Die Erfindung betrifft einen End-Effektor zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einer automatisierten Bewegungseinheit, ein darauf aufbauendes Applikationssystem zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern und ein Verfahren zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einem entsprechenden End-Effektor oder Applikationssystem. Offenbart wird überdies die Verwendung eines entsprechenden End- Effektors zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern und ein bevorzugtes End- Effektor-System.

In vielen Bereichen der Technik, beispielsweise in der Automobilindustrie, besteht ein Bedürfnis danach, verschieden Bauteile miteinander zu verbinden, wobei sich in der Industrie beim Fügen von Bauteilen insbesondere das Kleben als besonders leistungsfähig erwiesen hat. Eine Alternative zur Verwendung formloser Klebstoffe, die beispielsweise aus einer Tube appliziert werden, stellen hierbei sogenannte Klebebänder dar. Aus dem Alltag sind insbesondere Haftklebebänder bekannt, bei denen eine Haftklebemasse für die Klebwirkung sorgt, die bei üblichen Umgebungsbedingungen dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Entsprechende Haftklebebänder können durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden und bleiben dort haften.

Insbesondere für den Einsatz in der industriellen Fertigungstechnik sind doppelseitige Klebebänder, das heißt Klebebänder, welche beidseitig eine Klebeschicht aufweisen, von großer Bedeutung. Diese doppelseitigen Klebebänder können nämlich beispielsweise das schnelle und nahezu spaltfreie Verkleben verschiedenster Bauteile ermöglichen, sodass sie in modernen Fertigungsstraßen in vielen Fällen bestehende Klebetechnologien, welche beispielsweise lange Aushärtezeiten erfordern, potentiell ersetzen können.

Als Beispiel für mögliche Optimierungspotentiale durch den Einsatz von doppelseitigen Klebebändern kann beispielsweise die Bestückung von Dachhimmeln von Fahrzeugen genannt werden, bei der ein Bedarf nach Automatisierungslösungen zur Kabel- und Formteileverklebung besteht. Für die Verklebung von Formteilen auf dem Dachhimmel kommt heutzutage überwiegend Flüssigschmelzkleber zum Einsatz während Kabelsätze häufig mit einem einseitigen Klebeband fixiert werden. Ein derartiges Verkleben von Kabeln und Formteilen mit zwei unterschiedlichen Klebetechnologien oder sogar ein ausschließliches Verkleben mit einem langsam härtenden Flüssigschmelzkleber führt zu erschwerten Voraussetzungen für den Automatisierungsprozess. Ein doppelseitiges Klebeband kann hingegen für beide Anwendungen eingesetzt werden und somit potentiell deutliche Prozesseinsparungspotentiale für die Automatisierung erzielen.

Nach Einschätzung der Erfinder werden bisher keine doppelseitigen Klebebänder für beide Applikationen zur Dachhimmelbestückung mit derselben Automatisierungslösung eingesetzt. Nach Einschätzung der Erfinder ist dies vor allem dadurch bedingt, dass es an leistungsfähigen und gut automatisierbaren Applikationsvorrichtungen für doppelseitige Klebebänder fehlt, welche als sogenannte End-Effektoren an Industrierobotern oder ähnlichen Bewegungseinheiten eingesetzt werden. Demnach besteht ein grundlegendes Bedürfnis nach automatisierten Klebebandapplikationsvorrichtungen, insbesondere für die kombinierte Anwendung bei der Verklebung unterschiedlichster Bauteile, beispielsweise bei der Bestückung von Dachhimmeln.

Aus dem Stand der Technik sind End- Effektoren zur Applikation von Klebebändern bekannt, welche eine Applikation von Klebebändern erlauben, die jedoch über auf externen Abwickelvorrichtungen angeordnete Klebebandspulen zugeführt werden. Die Verwendung solcher Klebebandspulen ermöglicht dabei eine Applikation von großen Mengen an Klebeband, beispielsweise tausend Meter Klebeband oder mehr, ohne dass ein Austausch der Klebebandspule und somit eine Produktionsunterbrechung erfolgen muss.

In vielen Fällen werden diese bekannten End-Effektoren jedoch auch als nachteilig empfunden, insbesondere mit Blick auf den benötigten Bauraum sowie die vergleichsweise geringe Flexibilität. Bei den entsprechenden End-Effektoren mit separatem Spulenabwickler ist nämlich der Abstand von der externen Abwickelvorrichtung zum End-Effektor entsprechend der Größe typischer Fertigungshallen häufig relativ lang.

Bei Roboterbewegungen, die in Richtung des zumeist seitlich versetzt angeordneten Spulenabwicklers führen, wie sie beispielsweise auftreten, um das Klebeband neu anzusetzen, verkürzt sich die Zuführungsstrecke. Das bereits gespendete Klebeband muss hierfür vom Spulenaufwickler wieder zurückgenommen werden, um die notwendige Bahnspannung zu gewährleisten. In vielen Fällen besteht deshalb auch die Notwendigkeit eine komplexe Zuführungsanordnung vorzusehen, die beispielsweise eine Mindestzugspannung im Klebeband gewährleisten kann, beispielsweise über ein sogenanntes Pendelreservoir, um ein Durchhängen oder ungewolltes Verkleben des Klebebandes zu vermeiden, insbesondere bei starken Bewegungen des End-Effektors. Darüber hinaus besteht bei langen Zuführwegen grundsätzlich das Risiko einer Verschmutzung des Klebebandes und damit potentiell einer Verringerung der Klebequalität. Zudem kann eine entsprechende Zuführungsanordnung von einem externen Spulenabwickler in einer automatisierten Fertigungsstraße eine Sicherheitsbeeinträchtigung darstellen, da Mitarbeiter beispielsweise vom zugeführten und sich bewegenden Klebebandstrang erfasst werden können, sodass die Applikation unterbrochen werden muss. Mit Blick auf die Möglichkeit einer weitgehenden Automatisierung bestehender Fertigungsprozesse wird das Applizieren von doppelseitigen Klebebändern in der Industrie entsprechend bisher häufig noch als nachteilig empfunden.

Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen oder zumindest zu verringern.

Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen End-Effektor und ein hierauf aufbauendes Applikationssystem anzugeben, mit denen die Applikation von doppelseitigen Klebebändern vereinfacht werden kann, so dass die Applikation im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten End-Effektoren bzw. Applikationssystemen zeit- und kosteneffizienter durchführbar sein sollte. Hierbei war es eine wünschenswerte Vorgabe, dass der anzugebende End-Effektor bzw. das anzugebende Applikationssystem eine vorteilhafte Automatisierbarkeit und gute Integrierbarkeit in moderne Fertigungsstraßen durch eine leichte Umrüstbarkeit aufweisen sollten.

Zudem war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen End-Effektor und ein Applikationssystem anzugeben, welche eine präzise Applikation von doppelseitigen Klebebändern auch unter anspruchsvollen Fertigungsbedingungen, wie beispielsweise in begrenzten Raumverhältnissen, wie sie beispielsweise bei der Bestückung von Fahrzeugdachhimmeln auftreten können, erlauben sollten. Hierbei war es eine wünschenswerte Vorgabe, dass der anzugebende End-Effektor einen vorteilhaften Beitrag zur Arbeits- und Prozesssicherheit leisten sollte, insbesondere dadurch, dass der End- Effektor auch ohne Schneideinheiten eine zuverlässige Applikation von Klebebändern ermöglichen sollte.

Es war auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass die Anforderungen an die Zuführungsanordnung des anzugebenden End-Effektors und des anzugebenden Applikationssystems verringert werden sollten, wobei insbesondere die Notwendigkeit von externen Zuführungsvorrichtungen und Spulenabwicklern reduziert werden sollte. Insoweit war es eine wünschenswerte Vorgabe, dass das Verschmutzungs- und Verklebungsrisiko von doppelseitigen Klebebändern im anzugebenden End-Effektor bzw. Applikationssystem minimiert werden sollte.

Es war ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit dem anzugebenden End-Effektor oder dem anzugebenden Applikationssystem bereitzustellen.

