DE102004021447A1

DE102004021447A1 - Adhesive application inspection unit moves along fillet and triangulates distance using modulated laser light

Info

Publication number: DE102004021447A1
Application number: DE200410021447
Authority: DE
Inventors: Bernhard Feller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-24

Abstract

An adhesive application (4) inspection unit moves along the length of the fillet (M) and senses the distance (7) to a surface above the adhesive fillet (3) using a laser (10) triangulation sensor (9) with modulated light filtered before computer (8) processing. Independent claims are included for procedures using the equipment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle eines mittels einer Auftragsvorrichtung auf einen Träger aufgebrachten, strangförmigen Auftrags eines Substrats, insbesondere eines auf ein Werkstück aufgebrachten, strangförmigen Dichtungsmaterial- und/oder Klebstoffauftrags, mit einer den Auftrag erfassenden Sensoreinrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren.The The invention relates to a device for controlling a means an applicator applied to a carrier, strand-like application of a Substrate, in particular a strand-shaped sealing material applied to a workpiece. and / or adhesive application, with a task detecting sensor device as well as a corresponding procedure.

Bei den bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Überwachung des strangförmigen Materialauftrags durch photographische Abbildungen und Bildverarbeitung. Die Sensoreinrichtung ist dabei als Kamera ausgebildet, die ein Bild oder mehrere Bilder erstellt, die elektronisch ausgewertet werden. Die Bildverarbeitung liefert jedoch nur ein zweidimensionales Ergebnis. Hieraus sind zwar die Breite, die Länge, die Position sowie das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein des Auftrags erkennbar. Andere Parameter, wie die Querschnittsfläche des Substratauftrags und daraus folgend das Volu men oder eine Einsickerung des Substrats in den Substratträger hinein und dergleichen, sind jedoch aus einer zweidimensionalen Abbildung nicht erkennbar. Hinzu kommt, dass die Bildverarbeitung sehr fremdlichtempfindlich ist. Dieser Nachteil ist besonders groß, wenn das Substrat und/oder der Substratträger reflektierende Oberflächen aufweisen. Ein weiterer, ganz besonderer Nachteil ist darin zu sehen, dass hier eine Fehlerkorrektur noch während des Auftragvorgangs nicht möglich ist.at the known arrangements of this type is the monitoring of the string-shaped Material application through photographic images and image processing. The sensor device is designed as a camera, the one Image or multiple images created that are electronically evaluated become. The image processing, however, only provides a two-dimensional Result. From this are indeed the width, the length, the position and the Presence or absence of the order recognizable. Other Parameters, such as the cross-sectional area of the substrate application and resulting in the volume or infiltration of the substrate in the substrate carrier in and the like, but are of a two-dimensional Figure not recognizable. On top of that, the image processing is very sensitive to foreign light. This disadvantage is especially great when the substrate and / or the substrate carrier have reflective surfaces. Another, very special disadvantage is the fact that here an error correction while still of the order process not possible is.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, das bzw. die ein mehr als zweidimensionales Ergebnis liefert und gleichzeitig vergleichsweise unempfindlich gegen Störgrößen ist.Of these, It is therefore the object of the present invention to provide a Method and device of the type mentioned above to provide which delivers a more than two-dimensional result and at the same time is comparatively insensitive to disturbances.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine Abstandsmesseinrichtung enthält, mittels der innerhalb eines quer zur Längsrichtung des Substratauftrags sich erstreckenden Messbereichs ihr Abstand von einer gegenüberliegenden Oberfläche messbar ist, dass die Sensoreinrichtung gegenüber dem Substratträger eine Relativbewegung entlang des Substratauftrags ausführt und dass der Sensoreinrichtung eine Recheneinrichtung nachgeordnet ist, die aus den gemessenen Abstandswerten das innerhalb des Messbereichs vorhandene Oberflächenprofil über der Länge des Substratauftrags ermittelt.These The object is achieved in the device according to the invention in that the sensor device contains at least one distance measuring device by means of the inside of a transverse to the longitudinal direction of the substrate application extending measuring range their distance from one opposite surface It is measurable that the sensor device with respect to the substrate carrier a Performs relative movement along the substrate order and that the sensor device is arranged downstream of a computing device, the from the measured distance values within the measuring range existing surface profile over the Length of the Substrate order determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hierzu vor, dass die Abbildung des Auftrags durch Abstandsmessung erfolgt, wobei innerhalb eines quer zur Längsrichtung des strangförmigen Auftrags sich erstreckenden Messbereichs M die Abstände zwischen einem vom Auftrag distanzierten Fixpunkt und einer gegenüberliegenden Oberfläche gemessen werden, dass die Abstandsmessung entlang des Auftrags erfolgt und dass aus den gemessenen Abstandswerten das innerhalb des Messbereichs M vorhandene Oberflächenprofil über der Länge des Auftrags ermittelt wird.The inventive method provides for this that the mapping of the job by distance measurement takes place, wherein within a transverse to the longitudinal direction of the strand-like application extending measuring range M, the distances between one of the order distant fixed point and an opposite surface to be measured, that the distance measurement takes place along the job and that out the measured distance values within the measuring range M existing Surface profile over the Length of the order is determined.

