DE102012016170B4 - Dosing device and method for applying an adhesive or sealant to an object - Google Patents
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Abstract
Dosiereinrichtung (1) zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Objekt (12), mit einem eine Dosiernadel (5) aufweisenden Dosierkopf (4), einer Steuerungseinrichtung (8) zum Positionieren der Dosiernadel (5) und zum Steuern des Kleb- oder Dichtstoffauftrags und einer Bilderzeugungseinheit (6) zum Überwachen des Auftragsvorgangs, wobei die Dosiereinrichtung (1) eine Auswerteeinheit (9) zum Auswerten eines von der Bilderzeugungseinheit (6) erzeugten Bilds des auf das Objekt (12) aufgetragenen Kleb- oder Dichtstoffs aufweist und zum Feststellen einer gegebenenfalls vorhandenen Abweichung der Ist-Position von einer festgelegten Soll-Position ausgebildet ist, um bei einer erkannten Abweichung die Bahn der Dosiernadel (5) zu korrigieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (9) zum Erkennen sich berührender oder kreuzender Bahnen des Kleb- oder Dichtstoffs ausgebildet ist und dass die Steuerungseinrichtung (8) zum Unterbrechen des Kleb- oder Dichtstoffauftrags beim Erreichen einer Berühr- oder Kreuzungsstelle ausgebildet ist.Dosing device (1) for applying an adhesive or sealant to an object (12), with a dosing head (4) having a dosing needle (5), a control device (8) for positioning the dosing needle (5) and for controlling the adhesive or Sealant application and an image generating unit (6) for monitoring the application process, wherein the metering device (1) has an evaluation unit (9) for evaluating an image generated by the image forming unit (6) of the adhesive or sealant applied to the object (12) and for detecting an optionally existing deviation of the actual position from a predetermined desired position is formed in order to correct the path of the dispensing needle (5) in the event of a detected deviation, characterized in that the evaluation unit (9) recognizes touching or crossing webs of the adhesive - Is formed or sealant and that the control device (8) for interrupting the adhesive or sealant order Erre Ien formed a Berühr- or crossing point.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Objekt, mit einem eine Dosiernadel aufweisenden Dosierkopf, einer Steuerungseinrichtung zum Positionieren der Dosiernadel und zum Steuern des Kleb- oder Dichtstoffauftrags und einer Bilderzeugungseinheit zum Überwachen des Auftragsvorgangs, wobei die Dosiereinrichtung eine Auswerteeinheit zum Auswerten eines von der Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilds des auf das Objekt aufgetragenen Kleb- oder Dichtstoffs aufweist und zum Feststellen einer gegebenenfalls vorhandenen Abweichung der Ist-Position von einer festgelegten Soll-Position ausgebildet ist, um bei einer erkannten Abweichung die Bahn der Dosiernadel zu korrigieren.The invention relates to a metering device for applying an adhesive or sealant to an object, with a dispensing head having a dispensing head, a control device for positioning the dispensing needle and for controlling the adhesive or sealant application and an image forming unit for monitoring the application process, wherein the metering device is an evaluation unit for evaluating an image produced by the image-forming unit of the adhesive or sealant applied to the object and designed to detect an optionally existing deviation of the actual position from a predetermined desired position, in order to correct the path of the dispensing needle in the event of a detected deviation.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der
Aus der
Die
Zum Abdichten eines als Gehäuse ausgebildeten Objekts werden Kleb- oder Dichtstoffe verwendet, die mit einer Dosiereinrichtung aufgetragen werden. Derartige Dosiereinrichtungen umfassen einen Dosierkopf mit einer Dosiernadel, über die der Kleb- oder Dichtstoff auf eine Haftungsfläche aufgetragen wird. Der Dosierkopf und damit die Dosiernadel ist mittels der Steuerungseinrichtung mehrachsig bewegbar, so dass der Auftragsprozess automatisiert werden kann.For sealing an object formed as a housing adhesives or sealants are used, which are applied with a metering device. Such dosing devices comprise a dosing head with a dispensing needle, via which the adhesive or sealant is applied to an adhesion surface. The dosing head and thus the dosing needle is multi-axially movable by means of the control device, so that the application process can be automated.
