DE10232447A1

DE10232447A1 - Einrichtung und Verfahren zum Fügen eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils, neben einer insbesondere gekrümmten Kante eines Körpers

Info

Publication number: DE10232447A1
Application number: DE10232447A
Authority: DE
Inventors: Paul Merz; Stefan Lampert
Original assignee: Reis GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: KUKA Industries GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: PL359979A1; CZ20031942A3; DE10232447B4

Abstract

Eine Einrichtung zum Fügen eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils (1), neben einer insbesondere gekrümmten Kante (20) eines Körpers soll das Profil selbsttätig rasch, exakt und zuverlässig anfügen. Hierzu ist mit einem mehrachsigen Roboter ein kombiniertes Greif- und Fügewerkzeug (13) in mehrere Stationen positionierbar verbunden. Das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug (13) umfaßt einen einer Kontur des Profils wenigstens teilweise angepaßten Spanngreifer, der das Profil erfaßt und an den Körper, einen Fügevorgang einleitend, vorübergehend andrückt, sowie der Kontur wenigstens teilweise angepaßte Rollenpaare. Letztere sind so angeordnet, daß sie das Profil im wesentlichen gemäß einer Sollbiegelinie zu dem Körper führen, wobei wenigstens ein Rollenpaar das Profil an den Körper fügt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fügen eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils, neben bzw. an einer insbesondere gekrümmten Kante eines Körpers. Ein weiterer Aspekt betrifft ein entsprechendes Verfahren, unter Verwendung eines Dichtungsprofils mit einem Klebeband an seiner einen Seite, wobei die nicht an dem Profil haftende Seite des Klebebands mit einem Schutzstreifen abgedeckt ist.
Der Wunsch, ein leistenförmiges, nachgiebiges Profil neben bzw. an einer gekrümmten Kante eines scheibenförmigen Körpers anzubringen, besteht beispielsweise bei einer Wasserkastenanbindung auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Wasserkastenanbindung umfaßt ein dreidimensional vorgebogenes, leistenförmiges Profil, aus dem ein flacher, streifenförmiger Abschnitt ausgeformt ist, der auf einer Seite ein beidseitig klebendes Klebeband trägt. Auf der dem Profil abgewandten Seite ist das Klebeband mit einem Schutzstreifen, einem sogenannten Liner, versehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, ein leistenförmiges, nachgiebiges Profil neben bzw. an einer gekrümmten Kante eines Körpers selbsttätig, rasch, auch bei Toleranzen des Profilverlaufs exakt und zuverlässig mit möglichst geringem apparativen Aufwand anzufügen, so daß das Profil an einem Rand des Körpers neben der Kante sicher haftet. Insbesondere soll ein solches Profil mittels eines an dem Profil haftenden Klebebands an dem Körper fest angeklebt werden, wobei das Klebeband zuvor auf der mit dem Körper zu verbindenden Seite mit einem Schutzstreifen abgedeckt ist.
Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung durch deren Ausbildung mit den in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Zur Lösung der spezielleren Aufgabe des Anklebens eines Profils, welches einseitig mit einem – schmaleren – Klebeband versehen ist, das mit einem Schutzstreifen abgedeckt ist, dient die Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
Ein entsprechendes Verfahren zum Fügen, insbesondere Kleben eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils mit einem Klebeband an einer Seite, neben einer gekrümmten Kante eines Körpers, weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf.
Wesentlicher Bestandteil der Einrichtung nach Anspruch 1 ist ein kombiniertes Greif- und Fügewerkzeug, welches mit einem mehrachsigen Roboter nacheinander in mehrere Stationen positioniert werden kann, wie noch im nachfolgenden beschrieben wird. Das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug umfaßt als wesentliche Elemente einen Spanngreifer mit zwei auf das Profil konturbezogenen Greiferbacken, die das Profil an einer Seite, und zwar im Fall des mit einem Klebeband versehenen Profils in einem nicht mit dem Klebeband abgedeckten Bereich umschließen. Weiterhin sind in dem Greif- und Fügewerkzeug drei Rollenpaare integriert, deren beiden Rollen jeweils einen Spalt zur Aufnahme des Profils bilden. Die Außenumfänge der Rollen sind an das Profil ebenfalls zu mindest teilweise angepaßt. Von den Rollenpaaren dienen zunächst zwei zur Führung des Profils an den Körper, an den das Profil zu fügen ist, und zumindest eines der Rollenpaare, vorzugsweise jedoch zwei hiervon, zum festen Fügen des leistenförmigen Profils an den Körper neben einer insbesondere gekrümmten Kante, nachdem das Profil in einer Anfangsposition zunächst mit dem Spanngreifer an dem Körper vorläufig fixiert wurde.
Mit den drei Rollenpaaren kann weiterhin eine genaue Anpassung an eine gewünschte Biegelinie des Profils erreicht werden.
