-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines auf einem Substrat aufgetragenen Stranges aus Klebstoff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Die
DE 964 18 770 T2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes der Klebstoffauftragung in Verpackungen. Hierfür wird ein Infrarot-Sensor verwendet. Durch Signalauswertung kann erkannt werden, ob der Wulst zu dick, dünn, lang, kurz oder in Längsrichtung des Wulstes deformiert ist. Über einen Differenzierschaltkreis kann eine Auswertung hinsichtlich guten oder schlechten Wülsten getroffen werden.
-
Dieses Verfahren ist vergleichsweis ungenau, weil es eine Vielzahl von Einflussfaktoren gibt, die beim Auftragen eines Stranges aus Klebstoff zu beachten sind.
-
Hierzu zählen nicht nur die Temperatur des Substrats, insbesondere des Kartons sowie die Temperatur des Klebstoffes, sondern auch die Viskosität, die Art des Substrates bzw. Kartons, die Art des Klebstoffes, die Umgebungstemperatur und viele andere Parameter, so dass ein Maschinenführer zur Anpassung der Prozesse die Möglichkeit hat, eine Vielzahl von Eingriffen vorzunehmen, um den Prozess zu optimieren. Hintergrund des Optimierungsbestrebens ist es, den relativ teuren Klebstoff in seinem Verbrauch zu begrenzen. Es reicht nicht aus, dass ein Klebstoffstrang lediglich aufgetragen ist und festzustellen, dass der Klebstoffauftrag gut oder schlecht ist. Aus Sicht des Herstellers muss so viel Klebstoff vorhanden sein, dass er gerade genug klebt. Wird zu wenig Klebstoff aufgetragen, besteht nicht genug Sicherheit für den Kunden. Wird zu viel Klebstoff aufgetragen, steigen die Produktionskosten. Ein häufiger Zielbereich für fließfähige Klebstoffe liegt bei 220 bis 280 g/qm. Es wird daher angestrebt, Klebstoff zu sparen und zudem hinreichende Sicherheit für den Kunden zu gewährleisten. Bei sehr dünnem Klebstoffauftrag, insbesondere unter Verwendung von transparenten Klebstoffen, ist eine visuelle Erfassung von Abweichungen für den Maschinenführer insbesondere bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten nicht mehr möglich. Dem Maschinenführer werden beim Klebstoffauftrag zwar eine Vielzahl von Messparametern zur Verfügung gestellt, wie beispielsweise die Temperatur des Klebstoffes in unterschiedlichen Bereichen. Die Temperatur des Klebstoffes sagt jedoch nichts darüber aus, wie der Klebstoff tatsächlich auf das Substrat aufgetragen wird. Für den Maschinenführer ist es schwierig zu ermitteln, ob das Volumen des Klebstoffstranges für eine sichere Klebung vergrößert oder verkleinert werden muss.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen eines auf einem Substrat aufgetragenen Stranges aus Klebstoff dahingehend zu verbessern, dass einem Maschinenführer eine verbesserte Entscheidungshilfe zur Anpassung des Volumens des Klebstoffstranges an die Hand gegeben wird. Ferner soll ein Verfahren zur Einstellung eines auf einem Substrat aufzutragenden Stranges unter Verwendung des Prüfverfahrens verbessert werden.
-
Die erste Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Einstellung des Stranges aus Klebstoff ist Gegenstand des Patentanspruchs 11.
-
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass das Substrat mit dem Strang durch den optischen Empfangsbereich einer Wärmebildkamera geführt wird. Die Wärmebildkamera besitzt einen thermischen Sensor. Es kann sich um einen IR-Sensor oder pyroelektrischen Sensor handeln. Der Sensor hat die Aufgabe einer Messwertumwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie. Stellvertretend wird der Begriff Wärmebildkamera verwendet, die nicht nur den thermischen Sensor, sondern Schnittstellen zur Signalweitergabe nach Messwertumwandlung aufweist.
