专利名称：把自粘保护膜贴于车体的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了装运汽车，把自粘保护膜贴于车体的方法和装置。
在制造大量汽车的大批量生产中，为了汽车在装运时不受损害，尤其是油漆表面不因贮存，以及大气的作用受到不良影响。如果对用户来说，借助铁路，或者轮船进行装运是必要的话，为了达到上述目的，要在汽车表面涂上保护蜡层，在汽车运至客户之前，要除去蜡层。要完全除去保护蜡层的整个过程不仅是劳动强度高的工作，而且，考虑到同时使用的溶剂，还会对人和环境产生污染。
最近在装运汽车过程中，有一种保护车体的趋势，即采用自粘保护膜，通过该方式，实质上仅仅是防止大气作用，以及降水对车体的水平表面部分产生不良影响。由于采用这种形式的保护层，不仅具有高效率，而且成本相当低，其不仅在装运时可以作为保护层，而且在车辆的装配时也可以用作保护层。该保护膜甚至可以在车辆的最后装配之前，也就是在进行车体喷涂之后，立即使用。这种保护层具有优越性，其不仅用于传统的轿车，还可用于所有可能的车辆，如旅行车、小公共汽车，以及所谓大容量轿车或越野车。
使用保护膜时要尽量避免其产生皱褶和起泡。因为，在皱褶和起泡内部经过一定的存储时间后，会形成小气候，这种小气候在某些环境条件下会产生可见的痕迹，这取决于涂料的型号和颜色。所以，使用保护膜要十分小心。迄今为止，保护膜还是由四个人拿着，举至汽车之上，与相应的表面部分对齐，并置于其上。在使用保护膜时，尽管使用了大量人力，通常还不能避免产生皱褶或起泡。当随后剪开附件区域时，经常产生对油漆表面的损害，因而必须进行复杂的再次加工。
迄今为止，使用保护膜的下述步骤还采用手工操作首先，至少两个人从送料卷上取下与相应表面部分尺寸一致的矩形保护膜，并剪开，这必须由四个人同时工作才能完成。接着这片保护膜由四个人用手自由拉伸，使保护膜的自粘侧朝下，以这种方式将保护膜置于车体之上，再使保护膜降低至与表面部分相应准确的水平位置，为了或多或少地避免皱褶和起泡，并用柔软的可滑动部件，例如硬毛毡，通过刷保护膜，将其压下。在与车体部件如挡泥板或门相邻的粘合缝隙区域，用刀手工切割保护膜，并用手将切开的保护膜边缘压下。
因此，可以切开保护膜，并在附件区域留下适于装配的缺口，如在顶部装饰杆、滑动顶盖，散热器外罩、玻璃清洗喷头、天线、车窗框等区域。最近，在手工处理保护膜时，在车体的合适位置，使用宽条状的标志图案，而采用的保护膜同样粘贴在印花图案之上，使得保护膜中要被切开的区域与车体的表面较接近，而且标志图案形成刀具的切割和导向边缘，沿着该边缘，保护膜以合适的轮廓被切开。当以可被接受的忙碌步骤进行操作时，尽管由熟练的操作者操作，但用锋利的刀具反复接近被喷涂的车体表面，存在着使涂层破损以及进行复杂的再次加工的危险。
至少申请人所涉及的加工操作的现有技术处于这种状态，鉴于美国环境保护的原因，不允许在汽车装运过程中使用保护蜡，因而，其它的汽车制造商在他们的汽车装运过程中，也换用了类似的保护膜。但是，申请人找不到有关这些技术内容的公开文件。
从现有技术的这种状态出发，本发明的目的是改善其应用方法及其相应设备，使得单调的手工操作被机械所代替，本申请的特征涉及在使用保护膜时避免产生皱褶和气泡，从而避免涂层受到损害，而且可以降低劳动成本。
按照本发明，可以用本申请的权利要求1所述技术特征限定的方法和权利要求20所限定的装置来达到本发明的目的。
因此，为了把保护膜粘贴于车体变成机械化，从送料卷取下的特定的矩形保护膜的非粘贴侧被自动控制的张紧框架所抓取，最好采用抽吸臂，从送料辊抓取保护膜后，将其切开。在保护膜被置于车体之前，在其自由拉伸状态下，采用穿孔工具在附件区域形成撕开线。例如，可借助于加热的齿形盘沿着限定的轮廓线机械导向，从保护膜的非粘贴侧穿孔。准备好的保护膜被拉伸，仅仅是为了避免在张紧框架上产生皱褶，通过机器人的自动操作，将其降低至相应表面的合适位置放下，并用刷板下压，防止产生气泡。由此在所有的表面部分连续粘贴保护膜。在附件区域，沿着穿孔剪切线撕下保护膜，并在该区域留下适于装配的缺口。
在本发明优选的实施例中，原来展开的保护膜整体由上向下压。在粘贴缝区域，保护膜被切开，借助旋转刷可便利地压下切割边缘。
通过从属权利要求可以得到本发明进一步优选实施例。另外，借助下面的实施例和附图可以说明本发明，其中
图1示出了把保护膜自动规范地粘贴于载人轿车的生产线布局的平面视图；图2同样示出了图1生产线上主要工位的放大的详细的平面视图；图3和4分别示出了按指令供给，并从送料卷上抓取保护膜装置的侧视图(图3)和俯视图(图4)；图5示出了图3和4中用于保持导向保护膜端部的抽吸板，该图是从抽吸板下面产生抽吸作用一侧的方向看过去获得的；图6示出了用于自动切开保护膜的自动控制的张紧框架；图7示出了图6所示切割框架的导向抽吸板沿着VII-VII线的横截面图，示出了附加的抓取元件；图8示出了与图6所示张紧框架上的导向抽吸板相对的合适位置上的用于保持导向保护膜部的展开装置上的抽吸板；图9示出了用保护膜粘贴车顶的工位的纵向视图，在该阶段，提供的保护膜在张紧框架上拉伸，由悬挂式穿孔机器人在此操作；图10示出了在张紧框架上伸展的保护膜，以及上面加工出的一些穿孔线；图11和12示出了串联打孔机的两个不同的侧视图，通过该打孔机，可以在处于伸展状态的保护膜上同时加工出两条等距离延伸的打孔线；
图13示出了用于加工双打孔线或单一打孔线的双用打孔机；图14示出了横跨车体的可产生位移的门式起重机架的斜视图，该机架上具有用于下压保护膜的可竖直移动的刷板；图15示出了图14中门式起重机架的刷板沿XV-XV线所得到的横截面图；图16示出了自动控制的两功能工作机构的侧视图，其既用于位置测量和在缝隙处切割，又用于压下保护膜的边缘。
首先，参照附图详细说明按照本发明的使用保护膜的方法，然后，介绍用于把保护膜自动粘贴于车体上的装置。
送料卷21上的自粘保护膜23被自动粘贴于传统的带有尾窗的载人轿车车体1的水平表面部分。保护膜基本上被公认为可以用于准备装配的汽车车体上，甚至可以在汽车最后装配过程中的任何时候所用。但是，在装配时采用的保护膜可以保护油漆表面免受损害。因此按照所述实施例，保护膜粘贴于刚刚喷涂过的车体1，然后，与车体1一同进入最后的装配阶段。把保护膜粘贴于车门的侧面上，最好是前门的侧面上是很可取的，尤其在装配时要频繁用到驾驶员的门。无论在装配之前、之中和之后，在所有场合保护膜都应在附件的位置留下装配的缺口。
为了自动粘贴保护膜，通过自动控制的张紧架把已测量过的膜片44从保护膜料堆中抽出，并在张紧框架上进行一定程度的自身拉伸，使保护膜免于产生皱褶。在粘贴保护膜之前，借助张紧框架，可以采用与刚性工件相同的方式，对伸展开的膜料进行处理，可以采用类似自动控制的穿孔机的装置，在其合适位置加工出穿孔线，可以沿该穿孔线撕开膜片特定区域以与装配相关的过程。然后，借助张紧框架机器人把带有穿孔线的膜料降低至相应于车体表面的合适位置，并向所述表面部分压下，以免产生皱褶和起泡。
在这种情况下，尤其提供了下述方法步骤从送料卷21出来的保护膜23的引导端26至少在其非粘贴侧24可被夹持住，使该端部保持处于一特定位置，使其免于起皱褶。在抓取操作过程中，保护膜23在自由拉伸带经常受到非静态的力作用，使得保护膜以无错误的方式置于车体的表面，甚至会恰恰落到边缘区域。当保护膜从供给夹持装置放出后，所述保护膜供料侧端部的非粘贴侧面被第一抽吸板38夹持，该抽吸板位于张紧框架上，并由张紧框架机器人沿抓取方向a导向。