Es war überdies eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass mit dem anzugebenden Verfahren durch eine effiziente Automatisierbarkeit der Arbeitsaufwand für die Applikation von doppelseitigen Klebebändern reduziert werden sollte, wobei das Verfahren wünschenswerterweise auch eine gesteigerte Prozessstabilität und Arbeitssicherheit im Vergleich zum Stand der Technik aufweisen sollte.

Es war eine sekundäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verwendung des anzugebenden End-Effektors zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern anzugeben, insbesondere bei der Bestückung von Fahrzeugdachhimmeln.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr gefunden, dass sich die vorstehenden Aufgaben überraschenderweise lösen lassen, wenn in einem End-Effektor zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern eine Spulenaufnahme mit einer Führungsanordnung für das Klebeband integriert wird, wenn eine Applikationsanordnung des End-Effektors so ausgelegt wird, dass die Klebeschicht eines in der Spulenaufnahme aufgenommenen und in der Führungsanordnung geführten doppelseitigen Klebebandes an der Außenseite des End-Effektors auf ein zu beklebendes Substrat aufgebracht werden kann, sofern eine in der Applikationsanordnung vom doppelseitigen Klebeband abgelöste Trennschicht aus dem End-Effektor mittels einer Abführanordnung abgeführt werden kann, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Die kompakte Bauweise und die Integration mehrerer Komponenten, insbesondere der Klebebandspulenaufnahme und der Zuführungsanordnung, ermöglicht dabei einen flexiblen Einsatz des entsprechenden End-Effektors in unterschiedlichsten Fertigungsprozessen, insbesondere auch bei beengten räumlichen Verhältnissen, wobei nicht nur eine hervorragende Automatisierbarkeit erreicht werden kann, sondern auch Bauraum eingespart und Störungen in der Klebebandzufuhr aufgrund kürzerer Klebbandzuführungswege minimiert werden können. Der resultierende End-Effektor ist besonders vorteilhaft für die Komponenten- und Kabelsatzverklebung am Dachhimmel einsetzbar, wobei insbesondere auch ein Ein- und Auskoppeln des entsprechenden End- Effektors an der automatisierten Bewegungseinheit besonders einfach möglich ist, sodass sich beispielsweise Bandwechsel, Wartung und Reparatur einfach realisieren lassen. Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.

Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Applikationssysteme, Verfahren und Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter End-Effektoren.

Die Erfindung betrifft einen End-Effektor zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einer automatisierten Bewegungseinheit, umfassend: a) eine Spulenaufnahme, b) eine Führungsanordnung, c) eine Applikationsanordnung, und d) eine Abführanordnung, wobei die Spulenaufnahme dazu eingerichtet ist, eine Klebebandspule aufzunehmen, wobei die Führungsanordnung dazu eingerichtet ist, ein von einer in der Spulenaufnahme angeordneten Klebebandspule bereitgestelltes Klebeband von der Spulenaufnahme zur Applikationsanordnung zu führen, wobei die Applikationsanordnung dazu eingerichtet ist, ein der Applikationsanordnung zugeführtes Klebeband so zu führen, dass die Klebeschicht des Klebebandes in einem Applikationsbereich an der Außenseite des End-Effektors liegt, so dass der End-Effektor ein zu beklebendes Substrat mit der Klebeschicht des Klebebandes kontaktieren kann, und wobei die Abführanordnung dazu eingerichtet ist, eine in der Applikationsanordnung von der Klebeschicht abgelöste Trennschicht eines Klebebandes aus dem End-Effektor abzuführen.

Der erfindungsgemäße End-Effektor ist zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einer automatisierten Bewegungseinheit geeignet. Im Einklang mit dem fachmännischen Verständnis ist ein End-Effektor das ausführende und/oder abschließende Element von automatisierten Bewegungseinheiten, beispielsweise Roboterarmen. In anderen Worten sind End-Effektoren im Bereich der Robotik die letzte Komponente einer kinematischen Kette. Die Bezeichnung „ausführendes Element“ bedeutet hierbei insbesondere, dass der End-Effektor in den meisten Fällen dazu eingerichtet sein wird, eine extern vorgegebene Ausführungsvorschrift auszuführen, welche beispielsweise über eine elektronische Steuerungsvorrichtung an die automatisierte Bewegungseinheit und/oder den End-Effektor übermittelt werden kann.

Erfindungsgemäß umfasst der End-Effektor eine Spulenaufnahme, die dazu eingerichtet ist, eine Klebebandspule aufzunehmen. Klebebandspulen weisen in der Praxis regelmäßig eine im Wesentlichen hohlzylindrische geometrische Form auf, wobei ein Klebeband in Umfangsrichtung um die Mantelfläche der Klebebandspule herumgelegt bzw. aufgewickelt werden kann. Durch das wiederholte Herumwickeln des Klebebandes um die Klebebandspule kann dabei sowohl eine effiziente Lagerung von Klebeband als auch eine sichere Nutzung erreicht werden, beispielsweise indem das Klebeband bei Bedarf von der Klebebandspule abgerollt und appliziert wird. Klebebandspulen weisen regelmäßig eine durchgehende Ausnehmung entlang ihrer Zylinderachse auf, über die die Klebebandspule auf einen zumeist komplementären Fortsatz einer Spulenaufnahme aufgesetzt werden kann, so dass eine Rotation möglich bleibt, die Klebebandspule in der Spulenaufnahme jedoch reduzierte translatorische Freiheitgrade aufweist. Der Fachmann versteht, dass der erfindungsgemäße End-Effektor durch die Spulenaufnahme dazu eingerichtet ist, eine Klebebandspule und infolgedessen ein doppelseitigen Klebeband aufzunehmen und zu verarbeiten, dass jedoch weder die Klebebandspule noch das doppelseitige Klebeband selbst Teil des End-Effektors sind.

Erfindungsgemäß umfasst der End-Effektor überdies eine Applikationsanordnung sowie eine Führungsanordnung zur Führung eines Klebebandes von der Spulenaufnahme zur Applikationsanordnung. Die Führung des Klebebandes kann zweckmäßigerweise durch geeignete Führungselemente wie beispielsweise rotierbar gelagerte Führungsrollen erfolgen. Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen zweckmäßig ist ein erfindungsgemäßer End- Effektor, wobei der End-Effektor in der Führungsanordnung ein oder mehrere, bevorzugt zwei oder mehr, bevorzugt vier oder mehr, besonders bevorzugt sechs oder mehr, Führungselemente, bevorzugt Führungsrollen, zur Führung des Klebebandes umfasst, wobei bevorzugt eine oder mehrere der Führungselemente angetriebene Führungselemente, bevorzugt elektrisch angetriebene Führungselemente, sind.

Zur Reduktion der Verklebungsgefahr sowie zur Gewährleistung einer zuverlässigen Applikation von doppelseitigen Klebebändern wird ein im erfindungsgemäßen End-Effektor geführtes Klebeband in der Führungsanordnung vorteilhafterweise auf Spannung gehalten, auch wenn die relativen Abstandsänderungen zwischen Applikationsanordnung und Spulenaufnahme gegenüber dem Stand der Technik verringert sind. Die Spannung des Klebebandes in der Führungsanordnung bezeichnet im Einklang mit dem fachmännischen Verständnis die Zugspannung auf das Klebeband innerhalb der Führungsanordnung. Die Größe der eingestellten Zugspannung innerhalb der Führungsanordnung liegt dabei in der Praxis zumeist innerhalb eines vordefinierten Bereiches, welcher sich für den Fachmann zumeist zwanglos aus den jeweiligen Anwendungsanforderungen ergibt. Beispielsweise kann sich die Obergrenze dieses Bereiches aus der Reißfestigkeit des geführten Klebebandes ergeben. Die Untergrenze des Bereiches kann sich beispielsweise aus der für ein kontrolliertes Führen und/oder sauberes Zertrennen des Klebebandes notwendigen Minimalzugspannung ergeben. Die Erfinder haben nunmehr erkannt, dass eine im Wesentlichen gleichbleibende Spannung des Klebebandes in der Führungsanordnung vorteilhafterweise eine besonders gleichmäßige Applikation des Klebebandes ermöglicht und zudem eine sichere Führung des Klebebandes gewährleistet, durch die ein ungewolltes Verkleben des Klebebandes in der Führungsanordnung zuverlässig verhindert werden kann. Insofern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein die Spannung des Klebebandes beeinflussendes Element in der Führungsanordnung vorzusehen, anhand dessen sich diese Zugspannung gezielt einstellen und steuern lässt, um eine Zugspannung aufzubauen oder auszugleichen. Bevorzugt ist demgemäß ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor in der Führungsanordnung ein positionsveränderliches Bahnspannungselement, bevorzugt eine Bahnspannungsrolle, umfasst, wobei das Bahnspannungselement dazu eingerichtet ist, bei Spannung des Klebebandes in der Führungsanordnung, bevorzugt bei Überschreiten einer durch die Spannung des Klebebandes verursachten vordefinierten Zugspannung auf das Bahnspannungselement, seine Position relativ zu weiteren Teilen der Führungsanordnung, bevorzugt relativ zu bezogen auf den geführten Klebebandstrang benachbarten Führungselementen, reversibel und zerstörungsfrei zu verändern, um die Zugspannung zumindest teilweise auszugleichen. Bevorzugt ist deshalb zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei das Bahnspannungselement dazu eingerichtet ist, dass das Klebeband in der Führungsanordnung durch eine reversible und zerstörungsfreie Veränderung der Position des Bahnspannungselements gespannt werden kann.

