 ausübbar und dadurch die Folie 2 in Querrichtung straff haltbar und/oder dehnbar und am Bauteil 3 positionierbar. Durch eine Bewegung der Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 in z-Richtung sind die Rollenpaare PN1 seitlich des Bauteils 3 absenkbar, wodurch eine Zugkraft Fz in z-Richtung auf die Folie 2 einwirkt, so dass sie an einer Oberseite des Bauteils 3 und seitlich des Bauteils 3 optimal positioniert wird. Durch die mittels des zweiten Industrieroboters geführte Rakel 9 wird die derart am Bauteil 3 positionierte Folie 2 festgerakelt. Auf diese Weise wird das Applikationswerkzeug 1 in Längsrichtung, d. h. in x-Richtung über das Bauteil 3 hinweggeführt, so dass die Folie 2 nacheinander auf eine gesamte zu beschichtende Oberfläche des Bauteils 3 appliziert wird.The foil 2 is now in the application direction, ie in the x direction on the component 3 applied, wherein it is held taut by the hold-N1, N2 and / or stretched and the component 3 according to its shape is positioned. In this case, the pairs of rollers PN1 of the first blank holder N1 exert tensile forces Fx on the film in the x-direction, for example, by braking the rollers RN1 2 off to the slide 2 longitudinally taut and / or stretch. By moving the pairs of rollers PN1 of the first blank holder N1 in the y-direction, tensile forces Fy in y-direction on the film 2 exercisable and thereby the film 2 Taut and / or stretchable in the transverse direction and on the component 3 positionable. By a movement of the roller pairs PN1 of the first blank holder N1 in the z direction, the roller pairs PN1 are laterally of the component 3 lowered, whereby a tensile force Fz in z-direction on the film 2 acts so that it is on a top of the component 3 and the side of the component 3 optimally positioned. By guided by means of the second industrial robot squeegee 9 is the so on the component 3 positioned foil 2 festgerakelt. In this way, the application tool 1 in the longitudinal direction, ie in the x-direction over the component 3 carried away, leaving the film 2 successively on a whole surface to be coated of the component 3 is applied.

Mittels des zweiten, segmentierten Niederhalters N2 sind Zugkräfte Fx in x-Richtung auf die Folie 2 ausübbar, wodurch die Folie 2 in x-Richtung straff haltbar und/oder dehnbar ist, beispielsweise durch abbremsen auch einzelner Rollenpaare PN2 des segmentierten Niederhalters N2. Die Rollenpaare PN2 des segmentierten Niederhalters N2 sind einzeln in z-Richtung bewegbar, so dass die Folie 2 mittels des segmentierten Niederhalters N2 an die Form des Bauteils 3 angepasst werden kann. Auf diese Weise wird ein plötzliches Abknicken der Folie 2 am Bauteil 3 durch das seitliche Herabziehen der Folie 2 am Bauteil 3 mittels des ersten Niederhalters N1 vermieden.By means of the second segmented hold-down N2, tensile forces Fx are in the x-direction on the film 2 exercisable, causing the film 2 Taut and / or stretchable in the x-direction, for example, by braking individual pairs of rollers PN2 of the segmented hold N2. The roller pairs PN2 of the segmented blank holder N2 are individually movable in the z direction, so that the film 2 by means of the segmented blank holder N2 to the shape of the component 3 can be adjusted. In this way, a sudden kinking of the film 2 on the component 3 by the lateral pulling down of the film 2 on the component 3 avoided by means of the first hold N1.

3 zeigt eine Schnittdarstellung des Bauteils 3 und des Applikationswerkzeugs 1 zu Beginn der Applikation der Folie 2. Die Folie 2 ist mittels des Applikationswerkzeugs 1 über dem Bauteil 3 positioniert und wird mittels der Niederhalter N1, N2 sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung straff gehalten und über dem Bauteil 3 positioniert. Durch ein Absenken der Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 seitlich des Bauteils 3 in z-Richtung wird die Folie 2 straff auf die Oberseite des Bauteils 3 aufgelegt und straff seitlich am Bauteil 3 angelegt, wie in 4 dargestellt. Dabei ist auch eine Dehnung der Folie 2 sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung und in z-Richtung möglich, um die Folie 2 optimal an Konturen des Bauteils 3 anzupassen. 3 shows a sectional view of the component 3 and the application tool 1 at the beginning of the application of the film 2 , The foil 2 is by means of the application tool 1 above the component 3 is positioned and held taut by means of the hold-down N1, N2 both in the x-direction and in the y-direction and above the component 3 positioned. By lowering the roller pairs PN1 of the first blank holder N1 laterally of the component 3 in the z direction, the film 2 Taut on the top of the component 3 put on and tight on the side of the component 3 created as in 4 shown. It is also an elongation of the film 2 both in the x-direction and in the y-direction and in the z-direction possible to the film 2 optimal on contours of the component 3 adapt.

