DE102006018558B4 - Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachte Struktur (6), vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, welches folgende Schritte aufweist:Bereitstellen einer Auftragseinrichtung (10) zum Aufbringen oder Erzeugen der aufzubringenden Struktur (6), einer Beleuchtungseinrichtung (20), welche an der Auftragseinrichtung (10) oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung (10) mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras (31 bis 36) zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur (6), welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung (20) versetzt an der Auftragseinrichtung (10) oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung (10) mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur (6), welche mit den Kameras (31 bis 36) verbunden ist,Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen (22), welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung (20), wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen (22) um die Auftragseinrichtung (10) herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur (6) unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder projiziert werden, wobei die eine oder mehreren Lichtbahnen von der Beleuchtungseinrichtung (20) ein umlaufender in sich geschlossener Polygonzug (22) ist, der aus mehreren geraden Lichtlinien aufgebaut ist,Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen (22) unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur (6) im online-Betrieb von den Kameras (31 bis 36) und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen (22) von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch die folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur (6) von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln:die Breite der aufgebrachten Struktur (6), welche insbesondere senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur (6) ermittelt wird,unddie Höhe der aufgebrachten Struktur (6).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur.
  • Für die geometrische Bestimmung einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur ist bislang eine projizierte gerade Laserlinie verwendet worden, welche von einer Kamera aufgenommen und überprüft wird. Dabei verläuft die Laserlinie im Wesentlichen senkrecht zum Verlauf der aufgebrachten Klebstoffspur und dabei wird die Laserlinie durch das Profil des aufgebrachten Klebstoffs geometrisch entsprechend verändert. Diese geometrische Veränderung der projizierten Laserlinie ist jedoch einerseits aufgrund der geringen Streuung nur teilweise bzw. qualitativ schlecht erfassbar.
  • Darüber hinaus ist die Laserlinie nur einige Zehntel Millimeter breit, so dass auch bei hoher Taktung der Aufnahmefrequenz der Kamera jeweils gemäß der Taktzeit ein bestimmter Querschnitt der aufgebrachten Klebstoffspur inspiziert wird und bis zur nächsten Überprüfung der aufgebrachten Klebstoffspur gemäß der projizierten Laserlinie ein entsprechender Versatz entsteht.
  • Des Weiteren muss der Sensor bzw. die Kamera, welche in Verlaufrichtung hinter der Linienoptik für die Laserlinie angeordnet ist, bei der bekannten geraden Laserlinienprojektion entsprechend mitbewegt werden, um stets die Überwachung der Laserlinie vornehmen zu können. Aufgrund des Nachführens des Sensors kommt es bei den bekannten Systemen zu einem Kabelsalat, wenn die Linienoptik für die Laserlinie und der dahinter angebrachte Sensor bei entsprechend kurvigem Verlauf der Klebstoffspur gegenüber dem Roboterarm bewegt bzw. verdreht werden müssen.
  • Folglich ist eine kontinuierliche Überwachung der Klebstoffspur mit hoher Qualität mittels einer geraden Laserlinie insbesondere bei einem kurvigen Verlauf der Klebstoffspur nur bedingt möglich.
  • Die DE 10 2004 039 410 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung eines automatischen Bearbeitungsprozesses, wobei eine Lichtquelle und eine Optik vorgesehen sind. Die Optik sendet eine Lichtlinie auf einen mittels eines Bearbeitungskopfes bearbeiteten Bereich des Werkstücks aus, wobei die Lichtlinie einer zweiten Optik auf eine Empfängeranordnung abgebildet wird.
  • Ferner offenbart die DE 195 10 402 A1 ein Verfahren zur optischen Erfassung eines Fluiddots auf einem Substrat, wobei ein Applikationsbereich des Fluiddots (kleine Fluidmenge) an einer Mehrzahl von Messpunkten mit einem den Messpunkten zugeordneten optoelektronischen Empfängerfeld erfasst wird.
