DE102018103784A1

DE102018103784A1 - System zum Aufbringen von Klebstoff und Verfahren zum Kalibrieren

Info

Publication number: DE102018103784A1
Application number: DE102018103784.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pahl; Mirko Stapel
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-22
Also published as: WO2019164902A1

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein System zum Aufbringen, insbesondere Sprühen, von Klebstoff auf ein Substrat oder Werkstück, beispielsweise ein Automotivewerkstück (11), umfassend eine Klebstoffabgabevorrichtung (10) mit mindestens einer ihr zugeordneten Abgabedüse (18) zum Austragen des Klebstoffs.
Die Besonderheit besteht in einer, insbesondere fest an der Klebstoffabgabevorrichtung (10) anordenbare oder angeordnete, Projektionseinrichtung (23) zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung (10) mithilfe einer von der Projektionseinrichtung (23) auf das Substrat oder Werkstück projizierbaren Lichtstruktur.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein System zum Auftragen von Klebstoff auf ein Substrat oder Werkstück.
Beispielsweise im Bereich der Automobilindustrie ist es gewünscht, vorgegebene Werkstücke, wie beispielsweise Kfz-Innenraum-Verkleidungsteile, mit Klebstoffbahnen zu versehen, so dass mit Hilfe dieser Klebstoffbahnen anschließend ein Belag, wie beispielsweise ein Dekor-Werkstoff, an dem Werkstück oder Träger verklebt werden kann.
Aus druckschriftlich nicht belegbarem Stand der Technik ist das sogenannte Rolle-zu-Rolle-Verfahren bekannt, bei welchem die gesamte Fläche des Trägerkörpers verklebt und dann ein Material über eine Rolle abgerollt und anschließend verpresst wird. Dieses System hat allerdings den Nachteil, dass viel Ausschuss an Rollenmaterial, aber auch an Klebstoff, beispielsweise in freigelassenen Bereichen, entsteht.
Daher besteht ein verbessertes Verfahren darin, zum Einsatz kommende Klebstoffdüsen und das Werkstück gezielt gegeneinander zu bewegen. Beispielsweise können die Klebstoffdüsen mit Hilfe eines Roboterarms entlang einer gewünschten Auftragsrichtung oder Bahn bewegt werden, wobei sie den Klebstoff typischerweise in gleichmäßig oder unterschiedlich breiten Bahnen auf das Substrat oder Werkstück auftragen. Insbesondere Freistellen im Werkstück können dabei gezielt ausgelassen werden, indem die Bahnen beispielsweise so angeordnet sind, dass sie um diese Freistelle herumführen oder vorher abbrechen.
Um genau diesen zuletzt genannten Effekt zu erzielen (also ein gezieltes Entlangführen oder Abbrechen von Bahnen), ist jedoch ein gewisser Kalibrierungsaufwand notwendig, bei welchem die Klebstoffabgabedüse typischerweise an einem sogenannten Einrichtteil entlanggeführt wird. Der Nutzer kann hierbei Düsen nach einem Try-And-Error-Prinzip probeweise über die Oberfläche führen, bis die gewünschte Bahn erzielt ist (sogenanntes „Teach-In“). Diese gefundene Bahn kann dann abgespeichert werden. Hierbei wird typischerweise bereits Klebstoff auf das sogenannte Einrichtteil aufgebracht, um die genaue Abgabebahn bestmöglich festzulegen. Zur Ermittlung einer Initialstellung werden aber auch durchaus von Nutzern Metallstifte oder Ähnliches manuell an die Abgabedüsen gehalten, um beispielsweise den Startpunkt einer Bahn bei noch nicht abgegebenem Klebstoff experimentell zu bestimmen.
Dies alles erweist sich jedoch nachvollziehbarerweise als verbesserungswürdig, insbesondere im Hinblick auf die Einsparung von Abgabe- sowie Einrichtteil-Material.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung demgemäß darin, ein vorteilhaft kalibrierbares System zu ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demnach durch eine Projektionseinrichtung zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung mithilfe einer von der Projektionseinrichtung auf das Substrat oder Werkstück projizierbaren Lichtstruktur gekennzeichnet.
Die Erfindung besteht demgemäß im Wesentlichen darin, den eigentlichen Klebstoffaustrag für die Kalibrierung durch eine Lichtstruktur zwecks optischer Prüfung zu ersetzen bzw. zu simulieren.
Auf diese Weise kann ein Ausschuss an Material, insbesondere an Einrichtteilen und an während der Kalibrierung abgegebenem Klebstoff, vermindert oder ganz vermieden werden.
Der Nutzer kann somit bei der Kalibrierung bzw. Konfigurierung oder Einrichtung der entsprechenden Beauftragungsbahn(en) auf dem Substrat oder Werkstück anhand der Lichtstruktur erkennen, wo später - bei Abfahren der entsprechenden Bahn - Klebstoff auf das Substrat oder Werkstück aufgetragen werden wird.
Hierzu wird die Lichtstruktur vorteilhafterweise aus annähernd derselben Position abgegeben, wie (später) - bei dem tatsächlichen Applizierungsvorgang - der eigentliche Klebstoff.
Die Projektionseinrichtung kann insbesondere an dieselbe Stelle bringbar sein, an welcher sonst die Klebstoffabgabedüse befindlich ist. Hierzu können Klebstoffabgabedüse und Projektionseinrichtung beispielsweise modular ausgetauscht werden, oder eine Projektionseinrichtung kann in einer anderen geometrischen Anordnung günstig in der Nähe der Klebstoffabgabedüse montiert sein (oder gar in diese integriert sein).
Alle soeben beschriebenen Möglichkeiten sorgen dabei für eine jedenfalls annähernd gleiche Abgaberichtung bzw. eine annähernd gleiche Abgabeebene von Klebstoff und Lichtstruktur. Hierdurch wird der eigentliche Klebstoffauftrag bzw. die eigentliche Klebstoffabgabe durch die Projektionseinrichtung besonders genau simuliert.
Grundsätzlich kann die Projektionseinrichtung an der Vorrichtung bzw. dem System aber auch entfernt von der Klebstoffabgabedüse angeordnet sein, beispielsweise für den Fall, dass sich der Abstand zum Substrat oder Werkstück während des Auftragsprozesses überhaupt nicht ändert, so dass dieser Abstand als Konstante beispielsweise in die Wahl der Ausrichtung der Projektionseinrichtung bzw. Lichtstruktur einbezogen werden kann. Hierdurch ergibt sich für die Lichtstruktur und anschließend den Klebstoff tatsächlich ein gleiches oder ähnliches Auftragsbild.
Ein weiterer Vorteil der Lichtstruktur besteht darin, dass diese auch (ähnlich oder identisch wie die eigentliche Klebstoffausgabe) getaktet bzw. angesteuert werden kann: So soll beispielsweise Klebstoff an bestimmten Positionen des Substrats oder Werkstücks (beispielsweise wo sich dort eine Ausnehmung befindet) nicht abgegeben werden. Während des Klebstoffauftragsprozesses soll eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Düse erfolgen, ohne dass die Düse in diesem Bereich Klebstoff abgibt. Gleiches kann für die Lichtstruktur gelten. Auch die Abgabe oder Erschaffung oder Abstrahlung der Lichtstruktur kann genau für diese Bahnbereiche ausgesetzt werden. Auf diese Weise kann ein Nutzer rein optisch anhand der Lichtstruktur erkennen, ob die Vorrichtung später Klebstoff an die Ausnehmung abgeben wird oder nicht bzw. wie weit Klebstoff an den Rand des Lochbereiches heranreichen würde. Der Nutzer kann dem System auf diese Art beibringen, wann eine Abgabepause zu erfolgen hat (während eines kontinuierlichen Beauftragungsprozesses des Werkstückes).