Die Erfinder haben erkannt, dass dem aktiven Management der Klebebandzufuhr und der Steuerung der Bahnspannung eine große Bedeutung zukommt, wenn besonders leistungsfähige End- Effektoren erhalten werden sollen. In diesem Kontext ist es nach Einschätzung der Erfinder zunächst zielführend, nicht lediglich auf ein passives Abrollen des Klebebandes zu setzen, wie es in einer frei rotierbaren Anordnung der Klebebandspule in der Spulenaufnahme in Folge eines externen Zuges möglich wäre, sondern vielmehr einen aktiven Antrieb für die Klebebandspule vorzusehen, der aktiv und unter kontrollierbaren Bedingungen Klebeband von der Klebebandspule bereitstellt. Bevorzugt ist daher zunächst ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine Antriebseinheit zum Antrieb der Klebebandspule in der Spulenaufnahme umfasst, bevorzugt einen Motor, besonders bevorzugt einen Elektromotor.

Zusätzlich oder alternativ erachten es die Erfinder für besonders vorteilhaft, wenn eine aktive Steuerung der Antriebseinheit und/oder des für die Einstellung der Bahnspannung verantwortlichen Bahnspannungselements vorgesehen bzw. ermöglicht wird, was durch eine elektronische Steuereinheit ermöglicht werden kann.

Mit Blick auf einen optimale Führung des Klebebandes ist somit ein erfindungsgemäßer End- Effektor bevorzugt, wobei der End-Effektor eine elektronische Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Antriebseinheit und/oder die Position des Bahnspannungselements zu steuern, wobei eine Einrichtung der elektronischen Steuereinheit zur Steuerung beider Komponenten bevorzugt ist. Die elektronische Steuereinheit kann beispielsweise Teil der automatisierten Bewegungseinheit sein, welche mit dem erfindungsgemäßen End-Effektor verbunden ist, angeordnet sein. Vorzugsweise steuert die elektronische Steuereinheit in dieser Ausführungsform nicht nur die vorstehenden Komponenten des End-Effektors, sondern auch den End-Effektor selbst beziehungsweise die automatisierte Bewegungseinheit.

Eine elektronische Steuereinheit, welche sowohl die Antriebseinheit als auch die Position des Bahnspannungselements steuert, ist dabei mit Blick auf eine möglichst konstante Zugspannung eines im End-Effektor geführten Klebebandes besonders bevorzugt, sodass beispielsweise ein Verkleben des Klebebandes zuverlässig vermieden werden kann. Als ganz besonders vorteilhaft erweist es sich nach Einschätzung der Erfinder dabei, wenn die Bahnspannungsrolle dabei sogar als Eingang für den Regelkreis der Abwicklung dient. Durch eine solche abhängige Steuerung der beiden Komponenten, d.h. eine motorische Abwickelunterstützung, wird eine optimale und sichere Führung des Klebebandes und eine präzise Steuerung der Applikationsmenge gewährleistet. Besonders bevorzugt ist demgemäß ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der Position des Bahnspannungselements zu steuern.

Erfindungsgemäß umfasst der End-Effektor eine Applikationsanordnung, womit der Teil des End-Effektors bezeichnet wird, der für die tatsächliche Applikation des Klebebandes auf ein zu beklebendes Substrat verantwortlich ist, wobei der Teilbereich der Applikationsanordnung, in dem die Übergabe des Klebebandes auf das Substrat und die Ablösung vom Liner erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Applikationsbereich bezeichnet wird. Der Applikationsbereich ist somit der Bereich der Applikationsanordnung, in welchem das Klebeband auf ein Substrat appliziert wird. In der Praxis bedeutet dies zumeist, dass die Klebeschicht des Klebebandes im Applikationsbereich auf ein Substrat gedrückt wird, um das Klebeband auf dem Substrat zu applizieren. Erfindungsgemäß liegt die Klebeschicht des Klebebandes hierfür im Applikationsbereich der Applikationsanordnung an der Außenseite des End-Effektors. Insoweit wird der Applikationsbereich in den meisten Fällen von außerhalb des End-Effektors im Wesentlichen frei zugänglich sein. Entsprechend ist der Applikationsbereich zumindest abschnittsweise an der Außenseite des End-Effektors angeordnet. Die Außenseite bezeichnet dabei insbesondere den von den weiteren Komponenten des End-Effektors abgewandten Teil der Applikationsanordnung. Im Rahmen der Erfindung wird die Struktur, die das Klebeband im Moment der Applikation von der Unterseite kontaktiert als Applikationselement bezeichnet. Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen relevant ist vor diesem Hintergrund ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die Applikationsanordnung ein Applikationselement, bevorzugt eine Applikationsrolle, umfasst, wobei das Applikationselement dazu eingerichtet ist, dass das Klebeband im Applikationsbereich über die Oberfläche des Applikationselements hinweg und/oder um das Applikationselement herum, bevorzugt über die Oberfläche des Applikationselements hinweg und um das Applikationselement herum, geführt wird, so dass die Klebeschicht vom Applikationselement wegweist.

Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße End-Effektor hinsichtlich der weiteren

Ausgestaltung der Applikationsanordnung nicht beschränkt. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die Applikationsanordnung ein oder mehrere, bevorzugt zwei oder mehr, besonders bevorzugt genau zwei, Hilfsführungselemente, bevorzugt Hilfsführungsrollen umfasst, die dazu eingerichtet sind, das Klebeband in der Applikationsanordnung über die Oberfläche des Applikationselements hinweg und/oder um das Applikationselement herum, zu führen.

Die Komponenten des erfindungsgemäßen End-Effektors werden in dem End-Effektor kombiniert und hierfür zweckmäßigerweise miteinander verbunden, beispielsweise in einem Gehäuse. Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen relevant ist entsprechend ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine Trägerstruktur, bevorzugt eine Trägerplatte, umfasst, auf der die weiteren Bestandteile des End-Effektors angeordnet sind und/oder mit der die weiteren Bestandteile des End-Effektors verbunden sind.

Mit Blick auf eine sichere und effiziente Applikation von Klebebändern hat es sich als vorteilhaft erwiesen die Applikationsanordnung insgesamt, vorzugsweise zumindest das Applikationselement der Applikationsanordnung, federgelagert am erfindungsgemäßen End- Effektor vorzusehen. Hierdurch kann während der Applikation eines in der Applikationsanordnung geführten Klebebandes der Anpressdruck auf das zu beklebende Substrat besser kontrolliert bzw. verringert werden, sodass insbesondere Beschädigungen am Substrat vermieden werden können. Bevorzugt ist insofern ein erfindungsgemäßer End- Effektor, wobei die Applikationsanordnung über eine Federanordnung mit den weiteren Bestandteilen des End-Effektors, bevorzugt mit der Trägerstruktur des End-Effektors, verbunden ist.