  • Des Weiteren offenbart die WO 2005/065844 A1 der Anmelderin ein Verfahren zum automatischen Aufbringen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, wobei eine Referenzkontur von zumindest einer ersten Kamera in Vorlaufrichtung ermittelt wird, um den Verlauf der aufzubringenden Struktur gemäß der Referenzkontur zu regeln.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur, vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, mit einer verbesserten Erfassung der Geometrie und/oder des Verlaufs der aufgebrachten Struktur zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass zumindest eine umlaufende Lichtbahn um die Auftragseinrichtung herum während des Aufbringens der Auftragsstruktur projiziert wird. Die zumindest eine aufprojizierte umlaufende Lichtbahn ermöglicht es, dass unabhängig von dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung und beispielsweise einer Auftragsdüse die aufgebrachte Struktur in einem Winkel von 360° überwacht werden kann, d.h., dass die umlaufende Lichtbahn einen vollständigen Inspektionsbereich rund um die Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse ermöglicht, was man als Rundumblick bezeichnen kann. Hierzu erfassen die zumindest zwei Kameras die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn und die an die Kameras angeschlossene Bildauswerteeinheit kann daraus die geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur errechnen. Insbesondere können so in einfacher und exakter Art und Weise die Breite, die Höhe, das Volumen und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat ermittelt werden. Für die Überwachung der aufgebrachten Struktur sind mindestens zwei Kameras erforderlich, um mit zumindest einer Kamera stets eine Teilfläche des Inspektionsbereichs bzw. der aufgebrachten Struktur zu ermitteln, da ggf. eine Teilfläche von der Auftragsdüse für eine andere Kamera verdeckt sein kann. Daher sind die beiden Kameras einander gegenüberliegend und versetzt an der Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse angebracht. Insbesondere trifft die umlaufende Lichtbahn auf die aufgebrachte Struktur, wobei die Kameras aus einer Beobachtungsposition, welche einen zur Lichtbahn unterschiedlichen Blickwinkel aufweist, die Deformation der Lichtbahn anhand der aufgebrachten Struktur erfasst und mittels geeigneter Berechnungsverfahren ermitteln kann. Durch den Vorschub der Auftrags- und Überwachungseinrichtung gegenüber dem Substrat oder durch den Vorschub des Substrats gegenüber der Auftrags- und Überwachungseinrichtung kann dabei die aufgebrachte Struktur dreidimensional durch die online-Überwachung erfasst werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur bzw. aufzubringenden Struktur bereitgestellt, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Bereitstellen einer Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, einer Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur, welche mit den Kameras verbunden ist, Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form in Form eines Polygonzuges aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung, wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder projiziert werden, Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur, und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Auswertung der Bilder der aufgebrachten Struktur das Lichtschnittverfahren mit der projizierten umlaufenden Lichtbahn verwendet. Hierbei wird die Lichtbahn bzw. Lichtlinie über die aufgebrachte Struktur geführt, wobei aus der Beobachtungsposition der einzelnen Kameras, die einen zur Lichtbahn bzw. Lichtlinie unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, die Deformation der Lichtbahn bzw. Lichtlinie mittels entsprechenden Berechnungsverfahren der Verlauf bzw. die Geometrie der aufgebrachten Struktur ermittelt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bilder der Kameras hochfrequent und synchron aufgenommen und mit der Bildauswerteeinheit derart verarbeitet werden, dass die Bilder der einzelnen Kameras während des Aufbringens der aufgebrachten Struktur im Wesentlichen gleichzeitig verarbeitet werden, wobei insbesondere jeweils nur ein Teil des Bildes aufgenommen und übertragen wird. Als Folge davon kann die aufgebrachte Struktur im online Betrieb derart überwacht werden, dass die aufgebrachte Struktur in sehr geringem Abstand (beispielsweise alle 1 bis 3 mm) hinsichtlich des Verlaufs und des Profils beispielsweise mit einer Aufnahmefrequenz von 200 Hz überprüft werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausfahrungsform wird die aufgebrachte Struktur in Abhängigkeit von der Breite und/oder der Höhe und/oder des Volumens der aufgebrachten Struktur, welche von der Bildauswerteeinheit während des Aufbringens ermittelt worden ist, gemäß einer vorgegebenen Auftragsmenge der aufgebrachten Struktur geregelt. Dies ermöglicht die Anpassung der aufgebrachten Struktur an ein vorgegebenes Profil bzw. eine vorgegebene Auftragsmenge.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schnittbereich zwischen der umlaufenden Bahn und der aufgebrachten Struktur von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras erfasst, welche konzentrisch oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdrüse angebracht sind, wobei jeweils ein Segment der umlaufenden Bahn von einer Kamera überwacht wird, und wobei die umlaufende Bahn in einem Winkel von 360° um die Auftragseinrichtung unter Bildung eines globalen Koordinatensystems von den Kameras erfasst wird.
  • Wenn der Verlauf und/oder die Höhe der Auftragsdrüse gegenüber dem Substrat gemäß einem vorgegebenen Toleranzbereich geregelt wird, wobei hierzu eine Kante, eine Aussparung oder ähnliches des Substrats für die Regelung der Auftragsdrüse in allen Richtungen verwendet wird, so kann das Aufbringen und Überwachen der aufgebrachten Struktur gemäß einer geometrischen Form bzw. Vorgabe des Substrats bzw. eines Bauteils vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch die Nahtverfolgung von zwei Bauteilen vorgenommen werden, wobei auf oder an die Naht der beiden Bauteile beispielsweise eine Kleberspur oder eine Dichtnaht aufgebracht und überwacht werden kann.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der aufgebrachten Struktur mittels einer physikalischen Referenzstruktur, einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen wird, welche die aufgebrachte Struktur in Relation zu dem Substrat umfasst. Bevorzugt wird mittels der CAD-Zeichnung oder der entsprechenden Datei festgelegt, welche der Kameras für die Erfassung der aufgebrachten Struktur gemäß dem Verlauf jeweils verwendet wird, sodass das Einlernen einer Referenzstruktur besonders einfach ausgeführt und auch die Überwachung in vereinfachter Form durchgeführt werden kann.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kalibrierung für die Bestimmung jeder Position der einzelnen Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen, wobei insbesondere die Kalibrierung zur Bildung eines globalen Kameraübergreifenden Koordinatensystems insbesondere mittels einer Kalibrierplatte durchgeführt wird. Durch das globale Koordinatensystem kann die Bildauswerteeinheit die Bilder der einzelnen Kameras in besonders einfacher Art und Weise verarbeiten, wobei es ausreichend ist, dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur erfasst. Bevorzugt wird die Kalibrierung gemeinsam mit dem Einlernlauf für den Verlauf und/oder die Geometrie und/oder das Profil der aufgebrachten Struktur vorgenommen. Somit kann die Kalibrierung und das Einlernen der Referenzstruktur vor dem Aufbringen und Überwachen vorgenommen werden und anschließend können eine Vielzahl von Bauteilen mit einer Auftragsstruktur versehen werden und gleichzeitig im Onlineverfahren überwacht werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung rein beispielhaft dargestellt.