Wenn ein Profil, welches einseitig mit einem schmaleren Klebeband versehen ist, mit einem Schutzstreifen bzw. Liner abgedeckt ist, wird nach Anspruch 2 das Profil mit dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug zu einer Schutzstreifenlösestation gefahren, in der eine Druckluft-Düsenanordnung, die auf den Schutzstreifen des Klebestreifens ausrichtbar ist, sowie ein Schutzstreifen-Abrollmechanismus angeordnet sind, welches geeignet ist, den von dem Klebeband stirnseitig abgelösten Schutzstreifen weiter von dem Klebeband abzurollen. Damit kann der Schutzstreifen selbsttätig abgelöst werden. – Es sind folgende Ausführungsformen der Schutzstreifenlösestation möglich, die differenzierte Vorteile bieten:
In einer Ausführungsform gemäß Anspruch 3 umfaßt die Schutzstreifenlösestation ortsfest im wesentlichen nur die Druckluftdüsenanordnung, während der Schutzstreifenabiollmechanismus mit den kombinierten Greif- und Fügewerkzeug zu einer Baueinheit verbunden ist. Dabei wird in der Schutzstreifenlösestation nur ein Anfangsbereich des Schutzstreifens von dem Profil gelöst, während das weitere Abrollen des Schutzstreifens synchron mit einem anschließenden Fügevorgang erfolgt, so daß im Fügebereich stets von dem Schutzstreifen befreites Profil ansteht.
In einer alternativen Ausführungsform können die Düsenanordnung und der Schutzstreifenabrollmechanismus als eine stationäre Einheit zusammengefaßt sein.
Im einzelnen kann nach Anspruch 4 die Druckluftdüsenanordnung eine erste Düse, welche auf eine Stirnseite des Profils mit dem Klebeband und dem Schutzstreifen gerichtet ist, sowie eine zweite Düse umfassen, die den von dem Profil gelösten Schutzstreifen auf ein angetriebenes Laufrad des Schutzstreifenabrollmechanismus bläst, wobei dieser weiterhin ein hubbewegliches Spannrad umfaßt, welches den abgelösten Schutzstreifen zwischen sich und dem angetriebenen Laufrad einschließen kann, um den Schutzstreifen weiter von dem Profil abzurollen.
Gemäß Anspruch 5 ist die das angetriebene Laufrad und das Spannrad umfassende Baugruppe in einer Version an dem integrierten Greif- und Fügewerkzeug aus dem Fügebereich wegklappbar gelagert. Durch ein Wegklappen wird der Fügevorgang trotz des synchron ablaufenden Abrollvorgangs des Schutzstreifens nicht behindert.
Weiterhin kann an dem Schutzstreifenabrollmechanismus ein Saugschlauch so angeordnet sein, daß er den abgerollten Schutzstreifen aufnimmt, um Störungen durch den abgelösten Schutzstreifen zu vermeiden.
Die in das Greif- und Fügewerkzeug integrierten Rollenpaare sind im einzelnen gemäß Anspruch 7 so angeordnet und ausgebildet, daß von einer zu dem Spanngreifer entgegengesetzten Ende des Greif- und Fügewerkzeugs her gesehen, ein erstes Rollenpaar, ein zweites Rollenpaar und ein drittes Rollenpaar angeordnet sind. Das erste, das Profil in seinem Spalt führende Rollenpaar ist mit dem Spalt in Z-Richtung in einem Abstand über dem Körper in Fügeposition voreingestellt, also in der Höhe gegenüber dem zweiten und dem dritten Rollenpaar, welche die Fügerollen bilden, so daß das Profil hier mit freiliegenden Klebestreifen auf Distanz von dem Körper gehalten wird, ein vorzeitiges Ankle ben des Profils verhindert wird und das Profil gleichzeitig geführt wird. Die obere Rolle und die untere Rolle des ersten Rollenpaars liegen in X-Richtung, also quer zu der benachbarten Kante des Körpers verschiebbar an verschiedenen Profilabschnitten an, insbesondere die obere Rolle im wesentlichen an einem flachen streifenförmigen Abschnitt auf dessen einer Klebebandseite angewandten Seite und an die untere Rolle an einem Wulstabschnitt des Profils neben dem flachen streifenförmigen Abschnitt. Die Rollen sind zweckmäßig an einem Spanngreifer angebracht, mit dem die Zustellung der Rollen auf das Profil durch Spannhub geregelt werden kann. – Außerdem ist das erste Rollenpaar quer zu dem Profil in X-Richtung verstellbar, um eine Anpassung an die Biegung des Profils zu ermöglichen, siehe auch Anspruch 8, wonach auch das zweite Rollenpaar und das dritte Rollenpaar in X-Richtung verstellbar sind.
Das zweite Rollenpaar ist an die konturbezogene Geometrie des Profils enger angepaßt als das erste Rollenpaar, um das Profil exakt zu führen. Mit seiner Versteilbarkeit in X-Richtung wird weiterhin im Winkel α – siehe auch Anspruch 8 – wird der Biegeradius an ein vorgebogenes Profil angepaßt. Außerdem kann mit der Einstellung in X-Richtung des zweiten Rollenpaars eine größere Vorspannung zur Kante des Körpers hin eingestellt werden, im Vergleich zu dem ersten und dritten Rollenpaar. Damit kann ein beispielsweise ein lippenförmiger Teil des Profils während des Fügens auf Vorspannung gehalten werden. Das zweite Rollenpaar übernimmt so außer dieser Teilfunktion des Fügens im wesentlichen auch eine Führung des Profils.
Das dritte Rollenpaar ist so angeordnet, daß es mit seinem Spalt, der das Profil außerhalb des Klebebands einschließt, den das Klebeband aufweisenden Abschnitt gegen den Körper preßt, indem es hierzu in Z-Richtung einstellbar ist.