Erfindungsgemäß umfasst der End-Effektor zudem eine Abführanordnung, die eine von der Klebeschicht des Klebebandes in der Applikationsanordnung abgelöste Trennschicht aus dem End-Effektor ableitet. Diese auch als Liner bezeichnete Trennschicht fungiert bis zur Applikation des Klebebandes als Unterlage und muss anschließend als Abfall entsorgt oder einer Wiederverwertung zugeführt werden. Den Erfindern ist es insoweit gelungen, Ausgestaltungen der Abführanordnung zu identifizieren, mit denen besonders effiziente End- Effektoren erhalten werden konnten und die insbesondere eine zuverlässige Ableitung der Trennschicht gewährleisten.

Zu diesem Zweck können zunächst beispielsweise angetriebene oder frei rotierbare Walzen vorgesehen werden, die die abgeführte Trennschicht entweder bloß stabilisieren oder durch den Antrieb auch gleich ein Wegführen aus dem Applikationsbereich befördern oder bewirken. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die Abführanordnung eine oder mehrere Abführführungselemente, bevorzugt Abführführungsrollen umfasst, wobei die Abführanordnung bevorzugt zumindest eine Walzenanordnung mit zumindest zwei gegenläufigen Walzen umfasst, die dazu eingerichtet ist, dass die von der Klebeschicht abgelöste Trennschicht zwischen den gegenläufigen Walzen hindurchgeführt werden kann, wobei die Walzen der Walzenanordnung bevorzugt gegenläufig angetriebene Walzen sind und die Abführanordnung dazu eingerichtet ist, die Trennschicht in Folge der Bewegung der gegenläufig angetriebenen Walzen vom Applikationsbereich abzuführen.

Grundsätzlich ist es möglich, die abgeführte Trennschicht anschließend über eine Aufwickelvorrichtung, beispielsweise eine externe mechanische Aufwickelvorrichtung, abzuleiten. Vorteilhafterweise wird die Ableitung der Trennschicht allerdings durch eine Absaugungsanlage befördert oder bewirkt, wodurch eine aufwändige separate Einfädelung der Trennschicht in das Auslassloch vermieden werden kann. In dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Trennschicht demnach besonders effizient abgeleitet werden. Bevorzugt ist insoweit ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die Abführanordnung ein Auslassloch zum Abführen der Trennschicht umfasst, wobei das Auslassloch bevorzugt mit einem Fluidleitungssystem verbunden ist und/oder wobei das Abführen der Trennschicht durch das Auslassloch, bevorzugt durch eine Absaugungsanlage, befördert oder bewirkt wird.

In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn durch den erfindungsgemäßen End- Effektor eine weitgehend komplett automatisierte Applikation von Klebeband ermöglicht wird. Dies betrifft insbesondere auch das Abschließen eines Applikationsvorganges und/oder das Unterbrechen eines Applikationsvorganges durch ein Beenden der Klebebandzufuhr und das Durchtrennen des Klebebandes. Insofern haben die Erfinder erkannt, dass es vorteilhaft ist, eine Bremsvorrichtung im End-Effektor vorzusehen, um ein im End-Effektor geführtes Klebeband bzw. ein mittels des End-Effektors appliziertes Klebeband automatisiert zu verlangsamen, bevorzugt abzubremsen, so dass ein weiteres Verfahren des End-Effektors in Folge der unterbundenen Nachlieferung an Klebeband ein Zerreißen des Klebebandes bewirkt. Um dies zu ermöglichen, sollte die Klebeschicht des verwendeten Klebebandes eine hinreichend geringe Reißdehnung aufweisen, wobei entsprechende Klebebänder kommerziell verfügbar sind, beispielsweise unter der Bezeichnung tesa 50400. In dieser Ausführungsform ermöglicht die Bremseinheit entsprechend ein Zerreißen des Klebebandes, sodass nach Ausbringen einer vorbestimmten Menge an Klebeband vorteilhafterweise keine separaten Trennvorrichtungen zum Zertrennen des Klebebandes am End-Effektor vorgesehen werden müssen bzw. das applizierte Klebeband nicht händisch zertrennt werden muss. Hierbei wird die zumeist deutlich Reißfestere Trennschicht vorteilhafterweise nicht zertrennt, sodass eine Neueinfädelung der Trennschicht in die Abführanordnung im erfindungsgemäßen End-Effektor vermieden werden kann. Zudem ist in dieser Ausführungsform vorteilhafterweise keine separate Vorspuleinheit zum Vorspulen des Klebebandes für einen nachfolgenden Applikationszyklus notwendig, insbesondere wenn der End-Effektor so ausgelegt wird, dass das Klebeband direkt in der Applikationsanordnung bzw. im Applikationsbereich, bevorzugt am Applikationselement, reißt. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine Bremseinheit, bevorzugt eine pneumatische Bremse, umfasst, wobei die Bremseinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung zu erschweren oder zu unterbinden, bevorzugt zu unterbinden.

Den Erfindern ist es insoweit gelungen, Ausgestaltungen der Bremseinheit zu identifizieren, welche in der Praxis besonders zuverlässig die Führung des Klebebandes erschweren bzw. unterbinden und welche nach dem Eingreifen vorteilhafterweise auch ein zuverlässiges Zerreißen eines leicht reißfähigen Klebebandes beim Verfahren des End-Effektors begünstigen. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die Bremseinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung, durch Applikation eines Anpressdrucks auf das in der Führungsanordnung und/oder Applikationsanordnung geführte Klebeband, bevorzugt auf das in der Führungsanordnung geführte Klebeband, zu erschweren oder zu unterbinden. Der Fachmann versteht, dass die Bezeichnung Anpressdruck in diesem Zusammenhang den von der Bremseinheit ausgeübten Druck auf das Klebeband bezeichnet, welcher beispielsweise durch die Bremseinheit appliziert wird, indem das Klebeband gegen eine Komponente der Applikationsanordnung oder der Führungsanordnung gedrückt wird. Alternativ bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer End- Effektor, wobei die Bremseinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der

Applikationsanordnung, durch das Blockieren von Führungselementen der

Führungsanordnung und/oder durch das Blockieren der Rotation der in der Spulenaufnahme angeordneten Klebebandspule, bevorzugt durch das Blockieren von Führungselementen der Führungsanordnung, zu erschweren oder zu unterbinden.

Wie vorstehend erläutert, kann der erfindungsgemäße End-Effektor beim Einsatz einer Bremseinheit vorteilhafterweise ohne Trennvorrichtungen ein Zertrennen eines im End- Effektor geführten Klebebandes erreichen, sodass neben einer Reduktion des apparativen Aufwandes, insbesondere auch die Arbeitssicherheit des erfindungsgemäßen End-Effektors im Vergleich zu bekannten End-Effektoren verbessert ist. Dennoch kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, Trennvorrichtungen vorzusehen, beispielsweise weil das zu applizierende Klebeband nicht die notwendige Reißfähigkeit mitbringt, wobei der End- Effektor in diesem Fall zumeist wohl zumindest eine Vorspulvorrichtung zur Wiederpositionierung des Klebebandes in der Führungsanordnung und/oder der Applikationsanordnung nach einem Zertrennen des Klebebandes umfasst. Theoretisch denkbar ist demnach ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine oder mehrere Trennvorrichtungen, bevorzugt Schneidmesser, umfasst, die dazu eingerichtet sind, die Klebeschicht und/oder das Klebeband, bevorzugt die Klebeschicht zu durchtrennen, wobei die Trennvorrichtungen bevorzugt im Bereich der Applikationsanordnung, besonders bevorzugt bezogen auf den geführten Klebebandstrang unmittelbar vor dem Applikationsbereich, angeordnet ist.