-
Die Wärmebildkamera dient dazu, die örtliche Wärmeverteilung des Stranges zu erfassen. Die erfasste Wärmeverteilung wird einer Auswerteeinheit bereitgestellt. Die Wärmebildkamera ist vorzugsweise ortsfest, während der Strang auf dem Substrat an der Wärmebildkamera vorbeigeführt wird. In der Praxis bewegt sich das Substrat mit dem darauf haftenden Strang an der Wärmebildkamera vorbei. Die Erfindung umfasst auch die Möglichkeit, dass mehrere Wärmebildkameras vorgesehen sind.
-
Die Wärmeverteilung wird insbesondere durch eine 2D-Kamera erfasst, d. h. in X- und in Y-Richtung. Die Wärmebildkamera besitzt insbesondere einen thermischen Sensor mit einer bestimmten Anzahl von Pixeln, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die matrixförmige Anordnung ermöglicht es, die örtliche Wärmeverteilung präzise zu erfassen. In der Auswerteeinheit wird die erfasste Wärmeverteilung mit vorab empirisch ermittelten Sollwerten der örtlichen Wärmeverteilung oder mit daraus abgeleiteten Sollwerten verglichen. Dabei werden über die örtliche Wärmeverteilung Rückschlüsse auf die Länge, Breite und Dicke des Stranges geschlossen. Insbesondere kann über die Temperatur die örtliche Dicke des Stranges in jedem Teilbereich des Stranges bestimmt werden, und zwar nicht nur in Längsrichtung des Stranges, sondern insbesondere auch in Querrichtung des Stranges. Dadurch lässt sich das Volumen des Stranges bestimmen. In der Auswerteeinheit selbst werden jedoch lediglich die lokalen Temperaturen mit Sollwerten verglichen und bestimmt, ob diese Werte sich innerhalb bestimmter Schwellenwerte bewegen.
-
Die Auswerteeinheit ist mit Mitteln zum Anzeigen und mit Mitteln zum Speichern der gemessenen Wärmeverteilung und der Vergleichswerte verbunden, wobei wenigstens angezeigt wird, wenn vorgegebene Schwellenwerte überschritten werden. Die Auswerteeinheit ermöglicht aufgrund der Korrelation zwischen der örtlichen Temperatur sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung des Klebstoffstranges eine sehr präzise Abschätzung des Volumens des Stranges. Insbesondere ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Dicke des Klebstoffes und der gemessenen Temperatur. Der exakte Zusammenhang wird im Rahmen einer Kalibrierung bestimmt. Es kann auch ein nicht linearer Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Dicke eingestellt werden.
-
Die Einflussnahme des Maschinenführers besteht beispielsweise darin, eine Maschine zum Aufbringen von Klebstoff etwas schneller zu fahren, so dass bei höherer Transportgeschwindigkeit des Substrates und gleichzeitig konstantem Volumenstrom weniger Klebstoff je Flächeneinheit aufgetragen wird. Der Strang aus Klebstoff wird dadurch in der Dicke reduziert. Ein Maschinenführer muss daher die Möglichkeit haben, auch die Klebstoffmenge zu regulieren, und zwar in Anpassung an die Produktionsgeschwindigkeit. An dieser Stelle unterstützt das erfindungsgemäße Prüfverfahren den Maschinenführer dadurch, dass ihm angezeigt wird, wie sich die Wärmeverteilung des Klebstoffes verändert bzw. wenn ihm angezeigt wird, dass bereits Schwellenwerte überschritten werden. Durch Anpassen des Pumpenvolumenstroms kann der Maschinenführer die Maschine wieder im Normbereich der gewünschten Klebstoffdicke betreiben, auch ohne dass er hierfür langjährige Erfahrung benötigt.