Aus der
Obwohl derartige Dosiereinrichtungen in großem Umfang für automatisierte Prozesse zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen verwendet werden, können bei bestimmten Objekten Probleme auftreten. Bei einem Objekt mit einer sehr kleinen Klebefläche oder einem Objekt mit sehr dünnen Wänden bestehen sehr hohe Anforderungen an die präzise Positionierung des Kleb- oder Dichtstoffs. Wenn das Objekt ein Gehäuse ist, in dem ein oder mehrere Gegenstände aufgenommen sind, kann der Fall auftreten, dass durch Toleranzen der Gegenstände Abweichungen auftreten. Möglicherweise kann ein eingelegter Gegenstand die Wand leicht verformen, wodurch auch der zu beschichtende Bereich verschoben wird. Es besteht dann die Gefahr, dass ein fest programmierter Dosierkopf und dessen Dosiernadel den zu beschichtenden Bereich nicht exakt trifft, so dass der Auftrag des Kleb- oder Dichtstoffs neben der gewünschten Position erfolgt. Der ungenaue Auftrag kann dazu führen, dass die gewünschte, durch den Kleb- oder Dichtstoff erzielte Abdichtung gefährdet ist und/oder dass an einer falschen Stelle aufgetragener Kleber nachträglich manuell aufwendig entfernt werden muss.Although such metering devices are widely used for automated processes for applying adhesives or sealants, problems may arise with certain objects. For an object with a very small adhesive surface or an object with very thin walls, there are very high demands on the precise positioning of the adhesive or sealant. If the object is a housing in which one or more objects are accommodated, there may be a case that deviations of the objects may occur. It is possible that an inserted object can easily deform the wall, which also shifts the area to be coated. There is then the danger that a permanently programmed dosing head and its dispensing needle does not exactly strike the area to be coated, so that the application of the adhesive or sealant takes place next to the desired position. The imprecise application can lead to the desired, achieved by the adhesive or sealant seal is compromised and / or that applied at a wrong place adhesive must be subsequently removed manually consuming.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung anzugeben, die auch bei vorhandenen Toleranzen des zu beschichtenden Objekts oder bei Positionstoleranzen einen präzisen Auftrag des Kleb- oder Dichtstoffs ermöglicht, selbst wenn sich Bahnen des Kleb- oder Dichtsoffs berühren oder kreuzen.The invention is therefore based on the object of specifying a metering device that enables precise application of the adhesive or sealant, even if the adhesive or sealing fabric touches or intersects even with existing tolerances of the object to be coated or position tolerances.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Dosiereinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswerteeinheit zum Erkennen sich berührender oder kreuzender Bahnen des Kleb- oder Dichtstoffs ausgebildet ist und dass die Steuerungseinrichtung zum Unterbrechen des Kleb- oder Dichtstoffauftrags beim Erreichen einer Berühr- oder Kreuzungsstelle ausgebildet ist.To solve this problem, it is provided according to the invention in a metering device of the type mentioned that the evaluation unit is designed to detect contacting or crossing tracks of the adhesive or sealant and that the control device is designed to interrupt the adhesive or sealant application when reaching a contact or intersection.
Auf diese Weise wird vermieden, dass Kleb- oder Dichtstoff eines ersten Auftrags teilweise unkontrolliert in die gekreuzte Bahn fließt. Diese Gefahr besteht ansonsten, wenn zwischen den beiden Auftragsvorgängen mehrere Minuten vergangen sind. Durch die Unterbrechung des Kleb- oder Dichtstoffauftrags werden Überhöhungen des Kleb- oder Dichtstoffs vermieden, darüber hinaus wird auch das Austreten von Kleber beim Zusammenpressen verhindert, der ansonsten durch ein Reinigungsverfahren entfernt werden müsste.In this way it is avoided that adhesive or sealant of a first order partially flows uncontrollably in the crossed path. Otherwise, this risk exists if several minutes have passed between the two order processes. The interruption of the adhesive or sealant application prevents overshoots of the adhesive or sealant, in addition, the leakage of adhesive during compression is prevented, which would otherwise have to be removed by a cleaning process.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Präzision einer Klebstoff- oder Dichtstoffnaht beträchtlich gesteigert werden kann, indem das Auftragen mittels einer Bilderzeugungseinheit überwacht wird. Ein von der Bilderzeugungseinheit erzeugtes Bild wird einer Bildauswertung in einer Auswerteeinheit unterzogen, so dass eine Abweichung hinsichtlich der Form oder Größe des Objekts oder eine Positionsabweichung des Objekts vor dem Auftragen des Kleb- oder Dichtstoffs erfasst werden kann. Dazu wird die festgestellte aktuelle Ist-Position mit einer festgelegten oder vorab in einem Testlauf ermittelten und gespeicherten Soll-Position verglichen. Sofern die Ist-Position und die Soll-Position übereinstimmen oder sofern die Abweichung innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs liegt, wird das Auftragsverfahren des Kleb- oder Dichtstoffs fortgesetzt. Andernfalls, wenn der Vergleich der Ist-Position mit der Soll-Position ergibt, dass eine nicht tolerierbare Abweichung vorhanden ist, wird die Bahn der Dosiernadel durch die Steuerungseinrichtung korrigiert. Durch die Erfindung wird somit eine Regelung für die Positionierung der Dosiernadel mittels einer Bilderzeugungseinheit geschaffen, wodurch ein präziser Auftrag des Klebemittels sichergestellt ist. Wenn der Kleb- oder Dichtstoff präzise aufgetragen ist, ist auch die Dichtigkeit der Verklebung oder Abdichtung gewährleistet.The invention is based on the recognition that the precision of an adhesive or sealant seam can be increased considerably by monitoring the application by means of an image-forming unit. An image generated by the image generation unit is subjected to an image evaluation in an evaluation unit, so that a deviation with respect to the shape or size of the object or a positional deviation of the object before the application of the adhesive or sealant can be detected. For this purpose, the detected current actual position is compared with a predetermined or previously determined in a test run and stored target position. If the actual position and the desired position coincide or if the deviation is within a specified tolerance range, the application process of the adhesive or sealant is continued. Otherwise, if the comparison of the actual position with the desired position results in an intolerable deviation being present, the path of the dispensing needle is corrected by the control device. The invention thus provides a control for the positioning of the dispensing needle by means of an image-forming unit, whereby a precise application of the adhesive is ensured. If the adhesive or sealant is applied precisely, the tightness of the bond or seal is ensured.