Nach Einschätzung der Erfinder ist ein erfindungsgemäßer End-Effektor, der durch die Bremseinheit für die Applikation von leicht reißbaren Klebebändern, d.h. von Klebebändern, deren Klebeschicht eine Reißfestigkeit von 10 N/cm ² oder weniger und/oder eine Reißdehnung von 50 % oder weniger aufweist, optimiert ist, besonders vorteilhaft. Für alle Ausführungsformen bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßer End-Effektor zur Applikation von leicht reißbaren doppelseitigen Klebebändern, deren Klebeschicht eine Reißfestigkeit von 10 N/cm ² oder weniger und/oder eine Reißdehnung von 50 % oder weniger aufweist, mit einer automatisierten Bewegungseinheit, umfassend: a) eine Spulenaufnahme, b) eine Führungsanordnung, c) eine Applikationsanordnung, und d) eine Abführanordnung, wobei die Spulenaufnahme dazu eingerichtet ist, eine Klebebandspule aufzunehmen, wobei die Führungsanordnung dazu eingerichtet ist, ein von einer in der Spulenaufnahme angeordneten Klebebandspule bereitgestelltes Klebeband von der Spulenaufnahme zur Applikationsanordnung zu führen, wobei die Applikationsanordnung dazu eingerichtet ist, ein der Applikationsanordnung zugeführtes Klebeband so zu führen, dass die Klebeschicht des Klebebandes in einem Applikationsbereich an der Außenseite des End-Effektors liegt, so dass der End-Effektor ein zu beklebendes Substrat mit der Klebeschicht des Klebebandes kontaktieren kann, und wobei die Abführanordnung dazu eingerichtet ist, eine in der Applikationsanordnung von der Klebeschicht abgelöste Trennschicht eines Klebebandes aus dem End-Effektor abzuführen, wobei der End-Effektor eine Bremseinheit umfasst, wobei die Bremseinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung zu erschweren oder zu unterbinden, wobei der End-Effektor bevorzugt keine separaten Trennvorrichtungen zum Zertrennen des Klebebandes umfasst.

Offenbart wird ausgehend hiervon auch ein End- Effektor-System, umfassend einen erfindungsgemäßen End-Effektor mit einer Bremseinheit, wobei in der Spulenaufnahme des erfindungsgemäßen End-Effektors eine Klebebandspule mit einem Klebeband angeordnet ist, dessen Klebeschicht eine Reißfestigkeit von 10 N/cm ² oder weniger, bevorzugt 9 N/cm ² oder weniger, besonders bevorzugt 8,5 N/cm ² oder weniger, und/oder eine Reißdehnung von 50 % oder weniger, bevorzugt 40 % oder weniger, besonders bevorzugt 35 % oder weniger, aufweist.

Der erfindungsgemäße End-Effektor kann mit Blick auf eine möglichst störungsfreie Applikation von Klebebändern vorteilhafterweise eine erste elektronische Detektionseinheit umfassen, welche beispielsweise die Beschaffenheit der Klebeschicht des Klebebandes detektiert, um beispielsweise die Applikation eines fehlerhaften Klebebandes zu registrieren und zu unterbinden. Die Beschaffenheit der Klebeschicht bezeichnet hierbei beispielsweise das optische Erscheinungsbild der Klebeschicht, insbesondere die Detektion von Verunreinigungen und/oder Schäden an der Klebeschicht. Die erste elektronische Detektionseinheit kann dabei alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet sein, die vollständige, Abwesenheit der Klebeschicht zu detektieren. Die Detektion wird in den meisten Fällen mit einem optischen Verfahren erfolgen. Bevorzugt ist dabei ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die erste elektronische Detektionseinheit einen optischen Sensor, bevorzugt eine Kamera oder einen Farbsensor, besonders bevorzugt einen Farbsensor, umfasst. Hierfür werden die Klebebänder und/oder Trennliner beispielsweise farbig ausgestaltet. Beispielsweise können die Klebeschicht und die Trennschicht unterschiedliche Farben aufweisen, so dass ein Freiliegen der Trennschicht registriert werden kann. Alternativ kann die Klebeschicht beispielsweise farbig, die Trennschicht jedoch im Wesentlichen transparent ausgestaltet sein, so dass im Falle des Freiliegens der Trennschicht nur der jeweilige Detektionshintergrund der ersten elektronischen Detektionseinheit detektiert wird. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine erste elektronische Detektionseinheit umfasst, wobei die erste elektronische Detektionseinheit dazu eingerichtet ist, vor dem Durchlaufen des Klebebandes durch den Applikationsbereich der Applikationsanordnung das Vorliegen der Klebeschicht im Klebeband und/oder die Beschaffenheit der Klebeschicht im Klebeband, zu detektieren.

Die Erfinder haben hinsichtlich der Anordnung im End-Effektor besonders bevorzugte Ausgestaltungen für die erste elektronische Detektionseinheit identifiziert, mit welchen in der Praxis besonders zuverlässige Qualitätskontrollen durchgeführt werden konnten und welche somit eine besonders zuverlässige und fehlerfreie Applikation gewährleisten. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die erste elektronische Detektionseinheit im Bereich der Applikationsanordnung, bevorzugt bezogen auf den geführten Klebebandstrang unmittelbar vor dem Applikationsbereich, angeordnet ist.

Die Qualitätskontrolle durch die erste elektronische Detektionseinheit vor der Applikation des Klebebandes kann zudem genutzt werden, um den End-Effektor so zu steuern, dass Störungen durch eine fehlerhafte Klebeschicht vermieden werden, beispielsweise durch Beenden der Applikation und/oder Unterbrechen der Applikation in Folge eines entsprechenden Ausgabesignals der ersten elektronischen Detektionseinheit. Mit Blick auf die Vermeidung fehlerhafter Klebebandapplikationsvorgänge, der Vermeidung von übermäßigem Ausschuss sowie zum Erreichen eines hohen Automatisierungsgrades schlagen die Erfinder entsprechend vor, dass die von der ersten elektronischen Detektionseinheit detektierten Informationen vorteilhafterweise der Steuerung der weiteren Komponenten des End-Effektors dienen sollten. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine elektronische Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, den End-Effektor, bevorzugt die Bremseinheit und/oder die Antriebseinheit, in Abhängigkeit einer von der ersten elektronischen Detektionseinheit detektierten Information zu steuern. Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung und/oder das Applizieren des Klebebandes zu verhindern, wenn die erste elektronische Detektionseinheit die Abwesenheit der Klebeschicht im Klebeband und/oder eine unzureichende Beschaffenheit der Klebeschicht, bevorzugt eine außerhalb eines Toleranzbereiches liegende Beschaffenheit der Klebeschicht, im Klebeband detektiert.

Die Kontrolle einer erfolgreich erfolgten Applikation von Klebeband im erfindungsgemäßen End-Effektor kann vorteilhafterweise durch eine zweite elektronische Detektionseinheit durchgeführt werden, welche die Abwesenheit der Klebeschicht nach erfolgtem Applizieren detektiert. Die Detektion wird dabei auch in diesem Fall in den meisten Fällen optisch erfolgen, Bevorzugt ist hier ebenfalls ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die zweite elektronische Detektionseinheit einen optischen Sensor, bevorzugt eine Kamera oder einen Farbsensor, besonders bevorzugt einen Farbsensor, umfasst.

Die Qualitätskontrolle durch die zweite elektronische Detektionseinheit nach der Applikation des Klebebandes kann dabei, ähnlich zu ersten elektronischen Detektionseinheit, Störungen durch eine fehlerhafte Applikation vorbeugen, beispielsweise durch Beenden der Applikation oder Ausgabe eines Warnsignals, wenn eine unzureichende Applikation detektiert wird, die sich in dem Verbleib des Klebebandes auf der Klebeschicht äußert. Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßer End-Effektor wobei der End-Effektor eine zweite elektronische Detektionseinheit umfasst, wobei die zweite elektronische Detektionseinheit dazu eingerichtet ist, nach dem Durchlaufen des Klebebandes durch den Applikationsbereich der Applikationsanordnung die Abwesenheit der Klebeschicht zu detektieren.

Die Erfinder haben auch für die zweite elektronische Detektionseinheit eine besonders geeignete Positionierung identifiziert, mit welchen in der Praxis durch die Unmittelbarkeit der Bewertung besonders zuverlässige Endkontrollen durchgeführt werden konnten und welche somit eine besonders sichere Applikation gewährleisten. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die zweite elektronische Detektionseinheit im Bereich der Applikationsanordnung, bevorzugt bezogen auf den geführten Klebebandstrang unmittelbar hinter dem Applikationsbereich, angeordnet ist.