    • 1 zeigt eine Vorrichtung beim Auftragen und Überwachen einer Klebstoffspur in Seitenansicht;
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 1;
    • 3 ist eine Draufsicht von unten auf die Vorrichtung von 1 und 2;
    • 4 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung von 1;
    • 5 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung beim Auftragen einer Klebstoffspur auf ein Substrat;
    • 6 zeigt einen Ausschnitt eines Lichtrings der Vorrichtung von 5, welcher auf einem dreieckigen Profil auf einem Substrat projiziert wird;
    • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des auf dem Dreiecksprofil projizierten Lichtrings von 6;
    • 8 zeigt das Auftragen einer Klebstoffspur und den projizierten Lichtring;
    • 9 zeigt ein Dreiecksprofil mit einem darauf projizierten umlaufenden Polygonzug;
    • 10 zeigt eine weitere Ausführungsform von 9;
    • 11 ist eine schematische Darstellung der Überwachung eines Dreiecksprofils gemäß der Erfindung;
    • 12 ist eine weitere Ausführungsform der Überwachung eines Dreiecksprofils;
    • 13 ist eine weitere perspektivische Darstellung von 12;
    • 14 zeigt eine Klebstoffspur als vergrößerte Darstellung;
    • 15 zeigt weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren im Querschnitt;
    • 16 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung mit Faltung des Strahlengangs;
    • 17 zeigt ein Ablaufdiagramm bzgl. des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 18 zeigt eine Darstellung bzgl. der Kalibrierung der Vorrichtung;
    • 19 zeigt eine weitere Darstellung bzgl. der Kalibrierung der Vorrichtung.
  • Gemäß 1 ist eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen und Überwachen einer Klebstoffspur 6 auf einem Substrat bzw. Bauteil dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Auftragseinrichtung 10, welche an ihrem unteren Ende eine Auftragsdrüse 12 aufweist, um beispielsweise Klebstoff auf einem Bauteil aufzubringen. Beim Aufbringen des Klebstoffs projiziert eine Beleuchtungseinrichtung 20, welche beispielsweise aus mehreren LED-Dioden aufgebaut ist, zumindest eine umlaufende Lichtbahn 22, um die Auftragsdrüse 12 auf das Substrat und die aufgebrachte Klebstoffspur. Die Beleuchtungseinrichtung 20 ist an der Auftragseinrichtung 10 angebracht und fährt beim Auftragen des Klebstoffs dadurch mit der Auftragseinrichtung 10 mit, wenn eine relativ Bewegung zwischen dem Substrat und der Auftragseinrichtung 10 vorliegt. An der Beleuchtungseinrichtung 20 sind wiederum zumindest zwei Kameras 31 bis 36 zur optischen Erfassung der Klebstoffspur 6 angebracht. Die Kameras 31 bis 36 sind seitlich versetzt zur Beleuchtungseinrichtung 20 befestigt und auf die aufprojizierten Lichtbahnen 22 nahe an der Auftragsdrüse 12 ausgerichtet. Die Kameras 31, 32 sind mit einer nicht dargestellten Bildauswerteeinheit verbunden, welche im online Betrieb die von den Kameras 31 bis 36 ermittelten Bilder der Klebstoffspur erfasst und auswertet, wobei die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahnen 22 mittels entsprechender Berechnungsverfahren dazu verwendet, dass daraus entweder die Breite und/oder die Höhe und/oder das Volumen der Klebstoffspur 6 ermittelt und somit überprüft werden kann.
  • In 1 ist der Sensorkopf mit der Beleuchtungseinrichtung 20 und den Kameras 31 bis 36 fest mit der Auftragseinrichtung 10 verbunden, wobei zumindest einer der beiden Kameras 31 bis 36 den Schnittbereich zwischen den Lichtbahnen 22 und der Klebstoffspur 6 erfasst, wie im Weiteren näher erläutert wird.
  • In 2 ist die Vorrichtung perspektivisch dargestellt. In dieser Ansicht ist nun ersichtlich, dass bevorzugt sechs Kameras 31 bis 36 konzentrisch um die Auftragseinrichtung 10 angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung von mehreren Kameras 31 bis 36 wird der Schnittbereich zwischen der aufprojizierten Lichtbahn 22 und der Klebstoffspur 6 zumindest von zwei Kameras 31 bis 36 erfasst, welche sich bevorzugt im Kreissegment befinden, wo die Klebstoffspur 6 beim Aufbringen verläuft. Falls die Klebstoffspur 6 einen bogenförmigen Verlauf nimmt, so kann eine weitere Kamera 31 bis 36 zur Auswertung aktiviert werden, um den Verlauf der Klebstoffspur6 zu überwachen. Dies gilt für den gesamten Umfang um die Auftragseinrichtung 10, je nach Verlauf der Klebstoffspur 6.
  • In 3 ist die Vorrichtung nun von unten dargestellt. Im Zentrum der Vorrichtung befindet sich die Auftragsdrüse 12, welche von der Beleuchtungseinrichtung 20 in Form eines LED-Kreisringprojektors umgeben ist sowie an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist. Die Kameras 31 bis 36 sind in zueinander gleichmäßigen Abstand und konzentrisch um die Auftragsdrüse 12 angeordnet und auf diese ausgerichtet.
  • Analog zu 3 ist der Aufbau der Vorrichtung in 4 schematisch dargestellt. Daraus ist insbesondere ersichtlich, dass die Kameras 31 bis 36 seitlich zu der kreisringförmigen Beleuchtungseinrichtung 20 versetzt sind.
