-
Die Erfindung betrifft allgemein das Auftragen von Fluiden, einschließlich thermoplastischen oder faserigen Klebstoffen, auf ein Substrat durch mindestens eine Düsenanordnung, die auf einer Montagefläche eines Verteilers oder eines Verteilerkopfs vorzugsweise lösbar befestigt ist, wobei der Verteiler oder Verteilerkopf in der Regel dazu dient, der mindestens einen Düsenanordnung das aufzutragende Fluid geeignet zuzuführen.
-
Der Zweck eines solchen Systems ist das Auftragen von Fluiden auf zum Beispiel sich relativ zu der mindestens einen Düsenanordnung bewegende Substrate, und insbesondere das Auftragen von Klebstoffen in Teilsprühmustern zum teilweisen Bedecken eines Substrats.
-
Die Druckschrift
EP 0 872 580 A offenbart beispielsweise eine Mehrzahl von Schmelzblas-Düsenanordnungen oder Düsen, die Seite an Seite an einem oder beiden Enden eines Verteilers oder Verteilerkopfs befestigbar sind, welcher für eine dosierte Zufuhr von Klebstoff zu jeder Düsenanordnung sorgt. Die Düsenanordnungen umfassen jeweils eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen Plattenelementen, die sich an einer Austrittsfläche bilden. Die Reihe an Fluid-Austrittsöffnungen jeder Düsenanordnung bildet einen Abschnitt einer längeren Reihe, die durch die Mehrzahl von benachbarten Düsenanordnungen gebildet wird, welche entlang einem gemeinsamen Ende des Verteilerkopfs angeordnet sind. Eine oder beide Seiten des Verteilers können neben der Seite eines ähnlich aufgebauten Verteilerkopfs befestigt sein, um noch längere Reihen von Fluid-Austrittsöffnungen zu bilden, wodurch ein modulares Schmelzblas-Klebstoff-Spendersystem bereitgestellt wird, welches Substrat mit jeder dimensionalen Breite aufnimmt.
-
Die hierin berücksichtigten Düsenanordnungen werden in verschiedenen industriellen Anwendungen, wie der Verpackung, der Produktzusammenstellung und Vliesstoffherstellung, verwendet. Zu Hauptkomponenten einer Schmelzblas-Düsenanordnung zählen eine Schmelzvorrichtung mit mehreren Heizzonen, eine oder mehrere Pumpen, Versorgungsschläuche, Applikatorköpfe mit Düsenanordnungen und eine elektronische Steuerung zur Steuerung des Auftragsprozesses eines Heißschmelzmaterials, wie Klebstoff, Haftmittel, Kunststoff usw., auf einem Substrat, das für gewöhnlich von einem sich bewegenden Förderband getragen wird. Das Heißschmelzmaterial, wie ein Haftmittel, in fester Form wird in der Schmelzvorrichtung oder in einem Speisetrichter geschmolzen, und eine oder mehrere Pumpen leiten das flüssige Heißschmelzmaterial über die Versorgungsschläuche zu den Applikatorköpfen. Eine elektronische Zeitgebervorrichtung steuert in der Regel das Aufbringen des Heißschmelzmaterials an der gewünschten Position des sich bewegenden Substrats in einem gewünschten Muster. Sobald die Temperatur des Materials unter einen vorbestimmten Punkt fällt, verfestigt sich das Material oder härtet.
-
Die Ausführung eines Heißschmelzgeräts kann von einem einfachen System mit einem einzigen Schlauch und einem einzigen Applikatorkopf bis zu komplexen Systemen mit 12 oder mehr Schläuchen/oder Applikatorköpfen variieren. Daher kann ein Heißschmelzsystem 60 oder mehr Temperaturzonen aufweisen. Die Einstellungsfähigkeiten können sehr groß und umfangreich sein, um eine maximale Leistung zu erreichen.
-
Viele Endkunden verlangen eine konstante Qualität durch Überwachung signifikanter Parameter und kurze Stillstandzeiten durch einen raschen Aufbau und leichte Problembehebungsprozeduren. Daher ist eine Fehlerfrüherkennung ein wichtiger Faktor bei Heißschmelzsystemen.
-
Insbesondere benötigt ein Heißschmelzgerät im Allgemeinen eine häufige Wartung, und viele Kunden brauchen die Möglichkeit, den Status des Geräts zu überwachen. In der Regel wird dies vor Ort durchgeführt, indem ein Servicetechniker zu der Maschine geht und die kritischen Parameter prüft.
-
In einigen klebstoffspendenden Anwendungen ist es wünschenswert, dass der Klebstoff derart auf ein Substrat aufgetragen wird, dass er möglichst die volle Breite des Substrats bedeckt. Zu diesen Anwendungen gehören beispielsweise das Auftragen von Klebstoffen bei der Herstellung von Fahrzeuginnenausstattungsteilen, und insbesondere beim Auftragen von Klebstoffen auf der Unterseite einer Dekorschicht bzw. auf ein Substrat, mit welchem eine Dekorschicht klebend verbunden werden soll. Typischerweise wird der Klebstoff auf das so genannte „Trägerteil“ (insbesondere ein Kunststoff-Spritzgussteil) aufgetragen und dann das Teil in eine Vorrichtung zur Presskaschierung eingelegt. Der Klebstoff kann per IR-Licht reaktiviert werden, und dann kann das Trägerteil mit einem Dekorzuschnitt verpresst werden.