Auch für die zweite Detektionseinheit ist es bevorzugt, wenn die Ausgabe zur Steuerung des End-Effektors bzw. dessen Komponenten verwendet wird. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine elektronische Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, den End-Effektor, bevorzugt die Bremseinheit und/oder die Antriebseinheit, in Abhängigkeit einer von der zweiten elektronischen Detektionseinheit detektierten Information zu steuern. Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung und/oder das Applizieren des Klebebandes zu verhindern, wenn die zweite elektronische Detektionseinheit das Vorliegen der Klebeschicht im Klebeband detektiert.

Die Erfinder erachten es mit Blick auf die hohen Qualitätsanforderungen moderner automatisierter Fertigungsprozesse als besonders zielführend, wenn sowohl vor als auch nach dem Applikationsbereich eine optische Kontrolle erfolgt. Ganz besonders bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor die erste elektronische Detektionseinheit und die zweite elektronische Detektionseinheit umfasst, wobei die erste elektronische Detektionseinheit und die zweite elektronische Detektionseinheit bevorzugt gleichartige Sensoren, besonders bevorzugt gleichartige optische Sensoren umfassen.

Den Erfindern ist es abschließend auch gelungen, grundsätzliche Ausgestaltungen des End- Effektors zu identifizieren, mit denen in der Praxis eine besonders zuverlässige Applikation von Klebebändern, insbesondere auch unter anspruchsvollen Fertigungsbedingungen, erreicht werden konnte und die sich nach Einschätzung der Erfinder in vorteilhafter Weise für die Integration in bestehende Fertigungsstraßen eignen. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei der End-Effektor eine Masse im Bereich von 10 bis 50 kg, bevorzugt im Bereich von 12 bis 40 kg, besonders bevorzugt im Bereich von 14 bis 30 kg, aufweist. Der erfindungsgemäße End-Effektor ist besonders gut für eine weitgehende Automatisierung geeignet. Der Fachmann spricht bisweilen auch davon, dass der erfindungsgemäße End-Effektor sich ausgezeichnet in Industrie 4.0 Projekte integrieren lässt. Für die meisten Fälle relevant ist hierfür ein auswechselbarer erfindungsgemäßer End- Effektor, wobei der End-Effektor ein Verbindungselement zur Verbindung des End-Effektors mit einer automatisierten Bewegungseinheit umfasst, wobei das Verbindungselement bevorzugt an der Trägerstruktur des End-Effektors angeordnet ist. Beispielhaft ist dabei ein erfindungsgemäßer End-Effektor, wobei das Verbindungselement auf der vom Applikationsbereich abgewandten Seite des End-Effektors angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Applikationssystem zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern, umfassend: x) eine automatisierte Bewegungseinheit, und y) einen mit der automatisierten Bewegungseinheit verbundenen erfindungsgemäßen End-Effektor.

Das erfindungsgemäße Applikationssystem umfasst eine automatisierte Bewegungseinheit und einen mit der automatisierten Bewegungseinheit verbundenen erfindungsgemäßen End- Effektor. Der Fachmann versteht, dass das bevorzugte erfindungsgemäße Applikationssystem entsprechend auch die Vorteile bevorzugter End-Effektoren aufweist. In der Praxis wird der erfindungsgemäße End-Effektor zumeist als abschließendes Element mit der automatisierten Bewegungseinheit verbunden sein, sodass der erfindungsgemäße End- Effektor als ausführendes Element die Applikation von doppelseitigen Klebebändern ermöglicht.

Bevorzugt ist mit Blick auf eine präzise Steuerbarkeit und einen hohen Automatisierungsgrad ein erfindungsgemäßes Applikationssystem, wobei die automatisierte Bewegungseinheit ein Linearachsensystem oder ein Roboterarm, bevorzugt ein Roboterarm, ist.

Das erfindungsgemäße Applikationssystem eignet sich vorteilhafterweise für eine weitgehende Automatisierung von Applikationsverfahren, wofür es zweckmäßigerweise eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung zur Steuerung umfasst. Für die meisten Fälle relevant ist daher ein erfindungsgemäßes Applikationssystem, wobei das Applikationssystem eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung zur Steuerung des End-Effektors und der automatisierten Bewegungseinheit umfasst, bevorzugt in Abhängigkeit von auf einer Speichereinheit der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung gespeicherten Klebeinstruktionen. Klebeinstruktionen sind dabei die Steuerungsbefehle und -anweisungen, die beispielsweise von einer Steuerungssoftware ausgelesen werden können. Diese Steuerungsbefehle können beispielsweise Vorgaben über die Länge des zu applizierenden Klebebandes und/oder Bewegungsvorschriften für die automatisierte Bewegungseinheit umfassen.

Die Erfindung betrifft überdies ein Verfahren zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einem erfindungsgemäßen End-Effektor oder einem erfindungsgemäßen Applikationssystem, umfassend die Verfahrensschritte: i) Herstellen oder Bereitstellen einer Klebebandspule mit einem Klebeband in der Spulenaufnahme, wobei das Klebeband zumindest eine auf einer Trennschicht angeordnete Klebeschicht umfasst, ii) Zuführen des Klebebandes von der in der Spulenaufnahme angeordneten Klebebandspule zu der Applikationsanordnung mit der Führungsanordnung, iii) Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung, wobei die Klebeschicht des Klebebandes im Applikationsbereich an der Außenseite des End-Effektors liegt, iv) Kontaktieren eines zu beklebenden Substrates mit der Klebeschicht des Klebebandes durch den End-Effektor im Applikationsbereich und Ablösen der Klebeschicht des Klebebandes von der Trennschicht zur Applikation der Klebeschicht auf das Substrat, v) Abführen der von der Klebeschicht des Klebebandes abgelösten Trennschicht mit der Abführanordnung.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einem erfindungsgemäßen End-Effektor oder einem erfindungsgemäßen Applikationssystem. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierfür das Herstellen oder Bereitstellen einer Klebebandspule mit einem Klebeband in der Spulenaufnahme des End- Effektors. Die Erfinder haben bezüglich der Klebebandspule besonders geeignete Ausgestaltungen identifiziert, mit welchen in der Praxis besonders effiziente Verfahrensführungen erreicht werden konnten. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebebandspule eine Masse im Bereich von 5 bis 15 kg, bevorzugt im Bereich von 5 bis 8 kg, aufweist.

Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen zweckmäßig ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebebandspule in Verfahrensschritt i) aus einem Lagersystem bereitgestellt und in die Spulenaufnahme eingesetzt wird. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebebandspule in Verfahrensschritt i) durch Auswechseln einer geleerten Klebebandspule bereitgestellt wird.

Der Begriff Klebeband ist für den Fachmann im Bereich der Klebetechnik klar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck Band alle dünnen, flächigen Gebilde, d.h. Gebilde mit einer überwiegenden Ausdehnung in zwei Dimensionen, insbesondere Folien, Folienabschnitte und Etiketten, bevorzugt Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite sowie entsprechende Bandabschnitte. Das auf der Klebebandspule angeordnete Klebeband ist dabei ein doppelseitiges Klebeband, sodass es beispielsweise zwei Klebeschichten umfasst, welche auf unterschiedlichen Seiten einer Trägerschicht angeordnet sind, wobei auch trägerlose Klebebänder denkbar sind. Erfindungsgemäß umfasst das Klebeband zumindest eine auf einer Trennschicht angeordnete Klebeschicht, wobei zwischen der Trennschicht und der obersten Klebelage im Lichte der vorstehenden Erläuterung weitere Lagen vorgesehen sein können, insbesondere eine etwaige Trägerschicht nebst einer zweiten Trägerschicht eines trägerbasierten doppelseitigen Klebebandes. Für die meisten Fälle relevant ist mit anderen Worten auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht aus einer Klebelage aus einer Klebemasse besteht, oder wobei die Klebeschicht aus einer Klebelage aus einer ersten Klebemasse und einer Trägerlage, sowie optional weiteren Klebelagen aus weiteren Klebemassen, besteht.