4 zeigt eine Schnittdarstellung des Bauteils 3 mit der von dem Applikationswerkzeug 1 applizierten Folie 2. Durch die seitlich am Bauteil 3 abgesenkten Rollenpaare PN1 des ersten Niederhalters N1 ist die Folie 2 straff sowohl oben als auch seitlich an das Bauteil 3 angelegt und wird mit der Rakel 9 festgerakelt. Überstehende Randbereiche 10 der Folie 2, welche nicht am Bauteil 3 festgerakelt werden, müssen nach erfolgter Applikation mittels der Zuschneidevorrichtung 11 entfernt werden. Auf diese Weise wird die Folie 2 optimal an die Bauteilform angepasst. 4 shows a sectional view of the component 3 with the of the application tool 1 applied foil 2 , Through the side of the component 3 lowered pairs of rollers PN1 of the first blank holder N1 is the film 2 Tight both top and side of the component 3 applied and is done with the squeegee 9 festgerakelt. Overhanging edge areas 10 the foil 2 which are not on the component 3 be doctored, after application by means of the cutting device 11 be removed. In this way, the film becomes 2 optimally adapted to the component shape.

5 zeigt ein Zuschneiden der auf dem Bauteil 3 applizierten Folie 2 in schematischer Darstellung. Als Zuschneidevorrichtung 11 wird in der hier dargestellten Ausführungsform ein Laser verwendet, insbesondere ein CO₂-Laser. Bereiche der Folie 2, durch welche mittels eines vom Laser emittierten Laserstrahls 12 geschnitten werden soll, werden dabei in einer vorteilhaften Ausführungsform zunächst nicht festgerakelt. Dadurch ist sichergestellt, dass in diesen Bereichen eine Konsistenz der Klebstoffschicht, insbesondere eine dem Bauteil 3 zugewandte aufgeraute Oberfläche erhalten bleibt. Die Klebstoffschicht und insbesondere deren sägezahnförmig aufgeraute Oberfläche begünstigt ein Blockieren des Laserstrahls 12, so dass eine lackierte Oberfläche des Bauteils 3 nicht beschädigt wird. 5 shows a cutting of the on the component 3 applied foil 2 in a schematic representation. As a cutting device 11 In the embodiment shown here, a laser is used, in particular a CO ₂ laser. Areas of the film 2 , by which means of a laser beam emitted by the laser 12 should be cut, are initially not festgerakelt in an advantageous embodiment. This ensures that in these areas a consistency of the adhesive layer, in particular a the component 3 facing roughened surface is maintained. The adhesive layer and in particular its sawtooth-roughened surface favors blocking of the laser beam 12 , leaving a painted surface of the component 3 not damaged.

Vorzugsweise sind dem Klebstoff der Klebstoffschicht und/oder einem Material der Folie 2 Additive, beispielsweise Pigmente beigemischt. Durch die gezielte Beimischung derartiger Additive wird erreicht bzw. begünstigt, dass der Laserstrahl 12 in der Folie 2 absorbiert wird und vor dem Auftreffen auf die lackierte Oberfläche des Bauteils 3 weitgehend blockiert wird. Dadurch wird die Oberfläche des Bauteils 3 nicht beschädigt und eine Energie des Laserstrahls 12 wird weitestgehend zu einer lokalen Verdampfung der Folie 2 genutzt. Durch die lokale Verdampfung der Folie 2 wird eine exakte Schneidkante gebildet. Der Laser ist beispielsweise mittels eines weiteren frei programmierbaren Industrieroboters automatisiert entlang einer vorgegebenen Bahn führbar, so dass die Folie 2 auf eine vorgegebene Form zugeschnitten wird. Nachdem die Folie 2 zugeschnitten wurde, wird sie auf dem Bauteil 3 vollständig festgerakelt.Preferably, the adhesive is the adhesive layer and / or a material of the film 2 Additives, for example, pigments added. By the targeted admixture of such additives is achieved or favors that the laser beam 12 in the slide 2 is absorbed and before hitting the painted surface of the component 3 is largely blocked. This will change the surface of the component 3 not damaged and an energy of the laser beam 12 is largely a local evaporation of the film 2 used. Due to the local evaporation of the film 2 an exact cutting edge is formed. The laser can be automated along a predetermined path, for example by means of another freely programmable industrial robot, so that the film 2 is tailored to a given shape. After the slide 2 it is cut to size on the component 3 completely solidified.

Mittels des Lasers ist ein hochgenaues Zuschneiden der Folie 2 nach deren Applizieren auf dem Bauteil 3 möglich, bei einem Karosserieteil im Fahrzeugbereich beispielsweise exakt entlang eines Randes des Karosserieteils, wodurch das automatisierte Applizieren der Folie 2 von der Folienrolle 4 ermöglicht wird. Durch das hochgenaue Zuschneiden schließt die Folie 2 exakt mit Rändern des Karosserieteils ab, so dass die Gefahr eines Umklappens der Folie 2 an diesen Rändern, wodurch der Klebstoff mit einer Nahtabdichtung der Ränder des Karosserieteils in Kontakt kommt, vermieden wird. Dadurch wird eine Beschädigung der Nahtabdichtung durch eine chemische Reaktion mit dem Klebstoff und daraus resultierend eine hohe Korrosionsgefahr des Karosserieteils vermieden.By means of the laser is a highly accurate cutting of the film 2 after their application on the component 3 possible in a body part in the vehicle area, for example, exactly along an edge of the body part, whereby the automated application of the film 2 from the roll of film 4 is possible. Due to the high-precision cutting, the film closes 2 exactly with edges of the body part, so that the risk of folding the film 2 At these edges, whereby the adhesive comes into contact with a seam seal of the edges of the body part, is avoided. As a result, damage to the seam seal is avoided by a chemical reaction with the adhesive and, as a result, a high risk of corrosion of the body part.