只要被抽取的膜片仍粘贴于料辊上，将与剩余部分尺寸一致的矩形保护膜从送料卷辊21上抽出并拉伸。张紧框架37的拖拉膜片的第二抽吸板39向下位于伸展的保护膜的非粘贴一侧，以真空夹持方式夹持保护膜。抽取的膜片在张紧框架中拉伸，同时，新的料卷一侧的膜片端部再一次夹持于供给夹持装置。尽管料卷上保护膜层表面的粘着力不同，尽管料卷的直径不同，对于展开的保护膜的合理的检测保证了将保护膜从料卷上取出，并且受以均匀的张力被张紧框架夹持。由横向进给刀具切开由张紧框架夹持的膜片。
现在，张紧框架机器人35在特定的位置，以适于工作的方式夹持住可自由移动的膜料44。然后打孔机器人50借助合适的打孔机在自由伸展的膜片的非粘贴侧打孔，形成必要的撕开线45、45’和45”。为达到该目的，可能有多种打孔方法和打孔工具。首先，鉴于该目的，这里可以采用具有切割效果的单纯的机械打孔，采用下面进一步描述的打孔齿轮，其是具有多个径向伸出的可旋转的轮状刀具，尖锐而锋利的刀片是打孔机必要的关键部分。另外，也可采用集中激光束的单纯热作用，以非接触方式打孔，其先决条件是有相应的激光头作为打孔工具。在所述实施例中，结合了机械打孔和加热打孔，其中加热的齿形盘55或冠状打孔冲头作为打孔工具。在机械打孔中，必须从非粘贴侧作业。若利用激光束以非接触方式打孔，也可以从粘贴侧作业。
为了达到目的，可以提到的是也可以动态翻转方式对夹持于张紧框架上的膜片进行打孔，这不需要附加的打孔机器人。特别是，若采用该程序，张紧框架机器人将沿着打孔机为膜片导向，而这些打孔机按照所需的打孔线的轮廓固定设置。在这种情况下，可根据单线、双线以及小幅封闭轮廓形状的需要，使不同的打孔机连续进入操作位置工作。尽管对于每个张紧框架机器人不需要附加的打孔机器人，但这种操作方式在很多方面是不可取的。张紧框架机器人必须与总是体积庞大和笨重的张紧框架一起进行大范围运动。因此，必须采用可以承受比上述操作形式所必需的还要高的机械载荷的张紧框架机器人，另外，其还可以包容较大的工作体积。由此成本效益得到局部分补偿。另外，与使用较轻的打孔机相比，使用较重的张紧框架会使打孔操作的周期受到不良影响。另外，当加工打孔线时，在某些环境下，没有空间用于不受阻地操作大体积的张紧框架。虽然上述形式的便利的打孔是容易想到的，但是，考虑到其存在的缺陷，在附图中不予描绘。
然而，通过张紧框架机器人35把打过孔经过预处理的膜片相对于位于车体1特定位置的相应表面部分3、4、5对齐，并在拉紧和打孔状态下将其降低至所述表面部分并置于其上。上述操作的结果是当保护膜置于弧形车体表面上时，膜料边缘的张力增大。为了使膜料在打孔线上不撕开，在该传送阶段，边缘的夹紧力减小至较小量，使得膜片边缘滑出该夹紧边缘，而在膜料上产生较低的拉伸应力。然后通过可滑动的弹性刷板67压下保护膜。宜首先使所有要被保护的表面部分被保护膜较松地粘贴，而后所有的膜片在同一操作过程中被压下。
在粘贴接缝区域6，保护膜被自动控制的刀具切开，在所述实施例中，切开边缘被旋转刷87压下。位于附件区域对后续装配产生阻碍的保护膜部分最好沿着打孔撕开线由手工拉开。
要被取下的膜片也可通过自动方式撕开，鉴于此目的，宜采用张紧框架机器人，因为它们可以与张紧框架一起在十分靠近车体的位置处理特定的膜片将其贴到车体上。靠近风挡玻璃的封闭窗口或后车窗的保护膜的前和/或后交界边缘通常根据轮廓成形，因此保护膜也要沿该交界边缘打孔，并沿该边缘把伸出的长膜片撕去。此时，抽吸板在平行于封闭窗口的交界线夹持住保护膜，而张紧框架夹持着要被撕去的伸出长度。这样，通过抽吸板或张紧框架适当的向下倾斜运动撕去伸出长度，该运动必须在特定情况下以实验为基础优选，该运动通过保持抽吸板的真空度而进行，或者当放入膜片时真空度降至可允许膜片边缘滑下时，甚至可通过把真空量增加至原始状态来进行。仍粘贴于抽吸板的撕下的残片被吹落进入废品容器。
对于开始没有被抽吸板夹持的某一切口部分可以沿着打孔撕开线以自动方式将其从保护膜上撕下。因此，可以产生真空的特定形状的吸头可旋转地与张紧框架成一整体。在贴上膜片后，这些吸头被有目的地降至要被撕去的膜片上，并通过真空夹持住这些膜片。当张紧框架上升离开车体时，被紧紧吸住的膜片沿着打孔撕开线被撕离车体。当张紧框架上升离开车体时，该张紧框架可以产生一个从实验基础上得到的优选的运动，该运动可以提高撕开运动的可靠性，并以无故障的方式从头撕到尾。在全自动方式中，被撕下的残余膜片仍然被吸头夹持住，通过张紧框架机器人传送至废品容器，并被吹掉落入其中。
鉴于在使用之后，即在车辆被运送至客户手中后，要将保护膜简单而完全的去除，保护膜粘贴侧25的粘贴特性可被精密地设计成低于在包装技术中普通的粘贴带。但为还能使保护膜在运输过程中不会松脱而导致相对卷曲—在保护膜的粘贴状态下对其进行了运输及短距离传送试验—在运输方向位于前面的保护膜的边缘分别用较高粘性的横向粘贴带单独固定。在粘贴完整个保护膜之后，在下一个手工工位17把固定带粘牢。在需要用固定带把保护膜的纵缘段固定到车体上的情况下，如用保护膜粘贴门时，也可以把该固定带和保护膜一起置于保护膜料卷上，整体处理粘贴该复合保护膜结构。也可以进一步采用附加机器人来自动贴牢固定带。
在确定使用大量保护膜来包覆车体之后，宜提供用于保护膜料卷架的自动换卷机构和/或提供大直径的料卷，也就是说在每一个料卷上缠绕尽量多的保护膜，使得一个料卷足以满足一个完整的工作循环的要求。
图1所示的生产线10，用于用保护膜自动粘贴载人轿车，该生产线具有多个工位12至17，它们以传送目的相互连接，用保护膜粘贴并且紧固于传送支架11上的车体1在生产线上周期性断续传送。如图2所示，单独的工位12、13、14和16以自动方式进行工作，车体1间接地通过传送支架11固定于一限定容许范围的特定位置。位于所述工位之间的是手工工位，这些工位不需要固定特定的位置。各个工位之间的距离对应于车体长度加上运动和安全范围的活动余地。
具有窗门式后背的车体包含多个水平表面部分，即发动机罩3和相邻的挡泥板部件，后盖4与邻近的挡泥板区域以及顶部5。采用的保护膜23保存于具有不同宽度R的料卷21上，该料卷以适于工作的方式固定于相应的料卷架20，21’和20”上。在水平存放的料卷21上，非粘贴侧24面向外。从送料卷抽出的保护膜通过一个小的可移动安装的偏转辊—导向辊22转向后，保护膜被导向抽吸板27，通过抽吸板，膜片端部26的非粘贴侧被夹持，而粘贴侧朝下。
由于多种原因，保护膜较大或较小程度上带有静电，这会干扰对膜片的自动操作和使用。因此当保护膜从送料卷取出时，要对其进行抗静电处理。这可以通过由高导电性材料制成的接地杆来完成，该接地杆在膜片非粘贴一侧整个横跨膜片的宽度。为使相当强的电荷从保护膜迅速转移，可将电离空气吹到膜片上，从而保护膜电荷。
根据经验，在送料卷的复合结构中，料卷内层之间要此外层之间粘贴地更加紧密。这就导致当送料卷直径变小时，拉伸张力变大。另一方面保护膜要以均匀的膜片张力被张紧框架所夹持。导向辊22可用于补偿可能的不良影响，该导向辊可以相对于位于摇臂31上的料卷21径向移动，并可以通过压力油缸32以适当可调的力压到料卷的圆周上。另外，导向辊22可通过用可控制方式调整力矩的制动器(未示出)进行制动。这种制动器可以设置于导向辊内部，如可以是轴向作用的多盘制动器，或者是圆锥制动器。一方面借助调整导向辊压向料卷的力，一方面借助导向辊的制动元件，可以不考虑料卷直径改变和各层粘着力的变化，保证对保护膜的高度均匀的抽取力和均匀的传送应力。这样，就形成了获得保护膜稳定使用的先决条件。