Als Trennschichten können branchenübliche Materialien eingesetzt werden, die zumeist als Liner bezeichnet werden. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trennschicht eines oder mehrere Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Papier und Kombinationen dieser Materialien, wobei das Trennmaterial bevorzugt ein- oder beidseitig, besonders bevorzugt beidseitig, mit einer Releaseschicht beschichtet ist, bevorzugt einer Silikon-Releaseschicht, wobei die Silikon-Releaseschicht ganz besonders bevorzugt herstellbar ist durch Vernetzung eines vernetzbaren Silikonsystems umfassend ein oder mehrere Polysiloxane. Entsprechende Trennschichten ermöglichen dabei insbesondere ein problemloses Abwickeln des Klebebandes von der Klebebandspule und schützen die Rückseite der Klebeschicht vor Verunreinigungen. Beim Einsatz von beidseitig releasebeschichteten Trennschichten in Verbindung mit einer Bremseinheiten im erfindungsgemäßen End-Effektor ist es für eine gute Bremswirkung insoweit bevorzugt, die Bremseinheit im Kontaktbereich mit einem Gummibelag und/oder mit einer makroskopischen Oberflächenstruktur, beispielsweise in der Form von Nadelspitzen, auszuführen, um die Gefahr eines ungewollten Durchrutschens des Klebebandes nach Eingreifen der Bremseinheit zu verringern.

Hinsichtlich der Handhabungseigenschaften der Klebebänder besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht eine Haftklebeschicht ist. Eine Haftklebeschicht ist in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis eine Klebeschicht, die über haftklebrige Eigenschaften verfügt, d.h. über die Eigenschaft bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung zu einem Haftgrund einzugehen. Entsprechende Haftklebebänder sind üblicherweise nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder ablösbar und in der Regel schon bei Raumtemperatur permanent eigenklebrig, was bedeutet, dass sie eine gewisse Viskosität und Anfassklebrigkeit aufweisen, sodass sie die Oberfläche eines Untergrunds bereits bei geringem Andruck benetzen.

Die Erfinder haben mit Blick auf die Prozessstabilität sowie eine effiziente Verfahrensführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Parameter für das Klebeband identifiziert. Wie vorstehend bereits in Bezug auf den erfindungsgemäßen End-Effektor erläutert, ist die Verwendung von Klebebändern niedriger Reißdehnung explizit bevorzugt, da ein Zertrennen solcher Klebebänder bei Einsatz einer Bremseinheit zumeist ohne mechanische Trennvorrichtungen erfolgen kann. Da solche Klebebänder leicht reißen, sind diese quasi durch abruptes Abbremsen auch ohne händische oder automatisierte Trennvorrichtungen sicher zertrennbar. Bevorzugt ist insoweit insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht eine Reißfestigkeit von 10 N/cm ² oder weniger, bevorzugt 9 N/cm ² oder weniger, besonders bevorzugt 8,5 N/cm ² oder weniger, aufweist. Bevorzugt ist alternativ oder zusätzlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht eine Reißdehnung von 50 % oder weniger, bevorzugt 40 % oder weniger, besonders bevorzugt 35 % oder weniger, aufweist. Reißfestigkeit bezeichnet die maximale mechanische Zugspannung, welche auf einen Körper appliziert werden kann, ohne diesen zu zerreißen. Reißdehnung hingegen bezeichnet die prozentuale Längenänderung eines Körpers nach dem Zerreißen im Verhältnis zu seiner Anfangslänge.

Erfindungsgemäß umfasst das erfindungsgemäße Verfahren überdies die Führung des Klebebandes von der Klebebandspule über die Führungsanordnung zur Applikationsanordnung. Erfindungsgemäß befindet sich dabei die Klebeschicht des Klebebandes im Applikationsbereich an der Außenseite des End-Effektors, sodass ein zu beklebendes Substrat mit der Klebeschicht des Klebebandes kontaktiert werden kann. Für die meisten Fälle zweckmäßig ist dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kontaktieren des zu beklebenden Substrates mit der Klebeschicht des Klebebandes durch eine Bewegung des End-Effektors erfolgt, wobei die Bewegung des End-Effektors bevorzugt durch die automatisierte Bewegungseinheit bewirkt wird.

Erfindungsgemäß umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zudem das Ablösen der Klebeschicht des Klebebandes von der Trennschicht, was im Wesentlichen durch die stärkere Adhäsion der Klebeschicht am Substrat bewirkt und ggf. durch die Form des Applikationselements befördert wird, sowie anschließend das Abführen der Trennschicht mit der Abführanordnung. Es kann dabei als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass es bezüglich eventueller weiterer Verfahrensschritte nicht begrenzt ist.

Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen relevant ist in der Praxis insoweit wohl ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Verfahrensschritt: vi) Bewegen des das Substrat kontaktierenden End-Effektors über die Oberfläche des Substrates.

Das Bewegen des End-Effektors ermöglicht bevorzugt das Applizieren einer vorbestimmten Menge an Klebeband entlang einer vorbestimmten Strecke der Substratoberfläche.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Beklebung unterschiedlicher Substrate und ist diesbezüglich entsprechend grundsätzlich nicht beschränkt. Für die meisten Fälle relevant ist allerdings grundsätzlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Substrat ein Bauteil ist, an dem mittels der Klebeschicht weitere Bauelemente befestigt werden sollen. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Substrat ein Fahrzeugbauteil umfasst, wobei das Substrat bevorzugt einen Dachhimmel umfasst. Als Dachhimmel wird bei Fahrzeugen die Innenverkleidung des Fahrzeugdachs bezeichnet.

Bevorzugt ist, insbesondere beim Vorsehen einer Bremseinheit im End-Effektor auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Verfahrensschritt: vii) Abheben des End-Effektors vom Substrat nach Applikation einer vorbestimmten Menge der Klebeschicht und Zertrennen der Klebeschicht zwischen dem End-Effektor und dem Substrat.

Wie vorstehend erläutert, erfolgt das Zertrennen im Verfahrensschritt vii) bevorzugt durch die Bremseinheit des End-Effektors, wobei ein Auslösen der Bremseinheit das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung unterbindet, sodass ein Klebeband mit einer Klebeschicht niedriger Reißdehnung in der Applikationsanordnung, besonders bevorzugt direkt am Applikationselement, reißt. Die Trennschicht verleibt dabei regelmäßig unzertrennt. In einer entsprechend bevorzugten Ausführungsform kann eine besonders hohe Arbeitssicherheit, insbesondere durch den Wegfall separater Trennvorrichtungen für das Klebeband, im erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden. Explizit bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Zertrennen der Klebeschicht durch die Bremseinheit des End-Effektors bewirkt oder befördert wird, die die Zufuhr des Klebebandes in die Applikationsanordnung und/oder das Führen des Klebebandes in der Applikationsanordnung erschwert oder unterbindet. Bevorzugt ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Zertrennen der Klebeschicht dadurch bewirkt oder befördert wird, dass der End-Effektor vom Substrat in einem Winkel im Bereich von 15 bis 50°, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40°, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 35°, abgehoben wird.

Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Verfahren allerdings bezüglich des Zertrennens nicht beschränkt. Zumindest theoretisch denkbar ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Zertrennen der Klebeschicht durch die

Trennvorrichtung des End-Effektors bewirkt oder befördert wird.

Bevorzugt ist nunmehr ebenfalls ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Verfahrensschritt: viii) Andrücken eines oder mehrerer Bauelemente an die auf dem Substrat applizierte Klebeschicht zum Erhalt eines Klebeverbundes, wobei das Andrücken bevorzugt in einem automatisierten Verfahren durch eine automatisierte Vorrichtung erfolgt.

Denkbar ist dabei beispielsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Substrat ein Dachhimmel ist und wobei als Bauelemente zumindest ein Fahrzeugformteil und zumindest ein Kabelstrang an die auf dem Substrat applizierte Klebeschicht angedrückt werden.