Aus der Relativbewegung der Abstandsmesseinrichtung gegenüber dem Substratträger und den mittels der Abstandsmesseinrichtung über der Länge des Substratauftrags vorhandenen Oberflächenprofilen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine dreidimensionale, mathematische Abbildung. Hiermit lassen sich daher nicht nur zweidimensionale, sondern auch dreidimensionale Parameter überwachen und damit eine zuverlässige Qualitätskontrolle erreichen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Durchführung der Auftragkontrolle während des Auftragvorgangs was im Falle eines Fehlers ein schnelles Eingreifen ermöglicht. Bei einer Wiederholung der Messvorgänge in zeitlichen Abständen lassen sich zeitliche Änderungen verschiedener Parameter erkennen, z.B. die Reduzierung des Volumens in Folge einer Einsickerung des aufgetragenen Substrats in den Substratträger etc.. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden daher die eingangs geschilderten Nachteile vollständig vermieden und die erfindungsgemäße Aufgabe auf höchst einfache und kostengünstige Weise gelöst.Out the relative movement of the distance measuring device relative to the substrate carrier and the existing by means of the distance measuring device over the length of the substrate application surface profiles results in an advantageous manner, a three-dimensional, mathematical Illustration. Therefore, not only two-dimensional, but also monitor three-dimensional parameters and thus a reliable quality control to reach. The measures according to the invention enable advantageously, a performance of the job control while of the order process, which in the case of a mistake is a quick intervention allows. at a repetition of the measuring procedures at intervals can temporal changes of different Recognize parameters, e.g. the reduction of the volume as a result of a Seepage of the applied substrate into the substrate carrier etc. With the inventive measures Therefore, the initially described disadvantages are completely avoided and the object of the invention on top simple and inexpensive Way solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann der Höhenabstand der Abstandsmesseinrichtung von Substratträger während des Überwachungsvorgangs zweckmäßig konstant sein. Dies erleichtert die mathematische Auswertung der gemessenen Abstandswerte.advantageous Embodiments and appropriate training the parent Measures are in the subclaims specified. So can the height difference the distance measuring device of substrate carrier during the monitoring process expediently constant be. This facilitates the mathematical evaluation of the measured Distance values.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass die Abstandsmesseinrichtung während des Auftragvorgangs aktiviert ist und der Auftrageinrichtung mit derselben Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Substratträger nachläuft. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verwirklichung eines geschlossenen Regelkreises und damit eine schnelle und zuverlässige Fehlerkorrektur, wodurch Ausschuss weitestgehend vermieden werden kann.A further expedient measure may therein exist that activates the distance measuring device during the order process and the applicator with the same relative speed across from the substrate carrier lags. This allows Advantageously, the realization of a closed loop and thus a fast and reliable error correction, thereby Committee can be largely avoided.

Vorteilhaft kann die Abstandsmesseinrichtung fest mit der Auftrageinrichtung verbunden sein. Es genügt daher in vorteilhafter Weise eine gemeinsame Trag- und Bewegungseinrichtung.Advantageously, the distance measuring device can be firmly connected to the applicator. It is therefore sufficient in an advantageous manner a common same carrying and moving device.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass mehrere, hintereinander angeordnete Abstandsmesseinrichtungen vorgesehen sind. Diese können in vorteilhafter Weise unterschiedliche Empfindlichkeiten und Auflösungen aufweisen, so dass insgesamt eine sehr hohe Empfindlichkeit verbunden mit einer sehr hohen Auflösung erreicht werden kann.A further expedient measure may therein exist that several, one behind the other arranged distance measuring devices are provided. these can advantageously have different sensitivities and resolutions, so that combined with a very high sensitivity very high resolution can be achieved.

Gemäß einer ersten, besonders zu bevorzugenden Ausführung der übergeordneten Maßnahmen kann die Abstandsmesseinrichtung wenigstens einen hin- und hergehenden Taster aufweisen. Die Abstandsmesseinrichtung selbst kann dabei starr angeordnet sein, was eine einfache Bauweise ermöglicht.According to one first, particularly preferable execution of the higher-level measures the distance measuring device can be at least one reciprocating Have button. The distance measuring device itself can be arranged rigidly, which allows a simple construction.

Zweckmäßig kann der Taster parallel zu sich selbst innerhalb des Messbereichs hin- und hergehend bewegbar sein. Dies ergibt eine unverzerrte Abbildung.Appropriately the button parallel to itself within the measuring range. and be moveable. This results in an undistorted image.

Vorzugsweise kann die Abstandsmesseinrichtung als einen hin- und hergehenden Laserstrahl als Taster aussendender, optischer Triangulationssensor ausgebildet sein. Der hin- und hergehende Laserstrahl ermöglicht in vorteilhafter Weise eine berührungslose, stetige Abtastung, so dass bereits mit einem Strahl eine hohe Auflösung sowie eine hohe Empfindlichkeit erreicht werden.Preferably For example, the distance measuring device can be used as a reciprocating Laser beam as a probe emitting optical triangulation sensor be educated. The reciprocating laser beam allows in advantageously a non-contact, steady scanning, so that already with a beam high resolution as well a high sensitivity can be achieved.

Eine andere, vorteilhafte Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, dass die Abstandsmesseinrichtung mehrere, über die Breite des Messbereichs nebeneinander angeordnete, stationäre Taster aufweist. Hierbei werden in vorteilhafter Weise keine bewegten Teile benötigt.A another, advantageous embodiment of the higher-level measures may be that the distance measuring device several, over the Width of measuring range side by side, stationary buttons having. In this case, advantageously no moving parts needed.

Zweckmäßig kann die Abstandsmesseinrichtung dabei als kapazitiver Zeilensensor mit mehreren, über der Breite des Messbereichs nebeneinander angeordneten Elektroden ausgebildet sein. Hier fungiert der von den Kondensatorplatten der Elektroden über das Objekt fließende Strom als Taster. Eine Anordnung dieser Art erweist sich als besonders schmutzunempfindlich.Appropriately the distance measuring device as a capacitive line sensor several, over the width of the measuring range juxtaposed electrodes be educated. Here acts of the capacitor plates of the Electrodes over the object is flowing Electricity as a button. An arrangement of this kind proves to be particularly dirt-resistant.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung näher entnehmbar.Further advantageous embodiments and expedient developments of the higher-level measures are specified in the remaining subclaims and from the The following example description can be seen in more detail.