Der zu dem integrierten Greif- und Fügewerkzeug gehörende Spanngreifer hat zunächst die Aufgabe, das Profil, welches er in einer Bereitstellung, insbesondere in einem Aufnahmenest eines Drehtisches, erfaßt, anschließend während des Transports zwischen verschiedenen Stationen in seiner Position zu sichern.
Eine zweite wesentliche Funktion des Spanngreifers besteht darin, daß er das Profil in seinem Anfangspunkt bzw. einer Anfangsposition definiert auf den scheibenförmigen Körper aufsetzt und anpreßt, wozu er in Z-Richtung sowie um einen Winkel β – siehe Anspruch 8 – einstellbar ist. Deswegen kann mittels Roboterbewegung der Spanngreifer das Profil an den scheibenförmigen Körper pressen, ohne bereits das zweite Rollenpaar und das dritte Rollenpaar mit dem Fügevorgang zwangsläufig beginnen zu lassen.
Gemäß Anspruch 9 kann das Greif- und Fügewerkzeug vor dem Fahren in die Fügeposition zunächst robotergeführt in eine kombinierte Spann- und Vermessungsstation als Zwischenstation positioniert werden, in der die Rollenpaare um das auf Sollbiegelinie gespannte Profil geschlossen werden und eine Anfangsposition, d.h. ein Anfangspunkt des Profils mit einem Sensor zum anschließenden ortsdefinierten Ansetzen an den Körper erfaßt wird.
Eine entsprechende Spanneinrichtung in der Spann- und Vermessungsstation kann aus einer Konturbank bestehen, welche eine Sollbiegelinie des Profils abbildet und in die das Profil beispielsweise durch Spannbolzen eingespannt werden kann. Durch darauffolgendes Schließen der drei richtungsbezogenen Rollenpaare kann die Biegelinie reproduziert werden und das Profil exakt positioniert und für den anschließenden Fügeprozeß gespannt gehalten werden. Anstatt des Einspannens des Profils mittels Spannbolzen in die Konturbank kann aber auch die Sollbiegelinie einfacher durch ein Prisma und Roboterbewegung reproduziert werden.
Insgesamt kann die Roboterführung des Greif- und Fügewerkzeugs der Einrichtung gemäß Anspruch 11 dahingehend zusammengefaßt werden, daß der Spanngreifer eine in einem Aufnahmenest in definierter Lage bevorratetes Profil erfaßt, zu der kombinierten Spann- und Vermessungsstation führt, von dieser nach Spannen in den drei Rollenpaaren gemäß einer Sollbiegelinie und Vermessen einer Anfangsposition des Profils in Y-Richtung, in die Schutzstreifenlösestation fährt, in der der Schutzstreifen von dem Klebeband des Profils ge löst und entfernt wird, anschließend den Anfang des Profils mit freiliegendem Klebeband in die Anfangsposition an den Körper fährt und andrückt, das Greif- und Fügewerkzeug nach Öffnen des Spanngreifers kippt, um das zweite Rollenpaar und das dritte Rollenpaar in Fügeeingriff an dem Profil zu bringen, sodann das Greif- und Fügewerkzeug mit den um das Profil geschlossenen Rollenpaaren entlang der Kante des Körpers bis zu einer Endposition führt und von dieser mit dem dritten Rollenpaar bis über die Anfangsposition des Profils zurückfährt, um auch einen Anfangsbereich des Profils vollständig an den Körper zu pressen.
Praktisch übernimmt das dritte Rollenpaar den eigentlichen Aufpreßvorgang, indem es das Profil im Klebebereich mit einer voreingestellten Anpreßkraft an bzw. neben eine Oberkante des Körpers preßt, und zwar nach Zurückfahren in den Anfangsbereich auch in einem Abschnitt des Profils, der von dem Spanngreifer in dessen Andruckphase nicht erfaßt worden ist. – Die Oberkante ist sonst einfach nur Kante genannt.
Um Toleranzen des Körpers oder/und des Profils auszugleichen, ist nach Anspruch 10 das Greif- und Fügewerkzeug in X- und Z-Richtung mit einem Ausgleich versehen, der kraftmäßig vorgesteuert werden kann.
Das mit der Einrichtung ausgeübte Verfahren ergibt sich im wesentlichen aus der voranstehenden Roboterführung. Das Verfahren zum Fügen eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils mit einem Klebeband an einer Seite neben einer insbesondere gekrümmten Kante eines scheibenförmigen Körpers, wobei das Klebeband durch einen Schutzstreifen abgedeckt ist, kann allgemein mit den wesentlichen Schritten definiert werden: Einspannen zumindest eines Anfangsbereichs des Profils gemäß einer Sollbiegelinie und Vermessen einer Anfangsposition des Profils, Lösen des Schutzstreifens von dem Klebeband des eingespannten Profils, Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an dem Körper und Andrücken in der Anfangsposition an den Körper, von der Anfangsposition ausgehend Pressen des Profils an den Körper kontinuierlich entlang dessen Kante bis zu einer Endposition, anschließendes Nachpressen des Profils im Anfangsbereich, d.h. um die Anfangsposition, an den Körper.