-
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Messung der örtlichen Wärmeverteilung insbesondere auch unterschiedliche Klebstoffdicken quer zur Strangrichtung erfasst werden können. Damit ist nicht gemeint, dass die Dicke des Klebstoffstrangs am Randbereich zwangsläufig gegen Null geht. Vielmehr soll der untersuchte Bereich sich beispielsweise über 80 bis 90% der Breite des Stranges erstrecken und ausgewertet werden. Es kann sich z. B. herausstellen, dass die Dicke des Stranges zu einer Längsseite des Stranges hin abfällt oder auch auf der anderen Längsseite des Stranges zu hoch ist. Das kann darauf zurückzuführen sein, dass eine Düse für den Auftrag des Klebstoffes relativ zum Substrat gekippt ist und nicht parallel zur Oberfläche des Substrats ausgerichtet ist. In einem solchen Fall kann zwar das Gesamtvolumen des aufgebrachten Klebstoffes korrekt sein, jedoch die Verteilung des Klebstoffs innerhalb des Stranges so ungünstig sein, dass keine hinreichende Sicherheit für die Klebung gewährleistet ist. Bei den erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher von Vorteil, wenn dem Maschinenführer über das Mittel zum Anzeigen auch signalisiert wird, wie die örtliche Verteilung des Klebstoffes innerhalb des Stranges ist und nicht nur, dass ein vorgegebener Schwellenwert über- oder unterschritten wird.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die örtliche Wärmeverteilung getrennt nach Bildzeilen und -spalten mit Sollwerten verglichen, wobei entweder die Bildzeilen oder die Bildspalten parallel zur Bewegungsrichtung des Stranges verlaufen. Bevorzugt sind die Bildzeilen parallel zur Bewegungsrichtung des Stranges orientiert.
-
Es werden die Min-/Max-Temperaturen jeder Bildzeile des Wärmebildes bestimmt, wobei die Min-/Max-Temperaturen zeilenweise Rückschlüsse auf die Homogenität der Klebstoffaufbringung in einer Breite des Stranges ermöglicht. Stellt sich beispielsweise heraus, dass in einer Bildzeile hohe Max-Temperaturen vorliegen, ist dies ein Zeichen dafür, dass dort viel Klebstoff vorhanden ist, der seine Wärme noch nicht abgeben konnte. Wenn die Min-Temperatur in einer Bildzeile, d. h. in Längsrichtung des Stranges gering ist, ist dies ein Indiz dafür, dass der Klebstoffauftrag dort zu gering ist. Im Idealfall weichen die Min-/Max-Temperaturen über die gesamte Breite des Stranges betrachtet in jeder Bildzeile möglichst wenig voneinander ab.
-
Die Bildspalten des Wärmebildes stehen vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stranges. Es werden Min-/Max-Temperaturen jeder Bildspalte bestimmt, wobei die so erfasste Temperaturverteilung Rückschlüsse auf die Homogenität der Klebstoffaufbringung in einer Länge des Stranges ermöglicht. Es wird idealerweise ein Mittelwert angestrebt, der möglichst wenig schwankt und gleichzeitig wenige langfristige Veränderungen nach oben oder unten aufweist. Die Min-/Max-Temperaturen bewegen sich innerhalb eines schmalen Temperaturbereichs und bewegen sich um einen möglichst konstanten Mittelwert.
-
Der spaltenweise Temperaturdurchschnitt zeigt die Verteilung des Klebstoffes in zeitlicher Dimension. Wie vorstehend geschildert, lässt sich die Dicke des Klebstoffes über die Temperatur abschätzen. Je höher die Temperatur ist, desto dicker ist der Klebstoffauftrag. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur näherungsweisen Messung der Klebstoffausdehnung, der Klebstoffdicke, der Klebstoffverteilung und des Klebstoffvolumens auf einer Oberfläche des Substrates. Es ist somit durch Parameterextraktion eine Analyse des Volumens des Klebstoffes in drei Dimensionen X-Y-Z möglich. Durch Kombination der Min-/Max- Temperaturen der Bildzeilen und der Bildspalten und den Vergleich mit vorgegebenen Referenzwerten können schließlich beim Überschreiten vorgegebener Schwellenwerte Warnsignale an einen Maschinenführer ausgegeben werden.
