DE102022003071A1

DE102022003071A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Codierung eines Bauteiles

Info

Publication number: DE102022003071A1
Application number: DE102022003071.3A
Authority: DE
Inventors: Ilka Pfisterer; Bernd Plocher
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Codierung eines Bauteiles. Bei einem Verfahren, bei welchen eine individuelle Kennzeichnung der Bauteile einfach und kostengünstig möglich ist, wird die Codierung durch ein differenziertes Höhenprofil eines vorgegebenen Bereiches (3) eines Werkzeuges (1) erzeugt, welches in das Bauteil eingebracht wird, wobei die auf das Bauteil aufgebrachte Codierung durch Auswertung des Höhenprofils ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Codierung eines Bauteiles sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2009 039 961 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Werkstückmarkierung mittels Stempelgravur bekannt. Werkstücke weisen Stempelgravurfelder auf, in welche mittels einer Positioniervorrichtung der Gravureinheit Gravurmuster eingebracht werden. Das Gravurmuster kann variabel geändert werden, so dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten über den Stempelfeldern verschiedene Gravurmuster einstellbar sind. Dabei kann beispielsweise die Graviertiefe geändert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Codierung eines Bauteiles anzugeben, bei welchen eine individuelle Kennzeichnung der Bauteile einfach und kostengünstig möglich ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem eingangs erläuterten Verfahren zur Codierung eines Bauteiles wird die Codierung durch ein differenziertes Höhenprofil eines vorgegebenen Bereiches eines Werkzeuges erzeugt, welches in das Bauteil eingebracht wird, wobei die auf das Bauteil aufgebrachte Codierung durch Auswertung des Höhenprofils ermittelt wird. Dadurch ist eine bauteilspezifische Kennzeichnung möglich, welche eine genaue Identifikation der Bauteile erlaubt. Die Identifikation kann bei Qualitätsproblemen genutzt werden, um Rückrufaktionen effizient und effektiv zu gestalten.
Vorteilhafterweise wird das differenzierte Höhenprofil des Werkzeuges durch Aufteilung des vorgegebenen Bereiches des Werkzeuges in mehrere Abschnitte, die orthogonal zur Oberfläche des Werkzeuges in ihrer Höhe variabel verstellbar sind, erzeugt, wodurch auf dem Bauteil ein Muster mit unterschiedlicher Tiefe erzeugt wird, aus welchem die dreidimensionale Codierung durch eine Lasereinheit ermittelt wird. Durch die Distanzmessung (Tiefenmessung), die mittels der Lasereinheit zur Bestimmung der Codierung durchgeführt wird, wird nicht nur die Vielfalt der Codiermöglichkeiten erhöht, sondern gleichzeitig die Genauigkeit bei der Ermittlung der Codierung verbessert. Ein optisches zweidimensionales Auswerteverfahren mittels Laser kann somit entfallen.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Codierung des Bauteils während eines Herstellungsschrittes des Bauteils. Dadurch lassen sich über die Codierung die jeweiligen Prozessparameter in das Bauteil einprägen.
In einer Variante erfolgt die Codierung des Bauteils während eines Spritzgussvorganges zur Herstellung des Bauteiles. Die Bauteile werden dabei direkt im Urformprozess individuell gekennzeichnet, was die Herstellungskosten reduziert. Gleichzeitig wird die Zykluszeit verkürzt, da eine nachgeschaltete Kennzeichnung der Bauteile entfällt.
In einer Ausführungsform werden Prozessinformationen in bestimmten Codesequenzen des Höhenprofils abgespeichert. Somit kann neben Bauteilinformationen eine große Vielfalt anderer Informationen in einer solchen dreidimensionalen Codierung einfach verschlüsselt werden. Über Datenbanken können diese Informationen beim Auslesen der Codierungen abgerufen werden.
Es ist von Vorteil, wenn die Codierung als QR-Code oder Barcode ausgebildet wird. Dies erlaubt die Verwendung an sich vorhandener digitaler Codeleseverfahren, wodurch Entwicklungsaufwand für neue Decodierungsverfahren eingespart wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Codierung eines Bauteiles, wobei eine Prägeeinheit mehrere höhenverstellbare Elemente aufweist. Bei einer solchen Vorrichtung, bei welchen eine individuelle Kennzeichnung der Werkstücke einfach und kostengünstig möglich ist, sind die höhenverstellbaren Elemente durch bewegliche Stifte gebildet, die zur variablen Einstellung eines dreidimensionalen Musters der Codierung für unterschiedliche Bauelemente verwendbar sind.
In einer weiteren Ausgestaltung schließen die höhenverstellbaren Elemente in ihrer Nulllage plan mit einer Oberfläche einer Werkzeugkavität ab. Dadurch wird ein einheitlicher Ausgangspunkt für alle dreidimensionalen Tiefenmessungen zur Bestimmung der unterschiedlichen Codierungen festgelegt, wodurch die Codierungen vergleichbar sind.
In einer weiteren Variante sind die Oberflächen der höhenverstellbaren Elemente quadratisch zur Generierung eines QR-Codes oder rechteckig zur Generierung eines Barcodes ausgestaltet, Somit können geläufige Codierungsmuster erzeugt werden, die mit an sich bekannten Auswerteverfahren ausgelesen werden können.
In einer Alternative sind die Oberflächen der höhenverstellbaren Elemente gerundet ausgeführt. Dadurch werden die Schwingungseigenschaften der aus Kunststoff bestehenden Elemente berücksichtigt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung Bestandteil eines Spritzgusswerkzeuges. In jedem neuen Urformzyklus zur Herstellung der Bauelemente muss lediglich das Höhenprofil zur Einstellung der gewünschten Codierung in Spritzgusswerkzeug verändert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges dargestellt, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst. Bei dem Werkzeug 1 handelt es sich um ein Spritzgusswerkzeug, mittels welchem Kunststoffbauteile in einem Urformprozess hergestellt werden. Zur Kennzeichnung der mit diesem Werkzeug 1 hergestellten Kunststoffbauteile ist in einem vorgegebenen planen Bereich 3 des Werkzeuges 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 ausgebildet. Diese Vorrichtung 5 dient zur Generierung einer Codierung, welche während des Spritzgussvorganges in das Kunststoffbauteil auf dessen Oberfläche eingeprägt wird.
Die Vorrichtung 5 erzeugt in beschriebenen Fall ein dreidimensionales Muster, wie einen QR-Code. Zur Erzeugung des dreidimensionalen Musters weist die Vorrichtung 5 eine Vielzahl von vertikal beweglichen Stiften 7 auf (Pfeil P), die dicht aneinandergrenzen. Jeder dieser Stifte 7 besitzt eine quadratische Stirnfläche 9, welche vom Werkzeug 1 wegweist. Die Stirnflächen 9 schließen in einer Nulllage der Stifte 7 plan mit der Oberfläche des Bereiches 3 des Werkzeuges 1 ab. Zur Generierung einer individuellen Codierung zur bauteilspezifischen Kennzeichnung eines Bauteiles wird die Höhe der einzelnen Stifte 7 unterschiedlich geändert, woraus sich über ein Höhenprofil das dreidimensionale Muster als Codierung ergibt, welches in das Bauteil eingebracht wird. Dabei sind in einigen Codesequenzen bauteilspezifische Informationen verschlüsselt, während weitere Codesequenzen Prozessinformationen enthalten. Über das in das Bauteil eingebrachte Muster wird mittels Lasermessgeräten die Codierung ermittelt.
Bei der beschriebenen Lösung wird auf zusätzliches Material zur Aufbringung eines Labels verzichtet, wodurch die Recyclingfähigkeit des Bauteiles erhöht wird.
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