  • Im Folgenden wird nun gemäß 5 die Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die schematisch dargestellten Kameras 31 bis 36 sind zusammen mit der Beleuchtungseinrichtung 20 an der Auftragseinrichtung 10 angebracht, wie zuvor dargestellt. Die im wesentlichen kreisringförmige Beleuchtungseinrichtung 20 ist insbesondere aus einer Vielzahl von LED-Dioden, beispielsweise 20 LED-Dioden aufgebaut. Diese LED-Dioden projizieren gemeinsam eine umlaufende Lichtbahn auf das Bauteil und die Klebstoffspur 6 unmittelbar nach dem Auftragen durch die Auftragsdrüse12. Besonders vorteilhaft hierbei ist es, wenn die Beleuchtungseinrichtung 20 einen sich verjüngenden Lichtkegel unmittelbar um die Auftragsdrüse projiziert, wobei ein kreisförmiger Lichtring 21 auf dem Bauteil entsteht. Dadurch kann mit dem Lichtring 21 sehr nahe an die Auftragsdrüse 12 herangefahren werden, um auch einen bahnförmigen Verlauf der Klebstoffspur 6 mit geringen Radien überwachen zu können.
  • Gemäß 6 ist nun der Schnittbereich zwischen dem Lichtring 21 und der Klebstoffspur 6 auf dem Bauteil dargestellt. Zur Auswertung der Änderung des Lichtrings 21 durch die Klebstoffspur 6 wird insbesondere das Lichtschnittverfahren verwendet, wobei entsprechende Auswerteverfahren der Bildauswerteeinheit die Änderungen des Höhenniveaus der Klebstoffspur 6 bzw. des Klebstoffprofils durch die lokale Deformation der projizierten Lichtbahnen errechnen. Wie in 6 dargestellt, weist der Lichtring 21 einen inneren Durchmesser 211 und einen äußeren Durchmesser 212 auf, wodurch sich jeweils eine Kante zwischen der Lichtbahn des Innendurchmessers 211 und der Klebstoffspur 6 sowie dem Außendurchmesser 212 und dem Klebstoffprofil 6 ergibt. Dadurch kann bei jeder Auswertung die Kante des Innendurchmessers 211 als auch die Kante des Außendurchmessers 212 mit dem Klebeprofil 6 für die Berechnung der Höhe bzw. der Breite und des Volumens verwendet werden. Bei dem Lichtschnittverfahren wird somit die Lichtbahn 21 über das Klebeprofil 6 geführt, wobei aus jeder Beobachtungsposition der Kameras 31 bis 36, welche einen zur Lichtbahn 21 unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, durch die Deformation der Lichtbahn 21 die Objektkrümmung von der Bildauswerteeinheit ermittelt werden kann. Diese Objektkrümmung bezieht bzw. der Oberflächenverlauf wird jedoch nur exakt an der Linienposition bzw. der Kante ermittelt. Durch den Vorschub des Objekts bzw. durch die relativ Geschwindigkeit zwischen der Auftragseinrichtung 10 und dem Bauteil kann das Objekt bzw. das Kleberprofil 6 dreidimensional erfasst werden. Hierzu ist eine hohe Bildaufnahmefrequenz notwendig, wobei der Innen- und Außendurchmesser 211, 212 des Lichtrings 21 und die sich daraus ergebenden zwei Kanten die Aufnahmefrequenz für die Bildauswerteeinheit sozusagen verdoppelt.
  • Gemäß 7 ist eine weitere Perspektive dargestellt, welche die Deformation des Lichtrings 21 durch das Klebeprofil 6 darstellt und dabei von den Kameras 31 bis 36 aus entsprechenden Blickwinkeln erfasst werden kann.
  • In 8 ist nun ein Ausschnitt dargestellt, welcher die Auftragsdrüse 12 zeigt, die ein Kleberprofil 6 auf ein Substrat bzw. Bauteil 11 aufbringt. Wie sich aus dem Verlauf des Kleberprofils 6 ergibt, fährt die Auftragseinrichtung 10 in der Bildebene nach rechts oben. Aufgrund des Lichtkegels, der in Form des Lichtrings 21 auf das Substrat 11 und die Klebstoffspur 6 projiziert wird, kann das Klebeprofil 6 unmittelbar nach dem Aufbringen von den Kameras 31 bis 36 mit Hilfe der Deformation des Lichtrings 21 erfasst werden.
  • Gemäß der Erfindung ist in 9 beispielsweise ein umlaufender in sich geschlossener Polygonzug 22 gezeigt, der aus mehreren geraden Lichtlinien aufgebaut ist. Dabei kann das Kleberprofil 6 auch im Bereich von einem Schnittpunkt von zwei geraden Linien erfasst werden. Wie in 10 gezeigt, kann jedoch das Kleberprofil 6 auch ohne Schnittpunkt von zwei geraden Linien oder durch weitere Linien in Bezug auf die Höhe erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass aufgrund der sich ergebenden umlaufenden Lichtbahnen 22 der Sensor bzw. die Kameras 31 bis 36 und auch die Beleuchtungseinrichtung 20 nicht mitgedreht werden müssen.
  • Als nicht gezeigt Alternative können natürlich auch mehrere konzentrisch umlaufende in sich geschlossen Lichtbahnen 22 für die Ermittlung des Profils 6 oder des Verlaufs einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur 6 überwacht werden.