In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:In the drawings described below show:

1 in perspektivischer Darstellung eine schematische Ansicht einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Triangulationssensor mit schwenkbarem Laserstrahl, 1 in a perspective view a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention with a triangulation sensor with a pivotable laser beam,

2 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 1 mit als Blockschaltbild dargestellter Abstandsmess- und Recheneinrichtung, 2 a side view of the arrangement according to 1 with a distance measuring and calculating device shown as a block diagram,

3 eine Variante zu 1 und 2 mit hin- und herfahrendem Triangulationssensor, 3 a variant too 1 and 2 with reciprocating triangulation sensor,

4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem kapazitiven Zeilensenor, 4 3 is a block diagram of another embodiment of the device according to the invention with a capacitive line sensor;

5 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels mit mehreren, hintereinander angeordneten Zeilensensoren, 5 a schematic view of an embodiment with a plurality of row sensors arranged one behind the other,

6 ein Beispiel für ein durch Abstandsmessung ermitteltes Oberflächenprofil und 6 an example of a determined by distance measurement surface profile and

7 seitlich hintereinander aufgenommene Querschnitte eines seitlich wegfließenden Substrats. 7 side by side recorded cross sections of a laterally flowing away substrate.

Hauptanwendungsgebiete der Erfindung sind die Überwachung des Auftrags eines Klebstoffs und/oder eines Dichtungsmaterials auf ein Werkstück zum Zwecke der Qualitätskontrolle und Ausschussver meidung bei der Herstellung geklebter Verbindungen und/oder streifenförmiger Dichtungsanordnungen. Alles was nachstehend bezüglich eines Klebstoffauftrags gesagt wird, gilt auch für einen Dichtungsmaterialauftrag oder andere Aufträge.Main applications The invention is monitoring the application of an adhesive and / or a sealing material on a workpiece for Quality control purposes and rejection in the production of bonded joints and / or strip-shaped Sealing arrangements. Everything below regarding an adhesive application is said, also applies to a seal material order or other orders.

Die 1 zeigt ein auf einem Tisch 1 aufliegendes, plattenförmiges Werkstück 2, auf das ein strangförmiger Auftrag, z. B. Klebstoffauftrag 3 aufgebracht wird, der parallel zum Rand des Werkstücks 2 verlaufen soll. Zum Auftragen des Klebstoffs ist eine Auftragvorrichtung 4 vorgesehen, die eine mit Klebstoff beaufschlagbare Düse 5 aufweist, die den strangförmigen Klebstoffauftrag 3 erzeugt. Die Auftragvorrichtung 4 wird entlang des gewünschten Verlaufs des Klebstoffauftrags 3 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit über das als Träger für den Klebstoffauftrag 3 fungierende Werkstück 2 hinweggeführt, wie durch einen Bewegungspfeil v angedeutet ist. Hierzu ist die Auftragvorrichtung 4 an einer geeigneten Trag- und Bewegungsvorrichtung, beispielsweise einem Roboterarm 6 aufgenommen, der entsprechend gesteuert wird. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, zur Erzeugung der erforderlichen Relativbewegung zwischen Auftragvorrichtung 4 und Werkstück 2 dieses zu bewegen. Dabei könnte die Auftragvorrichtung 4 stationär angeordnet sein.The 1 shows one on a table 1 resting, plate-shaped workpiece 2 on which a strand-like order, z. B. adhesive application 3 is applied, which is parallel to the edge of the workpiece 2 should run. To apply the adhesive is an applicator 4 provided, which can be acted upon by an adhesive nozzle 5 having, which the strand-like adhesive application 3 generated. The applicator device 4 will be along the desired course of adhesive application 3 at a given speed over that as a carrier for the adhesive application 3 functioning workpiece 2 led away, as indicated by a movement arrow v. For this purpose, the applicator 4 on a suitable carrying and moving device, for example a robot arm 6 recorded, which is controlled accordingly. Of course, it would also be conceivable to generate the required relative movement between application device 4 and workpiece 2 to move this. This could be the applicator 4 be arranged stationary.

Zur Kontrolle des Klebstoffauftrags 3 ist eine Kontrollvorrichtung vorgesehen, die eine den Klebstoffauftrag 3 erfassende, hier als Abstandsmesseinrichtung 7 ausgebildete Sensoreinrichtung enthält, die den Klebstoffauftrag 3 und dessen Umgebung durch Messung der Abstände zwischen einem vorrichtungsseitigen Fixpunkt und der gegenüberliegenden Oberfläche berührungslos abtastet und hieraus mittels eines Rechenvorgangs eine mathematische Abbildung der abgetasteten Oberfläche bildet.To control the adhesive application 3 a control device is provided which provides the adhesive material contract 3 detecting, here as a distance measuring device 7 trained sensor device containing the adhesive 3 and whose surroundings scans contactlessly by measuring the distances between a fixture-side fixed point and the opposite surface, and from this by means of a computing operation forms a mathematical image of the scanned surface.