Der Nutzer kann das Ergebnis eines solchen „Teach-In-Prozesses abspeichern, insbesondere in eine Steuerung eines erfindungsgemäßen Systems.
Bei der projizierbaren Lichtstruktur kann es sich beispielsweise um Laserlicht oder auch jedes andere, vorzugsweise optisch erkennbare, Licht handeln. Beispielsweise kann es sich bei der Lichtstruktur um eine Lichtlinie oder Lichtfläche oder auch nur einen Lichtpunkt handeln. Derartige Lichtpunkte können beispielsweise die Außenkonturen eines breiten Klebstoffauftrages anzeigen oder bei entsprechenden Abgabesystemen auch tatsächlich die punktartige Abgabe des Klebstoffes simulieren.
Anstelle von optisch erkennbarem Licht kann aber selbstverständlich auch ein anderes Licht, wie beispielsweise UV-Licht eingesetzt werden, welches erst beim Auftreffen auf ein speziell präpariertes Material des Substrats oder Werkstücks sichtbar wird oder Ähnliches.
Die Projektionseinrichtung ist dazu geeignet, die Lichtstruktur abzugeben bzw. zu generieren. Als Lichtstruktur wird vorteilhafterweise die auf dem Substrat oder Werkstück erkennbare Lichtstruktur verstanden. Alternativ bzw. zusätzlich kann hierunter aber auch das im Raum befindliche Licht verstanden werden.
Es kann sich bei einer Projektionseinrichtung insbesondere um eine(n) Laser(einrichtung) handeln, welche(r) vorzugsweise eine oder mehrere Laserdioden aufweist, zur Generierung des Laserlichts. Laserlicht ist auf den typischerweise eher dunklen Werkstücken besonders gut zu erkennen und kann die abgefahrenen Bahnen besonders scharf kennzeichnen.
Die Projektionseinrichtung kann dabei an eine Steuerung des Systems bzw. der Klebstoffabgabevorrichtung angeschlossen sein, um beispielsweise auch ein Abschalten bzw. ein Intermittieren des Ausbringens des Klebstoffes zu simulieren. Selbstverständlich ist von der Erfindung aber auch ein System umfasst, bei welchem kein durch eine Steuerung initiiertes Abschalten möglich ist (beispielsweise weil einfach an der Projektionseinrichtung ein manuell betätigbarer Schalter vorgesehen ist).
Vorzugsweise ist die Projektionseinrichtung fest, d.h. im Wesentlichen unbeweglich an der Klebstoffabgabevorrichtung anordenbar. Dies kann besonders gut die typischerweise ebenfalls feste Anordnung einer Klebstoffabgabedüse (bzw. einer entsprechenden Klebstoffaustrittsöffnung simulieren).
Selbstverständlich sind von der Erfindung aber auch Vorrichtungen umfasst, bei welchen die Projektionseinrichtung bezüglich ihrer Abstrahlrichtung einstellbar ist (insbesondere für den Fall, dass sie mit Hilfe einer Halterung an einer Vorrichtung oder dem Auftragskopf angeordnet ist oder Ähnliches).
Fest bedeutet im Sinne der Erfindung dabei, dass sie unverlierbar gehalten bzw. montiert ist, und dass sie insbesondere auch nicht ohne weiteres an eine andere Stelle oder in eine andere Stellung verbracht werden kann, jedenfalls nicht ohne entsprechende Werkzeuge.
Bei der Klebstoffabgabevorrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein nicht kontaktierendes Sprühabgabesystem, wie beispielsweise eine Klebstoffsprühvorrichtung. Typischerweise wird derartiger Klebstoff aus einer entsprechenden Klebstoffabgabedüse oder Klebstoffabgabeöffnung (vorzugsweise mit Hilfe von Formluft) ausgetragen, um beispielsweise in einer Ebene nach Art eines Filaments oszillieren zu können.
Bei dem aufzutragenden bzw. zu versprühenden Werkstoff handelt es sich um Klebstoff, insbesondere um ein hoch viskoses Medium. Typischerweise werden sogenannte Hot Melts oder Heissschmelzklebstoffe versprüht, welche vorher in einer der Vorrichtung zugeordneten Heizeinrichtung erwärmt werden. Diese Heissschmelzklebstoffe gelten als besonders verlässlich, wie z.B. PUR- oder POR-Klebstoffe.
Ein typischer Schmelzklebstoff kann beispielsweise auf Polyurethan basieren und bei der Anwendung bzw. Applikation mit Luftfeuchtigkeit zu einem vernetzten Polyurethan mit hoher molarer Masse reagieren.
Derartige, reaktive Schmelzklebstoffe erstarren bei Abkühlung und erlauben dabei schnelle Produktions- und Klebeprozesse, insbesondere ohne vorheriges Trocknen des Klebstoffs. Gegebenenfalls kann dieser Klebstoff mit Hilfe von IR-Strahlung auch wieder reaktiviert werden.
Eine Vorrichtung, welche einen Hot-Melt-Klebstoff sprühend aufbringen kann, kann auch als Schmelzblas-Vorrichtung bezeichnet werden, ein entsprechendes Verfahren als Schmelzblasen.
Jeder Klebstoffauslassöffnung bzw. jeder Düse des Systems ist typischerweise ein Ventil zugeordnet, welches beispielsweise mit einer Nadel schließ- und öffenbar sein kann. Einer Düse (mit einem Ventil) können selbstverständlich mehrere Klebstoffauslassöffnungen zugeordnet sein.
Auch sei darauf hingewiesen, dass ein erfindungsgemäßes Klebstoff-Abgabesystem besonders elegant durch Nachrüstung bestehender Klebstoffabgabevorrichtungen erreicht werden kann: So kann beispielsweise eine bestehende Klebstoff-Abgabevorrichtung des Standes der Technik einfach durch das Abmontieren einer Düse und das Ersetzen der Düse mit der Projektionseinrichtung verbessert werden. Hierzu können die bereits für die Düse vorhandenen Montagestellen genutzt werden und es können für die Düse und die Projektionseinrichtung identische oder gleiche Montagemittel vorgesehen sein.
Auch sei angemerkt, dass das Substrat bzw. das Werkstück typischerweise unter der Klebstoffauslassöffnung bzw. Düse vorbeigeführt werden kann. Alternativ kann die Düse aber auch über die Oberfläche des Substrats oder Werkstücks geführt werden (beispielsweise mit Hilfe eines Roboterarms oder Ähnlichem). Entscheidend ist hierbei eine Relativbewegung von Düse und Substrat oder Werkstück. Bei den Werkstücken kann es sich beispielsweise um (Kunststoff-)Formteile handeln und/oder auch um glatte (und/oder konvexe) Oberflächen (ohne Höhlungen oder Ähnliches).