  • In 11 ist gezeigt, wie beispielsweise ein im wesentlichen dreieckiges Klebeprofil 6 von zwei Kameras 31, 32 erfasst wird. Für die Erfassung an einem Aufnahmepunkt kann beispielsweise eine Kamera 31 bis 36 die eine Seitenhälfte des Klebeprofils 6 und die andere Kamera 31 bis 36 die entsprechend andere Seite des Klebeprofils 6 erfassen, was insbesondere bei geometrisch komplexen Formen vorteilhaft ist. Wie in 11 gezeigt, erfassen die Kameras 31, 32 in Abhängigkeit von der Aufnahmefrequenz in entsprechend kurzen Abständen den Schnittpunkt zwischen dem in 11 nicht gezeigten Lichtring und der Klebespur 6 an aufeinander folgenden Stellen. Bei einer hohen Aufnahmefrequenz von in etwa 200 Hz kann das Klebeprofil 6 in geringen Abständen von wenigen Millimetern überprüft werden.
  • Gemäß 12 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, wobei analog zu 11 drei Kameras 31 bis 33 das Klebeprofil 6 im online Verfahren gleichzeitig überprüfen können. Die parallele Auswertung der drei Kameras 31 bis 33 ist gemäß 13 dargestellt, wobei das Klebeprofil 6 in geringen Abständen erfasst und überprüft wird. 14 zeigt das beispielhafte Klebeprofil 6 als vergrößerte Darstellung, wobei die Spitze 9 der Klebstoffspur 6 sowie die Fußpunkte 7 und 8 dargestellt sind. Aufgrund der balligen Form der Klebstoffspur 6 wären die Fußpunkte 7, 8 mit nur einer Kamera 31 bis 36 gleichzeitig nicht sichtbar, was jedoch durch die Überwachung mit zwei oder mehreren Kameras 31 bis 36 überwunden werden kann.
  • Weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren zeigt 15, wobei die Klebstoffspur 61 und 62 gegenüber einem idealisierten Dreiecksprofil deformiert sind. Derartige Deformationen können ferner nur durch zumindest zwei Kameras 31 bis 36 mit Hilfe der aufprojizierten Lichtbahn 22 erfasst werden.
  • In 16 ist schematisch nur eine Kamera 31 und die Auftragsdrüse 12 der Vorrichtung dargestellt, um das Falten des Strahlengangs einer Kamera 31 bis 36 zu erläutern. Hierzu ist zur Seite versetzt gegenüber der Kamera 31 und der Auftragsdrüse 12 ein Spiegel 40 vorgesehen, der ebenso fest an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist, um stets mit der entsprechenden Kamera 31 bis 36 bewegt werden zu können. Aufgrund der Faltung des Strahlengangs ist aus 16 ersichtlich, dass der Winkel flacher wird, mit welchem die Kamera 31 bis 36 auf den Bereich des Substrates 11 um die Auftragsdrüse 12 blickt. Dies ist für die Auswertung des Schnittbereichs zwischen der Lichtbahn 22 und einer aufgebrachten Klebstoffspur vorteilhaft, ohne den Abstand der Kamera von der Auftragsdrüse 12 zu erhöhen.
  • Gemäß 17 ist dargestellt, wie beispielsweise die Bildauswerteeinheit vorgesehen ist und die gesamte Überprüfung vorgenommen wird. Zu Beginn wird ein teach-in-Lauf von einer Referenzstruktur vorgenommen, wobei die Bildsequenz der Referenzstruktur für die Parametrisierung verwendet wird. Alternativ kann das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der Klebstoffspur 6 mittels einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen werden, welche Informationen hinsichtlich der Klebstoffspur 6 in Relation zu dem Bauteil aufweist. Bei Inspektionslauf wird dann die zu überprüfende aufgebrachte Struktur 6 mit dem Verlauf der Referenzstruktur gemäß dem dargestellten Schema verglichen und das sich daraus ergebende Ergebnis der Überprüfung wird ausgegeben. Die Bildaufnahme der einzelnen Kameras 31 bis 36 kann dabei hochfrequent und synchron vorgenommen werden. Um eine hohe Bildaufnahmefrequenz mit vergleichsweise niedrigen Datenübertragungsraten zu erreichen, wird lediglich ein Streifen der Bilder der Kameras 31 bis 36 aufgenommen und übertragen. Im Hinblick auf die online Überwachung beim Auftragen mit hochfrequenter Auswertung wird ebenso auf die WO 2005/063406 der Anmelderin Bezug genommen.
  • Ferner wird gemäß der 18 und 19 die Kalibrierung für die Vorrichtung und für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die Kalibrierung der Kameras 31 bis 36 mit der Beleuchtungseinrichtung 20 stellt eine logische und physikalische Verbindung der einzelnen Kameras 31 bis 36 zueinander her.
  • Die Kalibrierung läuft in drei Stufen ab, wobei in Phase 1 die Bestimmung der Position jeder der einzelnen Kameras31 bis 36 im Raum vorgenommen wird. Daraufhin wird in Phase 2 die Bestimmung der Position der Kameras 31 bis 36 zur Beleuchtungseinrichtung 20 vorgenommen. Prinzipiell sind die beiden Kalibrierungen von Phase 1 und 2 bereits ausreichend, um dreidimensionale Messungen durchzuführen.
  • Erst durch die Kalibrierung sind jedoch Messungen in einem globalen und kameraübergreifenden Koordinatensystem möglich. Im Gegensatz hierzu wird herkömmlicherweise ein Koordinatensystem bezogen auf ein Kamerabild vorgenommen.