Das Entfernen des Schutzstreifens von dem Klebeband des Profils kann in zwei Varianten erfolgen, nämlich nach Anspruch 13 dadurch, daß der Schutzstreifen vor dem Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an dem Körper vollständig von dem Profil entfernt wurde, oder aber gemäß Anspruch 14, in dem der Schutzstreifen vor dem Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an den Körper nur in einem Anfangsabschnitt von dem Profil entfernt wird und anschließend im Verlauf des kontinuierlich fortschreitenden Pressens des Profils an den Körper kontinuierlich entlang dessen Kante bis zu einer Endposition zuvor der Schutzstreifen weiter ausgehend von dem Anfangsabschnitt abgezogen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit sechzehn Figuren beschrieben, woraus sich weitere Einzelheiten ergeben können. Es zeigt:
1 einen Drehtisch in einer Seitenansicht, welcher Paletten mit zu fügenden Dichtungsprofilen trägt,
2 eine Einzelheit der Palette, nämlich in einer Draufsicht ein Aufnahmenest eines Dichtungsprofils,
3 eine auf einem nicht dargestellten Karussell aufgelegte Scheibe, an die das Dichtungsprofil zu fügen ist, in einer Seitenansicht,
4 die Scheibe um 90° gedreht in einer Draufsicht mit gefügt dargestelltem Dichtungsband und dem hierzu verwendeten Greif- und Fügewerkzeug,
5 das Greif- und Fügewerkzeug in Fügeposition an dem Dichtungsprofil in größerer Darstellung, ebenfalls in einer Draufsicht,
6 das Greif- und Fügewerkzeug gemäß 5 in einer Seitenansicht,
7 eine Ansicht auf ein erstes Rollenpaar des Greif- und Fügewerkzeugs auf dessen Stirnseite,
8 eine Ansicht auf das zweite bzw. dritte Rollenpaar des Greif- und Fügewerkzeugs, ebenfalls auf eine Stirnseite, 9 eine Ansicht auf die Stirnseite eines Spanngreifers des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs, ebenfalls auf dessen Stirnseite,
10 eine Draufsicht auf die Anordnung der Rollenpaare und des Spanngreifers mit angedeuteter Versteilbarkeit dieser Komponenten des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs,
11 eine Draufsicht auf das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug in einer Spann- und Vermessungsstation,
12 eine Ansicht auf eine Stirnseite des ersten Rollenpaars in Spannposition,
13 eine Seitenansicht auf eine Druckluftdüsenanordnung einer Schutzstreifenlösestation, wobei ein Schutzstreifen noch an einem Dichtungsprofil haftet,
14 die Druckluftdüsenanordnung und ein angetriebenes Laufrad eines Schutzstreifenabrollmechanismus, wobei der Schutzstreifen in einem stirnseitigen Anfangsbereich des Dichtungsprofils von diesem gelöst ist und auf das angetriebene Laufrad angeblasen ist,
15 eine das angetriebene Laufrad umfassende Baugruppe des Schutzstreifenabrollmechanismus in einer ersten Schwenkstellung an dem nicht dargestellten kombinierten Greif- und Fügewerkzeug und
16 die Baugruppe des Schutzstreifenabrollmechanismus in einer zweiten Schwenkstellung an dem nicht dargestellten Greif- und Fügewerkzeug.
Ιn den 1 und 2 ist zur Bereitstellung der zum Fügen auf Scheiben zu verwendenden Dichtungsprofile, von denen eines mit 1 bezeichnet ist, ein Drehtisch 2 vorgesehen, der mehrere Paletten 3, 4 trägt, die in Aufnahmenestern – siehe 2 – der Paletten lose eingesetzt sind. Dabei werden die Dichtungsprofile durch Stützen 5, 6 gestützt. Der Drehtisch gehört nicht unmittelbar zur Einrichtung zum Fügen der Dichtungsprofile, er hat lediglich die Aufgabe, die Dichtungsprofile in dem Arbeitsbereich eines kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs, welches mit einem nicht dargestellten mehrachsigen Roboter verbunden ist, bereitzustellen.
2 zeigt in größerer Darstellung als Draufsicht bzw. Querschnitt eines der Aufnahmenester 7 in den Paletten 3, 4 mit eingesetztem Dichtungsprofil 1.
Das leistenförmige Dichtungsprofil umfaßt einen Wulstabschnitt 8 und einen flachen streifenförmigen Abschnitt 9, der mit einem doppelseitigen Klebeband 10 versehen ist. Eine nicht an dem flachen Abschnitt 9 haftende Klebefläche des Klebebands ist nach außen durch einen in 2 nicht dargestellten Klebestreifen, auch Liner genannt, bündig abgedeckt.
Das das Dichtungsprofil aufnehmende Aufnahmenest 7 ist, wie in 2 dargestellt, so geformt, daß das Dichtungsprofil in dieses orientiert und in reproduzierbarer Stellung eingesetzt werden kann. Das Dichtungsprofil sitzt stirnseitig an seinem Wulstabschnitt 8 definiert auf und ist dem Aufnahmenest 7 verdrehgesichert.
Ebenfalls im Arbeitsbereich des nicht dargestellten Roboters mit dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug befindet sich ein Karussell, von dem in 3 lediglich eine Auflagefläche 11 angedeutet ist, auf dem eine dreidimensional gekrümmte Scheibe 12 gesichert aufgelegt ist.