-
Insbesondere für solche Anwendungen ist es notwendig, dass der Klebstoff möglichst gleichmäßig und homogen aufgetragen wird, da sich unter Umständen ein unregelmäßiger Klebstoffauftrag negativ auf das optische Erscheinungsbild der befestigten Dekorschicht oder negativ auf die Haptik auswirken kann. Zudem kann ein Fehlen von Klebstoff oder eine zu starke Klebstoff-Anhäufung in einem sicherheitsrelevanten Bereich, wie z.B. im Bereich eines Airbags auf einer Instrumententafel zu einem Sicherheitsproblem führen. Insbesondere ist beim Klebstoffauftrag ein feines Sprühmuster ohne Spuren erwünscht, wobei es vor allem keine Tropfenbildung im Muster geben darf.
-
Um dies zu erreichen, ist sicherzustellen, dass die Düsenanordnungen ohne Funktionseinschränkungen arbeiten, und insbesondere, dass die Austrittsdüsen des Heißschmelzgeräts einen vorab festgelegten oder festlegbaren Sprühstrahl abgeben.
-
Von daher besteht ein Bedarf für ein System, mit welchem in einer einfach zu realisierenden und insbesondere kurzen Stillstandszeit die Funktionsfähigkeit der Düsenanordnung überwacht werden kann, um so eine konstante Qualität beim Fluidauftrag sicherzustellen.
-
Diese Aufgabe wird insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, der ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit einer Düsenanordnung und/oder zum Ermitteln einer Funktionseinschränkung einer Düsenanordnung betrifft. Dabei ist die Düsenanordnung ausgebildet, zumindest bedarfsweise ein Fluid und insbesondere einen thermoplastischen Klebstoff auf ein Substrat aufzubringen, wobei hierzu die Düsenanordnung mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von ersten Austrittsdüsen aufweist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass zunächst zumindest ein Bereich eines Filament-Abgabebilds und vorzugsweise eine Sequenz des mindestens einen Bereichs des Filament-Abgabebilds der mindestens einen ersten Austrittsdüse aufgenommen wird.
-
Das aufgenommene Filament-Abgabebild bzw. die aufgenommene Filament-Abgabebildsequenz wird anschließend ausgewertet, um eine ggf. existierende Abweichung des Filament-Abgabebilds bzw. der Filament-Abgabebildsequenz von mindestens einer vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Größe erfassen zu können. Anschließend wird eine Fehler- oder Warnmeldung ausgegeben, wenn zuvor eine Abweichung von der mindestens einen Soll-Größe erfasst wurde.
-
Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass vor Ort die Düsenanordnung an dem Applikatorkopf eines Heißschmelzsystems überprüft werden kann, so dass für die Überprüfung nur eine kurze Stillstandszeit einzuplanen ist. Insbesondere kann somit in relativ kurzen Zeitintervallen die Düsenanordnung auf ihre Funktionsfähigkeit insbesondere automatisch geprüft werden, so dass sichergestellt ist, dass das Fluid (insbesondere der Klebstoff) gemäß einem gewünschten, vorab festgelegten oder festlegbaren Ereignisablauf auf das Substrat auftragbar ist.
-
Vorzugsweise weist die Düsenanordnung ferner mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten Austrittsdüsen auf, welche ausgebildet sind, bedarfsweise Formungsluft abzugeben, um einen von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahl ab- oder umzulenken.
-
Bei derartigen Düsenanordnungen sollte beim erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren eine Abgabe von Formungsluft über die mindestens eine zweite Austrittsdüse unterbrochen werden, wenn das Filament-Abgabebild bzw. die Filament-Abgabebildsequenz aufgenommen wird.
-
Durch das Abschalten der Formungsluft ist sichergestellt, dass die Fluidabgabe der mindestens einen ersten Austrittsdüse nicht beeinflusst wird. Es ist somit mit Hilfe des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens möglich, auch eine unerwünschte Ablenkung des Fluidstrahls von einer Vorzugsrichtung, insbesondere der Vertikalen, zu erfassen, was beispielsweise in Folge einer teilweisen Verstopfung der Austrittsdüse auftritt bzw. indikativ für eine Fehlfunktion der Austrittsdüse sein kann.
-
Der Hauptgrund des Abschaltens der Sprühluft bzw. Formungsluft besteht darin, klar erkennbare Filamente aus der Düse austreten zu lassen, die gegenüber einem diffusen Sprühbild, welches mit eingeschalteter Formungsluft entsteht, klar detektierbar sind.