当保护膜夹持在张紧框架中时，其上的各膜片这样来产生均匀的拉伸应力，即在膜片被张紧框架37上的拖动抽吸板39所夹持之前，膜片进给夹持装置上的夹持板27再一次产生真空将膜片夹持。通过进一步沿着抽取方向a移动张紧框架37一定短的距离可以产生特定的张力。然后才接通张紧框架上拖动抽吸板上的真空，并以特定的拉伸应力将膜片夹持于切割框架。
料卷的尺寸被有利地设计成可满足一个完整的工作循环，使得对于每一循环仅需更换一个料卷。另外，设有自动换料卷装置，该装置被设计成这样，即，当从旧的料卷使用到最后一片膜时，新的送料卷会自动投入供料使用，且膜片导向端位于抽吸板27上。但是这种换卷装置没有在所述实施例中示出。因此仅仅提到的是，代替固定单独安装的送料卷21，而在料卷座的中心安装摇臂。摇臂与料卷两侧的料卷座相连。在各种情况下，料卷在所述摇臂的端部定位旋转。在这两个料卷中，如实施例所述，一个位于使用位置，而另一个料卷移开的位置由摇臂的移动长度确定，该料卷处于准备状态。另外在把膜片端部自动传送至抽吸板27的装置中，设有可以与摇臂协同摆动的偏转架，该偏转架以其上一杆超过料卷的宽度而延伸。为了准备自动更换料卷，膜片端部必须用手动将其粘贴侧置于上述杆上。在更换料卷过程中，偏传架会从下面转至抽吸板27上，而抽吸板就将新料卷上的膜片端部夹持住。
根据每个班次的生产产品数量，以及处理膜片的周期，足以满足一个工作循环的料卷如此笨重，以致其不能保持其原有的外圆轮廓。因为膜片会产生压痕，并且料卷会产生扁平的部位，这对合理操作是有害的。由此可以这样，即这种重量级别或直径级别的膜片料卷—膜片宽度在这里并不起关键作用—总是通过特殊的装置抓取料卷中心，并被安装于分开的框架中。鉴于此目的，料卷带有金属卷绕芯轴，并且该芯轴在从制造直至传送至使用过程中，都保持在料卷中，保护膜被用尽后，必须将芯轴返还给制造商。
所述料卷座设置于对发动机罩、后盖及顶部分别进行膜片粘贴的工位12和13上。另外，对要进行膜片粘贴的各表面部分3、4和5，分别设有张紧框架机器人35、35’和35”，这些机器人通常有六个运动自由度并可自由设定程序。同一个工位12上，既设置了用于发动机罩3的料卷座20和张紧框架机器人35，又设置了用于后盖4的料卷座20’和张紧框架机器人35’。对于顶部分贴膜设有一个单独的工位13。可自由设定程序且最好有六个自由度的打孔机器人50或50’也分别设置于膜片粘贴工位12或13。特别地，由于空间的原因，这些机器人设置于车体1的上方，使打孔机器人的工位空间靠近工位的中心位置。为此，打孔机器人可以悬挂安装于车间的顶梁结构上或门式起重机上，或者可以采用在一个竖直表面上侧向固定的壁式安装，如安装在车间的墙壁上，或安装在由车间地板向上伸出的支架上，或安装在固定于车间顶梁或墙壁上的悬架上。
在料卷座上，保护膜23的导向端26由抽吸板27夹持在特定位置，由此可不产生皱褶，这样至少在非粘贴侧24的膜端部是可夹持的。料卷座侧部的抽吸板的下侧28设有孔，便于形成真空，产生抽吸作用，或者可通入空气，使得在必要的时候以时间控制方式有目的地取消抽吸板的粘着效用。抽吸板面向膜片抽吸方向a的交界边缘具有齿形轮廓，突起部分29的下侧也设有孔，以便产生抽吸作用。因此，保护膜在直接的膜片端部26紧紧夹持；同时在突起部分29之间的膜片端部区域可从顶侧被接近。
另外，用于将被展开的保护膜切开的装置30垂直设置于抽吸板27附近。该切开装置实际上包括导板，该导板与保护膜片垂直移动，其上设置了机械导向和驱动刀具，例如可以通过拉索利用气缸来驱动。仅仅通过导板上刀具的一次横向运动，处于抽吸板上的已展开的膜片即可从料卷上可靠地切断。考虑到刀具的磨损—保护膜必须以低的切削力切断，也就是不能产生皱褶，必然通过合理的结构设置来保证简单而迅速地换刀。自动换刀或采用优质刀具材料和/或采用耐磨损的可替换刀片(如长刀片或能旋转的圆刀片)增加刀片的工作寿命也是很有益的。
张紧框架机器人35、35’、35”具有工作臂36、36’和36”，其上的矩形张紧框架37与要粘贴膜片的表面部件3、4和5的尺寸一致，框架具有位于两相对纵侧的抽吸板38和39，用它们夹持膜片44，可分为引导抽吸板38和拖动抽吸板39。单个抽吸板可通过各自的真空通道46和46’来通气或形成真空。
沿抽取方向a的引导抽吸板38在远离框架内部的纵侧同样具有齿形轮廓，用于与料卷座端部的抽吸板27的齿形轮廓相配合。尤其是抽吸板38上的突起部分40可以插入料卷座端部的抽吸板27的空间之间，直至接触保护膜23。在引导抽吸板38上，只有突起的端面41上设有孔，用于产生真空而带来抽吸作用。在夹持膜片的过程中，这些框架端部的突起部分的端面降至料卷座端部抽吸板27的突起部分之间，与膜片端部26的夹持区域接触，使得膜片端部被张紧框架37所夹持。
料卷座端部的抽吸板27的凸起部分29(宽度b)要比框架抽吸板38的凸起部分(宽度B)窄。窄的凸起部分仅仅需要无皱褶地夹持膜片端部，而宽的凸起部分40必须传递较大的力，用于把自粘保护膜从料卷中抽出。为了增加框架抽吸板的气动夹持力，夹持表面上的孔设置在接触侧的大的区域。必须记住，此时由于自粘，把膜片从料卷21中抽出要用很大的力。为了使被抽取的膜片端部紧紧夹持在张紧框架的抽吸板38上，后者上还设有可旋转夹持装置43，用于增加对保护膜的夹持。折页状夹持装置可以由旋转气缸49驱动，绕旋转轴线48转动，并且可以在预应力作用下置于可产生真空的凸起部分40的端面41上。
为了从料卷座20上获得膜片44，张紧框架37的引导抽吸板38被置于保护膜上，而料卷座端部的抽吸板27与保护膜23垂直，这样框架端部的凸起部分40的端面41伸入料卷座侧抽吸板的空间之间，并被置于膜片的非粘贴侧24。然后引导抽吸板产生真空，夹持装置闭合，使夹持装置位于膜片端部的粘贴侧25。然后，料卷座端部的抽吸板27进气，放开膜片端部。借助张紧框架机器人35使引导抽吸板平行向前运动而远离料卷座20，从而从料卷21抽取预定长度的膜片，同时张紧框架在水平方向转动至抽取和旋转运动结束时张紧框架的拖动抽吸板也位于膜片上。在这种状态下，张紧框架侧的第二抽吸板39与料卷座端部的抽取板27处于靠近位置。只要膜片上仍受到抽取张力作用，两相邻的抽取板就处于真空作用状态，随后切断装置30启动，使得膜料44在张紧框架37中拉伸并被夹持在其上。当切断膜片时，抽吸板38和27要在切断装置30的两侧紧紧夹持住膜片，防止由于切断刀的移动力的作用使膜片产生皱褶。在切断之后，新的膜片端部26位于在料卷座侧的抽吸板上的一特定位置，以没有皱褶地进行新阶段的夹持。
在实际的操作情况中，不能完全消除张紧框架机器人35与大体积的张紧框架37在某处相撞的可能性，尤其在设定机器人相位的过程中或在生产中进行维修工作时。一般来说，较小的碰撞对于机器人和张紧框架来说都可幸免于伤害，但张紧框架由小的碰撞可能会受伤害。所以，为了补偿小的变形，抽吸板38和39可调整地夹持于张紧框架上。它们可以根据框架之间的平行度以及张紧框架所需要的平面进行调整，为此，抽吸板必须可以在空间的两个方向上进行调整。另外，对膜片定位十分重要的两抽吸板的扁平侧必须互相对齐；这在一定程度上也可以调整周边位置。但这种可进行多种调整的张紧框架抽吸板没有在图中示出。若不管何种原因或方式框架发生了大的损害，整个张紧框架必须可以迅速更换，保证生产不会中断。所以张紧框架和机器人的工作臂以及所有的通道的机械联接必须可以迅速地分开和接合。当然，在损害或修理的情况下，带有所有附件的合适的张紧框架必须处于靠近切割框架机器人区域的预定位置。