Die Scheibe 12 mit einer ebenfalls dreidimensional gekrümmten Kante 20, genauer gemeint ist die Oberkante, ist mit einem an diese Kante bereits angebundenen Dichtungsprofil 1 in einer Draufsicht in 4 dargestellt, in der auch die Anfangsposition 19 des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs 13 zu Fügebeginn erkennbar ist.
Aus den 5 und 6 kann weiter im einzelnen entnommen werden, wie in dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug 13 ein erstes Rollenpaar 14, ein zweites Rollenpaar 15 und ein drittes Rollenpaar 16 im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind und neben dieser Anordnung ein Spanngreifer 17. Die Rollenpaare 14 bis 16 und der Spanngreifer 17 bilden jeweils einen Block des Fügewerkzeugs. Nur in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel alternativ ergänzt sind die genannten Blöcke mit einer bei 18 angedeuteten Baugruppe eines Schutzstreifenabrollmechanismus, der hier ebenfalls Bestandteil des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs ist, aber in einer anderen Ausführungsform an dieser Stelle nicht erforderlich ist. Zur weiteren Definition der Anordnung der Rollenpaare 14 bis 16 und des Spanngreifers 17 sowie der Baugruppe 18 ist in 5 eine Anfangsposition des an die nicht dargestellte Scheibe angebundenen Dichtungsprofils 1 mit 19 bezeichnet.
Aus 7 kann ersehen werden, wie das erste Rollenpaar 14 teilweise auf den Umfang der beiden Rollen konturbezogen ausgebildet ist, um das Dichtungsprofil 1 während eines Fügevorgangs zu führen, und zwar führt eine obere Rolle 14a die Oberseite des Profils auf der dem Dichtungsband 10 gegenüberliegenden Seite im wesentlichen im Bereich des flachen streifenförmigen Abschnitts 9. Die untere Rolle 14b führt das Dichtungsprofil 1 im Bereich dessen Wulstabschnitts 8 und ist annähernd an diesen angepaßt. Das Rollenpaar 14 ist in X-Richtung verstellbar, siehe auch 10, in der die Richtungen dargestellt sind, um eine Anpassung an eine Biegung des Dichtungsprofils in dieser Rich tung zu ermöglichen. Eine wesentliche Anpaßmöglichkeit der Position des ersten Rollenpaares 14 besteht in Z-Richtung, womit das erste Rollenpaar 14 gegenüber dem zweiten Rollenpaar 15 und dem dritten Rollenpaar 16 in der Höhe so voreingestellt werden kann, daß das Dichtungsprofil 1, von dem für den Fügevorgang bereits der Schutzstreifen abgezogen ist, während des Fügevorgangs mit ausreichendem Abstand zu der Scheibenoberfläche geführt wird und somit ein vorzeitiges Ankleben des Dichtungsprofils an die Scheibe 12 vermieden wird.
Das zweite Rollenpaar 15, welches grundsätzlich gleich aufgebaut ist wie das erste Rollenpaar 14, jedoch eine enger konturbezogene Geometrie des Umfangs der oberen Rolle 15a und der unteren Rolle 15b aufweist, um das Dichtungsprofil exakt zu führen, befindet sich somit in Z-Richtung tiefer als das erste Rollenpaar, um das Dichtungsprofil, insbesondere dessen Wulstabschnitt 8 gegen die Kante 20 bei einem an die Scheibe 12 angebundenen Dichtungsprofil 1 während des Fügens auf Vorspannung zu halten. – Es sei bemerkt, daß in 6, in der der grundsätzliche Aufbau des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs dargestellt ist, die Höhenlage der drei Rollenpaare 14, 15, 16 nicht differenziert dargestellt ist. Ιn 6 und weiteren Figuren wird außerdem von einer in einer Richtung geradlinig verlaufenden Kante 20 ausgegangen. – Zu dem oben genannten Andrücken des Dichtungsprofils 1 an die Kante 20 der Scheibe 12 ist das zweite Rollenpaar 15 in X-Richtung verstellbar und weiterhin im Winkel a. Mit diesen Einstellmöglichkeiten wird auch ein Biegeradius eine mit dem Rollenpaar eingespannten Dichtungsprofils an das vorgebogene Dichtungsprofil angepaßt.
Das dritte Rollenpaar 16 ist wie das zweite Rollenpaar 15 in 8 ausgeführt und in gleicher Weise einstellbar. Es hat die Aufgabe, das Profil 1 mit dem von dem Schutzstreifen befreiten Klebeband 10 an die Scheibe 12 anzupressen und damit zu fügen.
Schließlich weist der Spanngreifer 17 zwei konturbezogene Greiferbacken 21 und 22 auf, siehe 9, mit denen er das Dichtungsprofil ergreift und den Wulstabschnitt 8 des Dichtungsprofils einschließt, während der flache, streifenförmige Abschnitt 9 des Dichtungsprofils nur auf der dem Klebeband 10 abgewandten Seite an der Greiferbacke 21 anliegt.