Bevorzugt ist mit Blick auf eine zeit- und kosteneffiziente Verfahrensführung, insbesondere in der Fahrzeugindustrie, ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei in dem Verfahren ein oder mehrere Formteile mittels des applizierten Klebebandes auf einem Dachhimmel verklebt werden und/oder wobei in dem Verfahren ein oder mehrere Kabelstränge mittels des applizierten Klebebandes an einem Dachhimmel verklebt werden.

Zum Zwecke eines gesteigerten Effizienzgrades ist dabei insbesondere auch die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer ursprünglich separaten Arbeitsschritte in einem einzigen Arbeitsschritt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Bevorzugt ist daher auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei in dem Verfahren ein oder mehrere Formteile und ein oder mehrere Kabelstränge verklebt werden, wobei das Verkleben an der gleichen Arbeitsstation einer Fertigungsstraße und/oder durch den gleichen End-Effektor erfolgt.

Offenbart wird zudem die Verwendung eines erfindungsgemäßen End-Effektors zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern mit einer automatisierten Bewegungseinheit bei der Fahrzeugfertigung zur Befestigung von Kabelsträngen und Formteilen, bevorzugt an einem Dachhimmel, zur Steigerung der Fertigungseffizienz.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen End-Effektors in einer bevorzugten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen End-Effektors 10 zur Applikation von doppelseitigen Klebebändern 1 in einer bevorzugten Ausführungsform.

Der End-Effektor 10 umfasst eine Spulenaufnahme 14, welche über eine Antriebseinheit 30 angetrieben werden kann und auf der im gezeigten Beispiel eine Klebebandspule 22 mit einem typischen doppelseitigen Klebeband 12 angeordnet ist, wobei das doppelseitige Klebeband 12 eine Trägerlage und zwei haftklebrige Klebelagen umfasst. Diese Klebeschicht ist auf einer Trennschicht 24 angeordnet welche beidseitig mit einer Releaseschicht beschichtet ist. Die Klebeschicht des dargestellten Klebebandes 12 weist eine Reißfestigkeit von maximal 10 N/cm ² bzw. eine Reißdehnung von maximal 50 % auf, wobei es sich bei dem doppelseitige Klebeband 12 beispielsweise um das Produkt tesa 50400 handeln kann.

Im gezeigten End-Effektor 10 wird das doppelseitige Klebeband 12 über eine Führungsanordnung 16 von der Spulenaufnahme 14 bzw. der darin angeordneten Klebebandspule 22 zu einer Applikationsanordnung 18 des End-Effektors 10 geführt, welche durch einen gestrichelten Rahmen gekennzeichnet wird. Hierfür umfasst die Führungsanordnung 16 im gezeigten Beispiel sechs Führungsrollen, welche teilweise elektrisch angetrieben sein können. Eine dieser Führungsrollen ist als positionsveränderliches Bahnspannungselement 26 ausgebildet, wobei die reversible und zerstörungsfreie Änderung der Position des Bahnspannungselements 26 in Fig. 1 relativ zu den weiteren Führungsrollen durch Richtungspfeile dargestellt ist.

Im Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren wird über das Bahnspannungselement 26 die Zugspannung des Klebebandes 12 in der Führungsanordnung 16 durch eine Bewegung des Bahnspannungselements 26 entlang der Richtungspfeile eingestellt, sodass eine durch die Spannung des Klebebandes 12 verursachte vordefinierte Zugspannung auf das Bahnspannungselement 26 nicht überschritten wird. Die Steuerung des Bahnspannungselements 26 erfolgt dabei durch eine elektronische Steuereinheit 28, welche ebenfalls die Antriebseinheit 30 in Abhängigkeit von der Position des Bahnspannungselements 26 steuert.

Im gezeigten End-Effektor 10 wird das in die Applikationsanordnung 18 eingeführte Klebeband 12 über eine Hilfsführungsrolle so über die Oberfläche eines Applikationselements der Applikationsanordnung 18 hinweg und um dieses Applikationselement herum geführt, dass die Klebeschicht in einem Applikationsbereich am unteren Ende des dargestellten End-Effektors 10 von dem Applikationselement wegweist, so dass der End-Effektor 10 ein zu beklebendes Substrat mit der Klebeschicht kontaktieren kann. Hierbei ist die Applikationsanordnung 18 federgelagert mit dem End-Effektor 10 bzw. dessen Trägerplatte verbunden, sodass beim Andrücken des Klebebandes 12 eine Ausgleichsbewegung entlang der in Fig. 1 dargestellten Richtungspfeile erfolgen kann.

Am Applikationselement bzw. im Applikationsbereich der Applikationsanordnung 18 wird die Trennschicht 24 des Klebebandes 12 über eine zweite Hilfsführungsrolle zu einer Abführanordnung 20 des End-Effektors 10 geführt. In der Abführanordnung 20 wird die Trennschicht 24 zwischen zwei gegenläufigen Walzen zu einem Auslassloch 38 abgeführt, welches mit einer nicht gezeigten Absaugungsanlage verbunden ist, sodass die Trennschicht 24 aus dem End- Effektor 10 abgesaugt werden kann.

Der gezeigte End-Effektor 10 umfasst überdies eine pneumatische Bremseinheit 32, welche durch das Ausüben eines Anpressdrucks auf das in der Führungsanordnung 16 geführte Klebeband 12, das Führen des Klebebandes 12 in der Applikationsanordnung 18 unterbinden kann. Im gezeigten End-Effektor 10 bewirkt das Auslösen der Bremseinheit 32 beim weiteren Verfahren bzw. Abheben des End-Effektors 10 ein Zerreißen der Klebeschicht des Klebebandes 12 im Applikationsbereich bzw. am Applikationselement. Die Trennschicht 24 verbleibt unbeschädigt in der vorgesehenen Führung, sodass das Klebeband 12 im nächsten Applikationszyklus nicht neu eingefädelt werden muss, bzw. sodass keine zusätzlichen Vorspuleinrichtungen am End-Effektor 10 vorgesehen werden müssen.

Der gezeigte End-Effektor 10 umfasst überdies eine unmittelbar vor dem Applikationsbereich angeordnete erste elektronische Detektionseinheit 34 mit einem Farbsensor und eine unmittelbar hinter dem Applikationsbereich angeordnete zweite elektronische Detektionseinheit 36 mit einem Farbsensor. Zur Bewertung eines erfolgreichen Applikationsvorganges kann die erste elektronische Detektionseinheit 34 das Vorliegen und die Beschaffenheit der Klebeschicht im Klebeband 12 detektieren und die zweite elektronische Detektionseinheit 36 die gewünschte Abwesenheit der Klebeschicht, durch die der erfolgreiche Übertrag auf das Substrat angedeutet wird, detektieren.

Im Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren, steuert eine weitere elektronische Steuereinheit, die auch Teil der Robotersteuerung ist, mit einer separaten Ventilansteuerung (elektrisch auf pneumatisch) die Bremseinheit 32. Hierbei ist diese weitere elektronische Steuereinheit auch dazu eingerichtet, die Bremseinheit 32 notfalls in Abhängigkeit der von der ersten elektronischen Detektionseinheit 34 und zweiten elektronischen Detektionseinheit 36 detektierten Informationen so zu steuern, dass eine Applikation des Klebebandes verhindert wird, wenn die erste elektronische Detektionseinheit 34 die Abwesenheit der Klebeschicht im Klebeband 12 oder eine unzureichende Beschaffenheit der Klebeschicht im Klebeband 12 detektiert oder wenn die zweite elektronische Detektionseinheit 36 das Vorliegen der Klebeschicht, d.h. eine nicht erfolgte Applikation des Klebebandes 12 detektiert.

Bezuqszeichenliste

10 Endeffektor

12 Klebeband

14 Spulenaufnahme 16 Führungsanordnung

18 Applikationsanordnung

20 Abführanordnung

22 Klebebandspule

24 Trennschicht 26 Bahnspannungselement

28 elektronische Steuereinheit

30 Antriebseinheit

32 Bremseinheit

34 erste elektronische Detektionseinheit 36 zweite elektronische Detektionseinheit

38 Auslassloch