Durch die die Sensoreinrichtung bildende Abstandsmesseinrichtung 7 wird innerhalb eines quer zur Längserstreckung des Klebstoffauftrags 3 verlaufenden, in 1 durch eine Linie angedeuteten Messbereichs M an mehreren Punkten oder kontinuierlich der Abstand zwischen einem sensorseitigen Fixpunkt und der darunter sich befindenden Oberfläche gemessen. Die die Sensoreinrichtung bildende Abstandsmesseinrichtung 7 führt dabei während dieser Messvorgänge gegenüber dem den Klebstoffauftrag 3 tragenden Werkstück 2 eine Relativbewegung in Längsrichtung des Klebstoffauftrags 3 aus, so dass der Klebstoffauftrag 3 und seine Umgebung in Längsrichtung des Klebstoffauftrags 3 in kleinen Abständen immer wieder oder kontinuierlich entlang des Messbereichs M abgetastet werden.By the distance measuring device forming the sensor device 7 becomes within a transverse to the longitudinal extent of the adhesive application 3 running, in 1 Measured by a line measuring range M at several points or continuously measured the distance between a sensor-side fixed point and the underlying surface. The distance measuring device forming the sensor device 7 leads during this measurement compared to the adhesive application 3 carrying workpiece 2 a relative movement in the longitudinal direction of the adhesive application 3 out, so that the adhesive application 3 and its surroundings in the longitudinal direction of the adhesive application 3 be scanned repeatedly or continuously along the measuring range M at small intervals.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die die Sensoreinrichtung bildende Abstandmesseinrichtung 7 fest mit der Auftragvorrichtung 4 verbunden, wie durch einen Tragarm 4a angedeutet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Abstandsmesseinrichtung 7 der Auftrageinrichtung 4 mit der gleichen Relativgeschwindigkeit, die diese gegenüber dem Werkstück 2 hat, nachläuft. Zweckmäßig wird die Auftragvorrichtung 4 mit konstantem Höhenabstand vom Werkstück 2 geführt. Dementsprechend ist auch der Höhenabstand der mit der Auftragvorrichtung 4 fest verbundenen Abstandsmesseinrichtung 7 gegenüber dem Werkstück 2 während des gesamten Auftragvorgangs konstant. Die Abstandsmesseinrichtung 7 wird gemeinsam mit der Auftragvorrichtung 4 aktiviert, so dass der Abtastvorgang gleichzeitig mit dem Auftragvorgang erfolgen kann.In the illustrated embodiment, the distance measuring device forming the sensor device 7 firmly with the applicator 4 connected, as by a support arm 4a is indicated. This ensures that the distance measuring device 7 the applicator 4 with the same relative speed that these opposite the workpiece 2 has, runs after. Appropriately, the application device 4 with constant vertical distance from the workpiece 2 guided. Accordingly, the height distance is the with the applicator 4 firmly connected distance measuring device 7 opposite the workpiece 2 constant during the entire order process. The distance measuring device 7 will work together with the applicator 4 activated, so that the scanning can be done simultaneously with the order process.

Zur rechnerischen Verarbeitung der von der Abstandsmesseinrichtung 7 aufgenommenen Abstandswerte ist eine der Abstandsmesseinrichtung 7 nachgeordnete Recheneinrichtung 8 vorgesehen. Diese kann aus den an einer Stelle der Längserstreckung des Klebstoffauftrags 3 entlang des Messbereichs M durchgeführten Abstandsmessungen das an dieser Stelle vorhandene Oberflächenprofil berechnen. Aus den Ergebnissen der in Längsrichtung des Klebstoffauftrags 3 aufeinanderfolgenden Messvorgänge wird in Verbindung mit der Relativgeschwindigkeit eine dreidimensionale Abbildung des Klebstoffauftrags 3 und, falls gewünscht, der diesem benachbarten Bereiche des den Klebstoffauftrag 3 tragenden Werkstücks 2 berechnet.For computational processing of the distance measuring device 7 recorded distance values is one of the distance measuring device 7 downstream computing device 8th intended. This can be from the at one point of the longitudinal extent of the adhesive application 3 Distance measurements taken along the measuring range M calculate the surface profile present at this point. From the results of the longitudinal direction of the adhesive application 3 successive measuring operations in conjunction with the relative speed, a three-dimensional image of the adhesive application 3 and, if desired, the adjacent areas of the adhesive application 3 carrying workpiece 2 calculated.

Bei dem der 1 zugrundeliegenden Beispiel erfolgt die Abstandsmessung nach dem an sich bekannten Triangulationsprinzip. Hierzu enthält die Abstandsmesseinrichtung 7 einen schematisch angedeuteten Triangulationssensor 9. Dieser arbeitet mit einem den Messbereich M hin- und hergehend überfahrenden Laserstrahl 10, der praktisch als berührungsloser Taster fungiert. Der Laserstrahl 10 trifft an jedem Punkt des Messbereichs M auf die abgetastete Oberfläche auf und wird dabei am Auftreffpunkt reflektiert und gestreut. Aus dem dabei sich ergebenden Strahlverlauf kann nach der an sich bekannten Triangulationsformel der Höhenabstand zwischen einem sensorseitigen Fixpunkt und dem Reflexionspunkt an der abzutastenden Oberfläche berechnet werden.In which the 1 Underlying example, the distance measurement takes place according to the known triangulation principle. For this purpose, the distance measuring device contains 7 a schematically indicated triangulation sensor 9 , This works with a measuring range M reciprocating laser beam 10 , which practically acts as a non-contact button. The laser beam 10 At each point of the measuring range M, it is incident on the scanned surface and is reflected and scattered at the point of impact. From the resulting beam path, the height difference between a sensor-side fixed point and the reflection point on the surface to be scanned can be calculated according to the known triangulation formula.

Hierzu wird das reflektierte Streulicht 10a des Laserstrahls 10 gebündelt und auf einen ungerasterten Chip 11 übertragen. Diesem ist eine das Streulicht 10a bündelnde Optik 11a vorgeordnet. In 2 sind zwei in der Höhe verschiedene Reflexionspunkte a, b angedeu tet, denen zwei Auftreffpunkte a', b' des gebündelten Streulichts 10a auf dem Chip 11 zugeordnet sind. Der Abstand der Auftreffpunkte a', b' korreliert mit dem Höhenabstand der Punkte a, b. Auf diese Weise lässt sich das Querschnittsprofil des Strangs 3 ermitteln.This is the reflected scattered light 10a of the laser beam 10 bundled and on an un-mastered chip 11 transfer. This is the stray light 10a bundling optics 11a upstream. In 2 are two different height reflection points a, b hinted tet, where two points of impact a ', b' of the collimated scattered light 10a on the chip 11 assigned. The distance of the impact points a ', b' correlates with the height distance of the points a, b. In this way, the cross-sectional profile of the strand can be 3 determine.