  • In der dritten Phase wird die Anpassung der Kalibrierung an die individuelle Geometrie und Oberfläche des zu prüfenden Bauteils und die Verifizierung der Kalibrierparameter vorgenommen. Diese dritte Phase kann in den Einlernlauf bzw. teach-in-Lauf integriert werden. Üblicherweise wird diese dritte Phase erst durchgeführt, sobald der Sensor, welcher die Kameras 31 bis 36 und die Beleuchtungseinrichtung 20 umfasst, an der Auftragseinrichtung 10 montiert ist.
  • Gemäß 18 wird die erste Phase der Kalibrierung näher erläutert. Hierbei sind der Abstand und die geometrische Anordnung der Punktmarkierungen auf der Kalibrierplatte 50 zueinander bekannt. Ferner ist die Lage der Kalibrierplatte 50 bekannt. Ebenso ist die Größe der Punktmarkierungen bekannt, welche jedoch unterschiedlich ausgebildet sein kann. Alternativ können auch Kreuze, Kreise, Liniengitter oder ähnliche Strukturen verwendet werden. Besonders vorteilhaft sind die gezeigten Punktmarkierungen, welche gefüllte kleine Kreismarkierungen darstellen.
  • Mittels der Anordnung von 18 wird die Lage der Kamera 31 bis 36 und damit des CCD-Chips zur Kalibrierplatte 50 bestimmt. Somit wird die Lage der Kameras 31 bis 36 im Raum ermittelt, wenn die Lage der Kalibrierplatte 50 im Raum vorgegeben bzw. bekannt ist. Ferner wird dadurch die Lage der einzelnen Kameras 31 bis 36 zueinander bestimmt und schließlich wird noch die Neigung der einzelnen Kameras 31 bis 36 zueinander ermittelt bzw. bestimmt.
  • In dieser ersten Phase wird auf ein allgemein gültiges Weltkoordinatensystem kalibriert. Hierbei ist die ebene Kalibrierplatte 50 mit einer Kalibrierhalterung fest verbunden. Die Halterung kann als Rohr ausgeführt sein und besitzt eine Rastnase oder Indexmarkierung, um den Sensor darin in einer eindeutig bestimmten Position wiederholgenau einlegen zu können.
  • In Phase 2 wird die Lage der Kameras 31 bis 36 zur Beleuchtung bzw. Beleuchtungseinrichtung 20 bestimmt. Dies ist beispielhaft gemäß 19 dargestellt. Hierzu wird das Muster bzw. die Form der umlaufenden Lichtbahn, welche die Beleuchtungseinrichtung 20 auf die Kalibrierplatte 50 projiziert, mit allen Kameras 31 bis 36 betrachtet und jede Kamera 31 bis 36 nimmt ein Bild dieser Szene auf. In 19 ist der Lichtkegel dargestellt, der von der Beleuchtungseinrichtung 20 in Form eines Lichtrings 21 auf die Kalibrierplatte 50 projiziert wird. Dieser Lichtring 21 wird nun von jeder Kamera in Abhängigkeit von ihrer Position im Raum verzerrt gesehen. Die Kameras 31 und 32 sehen den Lichtring 21 als eine in eine Richtung gestauchte Ellipse. Wenn alternativ ein projiziertes Quadrat von den einzelnen Kameras 31 bis 36 gesehen würde, so würde jede Kamera 31 bis 36 ein entsprechendes Trapez aufgrund der seitlichen Versetzung erfassen. Jedoch kennt die Bildauswerteeinheit, welche die Kalibrierwerte berechnet, die ideale Form des dargestellten Lichtrings 21. Daher ist es für die Bildauswerteeinheit möglich, aufgrund der Art der Verzerrung des Musters bzw. Lichtrings 21 auf der Kalibrierplatte 50 die Position der einzelnen Kameras 31 bis 36 zu errechnen. Zur Kalibrierung werden im vorliegenden Fall die Exzentrizität der Ellipse und das Verhältnis der beiden Hauptachsen der Ellipse verwendet.
  • In dieser zweiten Phase wird nun auf das Sensorkoordinatensystem kalibriert, dessen Ursprung beispielsweise die Mitte des auf die Kalibrierplatte 50 projizierten Lichtrings 21 darstellt. Alternativ kann jedoch auch die Spitze des daraus entstehenden Kegels als Koordinatenursprung verwendet werden, wenn man die Strahlen der Beleuchtung über die Kalibrierplatte 50 hinaus verlängert. Es wird in beiden Phasen jedoch davon ausgegangen, dass die Beleuchtung mit ihrer Symmetrieachse senkrecht auf die Kalibrierebene steht. Wird nun eine Verformung der idealen Kreisform erfasst, so kann aus der Art, Größe bzw. Beschaffenheit der Verformung auf die dreidimensionale Form des Lichtschnittes geschlossen werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann der Einlernlauf auch mit der dritten Phase der Kalibrierung zusammenfallen. Somit wird der Einlernlauf auch dazu verwendet, die Kamerazuordnung festzulegen, d.h. welche Kameras 31 bis 36 während des Prüflaufs die 3D-Auswertung durchführen. Im Allgemeinen wird die Düse 12 der Auftragseinrichtung 10 nicht genau senkrecht zum Substrat ausgerichtet sein, sondern leicht schräg bzw. schief sein. Mit Hilfe des Kalibrierverfahrens in der zweiten Phase und der darauf basierenden Auswertung kann berechnet werden, in welchem Winkel zum Bauteil die Düse 12 ausgerichtet ist. Dies bildet im Wesentlichen die dritte Phase der Kalibrierung, welche einen Datensatz erzeugt, der die Geometrie der Substratoberfläche ermittelt und beschreibt. Die Daten werden daraufhin der Berechnung der 3D-Daten zur Verfügung gestellt. Beim Einlernen wird insbesondere eine Verlaufsliste hinterlegt, welche die Daten für den Verfahrweg und die Verfahrzeit der Auftragseinrichtung enthält, wobei auch Daten über die Richtung und den 3D-Querschnitt der Kleberspur 6 vorgesehen sind.