Bei den Substraten oder Werkstücken kann es sich zum Beispiel (aber nicht abschließend) um Werkstücke aus dem Automotive-Bereich bzw. der Automobilbranche handeln, insbesondere um Innenraum-Verkleidungsteile oder Ähnliches, welche, beispielsweise mit Dekorelementen oder -flächen versehen werden müssen. Hierfür ist der Heissschmelzklebstoff besonders geeignet.
Diese Substrate oder Werkstücke sind im Wesentlichen flach oder flächig ausgebildet, beispielsweise im Gegensatz zu einem Einspritzen von Klebstoff in sehr tiefe, hohle Kavitäten, wie man dies in anderen Bereichen der Technik kennt. Umfasst sind aber beispielsweise 3D-Träger aus dem Automotive-Bereich, wie Träger bei Türverkleidungen, Kofferraumverkleidungen, Konsolen, Instrumententafeln und Ähnliches. Diese können durchaus Reliefunterschiede von über 100 mm aufweisen, sind aber im Sinne dieser Anmeldung im Wesentlichen flächig. Daher wird der Klebstoff auch in Bahnen aufgetragen und das Substrat bzw. Werkstück erfährt eine Relativbewegung zu der Vorrichtung bzw. zu den (Sprüh-) Düsen oder Klebstoffauslässen.
Bei der Vorrichtung handelt es sich typischerweise um eine Auftragsvorrichtung, welche beispielsweise einen oder mehrere Auftragsköpfe umfassen kann, wobei einem Auftragskopf typischerweise mehrere Düsen zugeordnet sind. Der Auftragskopf kann auch eine Pumpstation für den Klebstoff, Heizelemente und Ähnliches umfassen. Die gesamte Vorrichtung kann beispielsweise an einem Roboterarm angeordnet sein oder einen entsprechenden Roboterarm umfassen.
Auch kann die Vorrichtung einen Vorrat an Klebstoff umfassen oder mit einem solchen in Verbindung stehen.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfasst die Projektionseinrichtung einen Laser. Wie bereits beschrieben, kann ein solcher Laser eine besonders geeignete Lichtstruktur erschaffen, beispielsweise eine punktartige oder linienartige Lichtstruktur. Hierzu kann die Projektionseinrichtung insbesondere eine oder mehrere Laserdioden umfassen. Hiermit kann besonders sparsam und effizient Laserlicht generiert werden. Diese Laserdioden können in einem Gehäuse besonders gut verbaut werden.
Alternativ kann die Projektionseinrichtung auch als Laserfächer ausgebildet sein oder einen solchen umfassen, wobei eine derartige Einrichtung hinreichend gut geeignet ist, eine Lichtlinie auf dem Substrat oder Werkstück zu erstellen. Ein derartiger Laserfächer kann insbesondere besonders gut hinsichtlich seiner Breite regulierbar oder einstellbar sein. So kann ein entsprechender Laserfächer besonders gut mehrere nebeneinanderliegende Düsen simulieren, beispielsweise für den Fall, dass während eines Auftrages oder in einem Auftragsbereich lediglich einige der Düsen aktiv sind, andere gerade abgestellt sind oder Ähnliches.
Auch ein Laserfächer kann beispielsweise Laserdioden enthalten. Ein Laserfächer ist typischerweise ein Liniengenerator (für Laserlicht) mit vorgegebenen oder einstellbaren Flächenwinkeln. Der Lichtstrahl kann dabei fächerartig aussehen. Vorzugsweise ist aber vorgesehen, dass der Rand eines entsprechenden Licht- oder Laserstrahls parallel (anstatt auseinanderlaufend) ausgebildet sein kann. Auch eine solche Einrichtung wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung als Laserfächer verstanden.
Gemäß der bevorzugsten Ausführungsform der Erfindung ist die Projektionseinrichtung am Auftragskopf der Klebstoffabgabevorrichtung montierbar oder montiert. Hierbei handelt es sich um eine feste Zuordnung zum Auftragskopf, wobei am Auftragskopf auch die Abgabedüse angeordnet oder montiert oder montierbar ist. Der Auftragskopf stellt dabei typischerweise einen Teil der Klebstoff-Abgabevorrichtung oder von dessen Körper (und somit auch des erfindungsgemäßen Systems) dar.
Der Auftragskopf kann entweder unbeweglich oder beweglich (beispielsweise mit Hilfe eines Roboterarms) angeordnet sein. Die Projektionseinrichtung ist an diesem Auftragskopf montierbar, also entweder modulartig gegen ein anderes Element, wie beispielsweise eine Düse, austauschbar oder zusätzlich zu anderen Elementen (wie beispielsweise der Düse) an dem Auftragskopf fest installier- oder montierbar. Da auch die Abgabedüse typischerweise unbeweglich am Auftragskopf montiert ist, sollte dies vorteilhafterweise auch für die Projektionseinrichtung gelten, damit Projektionseinrichtung und Abgabedüse eine im Wesentlichen selbe Ausrichtung zum Substrat oder Werkstück aufweisen und eine Simulation auf diese Weise optimiert verlaufen kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abgabedüse und die Projektionseinrichtung einen gleichen Anschluss für ein Steuersignal aufweisen. Dies ermöglicht, dass die Steuerung von Abgabedüse und Projektionseinrichtung mit den gleichen Befehlen erfolgen kann. In diesem Sinne kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Steuerung vorhanden ist, welche einen Anschluss sowohl für die Abgabedüse als auch für die Projektionseinrichtung aufweist. Insbesondere besteht eine (physikalische) Verbindung zwischen der Steuerung und der Abgabedüse und/oder der Projektionseinrichtung.
Gemäß der bevorzugsten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Anschlüsse von Abgabedüse und Projektionseinrichtung für dasselbe Steuersignal vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass das Steuersignal (beispielsweise von einer Steuerung) wahlweise an die Abgabedüse oder die Projektionseinrichtung geleitet werden kann, insbesondere je nachdem welche der beiden Elemente gerade an der Klebstoffabgabevorrichtung (modular) montiert ist. So kann beispielsweise ein Kabel oder eine Leitung vorgesehen sein, welche wahlweise an den Anschluss der Projektionseinrichtung oder den Anschluss der Abgabedüse ansteckbar ist oder mit diesem verbindbar ist. In diesem Sinne können beispielsweise Abgabedüse und Projektionseinrichtung modular gegeneinander ausgetauscht werden, wobei in beiden Fällen dieselbe Verbindung - z.B. dasselbe Kabel - nutzbar ist (wobei vor einem Abmontieren eines der beiden Elemente die Verbindung - z.B. ein Kabel - dann unterbrochen bzw. entfernt werden sollte).
Bei dem Steuersignal kann es sich beispielsweise um Informationen handeln, zu welchen Zeitpunkten und an welchen geografischen Orten oder Ähnlichem die Projektion der Lichtstruktur bzw. die Abgabe von Klebstoff zu unterbrechen ist oder Ähnliches.