-
Die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt maßgeblich von den Temperaturen des Substrates, des Klebstoffes und der Umgebung ab. Vorzugsweise wird der Strang unmittelbar nach dem Auftragen auf das Substrat durch den optischen Empfangsbereich der Wärmebildkamera geführt. Der Hintergrund ist, dass die Zeit zwischen dem Auftrag auf das Substrat und der Messung möglichst kurz sein soll. Zusätzlich wird die Zeit zwischen dem Auftrag und der Messung als weiterer Parameter erfasst. Insbesondere wird die Messung in unmittelbarer Umgebung einer Düse ausgeführt, mit welcher der Strang aufgebracht wird. In diesem Bereich der konstant beheizten Düse sind die Temperaturschwankungen niedriger, weil die Abkühlzeit geringer ist. Die unmittelbare Umgebung der Düse wird durch die Wärme der Düse konstant warmgehalten, unabhängig davon, wie die räumlichen Gegebenheiten im Übrigen in einer solchen Klebemaschine sind.
-
Die typischen Temperaturbereiche liegen für Klebstoffe bei Verwendung mit Karton bei Schmelztemperaturen von 130 °C bis 200 °C. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Temperaturen häufig um 160 °C schwanken, abhängig davon, ob der Messpunkt im Tank, an einem Tankaufsatz, in einem Zuführschlauch oder an der Düse selbst gemessen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Prüfen von Klebstoffsträngen, die mit Geschwindigkeiten von 1 m/min bis 300 m/min an dem optischen Empfangsbereich vorbeigeführt werden.
-
Dieses Verfahren eignet sich primär zum Prüfen eines auf dem Substrat aufgetragenen Stranges aus Klebstoff. Im Umkehrschluss lässt sich aufgrund der Wärmeverteilung auch bestimmen, wo kein Klebstoff aufgetragen worden ist. Grundsätzlich lässt sich anhand der ermittelten Klebstoffauftrag-Parameter und durch die zeitliche Änderung dieser Parameter eine Beurteilung des Klebstoffauftrags vornehmen. Die Schlussfolgerungen können im nächsten Schritt zur manuellen, gesteuerten oder geregelten Anpassung der Maschine verwendet werden. Unter- oder überschreitet die gemessene Länge des Strangs, dessen Breite und/oder Dicke manuell eingestellte Schwellenwerte, werden die Maschinenführer darauf hingewiesen und die Produktionsparameter entsprechend korrigiert, um die Qualität der Klebung zu erhöhen.
-
Anhand der Verteilung des Klebstoffes können nicht ideale Zustände der Produktionsmaschine und damit qualitativ schlechtere Klebungen noch im Produktionsprozess erkannt werden. Fehlchargen mit weniger gut haftenden Klebestellen können vermieden und Kosten eingespart werden. Das Speichern der gemessenen Wärmeverteilung und die Möglichkeit der statistischen Auswertung lassen qualitative und quantitative Aussagen über die Klebung zu. Der Hersteller kann eine höhere Sicherheit der Klebung gewährleisten. Das Kundenvertrauen wird gesteigert.
-
Durch Optimierung des Klebervolumens können bestimmte Parameter der Produktionsmaschine konstant gehalten werden und dadurch die Produktionskosten reduziert werden. Insbesondere hilft das Verfahren dabei, lokal zu dünne Klebungen zu erkennen, die bislang über zu große Mengen von Klebstoff ausgeglichen wurden. Unnötig dicke Klebstoffstränge wurden bislang nicht erkannt. Das Verfahren ermöglicht daher nicht nur ökonomische, sondern auch ökologische Vorteile.
-
In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, das Prüfverfahren mit einem Verfahren zur Einstellung des Stranges zu kombinieren, wobei der Strang wie vorstehend geprüft wird und wobei die Auswerteeinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist, welche bei Überschreiten eines Schwellenwertes ein Signal an die Steuereinheit abgibt, um diese zu veranlassen, eine Vorrichtung zum Auftragen des Stranges so anzusteuern, dass der Schwellenwert nicht mehr überschritten wird, wobei eine Temperatur und/oder ein Pumpendruck für den fließfähigen Klebstoff und/oder die Transportgeschwindigkeit des Substrats und/oder die Geometrie und/oder Anordnung der Düse relativ zum Substrat eingestellt wird. Durch kontinuierliches Monitoring des Herstellungsprozesses können die Regelparameter der Steuereinheit optimiert werden, so dass es möglichst geringe Schwankungen im Hinblick auf den Klebstoffstrang gibt.