Der Chip 11 besitzt, wie aus 2 ersichtlich ist, zwei Ausgänge, wobei das Verhältnis der an diesen Ausgängen vorhandenen Spannungen ein Maß für die Position eines Auftreffpunkts a' bzw. b' und damit für den jeweils zu messenden Höhenabstand ist. Dieses Spannungsverhältnis wird mittels eines dem Chip 11 nachgeordneten Divisionsglieds 12 ermittelt. Dem Divisionsglied 12 ist ein Filter 13 nachgeordnet, dessen Ausgang am Eingang der Recheneinrichtung 8 liegt. Der Laserstrahl 10 wird aus moduliertem Licht gebildet. Der Filter 13 ist so ausgebildet, dass nur die dem modulierten Licht entsprechenden Anteile der Ausgangssignale des Chips 11 durchgelassen werden. Hierdurch wird der Einfluss von Fremdlicht ausgeschaltet, was die Genauigkeit erhöht und die Datenverarbeitung im Rechner 8 erleichtert. Dem Rechner 8 kann ein Display 14 zur Anzeige der jeweiligen Momentanwerte zugeordnet sein. Gleichzeitig oder alternativ kann eine vom Rechner 8 steuerbare Alarmeinrichtung 15 vorgesehen sein, die Alarm gibt, wenn das gemessene Profil von einem vorgegebenen Sollwert abweichen sollte.The chip 11 owns, like out 2 it can be seen, two outputs, wherein the ratio of the voltages present at these outputs is a measure of the position of a point of impingement a 'and b' and thus for the respective height distance to be measured. This voltage relationship is by means of a chip 11 subordinate division member 12 determined. The divisional member 12 is a filter 13 downstream, whose output at the input of the computing device 8th lies. The laser beam 10 is formed of modulated light. The filter 13 is formed so that only the modulated light corresponding portions of the output signals of the chip 11 be let through. As a result, the influence of extraneous light is turned off, which increases the accuracy and data processing in the computer 8th facilitated. The calculator 8th can a display 14 be assigned to display the respective instantaneous values. At the same time or alternatively, one from the computer 8th controllable alarm device 15 be provided, which gives alarm if the measured profile should deviate from a predetermined setpoint.

Der Laserstrahl 10 kann, wie aus 1 erkennbar ist, durch ein schwenkbares Umlenkelement, beispielsweise einen um eine Schwenkachse x schwenkbaren Spiegel 16 oder dergleichen, so gelenkt werden, dass er innerhalb des linienförmigen Messbereichs M hin- und herschwenkt. Dabei können sich in ungünstigen Fällen an den einander gegenüberliegenden Rändern des strangförmigen Klebstoffauftrags 3 unterschiedliche Abschattungen ergeben, was zu ei ner gewissen Verzerrung des errechneten Oberflächenprofils führen kann. Um dem vorzubeugen, kann die Abstandsmesseinrichtung 7, wie in 3 angedeutet ist, so ausgebildet sein, dass der Triangulationssensor 9 und hiermit der als Taster fungierende Laserstrahl 10 innerhalb des Messbereichs M parallel zu sich selbst hin- und herwandert. Eine andere Möglichkeit zur Entzerrung bietet natürlich der Rechner mit entsprechenden Rechenoperationen.The laser beam 10 can, how out 1 can be seen, by a pivotable deflecting element, for example, a pivotable about a pivot axis x mirror 16 or the like, be steered so as to swing back and forth within the line-shaped measuring area M. This can be in unfavorable cases at the opposite edges of the strand-like adhesive application 3 result in different shadowing, which can lead to egg ner distortion of the calculated surface profile. To prevent this, the distance measuring device 7 , as in 3 is indicated, be formed so that the triangulation sensor 9 and herewith the laser beam acting as a button 10 within the measuring range M to and fro parallel to itself. Another possibility for equalization, of course, the calculator with appropriate arithmetic operations.

Bei der Ausführung gemäß 1 – 3 bildet der Laserstrahl 10 einen hin- und hergehenden, berührungslosen Taster. Aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung überstreicht dieser Taster kontinuierlich den gesamten Messbereich M, was eine kontinuierliche Abstandmessung über dem Messbereich M ergibt. Es ist aber auch eine punktuelle Abstandsmessung an mehreren über den Messbereich M verteilten Punkten denkbar. In diesem Fall kann eine Tasterbewegung entfallen und ist eine stationäre Anordnung der Abstandsmesseinrichtung 9 möglich. Eine derartige Ausführung liegt den 4 und 5 zugrunde.In the execution according to 1 - 3 forms the laser beam 10 a reciprocating, non-contact button. Due to the reciprocating movement, this probe continuously sweeps over the entire measuring range M, which results in a continuous distance measurement over the measuring range M. However, a punctual distance measurement at several points distributed over the measuring range M is also conceivable. In this case, a probe movement can be omitted and is a stationary arrangement of the distance measuring device 9 possible. Such an embodiment is the 4 and 5 based.