Besonders vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Abgabedüse gegen die Projektionseinrichtung austauschbar ist. Dies ist das oben bereits beschriebene vorteilhafteste Ausführungsbeispiel, bei welchem für die Durchführung einer Kalibrierung die Abgabedüse oder mehrere Abgabedüsen (vorzugsweise bei abgeschalteter Klebstoffabgabevorrichtung) abmontiert werden können. An deren Stelle können eine oder mehrere Projektionseinrichtungen montiert werden. Hierbei handelt es sich also um ein modulares System mit einer oder mehreren montier- und demontierbaren Abgabedüse(n) und einem oder mehreren Projektionseinrichtung(en). Abgabedüse und Projektionseinrichtung sind gegeneinander modulartig austauschbar. Hierzu können insbesondere gleiche Montagemittel an/für Abgabedüse und Projektionseinrichtung vorgesehen sein (wie Verbindungsmittel nach Schraubenart und/oder Justagestifte und/oder -Löcher oder Ähnliches). Gleichzeitig können identische Montageflächen und/oder -Mittel an der Klebstoffabgabevorrichtung, insbesondere am Auftragskopf, vorgesehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Abgabedüse und die Projektionseinrichtung derart an der Klebstoffabgabevorrichtung anordenbar sind, dass sie eine im Wesentlichen gleiche Abgaberichtung und/oder Abgabeebene und/oder einen im Wesentlichen gleichen Abgabewinkel für den Klebstoff bzw. die Lichtstruktur aufweisen. Dies ermöglicht dann ein vorteilhaftes Nachbilden bzw. eine vorteilhafte optische Kontrolle der späteren Klebstoffabgabe anhand der Lichtstruktur während des Kalibrierungsprozesses. Wichtig ist hierbei insbesondere, dass sowohl die Projektionseinrichtung als auch die Abgabedüse im Wesentlichen auf die gleiche Stelle oder auf die gleichen Stellen bzw. den gleichen Bereich auf dem zu beauftragenden Substrat oder Werkstück „zeigen“ bzw. ausgerichtet sind.
In einem Ausführungsbeispiel kann es sogar möglich sein, dass in bzw. entgegen der Abgaberichtung ein deutlicher Versatz zwischen der (Abgabe-)Position der Projektionseinrichtung und der Klebstoffdüse vorhanden ist, solange diese nur im Wesentlichen in die gleiche Abgaberichtung ausgerichtet sind. Mit anderen Worten können Projektionseinrichtung und Klebstoffabgabedüse in diesem Ausführungsbeispiel ohne Weiteres eine unterschiedliche Beabstandung zum zu beauftragenden Substrat oder Werkstück aufweisen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die Abgabedüse und die Projektionseinrichtung gegeneinander austauschbar sind und somit nicht gleichzeitig an der Klebstoffabgabevorrichtung montiert sind. Insbesondere für den Fall, dass die Abgabedüse mehrere Klebstoffabgabeöffnungen nebeneinander bzw. in Reihe aufweist, bildet der aus diesen Öffnungen abgegebene Klebstoff die Abgabeebene aus (entsprechendes gilt für den Fall, dass eine Abgabedüse nur eine Abgabeöffnung aufweist, aber mehrere Düsen nebeneinander bzw. in Reihe angeordnet sind). Die Abgabeebenen von Projektionseinrichtung(en) und Abgabedüse(n) können dabei durchaus einen gewissen Parallelversatz vorsehen, sind aber im Wesentlichen gleich ausgerichtet bzw. gleich angeordnet.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Projektionseinrichtung zusätzlich zur Abgabedüse an der Klebstoffabgabevorrichtung angeordnet. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Halterung geschehen, welche an der Klebstoffabgabevorrichtung oder ihrem Auftragskopf oder Körper vorhanden sein kann. Diese Halterung kann auch nachrüstbar sein, um eine Klebstoffabgabevorrichtung des Standes der Technik zu einem erfindungsgemäßen System zu verbessern.
Im Falle einer gemeinsamen Anordnung sind die Projektionseinrichtung und die Abgabedüse typischerweise nicht gleichzeitig aktiv.
Selbstverständlich umfasst der Fall, dass die Projektionseinrichtung am Auftragskopf montierbar ist, auch den Fall, dass die Projektionseinrichtung an der Abgabedüse montierbar oder anbringbar ist.
Unabhängig vom Anwendungsfall kann vorgesehen sein, dass die Lichtstruktur nur projiziert wird, wenn kein Klebstoff abgegeben wird und andersherum.
Grundsätzlich sind von der Erfindung aber auch Anwendungsfälle umfasst, bei denen die Lichtstruktur die tatsächliche Abgabe unterstützt oder deren manuelle Überprüfung ermöglicht oder Ähnliches, also gleichzeitig mit dem Klebstoff appliziert wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Projektionseinrichtung in die Abgabedüse integriert. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Projektions- und Abgabedüseneinheit. Beispielsweise kann an einer Düse zwischen jedem Klebstoffauslass ein Licht- oder Leuchtauslass vorgesehen sein. Oder die Lichtauslässe sind direkt neben den Klebstoffauslässen angeordnet. Auch für diesen Anwendungsfall gilt (allein schon aufgrund der erzeugten Temperaturen bei der Klebstoffabgabe), dass während einer Klebstoffabgabe die Projektionseinrichtung typischerweise abgeschaltet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Projektionseinheit Stellmittel zum Einstellen der Form der Lichtstruktur zugeordnet. Auf diese Weise kann ein Klebstoffabgabevorgang noch besser simuliert werden: So kann beispielsweise die Breite der Lichtstruktur eingestellt werden. Bei der Klebstoffabgabe ist es nämlich typischerweise der Fall, dass nicht immer sämtliche Klebstoffauslassöffnungen einer Düse oder der gesamten Klebstoffabgabevorrichtung gleichzeitig geöffnet sind. Es gibt durchaus Fälle, bei welchen sich die Bahnbreite beispielsweise halbieren soll, wozu dann die eine Hälfte der Klebstoffauslassöffnungen geschlossen wird, während die andere noch geöffnet ist und somit Klebstoff ausbringt. Beispielsweise kann ein derartiges Verhalten mit der vorliegenden Erfindung also auch simuliert werden, indem der Projektionseinrichtung eine Information über die Art oder Form der abzugebenden Lichtstruktur übermittelt wird (beispielsweise kann nur die Hälfte an Laserdioden angeschaltet werden oder Ähnliches). Es ist grundsätzlich auch vorstellbar, dass die Projektionseinrichtung Spiegel vorsieht, welche verstellt werden können oder Ähnliches, um die Form der Lichtstruktur zu ändern. Als Stellmittel werden im Sinne der vorliegenden Erfindung sämtliche Einstellungsmöglichkeiten, wie Steuersignale, Steuerung und Ähnliches verstanden, insbesondere aber auch ein manueller Schalter, welcher beispielsweise an der Projektionseinrichtung vorgesehen sein kann.
Für jeglichen Anwendungsfall soll abschließend dargelegt werden, dass der Begriff „montierbar“ im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere sowohl Verfahren beschreibt, bei welchen die Projektionseinrichtung (und/oder die Düse) nach der Herstellung jedenfalls mit (handelsüblichen) Werkzeugen demontiert werden kann, aber auch gerade derartige Fälle, bei welchen eine Demontage nicht möglich oder nicht gewollt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst und ist insbesondere durch ein Simulieren der Klebstoffbeauftragung durch eine von dem System auf das Substrat oder Werkstück projizierte Lichtstruktur gekennzeichnet.
Zur Durchführung eines derartigen Verfahrens kann also insbesondere die voranstehend erläuterte, erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das entsprechende System eingesetzt werden.