Das Zuschneiden der Folie 2 mittels Laser ist unempfindlich gegenüber Änderungen einer Fokussierung des Laserstrahls 12, d. h. die Folie 2 wird auch bei einer Abweichung einer Fokuslage des Lasers um mehrere Millimeter noch exakt geschnitten und dabei die Oberfläche des Bauteils 3 nicht beschädigt, so dass beispielsweise auch ein kontinuierliches Zuschneiden einer auf einem profilierten Bauteil 3 applizierten Folie 2 in begrenztem Maße ohne eine Änderung von Verfahrensparametern möglich ist.The cutting of the foil 2 by laser is insensitive to changes in focusing of the laser beam 12 ie the foil 2 is still cut exactly at a deviation of a focus position of the laser by several millimeters and thereby the surface of the component 3 not damaged, so that, for example, also a continuous trimming one on a profiled component 3 applied foil 2 to a limited extent without changing process parameters.

Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen ein automatisiertes Applizieren von Folie 2, auch von sehr elastischer Folie 2, auf Bauteilen 3, wobei diese Bauteile 3 auch sehr kompliziert geformte dreidimensionale Bauteile 3 sein können. Dabei können sowohl nass als auch trocken applizierbare Folien 2 verwendet werden. Das automatisierte Applizieren der Folie 2, d. h. ein standardisiertes robotergestütztes Dehnen und Applizieren der Folie 2 entsprechend einer Bauteilform ermöglicht eine Serienfertigung derartiger Bauteile 3 in gleich bleibend guter Qualität. Eine zeit- und kostenintensive manuelle Folienapplikation mit damit verbundenen Qualitätsschwankungen ist somit auch bei der Verwendung sehr elastischer Folie 2 bzw. bei einer Folienbeschichtung komplex geformter Bauteile 3 vermeidbar.The method and apparatus enable automated application of film 2 , also of very elastic film 2 , on components 3 , these components 3 also very complicated shaped three-dimensional components 3 could be. Both wet and dry applicable films 2 be used. The automated application of the film 2 ie a standardized robot-assisted stretching and application of the film 2 according to a component shape allows mass production of such components 3 in consistently good quality. A time-consuming and costly manual film application with associated quality fluctuations is thus also when using very elastic film 2 or in a film coating complex-shaped components 3 preventable.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10230034 A1 [0002]
- DE 10311267 A1 [0003]
- DE 10339067 A1 [0004]

Claims

Method for automated application of self-adhesive film ( 2 ) on a position-defined retained component ( 3 ) using one with an application tool ( 1 ), a freely programmable industrial robot, in which method a 6 ) of the film ( 2 ) and thus exposing their adhesive side, characterized in that the film ( 2 ) by means of a first adjustable hold-down (N1) and a second, segmented adjustable hold-down (N2) of the application tool ( 1 ), positioned and / or stretched, wherein the first hold-down (N1) tensile forces (Fy) transversely to an application direction on the film ( 2 ) and the second segmented hold-down (N2) tensile forces (Fx) along the application direction on the film ( 2 ) exercises.

Method according to claim 1, characterized in that the film ( 2 ) by means of a doctor blade ( 9 ), which can be manipulated by a second freely programmable industrial robot, on the component ( 3 ) is firmly gerakelt.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the film ( 2 ) for application as a film web of a film roll ( 4 ) is unrolled.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the film ( 2 ) is cut to a predetermined shape after application.

Method according to claim 4, characterized in that the film ( 2 ) is cut by means of a laser.

Method according to claim 5, characterized in that the film ( 2 ) by means of a laser beam emitted by the laser ( 12 ) is locally evaporated.

Device for automated application of self-adhesive film ( 2 ) on a position-defined retained component ( 3 ), the film ( 2 ) is contained in a multi-layer film composite, which except the film ( 2 ) itself at least one more adhesive side protective strip ( 6 ), which device can be manipulated by a freely programmable industrial robot application tool ( 1 ), with which the film ( 2 ) or the film composite is manageable, characterized in that the application tool ( 1 ) comprises a first adjustable hold-down (N1) for exerting tensile forces (Fy) transverse to an application direction and a second segmented adjustable hold-down (N2) for exerting tensile forces (Fx) along the direction of application.

Apparatus according to claim 7, comprising a squeegee manipulatable by a second freely programmable industrial robot ( 9 ) for tight-doctoring the film ( 2 ) on the component ( 3 ).

Apparatus according to claim 7 or 8, comprising a cutting device ( 11 ) for cutting the applied film ( 2 ).

Apparatus according to claim 9, characterized in that the cutting device ( 11 ) is a laser.