  • Beim Prüflauf erfolgt nun die Prüfung der aufgebrachten Klebstoffspur 6 in relativ kleinen Teilabschnitten. Dabei werden mit hoher Aufnahmefrequenz kurze Teilabschnitte dreidimensional erfasst, beispielsweise alle 1 bis 3 mm. Daraufhin können die Teilabschnitte mittels der Bildauswerteeinheit zu der gesamten aufgebrachten Klebstoffspur 6 zusammengefasst werden.
  • Im Folgenden werden nun weitere nicht dargestellte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
  • Die Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können bei verschiedenen Fügeverfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise dem Auftragen von Klebenähten bzw. Dichtnähten, dem positionsgenauen Aufbringen von Schäumen, dem Löten und Schweißen. Beim Schweißen kann es sich um Elektroschweißen und Laserschweißen handeln, wobei einerseits die Schweißnaht überprüft wird und andererseits auch eine Führung anhand der Kante der zu verschweißenden Bauteile vorgesehen sein kann. Des Weiteren können Endlosprofile mit einer entsprechenden 3D-Form erzeugt und überprüft werden. Derartige Endlosprofile können als Strangus oder durch Kunststoffextrusion hergestellt werden.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können über das 3D-Profil des Klebstoffs Volumenschnitte ermittelt werden, um bereits während des Prüflaufs in Echtzeit die Klebstoffmenge nachzuregeln. Alternativ kann das aufgebrachte Gesamtvolumen über mehrere Inspektionsläufe gemessen werden und anhand dieser Werte kann die Auftragsmenge nachgeregelt bzw. gesteuert werden. Des Weiteren kann ein kompressibler Werkstoff bzw. ein Schaum erzeugt und überwacht werden, welcher aus einem Fluid bzw. eingeschlossenen Gasbläschen aufgebaut ist, welche erst nach dem Auftrag das tatsächliche Volumen erreichen. Dadurch kann das Volumen der Auftragsstruktur erst kurze Zeit nach dem Auftrag gemessen bzw. überprüft werden.
  • Darüber hinaus können die gemäß der Erfindung ermittelten 3D-Daten in ein 3D-CAD-System eingespeist werden und in gewünschter Art und Weise weiterverarbeitet werden. Derartige 3D-Daten können von der Vorrichtung aufgrund der Rundumsicht der Kameras 31 bis 36 und der Beleuchtung in Form einer umlaufenden Bahn ermittelt werden.
  • Für das Auswerten der Daten kann die Vorrichtung beispielsweise Doppelprozessorkerne von physisch vorhandenen oder auch virtuellen Mehrkernsystemen verwenden, wobei während der Prüfläufe eine Auswertung anhand von gespeicherten oder von aktuellen Bildern mit den gleichen oder veränderten Prüfparametern durchgeführt wird, um die Auswirkungen von Änderungen der Prüfparameter oder von Änderungen der Umgebung zu erfassen und zu bewerten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Höhe der Kleberdüse 12 zum Blech während des Aufbringens nachgeregelt werden, da neben der Information über die zu prüfende 3D-Struktur auch Informationen über die Umgebung des Arbeitsbereichs der Auftragseinrichtung vorliegen. Durch die Anordnung der Kameras 31 bis 36 und der Beleuchtung kann prinzipiell der gesamte Arbeitsbereich des Werkzeugs dreidimensional überwacht werden, so dass in Vorlaufrichtung beispielsweise eine Blechkante bzw. Werkstückkante ermittelt werden kann und das Werkzeug in jeder Raumrichtung während des Auftragsvorgangs und der Prüfung nachgeregelt werden kann.
  • Eine weitere Anwendung ergibt sich im Fall der „Montage in Bewegung“. Hier muss, während sich das Prüfobjekt bzw. das Förderband bewegt, kontinuierlich die Umgebung überwacht werden, um während eines Montageprozesses das Werkzeug hochgenau zu führen. Dies kann beispielsweise das Fügen von Schrauben mit einem Schraubenroboter sein, während sich das Bauteil auf dem Förderband weiterbewegt, oder sogar das Auftragen von Dichtmitteln, während sich die Rohkarosse weiterbewegt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung auch zur vollautomatischen Reparatur von Klebstoffraupen verwendet werden. Da das fehlende Volumen gemäß der Erfindung durch die 3D-Erfassung gemessen wird, kann das exakte Mengenvolumen des Klebstoffs in der Raupe nachgefüllt werden.
  • Zur Überprüfung des Volumenstroms kann ein entsprechendes Messgerät in der Auftragseinrichtung vorgesehen sein. Die Messung erfolgt dabei nicht mit optischen Mitteln, wobei man jedoch mittels des Bildverarbeitungssystems die Möglichkeit hat, den Volumenstrom oder das mit optischen Mitteln gemessene Volumen mit dem durch die Auftragseinrichtung gemessenen Volumen zu vergleichen und ggf. entsprechende Rückschlüsse zu ziehen.