-
Durch die zeitliche Erfassung der Klebstoffdicke können prozessbedingte Schwankungen leicht erkannt werden, wie beispielsweise Schwankungen in der Produktionsgeschwindigkeit, die zu lokal dickerem Klebstoffauftrag führen, Kleberveränderungen zu Beginn und zum Ende einer Klebestelle oder beispielsweise verschlissene Düsen, die zu einem ungleichen Profil des Stranges führen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Prüfen eines Stranges aus Klebstoff;
- 2 den Zusammenhang zwischen der Temperaturverteilung und der Dickenverteilung;
- 3 ein Temperaturbild einer Wärmebildkamera;
- 4 den Temperaturdurchschnitt aufgetragen über die einzelnen Bildzeilen;
- 5 den Temperaturdurchschnitt der einzelnen Bildspalten.
-
1 zeigt einen Strang 1 aus Klebstoff, der auf ein Substrat 2 aufgetragen ist. Das Substrat 2 bewegt sich in Richtung des Pfeils P. Der Strang 1 aus Klebstoff wird über eine Düse 3 auf das Substrat 2 möglichst gleichmäßig aufgetragen. Es handelt sich um einen Heißklebstoff. Das Substrat 2 besitzt eine niedrigere Temperatur als der Klebstoff 2.
-
Über eine Wärmebildkamera 4, die in der Nähe der Düse 3 angeordnet ist, wird die örtliche Wärmeverteilung innerhalb des Stranges 1 auf dem Substrat 2 erfasst. Hierzu wird das Substrat 2 mit dem Strang 1 durch einen optischen Empfangsbereich 5 geführt. Die Relativgeschwindigkeit liegt in einem Bereich von 1 bis 300 m/min. Das Bild der Wärmebildkamera wird an eine Auswerteeinheit 6 übertragen, die mit Mitteln 7 zum Anzeigen der gemessenen Wärmeverteilung verbunden ist. Die Auswerteeinheit 6 ist ferner mit einer Steuereinheit 8 verbunden, die wiederum auf die Prozessparameter Einfluss nehmen kann. In 1 ist das über eine strichpunktierte Linie verdeutlicht, die zur Düse 3, also zur Vorrichtung zum Aufbringen des Klebstoffes führt.
-
Die Erfassung des Wärmebildes erfolgt spalten- und zeilenweise. Beispielhaft sind in 1 Bildzeilen 9 und Bildspalten 10 dargestellt. Die Bildzeilen 9 verlaufen parallel zur Bewegungsrichtung P des Stranges, d. h. in Richtung des Pfeiles P. Die Bildspalten 10 stehen senkrecht zu dieser Bewegungsrichtung P. Dadurch kann ein zweidimensionales Bild der Wärmeverteilung, mithin die ortsaufgelöste Wärmeverteilung im Bereich des Stranges erfasst werden.
-
2 verdeutlicht in dem oberen Bild genau diese ortsaufgelöste Wärmeverteilung in der X-Y-Ebene. In der Auswerteeinheit ist eine Kalibrierfunktion hinterlegt, welche in 2 im mittleren Abschnitt dargestellt ist. Diese Funktion stellt die Dicke des Klebstoffes im Bereich des Stranges angegeben in mm in Abhängigkeit von der örtlichen Temperatur dar. Diese Funktion kann linear oder auch nicht linear sein. Der grundlegende Zusammenhang ist, dass mit höherer Temperatur auch davon auszugehen ist, dass der heiße Klebstoff eine größere Dicke hat. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Klebstoffdicke und Klebstoffverteilung basiert darauf, dass der Klebstoff noch nicht ausgekühlt ist und mithin nicht dieselbe Temperatur wie das Substrat angenommen hat. Aus diesem Grund ist die Wärmebildkamera 4 in 1 nahe der Düse 3 angeordnet. Im Umfeld der beheizten Düse 3 ist die Wärmeverteilung vergleichsweise homogen. Die Unterschiede in der Wärmeverteilung würden mit zunehmendem Abstand der Wärmebildkamera 4 von der Düse 3 zunehmen, wobei zusätzlich äußere Einflussfaktoren das Messergebnis beeinflussen würden. Ein weiterer Vorteil der räumlichen Nähe der Wärmebildkamera 4 zur Düse 3 ist, dass etwaige Prozessabweichungen frühzeitig erkannt werden können.