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung kann es vorgesehen sein, dass sie zum Überwachen der Form des aufgetragenen Kleb- oder Dichtstoffs durch die Bildauswertung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann erfasst werden, ob der Auftrag eine gewünschte Breite oder Form, z. B. eine Raupenform, aufweist.According to a development of the metering device according to the invention, it may be provided that it is designed to monitor the shape of the applied adhesive or sealant by the image evaluation. In this way, it can be detected whether the job has a desired width or shape, e.g. B. a caterpillar shape having.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung wenigstens zwei das Objekt aus unterschiedlichen Blickwinkeln erfassende Bilderzeugungseinheiten oder wenigstens eine ein dreidimensionales Bild erzeugende Bilderzeugungseinheit aufweist. Beide Alternativen ermöglichen die Erzeugung eines räumlichen Bilds, so dass auch durch ein ebenes Bild nicht erfassbare Eigenschaften ermittelt werden können, beispielsweise eine Raupenform des Kleb- oder Dichtstoffauftrags. Mittels einer räumlichen Bildgebung lassen sich auch dreidimensional verlaufende Klebenähte kontrollieren.It is also within the scope of the invention that the metering device according to the invention comprises at least two image-generating units which capture the object from different viewing angles or at least one image-generating unit producing a three-dimensional image. Both alternatives allow the generation of a spatial image, so that even by a flat image can not be detected properties, such as a caterpillar shape of the adhesive or sealant application. Using spatial imaging, it is also possible to control three-dimensional adhesive seams.
Bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung wird es besonders bevorzugt, dass die Bilderzeugungseinheit an dem Dosierkopf angeordnet und/oder synchron mit dem Dosierkopf bewegbar ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Relativlage der Bilderzeugungseinheit zum Dosierkopf unverändert bleibt.In the metering device according to the invention, it is particularly preferred that the image-forming unit is arranged on the metering head and / or is movable synchronously with the metering head. In this way, it is ensured that the relative position of the image forming unit to the dosing head remains unchanged.
Bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Dosiernadel mittels der Steuerungseinrichtung in einem dreiachsigen, orthogonalen Koordinatensystem bewegbar und positionierbar ist.In the metering device according to the invention, it can be provided that the metering needle can be moved and positioned by means of the control device in a three-axis, orthogonal coordinate system.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Objekt, mit den folgenden Schritten: Positionieren eines eine Dosiernadel aufweisenden Dosierkopfes mittels einer Steuerungseinrichtung, Steuern des Kleb- oder Dichtstoffauftrags mittels der Steuerungseinrichtung, und Überwachen des Auftragsvorgangs durch eine Bilderzeugungseinheit, Auswerten eines von der Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilds des auf das Objekt aufgetragenen Kleb- oder Dichtstoffs in einer Auswerteeinheit, Feststellen einer gegebenenfalls vorhandenen Abweichung der Ist-Position von einer festgelegten Soll-Position durch die Auswerteeinheit, und Korrigieren der Bahn der Dosiernadel durch die Steuerungseinrichtung bei einer erfassten Abweichung.In addition, the invention relates to a method for applying an adhesive or sealant to an object, comprising the following steps: positioning a dispensing head having a dispensing needle by means of a control device, controlling the adhesive or sealant application by means of the control device, and monitoring the order process by an image forming unit, Evaluating an image of the adhesive or sealant applied to the object in an evaluation unit, determining any deviation of the actual position from a predetermined desired position by the evaluation unit, and correcting the path of the dispensing needle by the control device at a recorded deviation.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass sich kreuzende oder berührende Bahnen des Kleb- oder Dichtstoffs von der Auswerteeinheit erkannt werden und dass die Steuerungseinrichtung den Kleb- oder Dichtstoffauftrag beim Erreichen einer Kreuzungsstelle unterbricht.The method according to the invention is characterized in that intersecting or contacting webs of the adhesive or sealant are recognized by the evaluation unit and that the control device interrupts the adhesive or sealant application when reaching a crossing point.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut für Anwendungen, bei denen das Objekt ein durch Seitenwände begrenztes Gehäuse ist, auf deren Oberkanten der Kleb- oder Dichtstoff aufgetragen wird.The inventive method is particularly well suited for applications in which the object is a limited by side walls housing, on the upper edges of the adhesive or sealant is applied.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Die Dosiereinrichtung
An den Dosierkopf
In
Die Steuerungseinrichtung
Das in
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