DE 102009039961 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Codierung eines Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch ein differenziertes Höhenprofil eines vorgegebenen Bereiches (3) eines Werkzeuges (1) erzeugt wird, welches in das Bauteil eingebracht wird, wobei die auf das Bauteil aufgebrachte Codierung durch Auswertung des Höhenprofils ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das differenzierte Höhenprofil des Werkzeuges (1) durch Aufteilung des vorgegebenen Bereiches (3) des Werkzeuges (1) in mehrere Abschnitte (7), die orthogonal zur Oberfläche des Werkzeuges (1) in ihrer Höhe variabel verstellbar sind, erzeugt wird, wodurch auf dem Bauteil ein Muster mit unterschiedlicher Tiefe erzeugt wird, aus welchem die dreidimensionale Codierung durch eine Lasereinheit ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung des Bauteils (1) während eines Herstellungsschrittes des Bauteils erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung des Bauteils (1) während eines Spritzgussvorganges zur Herstellung des Bauteiles erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Prozessinformationen in bestimmten Codesequenzen des Höhenprofils abgespeichert werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung als QR-Code oder Barcode ausgebildet wird.
Vorrichtung zur Generierung einer Codierung eines Bauteiles, wobei eine Prägeeinheit (5) mehrere höhenverstellbare Elemente (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die höhenverstellbaren Elemente durch bewegliche Stifte (7) gebildet sind, die zur variablen Einstellung eines dreidimensionalen Musters der Codierung für unterschiedliche Bauelemente verwendbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die höhenverstellbaren Elemente (7) in ihrer Nulllage plan mit einer Oberfläche einer Werkzeugkavität abschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (9) der höhenverstellbaren Elemente (7) quadratisch zur Generierung eines QR-Codes oder rechteckig zur Generierung eines Barcodes ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) Bestandteil eines Spritzgießwerkzeuges (1) ist.