Die in 4 gezeigte, Abstandsmesseinrichtung enthält wenigstens einen kapazitiven Zeilensensor 19. Dieser enthält mehrere, über der Breite des Messbereichs M nebeneinander angeordnete, plättchenförmige Elektroden 20. Jede dieser Elektroden 20 fungiert als Kondensatorplatte, die von einer Hilfselektrode 21 umgeben ist, die Störeinflüsse, wie Querströme zwischen den einander benachbarten Elektroden 20 verhindert. Das durch eine Metallplatte etc. gebildete Werkstück 2 bildet eine den durch die Elektroden 20 gebildeten Kondensatorplatten gegenüberliegende Kondensatorplatte. Diese Kondensatoranordung wird mit Spannung versorgt. Hierzu ist eine hier als Spannungsgenerator 22 ausgebildete Spannungsquelle vor gesehen, die einerseits mit den Elektroden 20 und andererseits mit dem als Träger für den Klebstoffauftrag 3 fungierenden Werkstück 2 verbunden ist. Wenn eine Spannung vorhanden ist, fließt zwischen den als Kondensatorplatten fungierenden Elektroden 20 und dem als Gegen-Kondensatorplatte fungierenden Werkstück ein durch Pfeile 23 angedeuteter Strom. Die jeweilige Stärke dieses Stroms korreliert mit dem Höhenabstand zwischen der zugeordneten Elektrode 20 und der dieser jeweils gegenüberliegenden Oberfläche, woraus sich das Profil der Oberfläche berechnen lässt. Hier fungiert dementsprechend der zwischen den Kondensatorplatten fließende Strom als berührungsloser Taster. Jeder Elektrode 20 ist ein Widerstand 24 vorgeordnet, an welchem der genannte Strom bzw. die diesem zugeordnete Spannung abgegriffen werden kann. Dieser Wert wird mittels eines nachgeordneten Verstärkers 25 verstärkt.In the 4 shown, distance measuring device includes at least one capacitive line sensor 19 , This contains several, over the width of the measuring range M juxtaposed, platelet-shaped electrodes 20 , Each of these electrodes 20 acts as a capacitor plate from an auxiliary electrode 21 surrounded, the interference, such as cross-currents between the adjacent electrodes 20 prevented. The workpiece formed by a metal plate, etc. 2 forms a through the electrodes 20 formed capacitor plates opposite capacitor plate. This capacitor arrangement is supplied with voltage. Here is one here as a voltage generator 22 trained voltage source before seen, on the one hand with the electrodes 20 and on the other hand with the as a carrier for the adhesive application 3 functioning workpiece 2 connected is. When a voltage is present, it flows between the electrodes acting as capacitor plates 20 and acting as a counter-capacitor plate workpiece by arrows 23 indicated current. The respective magnitude of this current correlates with the height distance between the associated electrode 20 and the respective opposite surface, from which the profile of the surface can be calculated. Accordingly, the current flowing between the capacitor plates acts as a non-contact probe. Each electrode 20 is a resistance 24 upstream, at which said current or the voltage associated therewith can be tapped. This value is determined by means of a downstream amplifier 25 strengthened.

Die Kondensatoranordnung wird mit einer Wechselspannung beaufschlagt, die vorzugsweise von der üblichen Netzspannung abweicht. Der Spannungsgenerator 20 liefert dementsprechend eine von der Netzspannung abweichende, vorzugsweise wesentlich höhere Spannung von zweckmäßig mindestens 10 kHz. Zur Ausschaltung der Einflüsse von Störfrequenzen liegen die Ausgänge der den Elektroden 20 zugeordneten Verstärker 25 an einem jeweils nachgeordneten Filter 26, der nur die Generatorfrequenzen durchlässt. In 4 sind nur ein einer Elektrode 20 zugeordneter Verstärker 25 mit nachgeordnetem Filter 26 dargestellt. Jeder Elektrode 20 ist jedoch eine derartige Anordnung zugeordnet.The capacitor arrangement is acted upon by an alternating voltage, which preferably deviates from the usual mains voltage. The voltage generator 20 Accordingly, a deviating from the mains voltage, preferably substantially higher voltage of suitably at least 10 kHz. To eliminate the influence of interference frequencies are the outputs of the electrodes 20 associated amplifier 25 at a respective downstream filter 26 that only lets through the generator frequencies. In 4 are just one of an electrode 20 associated amplifier 25 with downstream filter 26 shown. Each electrode 20 However, such an arrangement is associated.

Zur rechnerischen Verarbeitung der gemessenen Abstandwert ist wiederum eine Recheneinrichtung 8 vorgesehen, deren Eingang mit den Ausgängen der Filter 26 verbunden ist. Der Recheneinrichtung 8 kann wie bei der Ausführung gemäß 2 ein Display 14 und/oder eine Alarmeinrichtung 15 zugeordnet sein.For computational processing of the measured distance value is again a computing device 8th provided, whose input with the outputs of the filters 26 connected is. The computing device 8th can as in the execution according to 2 a display 14 and / or an alarm device 15 be assigned.

Je mehr Elektroden 20 über der Breite des Messbereichs M vorgesehen sind, desto geringer ist der gegenseitige Abstand, desto geringer ist aber auch der fließende Strom und umgekehrt. Sofern über der Breite des Messbereichs M viel Elektroden 20 vorgesehen sind, ergeben sich dementsprechend eine hohe Auflösung, das heißt eine gute Detaillierung, jedoch eine vergleichsweise geringe Empfindlichkeit, das heißt vergleichsweise schwache Signale. Sofern über der Breite des Messbereichs M vergleichsweise wenig Elektroden 20 vorgesehen sind, ergeben sich eine vergleichsweise geringe Auflösung, jedoch eine hohe Empfindlichkeit. Um die Vorteile beider Ausgestaltungen miteinander zu verbinden und die jeweiligen Nachteile zu vermeiden können zur Bildung der Abstandsmesseinrichtung 7, wie in 5 angedeutet ist, mehrere kapazitive Zeilensensoren 19 in Längsrichtung des Klebstoffauftrags 2 hintereinander angeordnet sein, von denen wenigstens einer vergleichsweise wenig Elektroden 20 über dem Messbereich M und wenigstens einer vergleichsweise viel Elektroden 20 über dem Messbereich M aufweist. In der Praxis genügen zwei derartige Zeilensensoren 19, wie in 5 mit durchgehenden Linien angedeutet ist. Selbstverständlich können aber auch mehr als zwei Zeilensensoren 19 vorgesehen sein, wie in 5 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. Die hintereinander angeordneten kapazitiven Zeilensensoren 19 sind an einem gemeinsamen Halter 27 angebracht, an dem hier auch die zur Bildung des Klebstoffauftrags 3 vorgesehene Auftragvorrichtung 4 angebracht ist und der an einer Bewegungseinrichtung 28, beispielsweise einer Laufkatze, aufgenommen sein kann.The more electrodes 20 are provided over the width of the measuring range M, the smaller the mutual distance, the lower is also the flowing stream and vice versa. If over the width of the measuring range M many electrodes 20 are provided, resulting accordingly a high resolution, that is, a good detailing, but a comparatively low sensitivity, that is comparatively weak signals. Provided that over the width of the measuring range M comparatively few electrodes 20 are provided, resulting in a relatively low resolution, but a high sensitivity. In order to combine the advantages of both embodiments with each other and to avoid the respective disadvantages can be used to form the distance measuring device 7 , as in 5 is indicated, several capacitive line sensors 19 in the longitudinal direction of the adhesive application 2 be arranged one behind the other, of which at least one comparatively few electrodes 20 above the measuring range M and at least a comparatively large number of electrodes 20 has over the measuring range M. In practice, two such line sensors suffice 19 , as in 5 indicated by solid lines. Of course, but also more than two line sensors 19 be provided as in 5 indicated by broken lines. The successively arranged capacitive line sensors 19 are on a common holder 27 attached to the here also to the formation of the adhesive application 3 provided applicator 4 is attached and the at a moving device 28 , For example, a trolley, can be included.