Damit kann der Spanngreifer 17 das Dichtungsprofil 1 nach dem Ergreifen auf dem Drehtisch 2 bis zum Ansetzen auf die Scheibe 12 in seiner Position sichern. Eine weitere wesentliche Funktion des Spanngreifers besteht darin, daß mit ihm der Anfangspunkt des Dichtungsprofils in die Anfangsposition 19 auf der Scheibe definiert aufgesetzt werden kann und das Dichtungsprofil in dieser Position mit der Greiferbacke 21 angedrückt werden kann. Hierzu ist der Spanngreifer um die Greiferbackenachse im Winkel β einstellbar, siehe 10. Damit kann der Spanngreifer 17 zum Ansetzen bzw. Andrücken des Dichtungsprofils auf die Scheibe 12 separat in Eingriff gelangen, ohne daß zwangsläufig das zweite Rollenpaar 15 und das dritte Rollenpaar 16 einen Fügevorgang beginnt, der den Andruck durch den Spanngreifer 17 in der Anfangsposition verringern könnte.
Zu der Einrichtung gehört als Zwischenstation eine Spann- und Vermessungsstation, in welche das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug 13 gefahren werden kann, und die in 11 in einem beispielsweise grundsätzlichen Aufbau dargestellt ist:
Eine Spanneinrichtung der Spann- und Vermessungsstation kann beispielsweise mit einer Konturbank oder einem Konturblock 23 ausgebildet sein, die einen ersten Spannklotz 24, einen zweiten Spannklotz 25 und einen dritten Spannklotz 26 umfaßt, mit denen das in den Konturblock eingefahrene Dichtungsprofil 1 verspannt werden kann. Damit kann die Sollbiegelinie des Dichtungsprofils dargestellt werden. Anschließend werden die drei richtungsbezogenen Rollenpaare 14 bis 16 auf die Profilgeometrie bezogen geschlossen. Damit ist das Dichtungsprofil 1 exakt entsprechend der Sollbiegelinie positioniert und für den anschließenden Fügeprozeß gespannt. – Weiterhin vermißt ein taktiler Sensor 28 die Anfangsposition des Dichtungsprofils in Y-Richtung. Dieser Wert kann über eine Robotersteuerung verrechnet werden, wonach das Dichtungsprofil 1 mit dem Greif- und Fügewerkzeug 13 genau an die Scheibe 12 angesetzt werden kann.
Zuvor wird mit dem robotergesteuert eine Schutzstreifenlösestation angefahren, die zu der Einrichtung gehört und in einem beispielsweise grundsätzlichen Aufbau in den 13 und 14 dargestellt ist: Zu der Schutzstreifenlösestation gehört eine Anordnung von zwei Druckluftdüsen 29 und 30, von denen die Düse 29 auf eine Stirnseite des Dichtungsprofils 1 mit einem Schutzstreifen 31 über dem Klebeband 10 gerichtet werden kann, indem der stirnseitige Abschnitt des Dichtungsprofils 1 mit dem in 13 nicht dargestellten Greif- und Fügewerkzeug in diese Position gefahren wird. Unter der Druckluftdüse 29 befindet sich die zweite Düse 30, die im wesentlichen auf ein angetriebenes Laufrad 32 als Bestandteil eines Schutzstreifenabrollmechanismus so gerichtet ist, daß sie den stirnseitig von dem Dichtungsprofil 1 durch Anblasen mit der Düse 29 gelösten Schutzstreifen 31 an das angetriebene Laufrad 32 bläst, wie in 14 dargestellt. Anschließend wird ein in 15 gezeigtes Spannrad 33 zu dem angetriebenen Laufrad 32 bewegt, wodurch der Schutzstreifen 31 so fest gegen das angetriebene Laufrad 32 gedrückt wird, daß er von dem außen verzahnten oder strukturierten angetriebenen Laufrad 32 zuverlässig abgerollt bzw. von dem Dichtungsprofil 1 abgezogen wird.
Wenn die Baueinheit umfassend das angetriebene Laufrad 32 und das Spannrad 33 in dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug integriert ist, ist diese Baueinheit zweckmäßig wie aus den 15 und 16 ersichtlich um ungefähr 180° schwenkbar, um aus dem Fügebereich der Greif- und Spanneinrichtung entfernt zu werden, indem er stören würde. Diese Schwenklage der Baueinheit mit dem angetriebenen Laufrad 32 und dem Spannrad 33 ist in 16 dargestellt, in der auch ein Saugschlauch 34 so angeordnet ist, daß er den abgelö sten Schutzstreifen von dem Fügebereich entfernt hält, der im Anschluß an den Saugschlauch 34 leicht entsorgt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann die Schutzstreifenlösestation komplett außerhalb und unabhängig von dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug ausgebildet sein und mit diesem zum Lösen des Schutzstreifens angefahren werden.
Soweit das angetriebene Laufrad und das Spannrad als Baugruppe an dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug angebracht ist und mit diesem verfahrbar ist, wird das Laufrad 32 mit einer Vorschubgeschwindigkeit des Greif- und Fügewerkzeugs bei dem Fügevorgang angetrieben, so daß der Schutzstreifen mit gleicher Geschwindigkeit abgezogen wird wie die Rollenpaare zum Fügen auf dem Dichtungsprofil 1 vorrücken.
Mit der beschriebenen Einrichtung kann das Verfahren zum Fügen des nachgiebigen Dichtungsprofils 1 zusammengefaßt wie folgt durchgeführt werden: Mit dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug 13 wird das Dichtungsprofil aus einem Aufnahmenest 7 der Palette 3 robotergesteuert entnommen. Wenn mit einer Abfrage, welche das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug enthalten kann, erkannt wird, daß ein Aufnahmenest nicht belegt ist, fährt der Roboter das nächste Aufnahmenest an.