所以，为了使将膜片从张紧框架传送至弧形车体上阶段结束时，膜片的机械张力不会过大，因而避免膜片沿打孔线撕开，可使膜片从膜片边缘夹持装置滑出来。此时，对于抽吸板38和39要阶段性减少产生粘着作用的真空度。特别是，抽吸板的抽吸腔室通过一可在预定时间打开的旁路，部分降低真空度，但仍与真空源相连，增加外界的空气量，在抽吸板上，形成了降低了粘着作用的真空度。通过调整旁路截面的尺寸，会影响膜片传送过程中的粘着效果，使膜片边缘从抽吸板滑下，但仍保持可以接受的膜片张力。
在膜片粘贴工位12和13上，打孔机器人50、50’的工作空间设置于车体上方的近似中心位置，并通过其工作臂、打孔机，在由张紧框架机器人夹持并拉伸的膜片14上打孔，形成撕开线45，45’和45”。为此，打孔机至少具有一圆形可自由旋转安装的外周上开齿的齿形盘55，它由金属最好是由耐腐蚀钢制成，其厚度大约0.5至1毫米。齿形盘的外圆周齿从导向滑板56之间伸出，该导向滑板与齿形盘以热绝缘方式安装定位。在对保护膜片44打孔过程中，该导向滑板56沿保护膜滑动，该滑板56又限定了齿形盘进入保护膜的打孔深度T。在其余区域，齿形盘由打孔机的导热的和可加热材料的环绕并留有少量轴向间隙，使得热能可以通过这些区域传递至齿形盘。在打孔机齿形部分后面位置设置一用于可控地将齿形盘加热至准确温度的加热夹盘57。例如，齿形盘可以被加热至在范围120至180℃之间的某一恒定温度，温度波动为±2℃。齿形盘的温度设定量取决于膜片的材料类型、膜片厚度以及工作速度，每一特定情况，都要以实验为基础设定温度。在图10和11的实施例中，打孔机被设计成由两个齿形盘平行靠近组成的串联机构。因此，可以在保护膜上同时加工出两条等距离延伸的打孔线45和45’。
图13示出了由单一打孔机53和串联打孔机52构成的多用打孔机。打孔机52和53可以交替和可选择地进入工作位置，使可以在保护膜上可选择地同时形成一打孔线45”或两条等距打孔线45，45’。单一打孔机53可以通过移动气缸移到串联打孔机前面，使其位于点划线所示位置工作。串联机52在由实线代表的收回位置工作。
对于图11和12所示的串联打孔机，两个齿形盘之一宜在两个端部位置之间可替换。按照图13所示的实施例，在一个端部位置，两个齿形盘与相应的导向滑板位于相同的位置，而在另一端部位置，其中一个齿形盘相对另一个具有高度位置偏差。在把两个齿形盘设定成同一位置时，可以形成等距的打孔线，而当齿形盘设定成具有高度位置偏差时，只是凸出的齿形盘起作用，这种设定可以形成单一的打孔线。以这种方式设计的打孔机的优点在于不仅降低结构成本，而且整体设计紧凑，这在对在张紧框架上伸展的膜料进行边缘打孔是十分重要的。
为了可以通过串联打孔机设定一对等距打孔线之间的距离，宜把串联机构的至少一个齿形盘55相对另一端形盘固定于不同的间隔位置。这可以通过调整垫片或具有长孔的螺栓联接来完成。
为了打孔形成撕开线，膜片要被夹持于张紧框架的任意预定位置，即水平的、竖直的甚至是倾斜位置。如实施例所述的沿水平方向设置膜片，在打孔过程中不仅节省空间，因为能在否则不会使用的车体上方打孔，而且可以简便地补偿由打孔力尤其是重力作用造成的膜片下垂。伸展在切割框架上的膜片因重力而产生的下垂量实际上是可忽略不计的。由于打孔力的作用使伸展膜片产生的位移存在很多问题，这里的位移，虽不完全准确地简称为“下垂”，但在相同的条件下，膜片的各个位置在重力方向上近似产生相同的“下垂”。另外，该下垂量决定于膜片的尺寸，膜片的张力，膜片的弹性以及膜片的打孔位置。在第一次试图解决补偿下垂的问题时，考虑用计算机控制下垂，但这会使计算机程序过于复杂。为了简化，对所有的膜片尺寸，及所有位置估算了一个恒定的下垂量，但这在打孔过程中，在膜片的接近边缘区域产生高的应力。宜这样提供一种补偿所述下垂的装置，该装置与打孔机一体，在图12中用点划线示出。在打孔机中设置补偿导向件，其在工作位置相对于机器人臂端部产生运动，即相对于机械手运动，该运动横向于膜片表面，即打孔机可以在膜片的横向自由“导向移动”。而且，补偿装置包括驱动机构，利用该机构，打孔机的可移动导向部件会在膜片方向上受到特定力的牵引。
相对于膜片横向设置的移动导向件可以是两个导杆62，两导杆互相平行，如图11和12，用于打孔机的导杆从固定齿形盘55的加热块向后伸出，且导向容易，而且可以容易地由打孔机后部相应的导向衬套63导向，防止倾斜。此时，由于采用了细电缆，由于略有挠性的绝热体及电缆具有大圆弧线64，使向加热夹盘供给电能的连接能运动自如是很重要的。在伸出导向孔的导杆后端，设置了挡块，用于限定打孔机运动部件的行程；使其不能从导向件中脱落。
最简单的情况，即在打孔时，膜片水平设置的情况下，通过对打孔机可移动部件的重量进行合理的尺寸化限定可以获得用于把该运动部件压下至膜片上的驱动机构。假若在任何情况下都需要的压力已经被所有部件的自重所超出，则可通过至少一个具有一平坦弹簧特性曲线的拉伸簧来缓冲荷载，该弹簧对称地平行于导杆进行拉伸，并置于以移动形式导向的打孔机的部件和相对于机械手不动的部件之间。在类似的简单情况下，把打孔机移动部件压向膜片所需的力可以由一个或多个指向膜片并具有平坦弹簧特性曲线的装置产生。但是在可以控制时间，而且完全不依赖于距离的大小的较复杂的方式中，恒定的压力最好由气缸产生。
在实施例中示出的热—机械式打孔机中，可旋转的齿形盘55实际上作为打孔元件。该齿形盘是被动的，即非主动的。在打孔操作中，齿形盘在膜片上滚动。打孔机在伸展的膜片上按照打孔线确定的方向强制运动，即通过机械手运动。在特定情况下，也可以相反，即驱动齿形盘而打孔机沿着运动自如的“被动”机械导向件移动，打孔机由齿形盘驱动。导向件可以是一对平行的，可自由拉伸的导向绳索—架空索道构件—或采用小型的悬挂式单轨的导轨，它随着打孔线的预定走向而设置。
由于已加热的打孔机经常和明显的温度波动—工作时进行加热，而工作中断时进行冷却—会导致机器上螺栓联接的松动，存在着产生故障的隐患。因此打孔机上的螺栓联接必须具有温度稳定性，使螺栓联接在温度变化时不松动，或者工件的接合面和螺栓联接件必须可以通过结构保证使其处于不被加热或受加热影响很小的区域。
为了在打孔机发生任何损害的情况下能尽可能迅速地继续工作，要把机器52与机械手51的联接设计成简单的形式，并根据快速拆卸性和安装性来优化选择。这同样可应用于机器的导管连接，该连接设计成插入式连接。当然，对于每个打孔机器人来说至少一台完整的打孔机必须可接触地保持在备用状态。
由于打孔机器人50，还有切开机器人80，进行复杂的空间运动，机器人的手和臂的旋转运动较强烈因此导进机器的管路承受高的应力。为了把管路受损的危险降至最低，最好在联接点和旋转传递点设置单独的管路，其轴线与机械手的轴线平行或同心。
打孔机齿形盘55的齿的圆周轮廓对于打孔操作的可靠性很重要。具有圆周宽度大约3至8毫米的齿58固定于齿形盘的圆周上，齿之间是深陷的齿隙59。齿状空间59伸入打孔机的导向滑板56之后。因此，只有齿58穿过保护膜，产生打孔效果。锐利的齿尖60形成于每一齿58的前、后端，其径向长度至少2毫米，当较厚的齿盘至少具有大于0.8毫米的厚度时，位于齿的两个齿尖之间的齿背带有切刀状的尖锐部分61，刀片厚度约0.5毫米或0.6毫米时可不要尖锐部分。在齿形盘导向滑板位置上的圆周上的齿隙59的宽度Z约1至3毫米，该尺寸Z决定了在打过孔的膜片上的孔之间的剩余部分的长度。该尺寸必通过实验优选。在一方面，打过孔的剩余部分不能太小，使打孔膜还能被可靠地处理，也即是说，还能可靠地进一步打孔。在另一方面，剩余部分应足够小，保证在后序装配操作中，以可靠的方式沿打孔线撕开膜片，把部分膜片取下，完成装配，不应使膜片与车体分离或在撕开工序中撕开较困难。