Bezüglich des Verfahrens nach Patentanspruch 10 (aber auch 11) wird darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit den voranstehenden Systemansprüchen 1 bis 9 und der Figurenbeschreibung beschriebene Ausführungen und Vorteile identisch auch im Zusammenhang mit diesem Verfahren als offenbart gelten sollen. Somit wird lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit der Anmeldung an dieser Stelle auf die Wiederholung sämtlicher vorgenannter und noch später genannter Ausführungsbeispiele und Vorteile verzichtet.
Beispielsweise sollen von dem erfindungsgemäßen Verfahren auch solche Verfahren umfasst sein, bei welchen Laserlicht als Lichtstruktur projiziert wird, ein gleicher Anschluss von Projektionseinrichtung und Düse für, insbesondere dasselbe, Steuersignal genutzt wird und die Form der Lichtstruktur einstellbar ist.
Ein Kalibrierungsvorgang läuft also im Wesentlichen derart ab, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Kalibrierung bei aktivierter Projektionseinrichtung und projizierter Lichtstruktur erfolgt und beispielsweise eine oder mehrere Bahnen abgefahren werden. Während dieses Abfahrprozesses können dann, insbesondere manuell, Anpassungen der Bahn oder Bahnen vorgenommen (und abgespeichert) werden.
Anschließend kann dann die eigentliche Klebstoffbeauftragung erfolgen, nämlich insbesondere bei abgestellter bzw. nicht aufgebrachter Lichtstruktur und aktivierter Abgabedüse für den Klebstoff.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgabedüse für den Klebstoff zum Simulieren gegen eine Projektionseinrichtung für die Lichtstruktur ausgetauscht wird. Dies kann insbesondere modular erfolgen. Hierzu können insbesondere auch dieselben oder identische Montagemittel genutzt werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der nicht zitierten Unteransprüche und anhand der nun folgenden Figurenbeschreibung.
Darin zeigen:

1 eine sehr schematische, exemplarische Schrägaufsicht auf ein mit Klebstoff beauftragtes Werkstück (wie man es beispielsweise aus der Automobilindustrie kennt) nach Aufbringung von zwei exemplarischen Klebstoffbahnen,
2 in einer ebenfalls sehr schematischen Schrägaufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem in Alleindarstellung gezeigten Auftragskopf einer Klebstoffabgabevorrichtung eines erfindungsgemäßen Systems mit vier an ihm montierten Klebstoffabgabedüsen,
3 in einer Ansicht gemäß 2 der Auftragskopf bei abmontierten Düsen,
4 in einer Ansicht gemäß 3 der Auftragskopf mit vier montierten Projektionseinrichtungen, welche anstelle der genannten Abgabedüsen am Auftragskopf montiert sind,
5 eine Explosionsdarstellung einer der Projektionseinrichtungen gemäß 4,
6a in einer sehr schematischen, perspektivischen Rück-Unteransicht nebeneinander dargestellt eine Abgabedüse und eine gegen diese austauschbare Projektionseinrichtung,
6b die beiden Elemente gemäß 6a in einer Unteransicht, etwa entlang Ansichtspfeil Vlb in 6a,
7 in einer Ansicht etwa gemäß 2, jedoch bei dargestelltem Substrat oder Werkstück, ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung bei montierten Düsen und über eine Halterung an dem Auftragskopf angeordneter Projektionseinrichtung,
8 der Auftragskopf gemäß 7 in einer sehr schematischen Seitenansicht, etwa entlang Ansichtspfeil VIII in 7, unter zusätzlicher Darstellung einer Hilfsebene, und
9 in einer sehr schematischen Unteransicht, etwa gemäß 6b, ein drittes Ausführungsbeispiel mit in einer Düse integrierter Projektionseinrichtung.

Der nachfolgenden Figurenbeschreibung sei vorangestellt, dass gleiche oder vergleichbare Teile gegebenenfalls mit identischen Bezugszeichen versehen sind, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben oder von Apostrophen. In den der Figurenbeschreibung nachfolgenden Patentansprüchen werden die in den Figuren und der Figurenbeschreibung verwendeten Bezugszeichen der Einfachheit halber gegebenenfalls (teilweise) ohne Apostrophs oder kleine Buchstaben verwendet, jedenfalls sofern die entsprechenden Gegenstände vergleichbar sind.
In den Figuren zeigt 1 zunächst das Ergebnis eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Sprühen und Auftragen von Klebstoff mit Hilfe einer nicht dargestellten Vorrichtung 10, welche in den nachfolgenden Figuren noch genauer beschrieben werden wird. Die 1 zeigt dabei ein als Türpaneel ausgebildetes Werkstück 11, welches mit Klebebahnen 12' bzw. 12"einer Breite b versehen ist.
Während die erste Auftragsbahn 12' noch relativ gerade ausgebildet ist, führt die zweite Auftragsbahn 12" um eine erste Ausnehmung 13' im Werkstück 11 herum. Im bezüglich der Förderrichtung F hinteren Bereich des Werkstückes 11 ist zudem eine zweite Ausnehmung 13" vorgesehen, in dessen Bereich die Bahnen 12' und 12" unterbrochen sind.
Das in 1 dargestellte Auftragsbild wird durch ein zweimaliges Überfahren des Werkstücks 11 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Gesamtabgabebreite b erzeugt, wobei an der Vorrichtung beispielsweise mehrere Düsen nebeneinander mit einer Gesamtabgabebreite b angeordnet sein können. Hierbei ist die später noch dargestellte Abgabevorrichtung beispielsweise mit einem Roboterarm über das Werkstück 11 führbar. Das Werkstück 11 ist hierbei ein Trägerteil aus dem Automotive-Bereich nach Art einer Türverkleidung. Die Breite b der Klebstoffbahn kann beispielsweise weniger als 25mm betragen.
Die Klebstoffbahnen 12 bestehen aus aufgetragenem Klebstoff, bei dem es sich beispielsweise um einen Heissschmelzklebstoff handeln kann, welcher insbesondere nach Durchführung des Auftragsvorgangs, beispielsweise mit IR-Licht, reaktivierbar sein kann. Nach einer Reaktivierung des Klebstoffes kann dann beispielsweise auf das Werkstück 11 ein Dekorelement oder Ähnliches verklebt werden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10, mit welcher das Auftragsbild gemäß 1 erreichbar ist, ist in 2 dargestellt: Diese zeigt, dass es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ausweislich 2 um einen Auftragskopf handelt, welcher in 2 in Alleindarstellung abgebildet ist. Tatsächlich wird der Auftragskopf typischerweise an einem Roboterarm oder Ähnlichem (samt daran angeordneten Zuleitungen und Ansteuerungen) befestigt sein, welcher in 2 aber der Übersichtlichkeit halber fortgelassen ist (ebenso wie die zugehörigen Kabel für die Elektroanschlüsse).
Der Auftragskopf 10 kann typischerweise einen unteren Gasblock 14 sowie einen oberen Klebstoffblock 15 aufweisen, welche gemeinsam den Grundkörper des Auftragskopfes 10 darstellen. Sowohl dem Gasblock 14 als auch dem Klebstoffblock 15 sind dabei jeweils Elektroanschlüsse 16 bzw. 16' zugeordnet.