  • Somit wird ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer/eines auf einem Substrat aufgebrachten Struktur 6 beschrieben, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebernaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils oder Schweißnaht. Hierzu wird eine Auftragseinrichtung 10 zum Erzeugen oder Aufbringen der Auftragsstruktur, eine Beleuchtungseinrichtung 20, die an der Auftragseinrichtung 10 oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung 10 mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras 31 bis 36 zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur 6, die gegenüber der Beleuchtungseinrichtung 20 versetzt an der Auftragseinrichtung 10 oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung 10 mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur 6 vorgesehen, welche mit den Kameras 31 bis 36 verbunden ist. Dabei sendet die Beleuchtungseinrichtung 20 eine oder mehrere Lichtbahnen aus, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen 22 um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur 6 unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur 6 projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen 22 unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur 6 im online-Betrieb von den Kameras 31 bis 36 und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen 22 mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur 6 zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur 6, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur 6 ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur 6, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur 6, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur 6 unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur 6, und/oder die Position der aufgebrachten Struktur 6 auf dem Substrat.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachte Struktur (6), vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, welches folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Auftragseinrichtung (10) zum Aufbringen oder Erzeugen der aufzubringenden Struktur (6), einer Beleuchtungseinrichtung (20), welche an der Auftragseinrichtung (10) oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung (10) mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras (31 bis 36) zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur (6), welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung (20) versetzt an der Auftragseinrichtung (10) oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung (10) mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur (6), welche mit den Kameras (31 bis 36) verbunden ist, Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen (22), welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung (20), wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen (22) um die Auftragseinrichtung (10) herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur (6) unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder projiziert werden, wobei die eine oder mehreren Lichtbahnen von der Beleuchtungseinrichtung (20) ein umlaufender in sich geschlossener Polygonzug (22) ist, der aus mehreren geraden Lichtlinien aufgebaut ist, Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen (22) unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur (6) im online-Betrieb von den Kameras (31 bis 36) und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen (22) von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch die folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur (6) von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur (6), welche insbesondere senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur (6) ermittelt wird, und die Höhe der aufgebrachten Struktur (6).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahnen (22) mittels Berechnungsverfahren verwendet, um die folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur (6) zu ermitteln: das Volumen der aufgebrachten Struktur (6), insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der aufgebrachten Struktur (6) unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur (6), und/oder die Position der aufgebrachten Struktur (6) auf dem Substrat.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auswertung der Bilder der aufgebrachten Struktur (6) das Lichtschnittverfahren mit den projizierten umlaufenden Lichtbahnen (22) verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der Kameras (31 bis 36) hochfrequent und synchron aufgenommen und mit der Bildauswerteinheit derart verarbeitet werden, dass die Bilder der einzelnen Kameras (31 bis 36) während des Aufbringens der aufgebrachten Struktur (6) gleichzeitig verarbeitet werden, wobei insbesondere jeweils nur ein Streifen des Bildes aufgenommen und übertragen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Struktur (6) in Abhängigkeit von der Breite und/oder der Höhe und/oder des Volumens der aufgebrachten Struktur (6), welche von der Bildauswerteeinheit während des Aufbringens ermittelt worden ist, gemäß einer vorgegebenen Auftragsmenge der aufgebrachten Struktur (6) geregelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittbereich der umlaufenden Lichtbahnen (22) mit der aufgebrachten Struktur (6) jeweils von den Kameras (31 bis 36) derart überwacht wird, dass eine erste Kamera (31) eine Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen den umlaufenden Lichtbahnen (22) und der aufgebrachten Struktur (6) und eine zweite Kamera (32) die gegenüberliegende Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen den umlaufenden Lichtbahnen (22) und der aufgebrachten Struktur (6) erfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittbereich zwischen der umlaufenden Bahn und der aufgebrachten Struktur (6) von drei oder mehreren Kameras (31 bis 36), insbesondere sechs Kameras erfasst wird, welche konzentrisch und/oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdüse (12) angebracht sind, wobei jeweils ein Segment der umlaufenden Lichtbahn von einer Kamera (31 bis 36) überwacht wird, und wobei die umlaufende Bahn in einem Winkel von 360° um die Auftragseinrichtung unter Bildung eines globalen Koordinatensystems von den Kameras (31 bis 36) erfasst wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf und/oder die Höhe der Auftragsdüse (12) gegenüber dem Substrat gemäß einem vorgegebenen Toleranzbereich geregelt wird, wobei hierzu eine Kante, Aussparung oder ähnliches des Substrats für die Regelung der Auftragsdüse (12) in allen Raumrichtungen verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der aufgebrachten Struktur (6) mittels einer physikalischen Referenzstruktur, einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen wird, welche die aufgebrachte Struktur (6) in Relation zu dem Substrat umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der CAD-Zeichnung oder der entsprechenden Datei festgelegt wird, welche der mehreren Kameras (31 bis 36) für die Erfassung der aufgebrachten Struktur (6) gemäß dem Verlauf jeweils verwendet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung für die Bestimmung jeder Position der einzelnen Kameras (31 bis 36) im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras (31 bis 36) zur Beleuchtungseinrichtung (20) vorgenommen wird, wobei insbesondere die Kalibrierung zur Bildung eines globalen kameraübergreifenden Koordinatensystems insbesondere mittels einer Kalibrierplatte durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung gemeinsam mit dem Einlernlauf für den Verlauf und/oder die Geometrie und/oder das Profil der aufgebrachten Struktur (6) vorgenommen wird.
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