为了打孔形成封闭的轮廓线，尤其是小的尺寸，例如圆、矩形等，也可使用冠状的可加热的打孔冲头。它们的齿环形状近似于齿形盘55，其中齿平行于穿孔方向。齿环至少在其外侧由保持冷却的挡环封闭，该挡环设置在与齿面顶端退后一定距离处，可以限定齿环进入保护膜的打孔深度，也即是说，确定打孔的切口程度。将这些封闭轮廓线包围的部分切除以用于所在位置的附件，如天线、水刷喷头、公司标记、门把手、通光孔等。
在某些情况下，封闭轮廓线十分长，例如由于该处的附件需要留相当大的空隙或者有复杂的轮廓。若轮廓线超过一定长度，把冠状打孔冲头压入膜片而打孔所需的力就会过大，就有使已经形成的打孔线撕开的危险，或者是膜片，至少是部分膜片，从夹持边缘不可控地松脱。因此，为了宜形成上述相当长的轮廓线，可分阶段使用多种打孔冲头，每一打孔冲头只打出整个轮廓线的一部分。此时，也宜提供某种基本几何形状的打孔冲头元件，如直线形，半圆形，1/4圆弧形，尖锐边缘的直角形和特殊形状。利用复合机械上的多个打孔冲头的星形装置，以电动打字机的典型的印字轮的原理类似的形式，就完全可以打出所需的轮廓来。但是，应当尽量避免使用这种打孔方法，因为采用小长度连续打孔浪费时间，除非在绝对必须时，才是可以适当采用的。
另一项应当注意的事情是在打孔冲头下压时，尽量避免膜片产生高的应力，使得在打孔时，膜片吸在打孔冲头上。为此，打孔冲头的齿环的封闭区域设有真空连接件，最初以真空吸尘器的形式产生低真空度。为了打孔后使打孔冲头脱离膜片，对刚产生的局部真空区域尽可能快地施以空气压力。最好对被齿环封闭区域引入略微过高压力，使膜片从打孔冲头上被空气压下。
当然，设置这种打孔线的目的是为了沿着附件区域的撕开线取下特定的膜片部分。仅仅在打过孔的膜片用于车体之后，才撕下相当大的膜片部分；若在使用之前，试图取下相当大的膜片部分，对膜片的粘着力和操作性能有不利影响。但是相反，当把小的膜片部分从其封闭的打孔线分离时，情况就不同了。此时，可在粘贴之前取下膜片，打孔的膜片部分的稳定性和操作性能没有削弱。在此，一个预定的和打孔操作同时进行的取下打孔膜片操作是有优点的。确实，利用封闭打孔线在后工序中，把小的膜片从已贴上的膜片上取下是特别费力和浪费时间的，因为在打孔“开始”时很难抓取膜片，尤其膜片位于不能受损坏的敏感的喷涂表面。
所以为了使那些已被一个和同样的冠状打孔冲头“穿孔”的并由封闭其的打孔线分开的膜片可在打孔之后立即取下，宜尽可能高地选择打孔程度。在此，其优点是完全不需要支撑的(孔间)剩余横跨部分，并对各个膜片部分完全打孔。穿入膜片起打孔作用的打孔冲头的齿为此要相对邻齿加宽，而仍保持特定的打孔深度，而形成一连续的分离线。很容易想到，在相邻的打孔切口之间仅留下相当小的剩余横跨部分。例如，剩余的横跨部分要小于5％。
因此，为了用可靠的操作和无变形方式在膜片上进行具有这样小或没有支撑横截面的打孔操作，建议采用上面已提过的辅助真空，将膜片压在打孔冲头上。但考虑到撕开膜片部分有阻塞抽吸管路有阻塞的危险，必须防止它们进入抽吸管路。这一点可以这样来保证，如用具有致密网眼的支撑栅格装置占据由齿形环封闭的自由区域，并可在真空作用下将打过孔的膜片置于其上。为了从保护膜上取下打过孔的膜片，打孔冲头和由气动夹持于其上的膜片可以从保护膜上抽出下来。对于在打孔线区域有意或无意地仍保持有剩余的横跨部分，它们可以在打孔冲头的撕开运动作用下的撕开。只要真空仍起作用，打过孔的膜片就夹持于打孔冲头。在这种状态下，打孔冲头可以置于收集容器之上，利用加压空气脉冲，打过孔的膜片会从打孔冲头的齿形环脱落而被插入收集容器。
迄今在膜片粘贴工位进行所述的打孔操作。在所述实施例中，存在一空工位15，在该工位15可以在发生故障时对膜片进行手工操作，为安全起见该工位15可插入膜片粘贴工位12和13的下游。
一般地，膜片粘贴之后进入压紧工位14，在该工位，打过孔的保护膜较松地位于车体上，但为了避免产生皱褶，其被整体压在表面部件上，使得它们的粘着性提高。为此，于压紧工位14上配有带相应的驱动机构且可沿车体纵向移动的门式起重机65位于地板导向件76上。该门式起重机跨越车体。在整个车体的宽度上方，沿水平方向设置了具有弹性的可滑动的刷杆67，该刷杆67位于门式起重机的开口内，刷杆67的形状相应于要被粘贴的表面部件的横截面轮廓。为了使轮廓相配合，刷杆包括直线中间杆68和位于两侧的沿镜面对称的倾斜侧杆69和69’。刷杆可以以防止从右到左倾斜的方式沿着竖直导向件66导向，从而可上下移动。同时，刷杆67与车子的纵向轴线保持倾斜(参见图15)。另外，门式起重机设置了刷杆的升降装置，借此可升降刷杆，使刷杆准确地降低到车体上。当刷杆降低到车体上时，其以一定的力松驰地位于车体上一定高度，并随后把膜片压在车体上。压力实际上是由重力形成的，即借助刷杆的静重，以及竖直导向件中产生的附加重量形成。当门式起重机在车体上方移动时，刷杆不受限制边上沿着车体的纵向轮廓运动。
在所述实施例中，刷杆的支承部件具有角状的截形70，厚15毫米、宽20厘米的刚性毡条被镙钉固定于该支承部件上。在顶侧，为了强化毡片，将由强化纤维的弹性塑料制成的塑料板插入角状区域70和毡片73之间，塑料板的外露侧由多个紧密相邻的锯齿75构成梳状，因而降低伸出边缘的弹性。另外，这样刷板更容易产生空间变形，从而更容易适用不同的车体轮廓。
为了压下保护膜，门式起重机65从图2所示的点划线表示的前面的起始位置开始移动。刷板降低至车体的前面，而门式起重机带有松驰地落在车体上的刷板重量纵向向后运动并经过固定的车体，由此压下保护膜。当到达发动机罩端部时，门式起重机将刷板升至车顶开始位置，然后再一次从车顶位置降低，继续进行车体保护膜的压紧操作。当从车顶转换至后盖位置时，刷板再一次仔细地变换位置，继续进行压紧操作。到达后盖端部时，刷板完全抬起，随之门式起重机回到前面点划线示出的起始位置，并在那里等待下一个车体。
若不采用上述程序，很容易想到用相反的运动方式，即门式起重机与可竖直移动的刷板位于固定位置，而车体利用传送装置缓慢通过门式起重机，例如传送装置可以与地板成一体。这种配置公认的优点是所述传送装置比上述的使门式起重机纵向移动的纵向导向件简单。但缺点是这种方式的压紧工位需要较大的空间，即在需要在粘贴工位以车体静止状态粘贴保护膜，和在保护膜粘贴到车体上之后，希望以尽可能快的方式使新车体进入保护膜的粘贴工位时。但是，若要在粘贴工位中车体在缓慢通过时贴保护膜，车体的这种缓慢运动(在压紧工位中持续进行)能压下处于固定门式起重机下方的膜片。压紧工位所需的空间仅仅指的是门式起重机的空间及维修和安全距离所需的空间。同样，这种方式可应用于在保护膜安置于车体上之后，而不需要尽可能快地把清洁膜片粘贴工位的场合。例如，在已建立的加工生产线上单位时间内只有很少量的车体要被粘贴保护膜的时候，这种可能性可能出现。