Insbesondere im hinteren Bereich des Auftragskopfes 10, also bezüglich 2 hinter der Blickebene angeordnet, sind, beispielsweise oberhalb des Elektroanschlusses 16, typischerweise Anschlüsse für Schaltluft sowie Klebstoff vorgesehen.
An der in 2 dargestellten Frontseite 17 des Auftragskopfes 10, insbesondere im unteren Bereich, sind vier (Klebstoff-)Abgabedüsen 18a, 18, 18c, 18d vorgesehen und dort fest montiert. Diese stehen jeweils in fluider Verbindung mit dem Klebstoffblock 15 bzw. dem Gasblock 14.
Jede dieser Düsen 18 kann, beispielsweise im unteren Bereich, ein oder mehrere Klebstoffauslassöffnungen zur Abgabe des Klebstoffes aus der Klebstoffabgabevorrichtung 10 aufweisen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jede der Düsen 18 beispielsweise sechs Klebstofföffnungen auf, welche auf später noch genau dargestellte Art und Weise im Wesentlichen in einer Reihe angeordnet sind.
Desweiteren befindet sich an der Frontseite 17 des Auftragskopfes 10 für jede Düse 18 auch ein Schaltventil 19 (mit einer Düsennadel), welches beispielsweise für ein intermittierendes Abgabeverhalten der Düse 18 sorgen kann. Zu diesem herkömmlich bekannten Schaltventil 19 ist an der Frontseite 17 des Auftragskopfes 10 zudem jeweils ein entsprechendes Wegeventil 20 angeordnet. Dieses schaltet das Ventil 19 und somit mittelbar auch die Düse 18.
Die Vorrichtung gemäß 2 erlaubt, beispielsweise für den Fall, dass sie an einem nicht dargestellten Roboterarm des Systems oder der Vorrichtung angeordnet ist, das Abfahren der in 1 dargestellten Bahnen 12' oder 12". Zur Kalibrierung der Bewegung der Vorrichtung 10 über das Werkstück 11 bzw. zur Kalibrierung der Bahnen 12 vor der eigentlichen Klebstoffabgabe lässt sich das Werkstück 11 entlang gewünschter Bahnen aber zunächst ohne Klebstoffbeauftragung von der Vorrichtung 10 abfahren.
Hierzu werden ausweislich 3 zunächst die Düsen 18, wie dargestellt, abmontiert. Diesbezüglich weist das erfindungsgemäße System Montagemittel auf, wie beispielsweise in 3 erkennbare Schrauben 21a, 21b, 21c, 21 d, insbesondere jeweils eine für je eine Düse 18. Der Kopf dieser Schrauben 21 ist bereits in 2 zu erkennen. Mit ihren in 3 dargestellten Enden können die Schrauben 21 im montierten Zustand mit (in 3 der Übersichtlichkeit halber jedoch fortgelassenen) Aufnahmen oder Gewinden an einer Montagefläche 22 der Vorrichtung 10 zusammenwirken. Lediglich der Vollständigkeit halber sei angeführt, dass 3 an der Montagefläche 22 auch mehrere, nicht extra mit Bezugszeichen versehene Löcher für Positionierstifte zeigt, welche ebenfalls zu den Montagemitteln zählen.
Nach der Demontage der Düsen 18 können dann an der Frontseite 17 der Vorrichtung 10 bzw. des Auftragskopfes eine oder mehrere Projektionseinrichtungen 23 montiert bzw. angeordnet werden.
Ausweislich 4 sind die Projektionseinrichtungen 23 (hierbei ist zwar bezüglich der Ausführungsbeispiele der Plural beschrieben, immer aber auch der Singular gemeint) mit gleichen Montagemitteln an dem Kopf 10 befestigt wie die Düsen 18, wie in 4 ersichtlich nämlich beispielsweise mit gleichen Schrauben 21', von welchen in der 4 allerdings jeweils nur der Kopf zu sehen ist. Gleichfalls befinden sich die Projektionseinrichtungen 23 aber an der in 4 verdeckt dargestellten, aus 3 jedoch ersichtlichen, Montagefläche 22.
Insbesondere sind die montierten Projektionseinrichtungen 23 gleich oder ähnlich ausgerichtet wie die Düsen 18 gemäß 2, d.h. also insbesondere, dass eine Abgaberichtung A, welche auch der Abgaberichtung A des Klebstoffes entspricht, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bezüglich der Figurenausrichtung im Wesentlichen nach unten zeigt.
In Abgaberichtung A weisen die Projektionseinrichtungen 23, wie insbesondere die rückwärtige Explosionsdarstellung einer der Projektionseinrichtungen 23 gemäß 5 zeigt, Leucht- oder Lichtmittel 24 auf, in dem dargestellten Fall ausgebildet durch sechs Laserdioden 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f.
Diese Laserdioden 25 sind derart an einer Trägerplatine 26 und in einem Gehäuse 27 angeordnet, dass sie bzw. die Leuchtmittel 24 die gleiche Abgaberichtung A für eine Lichtstruktur aufweisen, wie die Abgabedüsen 18 gemäß 2.
5 verdeutlicht, dass die Trägerplatine 26 mit den Laserdioden 25 in besagtem Gehäuse 27 angeordnet ist, welches von einem Deckel 28 verschließbar oder verschlossen ist (eine Sicherung kann mit Hilfe von Sicherungsmitteln 28a und 28b beispielsweise in Form einer Schraube und einer Mutter erfolgen).
Diesbezüglich sei angemerkt, dass das Gehäuse 27 und/oder der Deckel 28 grundsätzlich in einem generativen Verfahren, beispielsweise also einem 3D-Druckverfahren, hergestellt werden kann. Dies ist insbesondere für kleine Auflagen der Projektionseinrichtungen 23 vorteilhaft und unterstützt den Modulcharakter bzw. den Erweiterungscharakter der Erfindung: So können beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren lediglich einige Gehäuse 27 und/oder Deckel 28 für lediglich einige Projektionseinrichtungen 23 hergestellt werden, nämlich genau für diejenigen zu verbessernden Vorrichtungen 10, welche ein solches Feature optional enthalten sollen.
5 lässt sich des weiteren entnehmen, dass die Projektionseinrichtung 23 außerdem einen Spannungsregler 29, insbesondere auf der Platine 26, aufweist, sowie einen Wähl-Schalter 30 (vorzugsweise ebenfalls auf der Platine 26 angeordnet). Da diesem Schalter 30 eine Ausnehmung im Deckel 28 zugeordnet sein kann, kann dieser, wie beispielsweise auch 4 zeigt, im montierten Zustand von einem Nutzer manuell zugänglich und bedienbar sein. Mit Hilfe dieses Schalters 30 lässt sich beispielsweise die Form der Lichtstruktur regeln: So könnte eine Schalterposition vorgesehen sein, in welcher sämtliche Laserdioden 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f aktiviert sind und andere Schalterpositionen des Schalters 30, bei welchen lediglich ein Teil dieser Laserdioden 25 aktiv sind. Beispielsweise kann somit anhand des Schalters 30 die Breite der abgegebenen Lichtstruktur (durch ein Ein- und Ausschalten einzelner Laserdioden 25) geregelt werden.