Das mit dem Spanngreifer erfaßte Dichtungsprofil wird zu der kombinierten Spann- und Vermessungsstation gefahren, in der das Dichtungsprofil vororientiert wird und die Stirnseite des Dichtungsprofil für dessen Anfangsposition beim Fügen vermessen wird. Die Rollenpaare des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs werden beim Ankoppeln an das Dichtungsprofil auf dessen Sollbiegelinie eingestellt.
Anschließend wird das zwischen den Rollenpaaren eingespannte Dichtungsprofil zu der Schutzstreifenlösestation mit der Düsenanordnung gefahren, wonach zumindest im Anfangsabschnitt des Schutzstreifens, wenn nicht der komplette Schutzstreifen von dem Dichtungsprofil gelöst und entfernt wird.
Daraufhin wird das klebefähige Dichtungsprofil mit dem Greif- und Fügewerkzeug, in dem es nach wie vor eingespannt ist, mittels des Roboters in die Fügeposition gefahren, die durch die Anfangsposition bzw. eine entsprechende Ansetzkante der Scheibe definiert ist. In dieser Anfangsposition wird das Dichtungsprofil mit dem Spanngreifer durch Andruck vorfixiert, woran anschließend das Dichtungsprofil durch Führen des kombinierten Greif- und Fügewerkzeugs entlang der Kante des Körpers unter Anpressen durch das erste Rollenpaar und das zweite Rollenpaar auf einem Randbereich an der Kante der Scheibe robotergesteuert gefügt wird. – Soweit der Schutzstreifen nicht vor diesem Fügevorgang komplett von dem Dichtungsprofil abgezogen ist, verlaufen das weitere Abziehen mittels der Baugruppe mit angetriebenem Laufrad und Spannrad an dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug zusammen mit dem Fügevorgang mit der Robotergeschwindigkeit synchron.
Nach dem kompletten Fügen des Dichtungsprofils kann der Roboter zur Bereitstellung des nächsten Dichtungsprofils zurückfahren und eine Freigabe für ein Weitertakten des Montagetischs erteilen, auf dem die Scheiben gelagert sind.

1: Dichtungsprofil
2: Drehtisch
3: Palette
4: Palette
5: Stütze
6: Stütze
7: Aufnahmenest
8: Wulstabschnitt
9: flacher streifenförmiger Abschnitt
10: Klebeband
11: Auflagefläche Montagetisch
12: Scheibe
13: kombiniertes Greif- und Fügewerkzeug
14: 1. Rollenpaar
14a: obere Rolle
14b: untere Rolle
15: 2. Rollenpaar
16: 3. Rollenpaar
17: Spanngreifer
18: Baugruppe Abrollmechanismus
19: Anfangsposition
20: Kante
21: Greiferbacke
22: Greiferbacke
23: Konturblock
24: Spannklotz
25: Spannklotz
26: Spannklotz
27: Spannbolzen
28: taktiler Sensor
29: Druckluftdüse
30: Druckluftdüse
31: Schutzstreifen
32: angetriebenes Laufrad
33: Spannrad
34: Saugschlauch

Claims

Einrichtung zum Fügen eine leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils (1), neben einer insbesondere gekrümmten Kante (20) eines Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem mehrachsigen Roboter ein kombiniertes Greif- und Fügewerkzeug (13) in mehrere Stationen positionierbar verbunden ist und daß das kombinierte Greif- und Fügewerkzeug (13) einen einer Kontur des Profils wenigstens teilweise angepaßten Spanngreifer (17), der das Profil erfaßt und an den Körper, einen Fügevorgang einleitend vorübergehend andrückt, sowie der Kontur wenigstens teilweise angepaßte Rollenpaare (14, 15, 16) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie das Profil im wesentlichen gemäß einer Sollbiegelinie zu dem Körper führen und von denen eines (16), vorzugsweise zwei (15, 16) das Profil an den Körper fügen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verarbeiten eines Profils, welches einseitig mit einem schmaleren Klebeband (10) versehen ist, welches mit einem Schutzstreifen (31) abgedeckt ist, das Profil mit dem kombinierten Greif- und Fügewerkzeug (13) zu einer Schutzstreifenlösestation fahrbar ist, in der eine Druckluftdüsenanordnung (29, 30), die auf den Schutzstreifen (31) des Klebestreifens (10) ausrichtbar ist, sowie ein Schutzstreifenabrollmechanismus (32, 33) angeordnet sind, welcher geeignet ist, den von dem Klebeband (10) stirnseitig abgelösten Schutzstreifen (31) weiter von dem Klebeband abzurollen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzstreifenlösestation ortsfest im wesentlichen nur die Druckluftdüsenanordnung (29, 30) umfaßt und daß der Schutzstreifenabrollmechanismus (32, 33) mit dem Greif- und Fügewerkzeug (13) zu einer Baueinheit verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftdüsenanordnung (29, 30) eine erste Düse (29), welche auf eine Stirnseite des Profils mit Klebeband (10) und Schutzstreifen (31) gerichtet ist, sowie eine zweite Düse (30) umfaßt, die geeignet ist, den von dem Profil gelösten Schutzstreifen (31) auf ein angetriebenes Laufrad (32) des Schutzstreifenabrollmechanismus zu blasen, und daß der Schutzstreifenabrollmechanismus weiterhin eine zu dem angetriebenen Laufrad (32) unter Einschluß des abgelösten Schutzstreifens (31) hubbewegliches Spannrad (33) umfaßt.
Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das angetriebene Laufrad (32) und das Spannrad (33) umfassende Baugruppe an dem Greif- und Fügewerkzeug (13) aus dem Fügebereich wegklappbar gelagert ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schutzstreifenabrollmechanismus (32, 33) ein Saugschlauch (34) so angeordnet ist, daß er den abgerollten Schutzstreifen (31) aufnimmt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Greif- und Fügewerkzeug (13) ein erstes Rollenpaar (14), ein zweites Rollenpaar (15) und ein drittes Rollenpaar (16) angeordnet sind. daß das erste, das Profil führende Rollenpaar (14) mit seinem Spalt in Z-Richtung in einem Abstand über dem Körper in Fügeposition verfahrbar ist, daß das zweite, das Profil an die Kante des Körpers führende Rollenpaar (15) eine enger als das erste Rollenpaar gefaßte Umfangsgeometrie aufweist und auf eine vorgegebene Vorspannung zu der Kante (20) des Körpers hin voreinstellbar ist, daß das dritte Rollenpaar (16) mit einer eng an das Profil angepaßten Umfangsgeometrie in Z-Richtung einstellbar ist, um einen das Klebeband (10) aufweisenden Abschnitt (9) des Dichtungsprofils (1) gegen den Körper zu pressen, und daß der Spanngreifer (17) ebenfalls in Z-Richtung einstellbar ist, um das Profil mit seinem das Klebeband (10) aufweisenden Abschnitt (9) an den Körper zu drücken.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der drei Rollenpaare (14, 15, 16) unabhängig voneinander in X-Richtung quer zu der benachbarten Kante des Körpers verstellbar ist und um einen Winkel a schwenkbar ist und daß der Spanngreifer (17) um einen Winkel β schwenkbar ist.
Einrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Greif- und Fügewerkzeug (13) robotergeführt in eine kombinierte Spann- und Vermessungsstation positionierbar ist, in der die Rollenpaare (14, 15, 16) um das auf Sollbiegelinie gespannte Profil schließbar sind und in der eine Anfangsposition des Profils in Y-Richtung mit einem Sensor zum anschließenden ortsdefinierten Ansetzen an den Körper erfaßbar ist.
Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Greif- und Fügewerkzeug in mehreren Richtungen ausgleichbar und vorspannbar ist, womit Toleranzen des Körpers und/oder des Profils selbsttätig ausgleichbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine derartige Roboterführung des Greif- und Fügewerkzeugs (13), daß der Spanngreifer (17) eine in einem Aufnahmenest (7) in definierter Lage bevorratetes Profil erfaßt, zu der kombinierten Spann- und Vermessungsstation führt, von dieser nach Spannen in den drei Rollenpaaren (14, 15, 16) gemäß Sollbiegelinie und Vermessen der Anfangsposition in die Schutzstreifenlösestation fährt, in der der Schutzstreifen (31) von dem Klebeband (10) gelöst und von dem Profil entfernt wird, anschließend den Anfang des Profils mit freiliegendem Klebeband (10) in die Anfangsposition an dem Körper führt und dort andrückt, anschließend das Greif- und Fügewerkzeug (13) nach Öffnen des Spanngreifers (17) kippt, um das zweite Rollenpaar (15) und das dritte Rollenpaar (16) in Fügeeingriff an dem Profil zu bringen, sodann das Greif- und Fügewerkzeug (13) mit den um das Profil geschlossenen Rollenpaaren (14, 15, 16) entlang der Kante (20) des Körpers bis zu einer Endposition fährt und von dieser mit dem dritten Rollenpaar (16) bis über die Anfangsposition des Profils zurückfährt, um auch den Anfangsbereich des Profils vollständig an den Körper zu pressen.
Verfahren zum Fügen eines leistenförmigen, nachgiebigen Profils, insbesondere Dichtungsprofils, mit einem Klebeband 10 an seiner einen Seite neben einer insbesondere gekrümmten Kante (20) eines Körpers, wobei das Klebeband (10) durch einen Schutzstreifen (31) abgedeckt ist, umfassend die Schritte: Einspannen zumindest eines Anfangsbereichs des Profils gemäß einer Sollbiegelinie und Vermessen einer Anfangsposition des Profils, Lösen des Schutzstreifens (31) von dem Klebeband (10) des eingespannten Profils, Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an dem Körper und Andrücken in der Anfangsposition an den Körper, von der Anfangsposition ausgehend Pressen des Profils an den Körper kontinuierlich entlang dessen Kante (20) bis zu einer Endposition, anschließendes Nachpressen des Profils auch im Anfangsbereich bei der Anfangsposition an dem Körper.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzstreifen (31) vor dem Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an dem Körper vollständig von dem Profil entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzstreifen (31) vor dem Führen des eingespannten Profils in die Anfangsposition an dem Körper nur in einem Anfangsabschnitt des Profils entfernt wird und daß anschließend im Verlauf des kontinuierlich fortschreitenden Fügens des Profils an den Körper entlang dessen Kante bis zu einer Endposition zuvor der Schutzstreifen weiter ausgehend von dem Anfangsabschnitt abgezogen wird.