-
Im Ergebnis wird die örtliche Wärmeverteilung in eine ortsaufgelöste Höhenverteilung umgewandelt (2 unteres Drittel). Die 2 verdeutlicht, dass die Wärmeverteilung soweit ortsaufgelöst sein kann, dass jedem einzelnen Pixel ein bestimmter Messwert zugeordnet ist. Für die Steuerung des Prozesses werden die Bildzeilen ausgewertet (3 bis 5).
-
3 zeigt ein Wärmebild eines Klebstoffstranges. Das Substrat 2 ist dunkel dargestellt. Hier ist die Temperatur niedrig. Im Bereich des Klebstoffstranges 1, d. h. im mittleren Bereich der 3 ergeben sich farbliche Abweichungen. Das Substrat 2 ist in diesem Fall eine Wellpappe, was sich anhand des Wärmebildes dadurch äußert, dass die Wärme im Bereich des Stranges 1 unterschiedlich schnell abgegeben wird, zu erkennen an der Riffelung der Wärmeverteilung. Der von der Wärmebildkamera ausgewertete Bereich liegt zwischen den beiden weiß eingezeichneten Linien. Dieser Bereich (ROI = Region of Interest) ist schmaler als der Strang 1, lässt allerdings exakte Rückschlüsse auf die Klebstoffverteilung zu.
-
In 3 ist zu erkennen, dass im oberen Bereich des ROI ein höherer Anteil der hellgrauen Flächen vorhanden ist. Hellgrau steht in diesem Ausführungsbeispiel für Bereiche höherer Temperatur. Im unteren Bereich des ROI nimmt der Anteil der hellen Bereiche ab, was mit niedrigeren Temperaturen gleichzusetzen ist. Diese Temperaturverteilung lässt sich anhand der 4 und 5 nachvollziehen.
-
4 zeigt einen Graphen, bei welchem durchgängig die durchschnittlichen Temperaturwerte Tm der ausgewählten Bildzeilen dargestellt sind. Es handelt sich um errechnete Mittelwerte der jeweiligen Bildzeilen. Die Bildzeilennummern werden in 4 von oben nach unten gezählt. Der Wert am linken Rand (x = 41) entspricht der obersten Zeile des markierten Bereichs (ROI) im Temperaturbild der 3. Der Wert am rechten Rand (x = 82) stellt die letzte Bildzeile des markierten Bereichs dar. Der Graph stellt die Temperaturverteilung des Klebstoffes des Stranges 1 zeilenweise von oben nach unten dar. Bei diesem Beispiel sinkt die Temperatur in dem ROI von oben ca. 75 °C auf ca. 59 °C nach unten ab. Das kann ein Anzeichen dafür sein, dass im oberen Bereich generell mehr Klebstoff vorhanden ist als im unteren Bereich. Dies kann auf eine ungleichmäßige Klebstoffzuführung z. B. durch Verkippen der Düse relativ zur Oberfläche des Substrats 2 bedingt sein. Tatsächlich werden die minimalen Temperaturen Tmin und maximalen Temperaturen Tmax auf der Länge einer Klebewulst in jeder Bildzeile erfasst. Z. B. ist in der Bildzeile A ( 3) die mittlere Temperatur Tm höher als in der Bildzeile B. Diese Information lässt keine Rückschlüsse auf die Temperaturverteilung innerhalb der Bildzeilen A, B zu. Daher werden innerhalb einer Bildzeile A, B und auch in allen anderen Bildzeilen die Werte Tmax und Tmin gemessen. In Bildzeile A ist die Differenz zwischen Tmax (A) und Tmin (A) kleiner als in Bildzeile B. Das heißt, dass bei A die Temperatur weniger schwankt als bei B. Der Klebstoffauftrag bei A ist gleichmäßiger als bei B.