Anstelle eines mehrere Elektroden enthaltenden Zeilensensors 19 mit der Breite des Messbereichs M entsprechender Breite wäre auch eine Anordnung mit einer über dem Messbereich M hin- und hergehenden Elektrode denkbar. Andererseits wäre es auch möglich, einen Zeilen-Triangulationssensor mit mehreren über die Breite des Messbereichs M verteilten, stationären, das heißt nicht hin- und hergehenden Laserstrahlen vorzusehen.Instead of a multiple-electrode line sensor 19 with the width of the measurement Rich M corresponding width would also be an arrangement with an over the measuring range M reciprocating electrode conceivable. On the other hand, it would also be possible to provide a line triangulation sensor with a plurality of stationary, that is to say non-reciprocating, laser beams distributed over the width of the measuring range M.

Die Recheneinrichtung 8 ermittelt, wie schon erwähnt, aus den gemessenen Abstandswerten für jede Messstelle entlang der Länge des Klebstoffauftrags 3 ein Oberflächenprofil. Bei einer in 1 angedeuteten, randnahen Anordnung des Klebstoffauftrags 3 ergibt sich dabei ein Profil der in 6 dargestellten Art. Dieses enthält die obere Begrenzung 3a des Querschnitts des Klebstoffauftrags 3 sowie die dem Klebstoffauftrag 3 benachbarte Randkante 2a des plattenförmigen Werkstücks 2. Die obere Querschnittshälfte kann nach unten ergänzt werden, was die Gesamtquerschnittsfläche des Klebstoffauftrags 3 ergibt. Die Messung wird in kurzen zeitlichen Abständen an in Längsrichtung des Klebstoffauftrags 3 aufeinanderfolgenden Stellen wiederholt. Aus den zeitlich nacheinander ermittelten Profilen und der Relativgeschwindigkeit zwischen Sensoreinrichtung und Substratträger kann die Recheneinrichtung 8 eine dreidimensionale Information errechnen.The computing device 8th determined, as already mentioned, from the measured distance values for each measuring point along the length of the adhesive application 3 a surface profile. At an in 1 indicated, near-edge arrangement of the adhesive application 3 This results in a profile of in 6 pictured. This contains the upper limit 3a the cross section of the adhesive application 3 as well as the adhesive application 3 adjacent edge 2a the plate-shaped workpiece 2 , The upper cross-section half can be added downwards, which is the total cross-sectional area of the adhesive application 3 results. The measurement is made at short intervals in the longitudinal direction of the adhesive application 3 repeated successive points. From the temporally successively determined profiles and the relative speed between the sensor device and the substrate carrier, the computing device 8th calculate a three-dimensional information.

Dies ermöglicht eine vielfältige Überwachung des Klebstoffauftrags 3. Für die erzielbare Festigkeit einer herzustellenden Klebverbindung kommt es sehr stark auf die Menge des vorhandenen Klebstoffs, d.h. das Volumen des Klebstoffauftrags 3 pro Längeneinheit an. Dieses Volumen lässt sich beispielsweise aus den ermittelten Querschnitten in Verbindung mit den Abständen ermitteln. An Fehlstellen der in den 1 und 5 bei 29 angedeuteten Art ergeben sich kleinere Querschnittsflächen, wie in 6 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. Sofern der Fehler außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, kann mittels der Alarmeinrichtung 15 Alarm gegeben werden, so dass eine manuelle Nachstellung möglich ist. Es wäre aber auch denkbar, im Fehlerfall eine automatische Nachstellung vorzusehen. Die Erfassung der Randkante 2a ermöglicht im dargestellten Beispiel auch eine Überwachung des Kantenabstands des Klebstoffauftrags 3. Auch hier gilt dasselbe für die Fehlerkorrektur wie vorher.This allows a varied monitoring of the adhesive application 3 , For the achievable strength of an adhesive bond to be produced, it depends very much on the amount of adhesive present, ie the volume of adhesive application 3 per unit length. This volume can be determined, for example, from the determined cross sections in conjunction with the distances. At flaws in the 1 and 5 at 29 indicated type result in smaller cross-sectional areas, as in 6 indicated by broken lines. If the error is outside a predetermined tolerance range, can by means of the alarm device 15 Alarm be given so that a manual adjustment is possible. It would also be conceivable to provide an automatic adjustment in case of error. The detection of the marginal edge 2a allows in the example shown, a monitoring of the edge distance of the adhesive application 3 , Again, the same applies to the error correction as before.