Auch lässt sich 5 ein Anschluss 31 für ein Steuersignal der Projektionseinrichtung 23 entnehmen. Auch dieses ist im montierten Zustand gemäß 4 für einen Nutzer frei zugängig, und ein Nutzer kann beispielsweise nach der Montage einer entsprechenden Projektionseinrichtung 23 mit Hilfe dieses Anschlusses 31 eine Verbindung zu einer Steuerung herstellen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Anschluss 31 gemäß 5 für die Projektionseinrichtung 23 um einen gleichen Anschluss, wie den in 4 erkennbaren Anschluss 32 für das Wegeventil 20. Insbesondere handelt es sich bei den Anschlüssen 31 und 32 also um im Wesentlichen baugleiche Anschlüsse, welche mit den gleichen Leitungen oder Kabeln kompatibel bzw. verbindbar sind. Dies kann in einem ersten Ausführungsbeispiel die Bevorratung von Kabeln erleichtern.
Gemäß dem bevorzugsten Ausführungsbeispiel ist es aber möglich, die Anschlüsse 31 und 32 mit demselben Steuersignal zu bedienen, d.h. also dieselbe Leistung bzw. dasselbe Kabel wahlweise an den Anschluss 31 oder 32 anzuschließen, je nachdem, ob gerade die Projektionseinrichtung 23 montiert ist und eine Lichtstruktur abgegeben werden soll (in diesem Fall ist natürlich der Anschluss 31 zu wählen) oder, ob Klebstoff abzugeben ist und die Abgabedüse 18 montiert ist (in welchem Fall naturgemäß der Anschluss 32 anzuschließen ist).
Mit anderen Worten kann ein (nicht dargestelltes) Kabel für ein Steuersignal von einem der Anschlüsse 31 oder 32 abgenommen und an den anderen Anschluss angeschlossen werden. Typischerweise wird ein derartiges Kabel oder eine derartige Leitung mit einer Steuerung verbunden, welche in den Figuren nicht dargestellt ist, welche aber Teil der Vorrichtung 10, jedenfalls des erfindungsgemäßen Systems, sein kann.
Dadurch dass auf diese Weise dasselbe Steuersignal sowohl für die Generierung der Lichtstruktur als auch für die Abgabe des Klebstoffes verwendet werden kann, kann eine optimale Kalibrierung erfolgen, da ein Nutzer auf der zu benetzenden Oberfläche (des Werkstücks 11) manuell prüfen kann, wann eine Klebstoffausgabe ausgesetzt werden wird, beispielweise für den Fall, dass der Auftragskopf über eine Ausnehmung 13 im Werkstück 11 geführt wird: In diesem Fall würde bei der Kalibrierung auch keine Lichtstruktur beim Überfahren dieser Ausnehmung 13 abgegeben bzw. angezeigt werden.
Eine Kalibrierung kann in diesem Sinne derart erfolgen, dass ein Nutzer vor der Klebstoffabgabe mit Hilfe eines nicht dargestellten, aber bereits genannten Einrichtteils einen sogenannten „Teach-In-Vorgang“ durchführt, beispielsweise indem er den Auftragskopf bei projizierter Lichtstruktur über das Werkstück 11 führt und dem System, beispielsweise der Vorrichtung 10, an einer Steuerung Informationen oder Korrekturen oder Anpassungen über den Bahnverlauf und über das jeweils zu erzeugende Steuersignal übermittelt und/oder diese abspeichert.
Für eine derartige Übermittlung nach Art eines „Teach-Ins“ kann die Vorrichtung 10 oder das System beispielsweise Eingabemittel, wie z.B. eine Tastatur, einen Touch-Screen oder Ähnliches, aufweisen.
Zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 2 bis 6 sei auch angemerkt, dass die gegen die Abgabedüse 18 austauschbare Projektionseinrichtung 23 auch als Lichtstrukturdüse bezeichnet wird.
Schließlich sei zu dem Ausführungsbeispiel angemerkt, dass gerade bei einem Upgrade bzw. einer Aufwertung oder einer Verbesserung eines bereits bestehenden Systems durch das Hinzufügen einer modularen Projektionseinrichtung typischerweise eine Anpassung der Steuerung notwendig wird: So ist es bei einem noch nicht modifizierten System typischerweise so, dass die Steuerung das Steuersignal zur Abgabe von Klebstoff (welches insbesondere an die Anschlüsse 32 abgegeben wird) lediglich abgibt, sofern die Vorrichtung 10 bzw. das System bzw. der abgegebene Klebstoff aufgeheizt ist.
Hingegen sollte die Projektionseinrichtung 23 gerade nur an der Vorrichtung montiert sein, solange diese nicht aufgeheizt ist. Daher muss der Steuerung einprogrammiert werden, dass diese das Signal auch während eines Teach-In-Vorgangs abgeben kann bzw. soll.
6a zeigt dann in einer rückwärtigen Nebeneinanderdarstellung die Abgabedüse 18 und Projektionseinrichtung 23. Es lässt sich erkennen, dass der Projektionseinrichtung 23, welche eine Düse 18 für die Kalibrierung ersetzen soll, optimalerweise genausoviele Lichtausgänge 33 zugeordnet sind, wie der Düse 18 Klebstoffabgabeöffnungen 34 zugeordnet sind, nämlich im vorliegenden Fall jeweils genau sechs (vgl. auch 6b).
Insbesondere ist jeder Lichtaustrittsöffnung 33 genau eine der Leserdioden 25 gemäß 5 zugeordnet.
Was sich 6a aber noch entnehmen lässt, ist, dass bei einer derartigen Konfiguration ein Versatz h in Abgaberichtung A relativ unkritisch ist. Dies liegt daran, dass sowohl die Düse 18 als auch die Projektionseinrichtung 23 im Wesentlichen in die gleiche Abgaberichtung A applizieren (nämlich die Lichtstruktur bzw. den Klebstoff). Die Hauptabgaberichtung A ändert sich bei einem Versatz in diese Richtung also nicht.
In Förderrichtung F bzw. in Querrichtung Q darf ein entsprechender Versatz allerdings möglichst nicht vorhanden sein. Wie man insbesondere 6b entnehmen kann, weisen die Projektionseinrichtung 23 und die Düse 18 zunächst in Querrichtung Q im Wesentlichen eine identische Breite B auf. Das bedeutet also, dass kein wesentlicher Querversatz vorhanden ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Projektionseinrichtung 23 und die Düse 18 natürlich typischerweise nicht wie in 6 nebeneinander angeordnet werden, sondern eher wahlweise an selber Stelle. Die Nebeneinanderdarstellung dient der Verdeutlichung der Größenverhältnisse und Anordnung bezüglich der Auftragsrichtung A bzw. der Höhenrichtung H.
Gemäß 6b besteht auch tatsächlich kein oder nur ein minimaler Versatz in Förderrichtung F zwischen den Lichtauslassöffnungen 33 und den Klebstoffabgabeöffnungen 34. Diese sind im Wesentlichen im montierten Zustand an derselben Stelle bzw. in derselben Abgabeebene angeordnet, welche Abgabeebene von der Abgaberichtung A und der Querrichtung Q aufgespannt ist. Ein minimaler Versatz ist, wie in 6b dargestellt, erlaubt. Im Wesentlichen ist aber kein Versatz in Förderrichtung F vorgesehen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 7 dargestellt: Auch hier wird lediglich ein Auftragskopf der Vorrichtung 10' dargestellt. An dem Auftragskopf 10' befinden sich wieder entsprechende Düsen 18 zur Klebstoffbeauftragung des Werkstücks 11. Hierbei kann es sich um ein identisches oder bezüglich der Form anderes Werkstück im Vergleich zu 1 handeln.