这种情况下，也很容易想到可以采用进行膜片粘贴的相应的张紧框架机器人来压下保护膜。此时可完全取消单独的压紧工位。所以，被粘贴的保护膜可以被相应的张紧框架机器人压下，张紧框架必须设置可移动的刷板，在处理膜片过程中，刷板退回至张紧框架的上面位置并且为了压下膜片可进入位于张紧框架下面的工作位置。对于这种既可能粘膜片，又可压下膜片的双功能的张紧框架机器人，对于不同的膜片基本可以采用两种相反运动的不同的压下操作形式。一种情况，在膜片压下过程中，车体处于固定位置，而与张紧框架一体的刷板在张紧框架机器人作用下刷过位于车体相应表面部件上的膜片。另一种情况是在膜片压紧过程中，刷板和张紧框架处于固定位置，而车体缓慢移动通过刷板下方。在这两种操作方式中，一方面，膜片在完成粘贴操作后立即被相应的张紧框架机器人压下。另一方面，仅仅是贴靠在最后所贴上的膜片之上的张紧框架机器人，才随后压下所有的膜片。这里另外讨论的压紧膜片的操作没有在附图中示出。
设于压紧工位14下游的是切开工位16，在该工位，可在移动的车体上自动切出粘接缝6。该工位还设置了可自由编程的工业机器人—切开机器人80，其中机械手81具有6个自由度以及第七个运动轴线，即机器人可沿地板导向件89移动。切开机器人具有该运动轴线89，不仅考虑到了检测功能，还考虑到位于车体前、后端的粘接缝6，在那里膜片必须被切开。
可旋转至不同工作位置的两用机构82/83安装在工作臂81上。当车体在工位之间被传送时，尽管传送装置被固定于工位两侧或纵向的挡块，车体的实际位置被设置在容许的范围内传送，该范围为了切开粘接缝不容许过大。这些车体的位置公差也与车体自身的一些固有公差重叠。虽然固有公差小于位置公差，也不能完全忽略，至少在切开粘接缝时，在公差发生重叠的情况下不能忽略。因此，在切开粘接缝之前，必须首先确定车体上前、后几个位置相对于切开机器人的准确的实际位置。这种对切开粘接缝的实际位置的检测可以通过三维静止的检测系统进行。
在所述实施例中，这种对粘接缝6的实际位置的确定也可通过切开机器人80自身来完成，此时机器人作为检测机器人使用。在两用机构的一个旋转位置作用的部件被设计成检测机82使用，利用该装置，就可记录下车体1或粘接缝6相对于切开机器人的准确的实际位置。在两用机构的另一个旋转位置作用的部件被设计成切割和向下压紧机83使用，其具有在切缝区域切开保护膜的刀具84和用于压紧切割边缘的旋转刷87。旋转刷87可以由电动马达借助减速斜齿轮驱动。
刀具84可借助片簧85与运动和分离方向垂直地弹性悬置，使得该刀具可以不受限制地消除切缝位置与机器人预先确定的导轨道之间的偏差而运动。在另一方面，为了使刀具不会侧向偏移超过不容许的程度，刀具运动的活动余量被限制于一对挡臂86，该挡臂固定于刀具上面两侧，刀具运动的活动余量由调整螺钉92确定。但当刀具进入切缝时，必须保证明确的位置，及取消运动的活动余量。因此可沿旋转轴91转动的挡臂借助一小的气缸90被一起移动，使刀具被夹持于该挡臂之间的特定位置，其中气缸借助锥形楔固定于相对侧的杠杆臂上，这仅暂时发生在刀具切入切缝的过程中。
在切缝区域，为了保护油漆表面不被滑过的刀片84划伤，该刀片的两个扁平侧设有塑料涂层，防止坚硬的刀片材料直接与油漆表面接触，这些没有在附图中示出。贴于刀片两侧的塑料应相对于弧状汽车表面的油漆涂层及上面的膜片具有好的滑动性能。对于塑料涂层的厚度及其耐磨损性，应保证涂层至少可达到刀片的寿命，即使是刀片被重新研磨了多次。由于刀片较锋利，其塑料涂层位于刀刃的后面。
也应该提到的是，为了提高工作效率，与切割机构83相关的是必须可以快速换刀84，这是由于切开较长的膜片时，这此刀具承受相应的磨损。这里也提出增加刀具寿命的措施，如好的刀具材料，坚硬的刀具涂层或更高的耐磨储备，例如采用可旋转的环形刀具。为了完善起见，再一次提到的是，对于机器人，在损坏时应该可以快速更换，而且所有的机械，电或流体的联接件也应设计成可快速更换。对于单独的检测机构82，也应可以在双用机构82/83内快速更换。
在生产过程中，借助所述的成套设备，在生产工位提供较少的附加配件，对于不同车型的车体都可以很容易地粘贴保护膜。特别地，必须设置可自动工作的识别装置，至少在第一工位设置，该装置获得与车体在一起的数据载体，并从中识别车体类型。如可以在车体上设置条形码，而在工位入口区域设置条形码读取器。其它信息载体也基本上适用于该目的。这些信息随着车体从一工位传送至另一工位而逐步有节奏地通过生产线。在每种情况下的车体型号都应以合适的方式输入每个工位的自动控制系统。另外，在自动控制系统中应设置用于处理不同车体型号的可选择程序，这些程序应可以自动而迅速地更换。
张紧框架33、37’和37”的宽度不必考虑到要加工多种产品及为了使生产线具有适应性而是可变的；它们可被设计成可用于最宽的车体类型。对于较窄的车体，保护膜可较大程度地延伸至侧壁，这不会产生不良后果，若要避免这种现象，使不同宽度的膜片用于不同宽度的车体，在抽吸板的边缘区域必须配置开关腔室，使得真空可以作用于不同的宽度上。为了使不同长度的表面部分也配置相同的张紧框架，通过调整气缸，张紧框架后面的抽吸板可以方便地移到不同位置，从而设定不同的框架长度。
对于轿车，一般有三个表面部分，即发动机罩3，顶盖5和后盖4，它们因不同的车体型号而宽度和/或长度不同，对它们必须覆以保护膜。对于旅行轿车，顶盖明显较长，但通过拉伸张紧割框架不一定能获得这样的长度。但旅行车没有后盖，因此如果要处理旅行车时，宜用两个膜片以重叠方式即可粘贴其较长的车顶盖，膜片的粘贴从后面向前面进行，为此，同样使用一般用于轿车顶盖和后盖的张紧框架。
权利要求
1.一种将自粘保护膜(23)粘贴到车体(1)的表面部分(3，4，5)的方法，该保护膜至少从一送料卷(21)供料，该方法具有以下步骤借助粘贴机器人(35，35’，35”)将已测量过的膜片(44)从送料卷(21)抽取并将其拉伸，从而避免皱褶和产生内在应力；在保护膜的拉伸状态，在粘贴膜片之前，通过一种装置在其适当位置形成打孔线(45，45’，45”)，该装置能以程序控制方式移动，并带有打孔机(52)；然后，已打过孔的膜料(44)降低至合适位置，利用粘贴机器人(35，35’，35”)将其粘贴至车体(1)的相应的表面部分(3，4，5)并将其压紧在表面部件上，从而避免皱褶和起泡。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于a)位置确定并无起皱地夹持和提供来自送料卷(21)的保护膜(23)的导向端部(26)，使该端部(26)至少在非粘贴侧区域(24)可被抓取；b)利用沿抽取方向机械导向的第一抽吸板(38)夹持保护膜(23)的送料侧的端部(26)的非粘贴侧区域(24)，并从供料夹持装置释开膜片；c)从送料卷(21)抽取与表面部件(3，4，5)尺寸一致的矩形保护膜片(44)，送料卷宽度(R)与被保护的表面部件(3，4，5)的侧向长度相对应，对仍与送料卷相连的已抽取的保护膜片(44)进行拉伸；d)把第二抽吸板(39)置于已拉伸保护膜(23)的非粘贴侧，其中该第二抽吸板在与第一抽吸板(38)相距一定距离处夹持保护膜(23)的非粘贴侧并与第一抽吸板(38)共同构成张紧框架(37)，从而将已抽取的膜片(44)夹持在张紧框架(37)上，然后，从供料夹持装置接受新的送料侧膜片端部(26)，并切断从送料卷抽取的膜片(44)；e)然后借助加热的齿形盘(55)在膜片(44)上从非粘贴侧(24)在附件部分所在区域打孔，形成撕开线(45，45’，45”)，该齿形盘沿限定的轮廓线机械地导向，所述膜片以自由拉伸的方式被夹持；f)将拉伸于张紧框架(37)上并已打过孔的膜片(44)对齐并降低至位于特定位置的车体(1)的相应的表面部分(3，4，5)，并将膜片(44)粘贴于所述表面部分；g)然后借助可滑动弹性刷板(67)压紧保护膜(44)；h)切开粘接缝(6)区域的保护膜，并压紧切开边缘，最好采用旋转刷(87)进行操作；i)沿着打孔撕开线(45，45’，45”)撕下附件部分的保护膜部分，并将其处理，而剩下的保护膜缺口适于装配。