-
5 zeigt die durchschnittlichen Temperaturwerte der ausgewählten Bildspalten in der ROI. Die Y-Achse in 5 entspricht wiederum dem jeweiligen gemittelten Temperaturwert in einer Bildspalte, während die X-Achse die Bildspaltennummer darstellt. Die Bildspaltennummern werden dabei von links nach rechts gezählt. Der Wert am linken Rand (x = 0) entspricht der Bildspalte am linken Rand des Temperaturbildes, während der Wert am rechten Rand (x = 159) die Bildspalte am rechten Rand abbildet. Der Graph bildet also die gemittelte Temperaturverteilung des Stranges 1 aus Klebstoff spaltenweise von links nach rechts ab. Es ist zu erkennen, dass eine starke Welligkeit der Temperaturverteilung besteht. Die Welligkeit bleibt von der ersten bis zu letzten Spalte im Wesentlichen gleich, so dass die Klebung zum Anfang oder Ende des Stranges und mithin über die Zeit verteilt nicht besser oder schlechter wird, sondern im Wesentlichen konstante Eigenschaften beibehält. Allerdings wäre es wünschenswert, wenn die Temperaturschwankungen deutlich kleiner werden, weil dies ein Indiz dafür ist, dass der Klebstoffauftrag gleichmäßig ist. Die starken Temperaturschwankungen können auch ein Indiz dafür sein, dass Bereiche mit sehr niedriger Temperatur zu wenig Klebstoff erhalten haben, was auf eine Welligkeit der Oberfläche des Substrates oder auf die unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten der Wellpappe zurückzuführen sind.
-
Im Ergebnis lässt sich die Verteilung des Klebstoffes auf der Aufnahme der Wärmebildkamera deutlich erkennen. Die Riefenstruktur der Wellpappe ist auch bei bewegten Messungen gut sichtbar, was für eine ausreichend hohe Aufnahmegeschwindigkeit (Bildrate) der Wärmebildkamera spricht. Die zeilenweise gemessenen Min-/Max-Temperaturen (4) lassen Rückschlüsse auf die Homogenität der Klebstoffaufbringung in der Breite (quer zur Bewegungsrichtung) des Stranges zu. Idealerweise sollte dieser Graph oder der Graph der Mittelwerte Tm eine möglichst flache Form haben, d. h. Temperaturschwankungen in einem geringen Temperaturbereich aufweisen. Das weist auf eine gleichmäßige Verteilung des Klebstoffes hin.
-
Der spaltenweise Temperaturdurchschnitt (5) zeigt hingegen die Verteilung des Klebstoffes in zeitlicher Dimension. Die ideale Form wäre hier eine gleichmäßige, sinus-ähnliche Welle, welche die Riefen der Wellpappe widerspiegelt, ohne dass die Temperatur zu sehr schwankt.
-
Die Dicke des Stranges in Z-Richtung lässt sich über die Temperatur abschätzen. Der Abfall des Graphen in 4 am oberen und unteren Ende resultiert aus der gewählten Positionierung des ROI. Hier können je nach Lage des ROI noch Werte ober- und unterhalb, d. h. längsseits des Stranges aus Klebstoff erfasst werden. Durch eine geänderte Auswahl des ROI können die Randbereiche abgeschnitten werden, was für die Steuerung der Produktionsmaschine von Vorteil sein kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1 -
- Strang aus Klebstoff
- 2 -
- Substrat
- 3 -
- Düse
- 4 -
- Wärmebildkamera
- 5 -
- optischer Empfangsbereich
- 6 -
- Auswerteeinheit
- 7 -
- Mittel zum Anzeigen
- 8 -
- Steuereinheit
- 9 -
- Bildzeile
- 10-
- Bildspalte
- P -
- Bewegungsrichtung
- Tmax (X) -
- maximale Temperatur in Bildzeile X
- Tmin (X) -
- minimale Temperatur in Bildzeile X
- Tm (X) -
- mittlere Temperatur in Bildzeile X
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