Entscheidend ist der erfindungsgemäße Unterschied, dass für eine Kalibrierung oder einen „Teach-In“-Vorgang keine Projektionseinrichtung vorgesehen ist, welche anstelle der Düse 18 montiert wird. Vielmehr ist eine Projektionseinrichtung 23' vorgesehen, welche mit Hilfe einer Halterung 35 fest, also unverlierbar, an der Vorrichtung 10' bzw. an dem Auftragskopf 10' angeordnet ist. Bei der Projektionseinrichtung 23' kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Laserfächer handeln, welcher mehrere oder einen gemeinsamen Laserstrahl (einstellbar) abgeben kann.
Die Projektionseinrichtung 23' kann über die Halterung 35 beispielsweise unbeweglich und unverstellbar aber alternativ auch (im Winkel) verstellbar an der Vorrichtung 10' angeordnet sein.
Insbesondere kann die Halterung 35 nachrüstbar für eine bestehende Vorrichtung 10 vorgesehen sein.
8 zeigt eine sehr schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 7, etwa entlang des Ansichtspfeils VIII in 7. Hierbei fällt auf, dass neben einer Oberfläche 36 des Werkstückes 11 auch eine Hilfslinie 37 angezeichnet ist, welche verdeutlichen soll, dass das zweite Ausführungsbeispiel hauptsächlich bei in Höhenrichtung H nicht relativ zur Oberfläche 36 beweglichen Vorrichtungen eingesetzt werden sollte: So zeigt 8, dass die Projektionseinrichtung 23' ihre Lichtstruktur etwa in den mit T gekennzeichneten Bereich abgibt, in welchem auch die Düse 18 den Klebstoff in Abgaberichtung A aufträgt. Bei der gewählten Höhenbeabstandung zwischen Vorrichtung 10 und Werkstück 11 bzw. seiner Oberfläche 36 ist ein Kalibrierungsvorgang also möglich.
Wäre der Abstand aber ein anderer und die Oberfläche des Werkstückes 11 würde sich tatsächlich im Bereich der Hilfslinie 37 befinden, so würde die Lichtstruktur der Projektionseinrichtung 23' eine ganz andere Stelle (im Bereich des Bezugszeichens 38) markieren, während der Klebstoff bei einer anschließenden Beauftragung vielmehr im Bereich des Bezugszeichens 39 auf die virtuelle Oberfläche 37 auftreten würde.
Dies verdeutlicht, dass bei einer derartigen Vorrichtung ein Kalibrierungsprozess immer auch einen Prozess der Höhenausrichtung zwischen Werkstück 11 und Vorrichtung 10 umfasst oder alternativ eine Verstellung oder Anpassung der Ausrichtung der Projektionseinrichtung 23' (beispielsweise über entsprechende Stellmittel der Positionseinrichtung 23').
Grundsätzlich sei auch dieses zweite Ausführungsbeispiel gemäß der 7 und 8 von der Erfindung umfasst.
Schließlich zeigt 9 ein drittes Ausführungsbeispiel, zu welchem lediglich eine modifizierte Düse 18' der Vorrichtung gemäß des dritten Ausführungsbeispiels in einer Ansicht, etwa gemäß 6b dargestellt ist. Bei dieser Ausführung ist angedeutet, dass beispielsweise in den mit X gekennzeichneten Bereichen, welche zusätzlich mit den Bezugsziffern 40 versehen sind und welche sich zwischen den Klebstoffabgabeöffnungen 34 befinden, Lichtaustrittsöffnungen vorgesehen sein können.
In diesem Fall ist die Projektionseinrichtung also in die Düse 18' integriert.
Je nach Dimensionierung der Düse 18' ist es grundsätzlich aber auch vorstellbar, dass die Lichtaustrittsöffnungen an einem anderen Ort plaziert sind als zwischen den Klebstoffabgabeöffnungen 34, beispielsweise neben diesen, wie exemplarisch durch gestrichelte, mit dem Bezugszeichen 41 versehene Bereiche angedeutet.
Entscheidend ist für das dritte Ausführungsbeispiel lediglich, dass die Projektionseinrichtung in die Düse 18' integriert ist.
Ansonsten kann zu diesem Ausführungsbeispiel auf den Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen werden.
Nicht gezeigt sind Ausführungsbeispiele, bei welchen die Projektionseinrichtung andersartig an der Vorrichtung angebracht ist als durch eine Integrierung in eine Düse oder durch eine separate Halterung: Beispielsweise kann eine Projektionseinrichtung auch unmittelbar, aber separat von der Düse und zusätzlich zu der Düse, an dem Auftragskopf angebracht werden. Diese Ausführungsbeispiele sind von der Kernidee der Erfindung ebenfalls umfasst.

Claims

System zum Aufbringen, insbesondere Sprühen, von Klebstoff auf ein Substrat oder Werkstück, beispielsweise ein Automotivewerkstück (11), umfassend eine Klebstoffabgabevorrichtung (10) mit mindestens einer ihr zugeordneten Abgabedüse (18) zum Austragen des Klebstoffs, gekennzeichnet durch eine, insbesondere fest an der Klebstoffabgabevorrichtung (10) anordenbare oder angeordnete, Projektionseinrichtung (23) zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung (10) mithilfe einer von der Projektionseinrichtung (23) auf das Substrat oder Werkstück projizierbaren Li chtstru ktu r.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (23) einen Laser, insbesondere mindestens eine Laserdiode (25) oder einen Laserfächer (23') aufweist.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (23) am Auftragskopf der Klebstoffabgabevorrichtung (10), insbesondere unbeweglich, montierbar bzw. montiert ist.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabedüse (18) und die Projektionseinrichtung (23) einen gleichen Anschluss (31, 32) für ein, insbesondere dasselbe, Steuersignal aufweisen.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabedüse (18) gegen die Projektionseinrichtung (23), insbesondere modular, austauschbar ist, wobei beide vorzugsweise gleiche Montagemittel (21) aufweisen.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabedüse (18) und die Projektionseinrichtung (23) derart an der Klebstoffabgabevorrichtung (10) anordenbar sind, dass sie eine im Wesentlichen gleiche Abgaberichtung (A) und/oder Abgabeebene für den Klebstoff bzw. die Lichtstruktur aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (23') zusätzlich zur Abgabedüse (18) an der Klebstoffabgabevorrichtung (10') angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung in die Abgabedüse (18') integriert ist.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektionseinheit (23) Stellmittel, insbesondere ein Schalter (30), zum Einstellen der Form, insbesondere der Breite, der Lichtstruktur zugeordnet sind.
Verfahren zum Durchführen, insbesondere Kalibrieren, einer Klebstoffbeauftragung eines Substrats oder Werkstücks (11), insbesondere mit einem System nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Simulieren der Klebstoffbeauftragung durch eine von dem System auf das Substrat oder Werkstück (11) projizierte Lichtstruktur.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgabedüse (18) für den Klebstoff zum Simulieren gegen eine Projektionseinrichtung (23) für die Lichtstruktur, insbesondere modular, ausgetauscht wird.