3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于将保护膜(23)粘贴于刚刚喷涂过的车体(1)上，然后进入最后的装配阶段。
4.如权利要求1或2所述方法，其特征在于已抽取的保护膜(33)在进行进一步处理之前，进行抗静电处理，即去除任何静电荷。
5.如权利要求1或2所述方法，其特征在于不管送料卷(21)直径的任何变化或送料卷上保护膜(23)的粘着力的波动，保护膜(23)以均匀的张力从送料卷(21)抽取。。
6.如权利要求1或2的所述方法，其特征在于在非粘贴侧(24)位置确定和免于起皱地保持从送料卷(21)引出的的保护膜(23)的导向端(26)，上述操作是沿着夹持抽吸板(27)利用打开和关闭真空源来完成的，允许保护膜的可夹持的带状边缘至少局部从夹持抽吸板(27)区域伸出。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了拉伸和处理膜片(44)，张紧框架(37，37’，37”)借助于可自由编程的，具有至少5个运动自由度的工业机器人(35，35’，35”)导向。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从固定夹持的送料辊(21)抽取保护膜(23)是通过自动控制的张紧框架(37，37’，37”)来进行的，尤其是通过第一抽吸板(38)远离送料卷(21)和供料夹持装置的平行运动来进行的。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于切断从送料卷抽取的膜片(44)是通过横向移动的导向刀具(30)进行的。
10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于在自由拉伸夹持的膜片(44)上打孔形成撕开线(45，45’，45”)是通过可自由编程、至少具有五个运动自由度的工业机器人(50，50’)来进行的。
11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当夹持于张紧框架(37，37’，37”)上的膜片(44)被粘贴在相应的表面部件(3，4，5)上时，张紧框架(37，37’，37”)夹持膜片(44)的夹持力降低，使膜片(44)的夹持边缘在其张力作用下从夹紧边缘滑出，该张力是随着粘贴操作中表面部件曲率的增加而增加的。
12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行把膜片粘贴于其它待粘贴表面部分(3，4，5)上的重复步骤时，首先待粘贴车体(1)的所有表面部分(3，4，5)在特定位置被粘贴上保护膜，然后通过延伸于整个车的宽度方向上并用于所有粘贴表面部分(3，4，5)的弹性刷板(67)统一进行压紧保护膜的操作。
13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于轿车的车体，同时粘贴用于发动机罩(3)和后盖(4)的保护膜，并在时间上它们与粘贴顶盖(5)的保护膜错开。
14.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，保护膜不仅粘贴于车体(1)的水平表面部分(3，4，5)，而且粘贴于门的侧面。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，弹性刷板(67)在近似恒定的压力下，相对于车体(1)纵向滑动，或者车体(1)相对于刷板(67)向前移动。
16.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在粘接缝(6)区域保护膜的切开及并压紧切开边缘是利用可自由编程并具有至少五个运动自由度的工业机器人(80)进行的。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在粘接缝(6)区域切开保护膜和压紧切开边缘之前，首先在工业机器人(80)的工作空间确定车体(1)上粘接缝(6)的实际位置，然后把粘接缝(6)相对于工业机器人(80)的相对位置输入自动控制系统。
18.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于在挡泥板和门区域凸出的膜片留在车体(1)上。
19.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于在附件部分区域的膜片可以沿打孔撕开线(45，45’，45”)从车体(1)上手工取下。
20.一种采用权利要求1所述的方法将自粘保护膜(23)自动粘贴于车体(1)上的表面部分(3，4，5)上的设备，其包括至少一个送料卷(20)的料卷座(20，20’，20”)，在该料卷座上，保护膜(23)的导向端部(26)可以被夹持于特定位置，使其免于起皱，由此膜片端部(26)的非粘贴侧(24)至少局部可以被抓取，并具有垂直切断保护膜(44)的装置(30)；另外，具有可自由编程的工业机器人—张紧框架机器人(35，35’，35”)—其对于不同尺寸的每一表面部件(3，4，5)具有至少五个运动自由度，每一张紧框架机器人(35，35’，35”)的工作臂(36，36’，36”)上具有与要被粘贴的表面部分(3，4，5)的尺寸对应的矩形张紧框架(37)，其上具有用于夹持膜片(44)的抽吸板(38，39)，所述抽吸板位于两相对的纵向侧上；还具有可自由编程的工业机器人—打孔机器人(50，50’)—其具有至少五个运动自由度，在其工作臂(51)上配有在被夹持的膜片(44)上形成打孔撕开线(45，45’，45”)的装置，该膜片被张紧框架机器人(35，35’，35”)夹持，拉伸还具有跨越于车体(1)之上的门式起重机(65)，可滑动的弹性刷板在其导槽(66)内可沿竖直方向移动，该刷板(67)横跨车体的整个宽度上，其形状适合于被粘贴的表面部件，可用限定的力将其压在车体(1)上，该门式起重机可相对于车体(1)沿纵向移动，或车体(1)被缓慢传送通过该门式起重机。
21.如权利要求20所述设备，其特征在于，还具有可自由编程的工业机器人—切开机器人(80)，在其工作臂(81)上安装了切割和压紧机(83)，其上有用于在粘接缝(6)区域切开保护膜(44)的刀具(84)和用于压紧切开边缘的旋转刷(87)。
22.如权利要求20所述设备，其特征在于，切开和压紧机(83)可旋转至不同的工作位置，并还配有工具，即检测机(82)，这种双用机构在一个旋转位置作为检测机(82)使用，用于在切开机器人(80)的工作空间内记录下车体(1)上要被切开的接缝(6)的精确的实际相对位置，而在另一个旋转位置作为切割和压紧机(83)使用。
23.如权利要求20所述设备，其特征在于，设备被设计成生产线(10)的形状，包括多个工位(12至17)，要被粘贴膜片的车体(1)被固定于传送装置上通过这些工位，该车体可断续性传送，并可在一定公差范围内固定于某一工位(12至17)，不同工位(12至17)之间的距离对应于车体(1)的长度加上邻近车体(1)之间运动所用的附加距离。