In vielen Fällen genügt ein Überwachungsdurchgang im Zusammenhang mit der Auftragung des Klebstoffauftrags 3. Es gibt aber auch Fälle, in denen eine zeitliche Änderung von Parametern des Klebstoffauftrags 3 beobachtet werden soll. Dies gilt beispielsweise dann, wenn die Gefahr besteht, dass der Klebstoff in den Träger des Klebstoffauftrags 3 einsickert, was z.B. bei Klebstoff auf Papier der Fall sein kann. Ebenso kann es vorkommen, dass die Konsistenz des aufgetragenen Klebstoffs während längerer Arbeitszeiten nicht konstant bleibt, was in manchen Fällen dazu führen kann, dass der zunächst aufgetragene Klebstoffstrang deformiert wird. Dies ist in 7 angedeutet.In many cases, a monitoring pass is sufficient in connection with the application of the adhesive application 3 , However, there are also cases in which a temporal change of parameters of adhesive application 3 should be observed. This applies, for example, if there is a risk that the adhesive in the carrier of the adhesive application 3 seeped in, which may be the case with glue on paper. Likewise, it may happen that the consistency of the applied adhesive does not remain constant during longer working hours, which in some cases can lead to the initially applied adhesive strand being deformed. This is in 7 indicated.

Die 7 zeigt drei in zeitlichen Abständen an der jeweils gleichen Stelle aufgenommene Querschnitte eines Klebstoffauftrags 3. Man sieht, dass die Querschnittsfläche immer flacher und breiter wird, was auf eine zu flüssige Konsistenz des Klebstoffs hindeutet. Um dies zu überwachen und notfalls zu korrigieren ist es erforderlich, dass die Abstandsmesseinrichtung die beim ersten Messvorgang durchlaufene Strecke oder vorzugsweise nur einzelne ausgewählte Stellen in zeitlichen Abständen mehrmals durchläuft, so dass die Recheneinrichtung 8 die Änderung der Messwerte gegenüber dem jeweils vorhergehenden Durchlauf ermitteln kann. Hierzu wird daher die der Auftragvorrichtung 4 nachlaufende Abstandsmesseinrichtung nach Beendigung des Auftragsvorgangs bei passivierter Auftragsvorrichtung 4 nochmals ein- oder mehrmals über den Klebstoffauftrag 3 bzw. die ausgewählten Stellen hinweggeführt.The 7 shows three at intervals in each case the same spot recorded cross-sections of an adhesive application 3 , It can be seen that the cross-sectional area becomes ever flatter and wider, indicating a too-liquid consistency of the adhesive. In order to monitor this and, if necessary, to correct it, it is necessary for the distance measuring device to run through the distance traveled during the first measuring operation, or preferably only individual selected points, at intervals over several times, so that the computing device 8th can determine the change of the measured values compared to the respective previous run. For this purpose, therefore, the applicator 4 Trailing distance measuring device after completion of the job process with passivated applicator 4 once or several times over the adhesive application 3 or the selected locations.

Claims

Device for controlling a device by means of an application device ( 4 ) applied to a carrier, strand-like application of a substrate, in particular one on a workpiece ( 2 ) applied, strand-shaped sealing material and / or adhesive application ( 3 ), with a sensor device detecting the order, characterized in that the sensor device comprises at least one distance measuring device ( 7 ), by means of which within a transverse to the longitudinal direction of the strand-like application extending measuring range (M) their distance from an opposite surface is measurable that the distance measuring device ( 7 ) relative to the carrier of the strand-like job performs a relative movement along the job and that the distance measuring device ( 7 ) a computing device ( 8th ), which determines from the measured distance values the surface profile existing within the measuring range (M) over the length of the job.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance of the distance measuring device ( 7 ) is constant by the carrier of the strand-like application during the monitoring process.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) is activated during the order process and the Auftragvor direction ( 4 ) travels at the same relative speed with respect to the carrier of the strand-like application.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) firmly with the applicator device ( 4 ) connected is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) and the applicator device ( 4 ) are mounted on a common, movable by means of a drive device head.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) has a plurality of sensor devices arranged one behind the other in the longitudinal direction of the job.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) runs through the order or measuring process traversed preferably several times at intervals, the computing device ( 8th ) determines the change of the measured values with respect to the respective previous run.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) has at least one reciprocating button.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the button of the distance measuring device ( 7 ) is reciprocally movable parallel to itself within the measuring range (M).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) at least one of a reciprocating laser beam ( 10 ) emitting optical triangulation sensor ( 9 ) contains.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the laser beam ( 10 ) of the triangulation sensor ( 9 ) contains modulated light and that the computing device ( 8th ) a filter ( 13 ), which passes only the measured values generated by the modulated light.

Device according to one of the preceding claims 1-7, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) has a plurality, over the width of the measuring range (M) juxtaposed, stationary probe.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the distance measuring device ( 7 ) at least one capacitive line sensor ( 19 ) with a plurality of electrodes arranged next to one another over the width of the measuring region (M) ( 20 ) is trained.

Device according to claim 13, characterized in that the electrodes ( 20 ) of the line sensor ( 19 ) can be acted upon by an AC voltage of different frequency from the mains frequency and that the computing device ( 8th ) a filter ( 26 ), which passes only the measured values generated by this frequency.

Device according to claim 14, characterized in that the electrodes ( 20 ) of the line sensor ( 19 ) can be acted upon by an AC voltage having a frequency of at least 10 kHz.

Device according to one of the preceding claims 13-15, characterized in that the electrodes ( 20 ) of the line sensor ( 19 ) one resistance each ( 24 ) and that the current flowing therefrom is tapped off and by means of an associated amplifier ( 25 ) is strengthened.

Device according to one of the preceding claims 13-16, characterized in that the electrodes ( 20 ) of the line sensor ( 19 ) each of a protective electrode ( 21 ) are surrounded.

Method for controlling a device by means of an application device ( 4 ) applied to a carrier, strand-like application of a substrate, in particular one on a workpiece ( 2 ) applied, strand-shaped adhesive application ( 3 ), wherein the order is imaged, characterized in that the image of the order is carried out by distance measurement, wherein within a transversely to the longitudinal direction of the strand-like application extending measuring range (M) the distances between a distance from the order fixed point and an opposite surface are measured that the distance measurement takes place along the job and that the surface profile within the measuring range (M) over the length of the job is determined from the measured distance values.