24.如权利要求20所述设备，其特征在于，对于每个粘贴膜片的表面部件(3，4，5)分别设置一个料卷座(20，20’，20”)和张紧框架机器人(35，35’，35”)，并在具有张紧框架机器人(35，35’，35”)的膜片粘贴工位(12，13)设置了打孔机器人(50，50”)。
25.如权利要求24所述设备，其特征在于，对于轿车，在同一工位(12)，一方面设置用于发动机罩(3)的料卷座(20)和张紧框架机器人(35)，另一方面又设置用于后盖(4)的料卷座(20’)和张紧框架机器人(35’)。
26.如权利要求24所述设备，其特征在于，打孔机器人(50，50’)设置于车体(1)上方的工位(12，13)，它们的工作空间在车体(1)上方的近似中心位置。
27.如权利要求20所述设备，其特征在于，在横跨车体(1)的门式起重机(65)上设置了可竖直导向的刷板(67)，为了压紧被粘贴的保护膜(44)，单独设置了压紧工位(14)，该工位只位于配有机器人的膜片粘贴工位(12，13)的下游。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，设置了至少一个由于出现的故障进行手工操作的空工位(15)，该工位设置于配有机器人的粘贴工位(12，13)和压紧工位(14)之间。
29.如权利要求20所述的设备，其特征在于，其包括用于对保护膜(23)的导向端(26)进行特定定位，并免于起皱地进行夹持和供给的抽吸板(27)位于料卷座(20)上，该抽吸板的带有孔的抽吸作用的下侧(28)夹持住保护膜(23)的非粘贴的上侧(24)；面向切断装置(30)的抽吸板(27)的边缘具有齿状轮廓，凸起部分(29)的下侧也开有孔，以产生抽吸作用，用于牢牢夹持保护膜(23)的端部(26)，但是从凸起部分(29)之间的区域的顶侧可以接触到保护膜(23)；张紧框架(37)的抽吸板(38)位于抽取方向(a)上，在其远离框架内侧的纵向同样具有齿形轮廓，这样，张紧框架的抽吸板(38)的凸起部分(40)可以插入料卷座侧抽吸板(27)的空间之间，直至它们与保护膜(23)接触；在抓取膜片的过程中，仅仅那些与在料卷侧准备的膜片端部(26)的可抓取区域接触的张紧框架抽吸板的凸起部分的端面(41)开有孔以产生抽吸作用并施有真空。
30.如权利要求29所述的设备，其特征在于，料卷座侧的抽吸板(27)的凸起部分(29)的宽度(b)要窄于张紧框架抽吸板(38)的凸起部分(40)的宽度(B)。
31.如权利要求20所述设备，其特征在于，用于转移保护膜(23)上任意静电荷的抗静电导轨设置于料卷座(20，20’，20”)上，该导轨在自由拉伸的膜片边缘区域与保护膜(23)接触。
32.如权利要求20所述设备，其特征在于，在料卷座(20，20’，20”)上设有至少用于两个送料卷的接受器，其中一个送料卷处于使用状态，而另一个送料卷处于准备供料状态，所述设备被设置成这种方式，即当处于使用状态的送料卷被完全用尽，可以自动更换处于准备供料状态的送料卷，换下空料卷。
33.如权利要求20所述设备，其特征在于，在料卷座(20，20’，20”)上设置导向辊(22)，用于使保护膜偏转，该导向辊可相对于送料卷(21)在近似径向上可移动地安装，并可通过可控的力将其压到送料卷(21)的圆周上。
34.如权利要求20所述设备，其特征在于，导辊(22)设有制动装置。
35.如权利要求20所述设备，其特征在于，环绕送料卷(21)的保护膜(23)的备料量的尺寸近似满足一个工作循环的需要。
36.如权利要求20所述设备，其特征在于，张紧框架抽吸板(38)设有对保护膜(23，44)附加夹持的可旋转的夹持装置(43)，该夹持装置可以对凸起部分(40)的可真空加载的端面(41)施加预应力。
37.如权利要求20所述设备，其特征在于，张紧框架抽吸板(38，39)被夹持于张紧框架(37，37’，37”)上，使其可在平行于切割框架的平面的两个方向上作调整。
38.如权利要求20所述设备，其特征在于，张紧框架(37，37’，37”)上的两个相对的抽吸板(38，39)之间的距离可以自动改变。
39.如权利要求20所述设备，其特征在于，借助于可打开的旁路，张紧框架抽吸板的真空荷载从使膜片边缘被紧紧夹持的受力较大状态降低至使膜片边缘仅仅在安装上张力作用下可滑动夹持的受力较小状态。
40.如权利要求20所述设备，其特征在于在已拉伸的保护膜(44)上形成打孔撕开线(45，45’，45”)的打孔机(52)的构造包括下面特征至少有一个环状的可自由旋转安装的金属齿形盘(55)，其外圆周设有齿，齿形盘(55)的厚度为0.3至1毫米，最好为约0.6毫米；齿形盘(55)的外圆周齿从滑动导板(56)之间伸出，在对保护膜(44)打孔时，所述盘沿着该导板滑动，且该导板限定了齿形盘(55)进入保护膜(44)的打孔深度(T)；在打孔机(52)上的齿形盘(55)的覆盖区域设置一加热装置，该装置用于将齿形盘(55)可控制地加热至某一准确温度。
41.如权利要求40所述的设备，其特片在于，打孔机(52)被设置成串联机构，其带有两个平行靠近设置的可加热的齿形盘(55)，这样就可以在保护膜(44)上同时形成两条等距离延伸的打孔线(45，45’)。
42.如权利要求40或41所述设备，其特征在于打孔机被设置成多用机，其至少带有两个平行靠近设置的可加热的齿形盘(55)，其中一个可在两极限位置之间移动并配有移动驱动机构，这样，当其处于一个极限位置时，只有一个齿形盘起作用，而当其处于另一极限位置时，两个齿形盘同时起作用，所以可在保护膜(44)上可选择地同时生成单一打孔线(45”)或两条等距离延伸的打孔线(45，45’)。
43.如权利要求40所述设备，其特征在于，打孔机被夹持于补偿导向件上，其中在工作位置的打孔机很容易横向于膜片表面相对于机器人工作臂即机械手的末端移动，并且借助重力或弹簧力，或在线性举升驱动装置的作用下，打孔机能以限定的力压在已拉伸的膜片上。
44.如权利要求40所述设备，其特征在于打孔机(52，53)的齿形盘(55)上带有齿的外圆周的构造包括设置于齿形盘(55)圆周上的多个齿牙(58)由收缩于滑动导板后面的齿形空间(59)所界定，并在打孔作用时进入保护膜，齿沿着齿形盘(55)的圆周方向的宽度约3至8毫米；形成于齿形盘(55)的每一齿牙(58)的前、后端部的锐利的尖端(60)，它具有至少2毫米的径向和度；在齿形盘(55)的周向的滑动导板(56)的高度处的齿隙(59)的宽度Z约1至3毫米。
45.如权利要求40所述设备，其特征在于，齿形盘(55)可以耐腐蚀钢制成。
46.如权利要求40所述设备，其特征在于，齿形盘可以加热到范围为120至180℃的某一恒定温度。
47.如权利要求44所述设备，其特征在于位于齿(58)的两个尖端之间的齿背(59)有锋利的刀片状锐部分(61)。
全文摘要
一种将自粘保护膜贴在车面上的方法。采用自动控制的张紧框架及其抽吸臂抓取保护膜片并抽取切断。置于车体之前借助打孔机在膜片打孔,在膜片附件区形成撕开线。然后保护膜被供给和拉伸于张紧框架上,接着由机器人将其降至合适位置,并放在部件表面上。这样,连续粘贴所有表面部分。然后由弹性刷板压紧所有膜片。在粘接缝区域,保护膜被切开,并压紧切开边缘。在附件区,沿着打孔线取下相应的膜片,在所述区域形成缺口,以适于后续装配工作。
文档编号B29C63/02GK1186037SQ9712280
公开日1998年7月1日 申请日期1997年10月16日 优先权日1996年10月17日
发明者沃尔夫兰·瓦尔特, 乌韦·哈比斯雷汀格, 托马斯·林克, 伯恩哈德·诺德曼, 弗里茨·斯塔兹曼 申请人:戴姆勒－奔驰公司