-
Darüber hinaus wird durch das Abschalten/Unterbrechen der Formungsluft sichergestellt, dass ein photoelektrischer Detektor, der zur Aufnahme des Filament-Abgabebilds oder der Filament-Abgabebildsequenz dient, nicht verschmutzt wird. Der Detektor kann somit in unmittelbarer Nähe des von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls positioniert werden, was die Messgenauigkeit deutlich erhöht.
-
Insbesondere wird das Filament-Abgabebild bzw. die Filament-Abgabebildsequenz mit Hilfe eines photoelektrischen Detektors aufgenommen, der ein Luminanzbild eines Bereichs eines von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls aufnimmt. Der photoelektrische Detektor weist vorzugsweise einen Lichtprojektor auf, um den von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahl entsprechend auszuleuchten.
-
In diesem Zusammenhang bietet es sich insbesondere an, dass Kontrastverstärkungsmittel vorgesehen sind zum Verstärken des von dem mindestens einen photoelektrischen Detektor aufzunehmenden Filament-Abgabebilds bzw. der aufzunehmenden Filament-Abgabebildsequenz. Beispielsweise können die Kontrastverstärkungsmittel mindestens einen Körper aufweisen, der im Vergleich zur Umgebung keine oder fast keine Lichtmenge reflektiert oder abstrahlt, wobei beim Aufnehmen des Filament-Abgabebilds bzw. der Filament-Abgabebildsequenz der Sprühstrahl der mindestens einen ersten Düsenanordnung vorzugsweise zumindest bereichsweise zwischen dem mindestens einen photoelektrischen Detektor und dem Körper des Kontrastverstärkungsmittels angeordnet ist.
-
Um zu erreichen, dass bei der Funktionsfähigkeitsüberwachung der Düsenanordnung die Stillstandszeit weiter reduziert werden kann, ist insbesondere vorgesehen, dass gleichzeitig ein Filament-Abgabebild oder eine Filament-Abgabebildsequenz von einer Vielzahl von ersten Austrittsdüsen aufgenommen wird.
-
Bei der Auswertung des aufgenommenen Filament-Abgabebilds bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz wird vorzugsweise mindestens eine der nachfolgend aufgeführten Ist-Größen ermitteln:
- (a) ein mittlerer Durchmesser des von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls;
- (b) eine mittlere Ablenkung des von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls von einer Vorzugsrichtung, insbesondere von der Vertikalen;
- (c) einen Kontinuitätsgrad des von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls; und/oder
- (d) die Anzahl der von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahlen/Filamente, insbesondere wenn die mindestens eine erste Austrittsdüse mehrere Düsenaustrittsöffnungen aufweist.
-
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Kontinuitätsgrad“ ist das Maß der Stetigkeit zu verstehen, mit welcher der Fluidstrahl von der ersten Austrittsdüse abgegeben wird. Insbesondere ist somit der Kontinuitätsgrad relativ gering, wenn der Fluidstrahl nicht in stetiger Weise, d.h. nicht gleichmäßig ununterbrochen, von der ersten Austrittsdüse abgegeben wird.
-
Beim Auswerten des aufgenommenen Filament-Abgabebilds bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz wird die mindestens eine ermittelte Ist-Größe mit einer entsprechenden vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Größe verglichen.
-
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es denkbar, dass zur Auswertung des aufgenommenen Filament-Abgabebilds bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz dieses bzw. diese mit einem Soll-Filament-Abgabebild bzw. mit einer Soll-Filament-Abgabebildsequenz verglichen wird, um ggf. existierende Unterschiede zwischen dem aufgenommenen Filament-Abgabebild bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz und dem Soll-Filament-Abgabebild bzw. der Soll-Filament-Abgabebildsequenz zu erfassen.
-
Das Soll-Filament-Abgabebild bzw. die Soll-Filament-Abgabebildsequenz kann vorab, beispielsweise bei Erst-Inbetriebnahme der Düsenanordnung, aufgenommen sein. Gleiches gilt auch für die mindestens eine Soll-Größe, die bei der Auswertung des aufgenommenen Filament-Abgabebilds herangezogen wird.
-
Vorzugsweise findet eine gewisse „Vorlaufzeit“ von insbesondere mindestens einer Sekunde statt, bevor das Filament-Abgabebild bzw. die Filament-Abgabebildsequenz aufgenommen wird, damit das Ergebnis der Überwachung nicht durch anfängliche Diskontinuitäten bei der Fluidabgabe beeinflusst wird.
-
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es in zuverlässiger Weise möglich, existierende aber auch potentielle Abweichungen der Funktionsweise der Düsenanordnung zu erkennen und entsprechend zu reagieren, um der Abweichung entgegenzuwirken.
-
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es insbesondere, potentielle Fehlfunktionen der Düsenanordnung, die einen negativen Einfluss auf die Qualität des mit der Düsenanordnung realisierbaren Sprühmusters haben bzw. haben können, möglichst frühzeitig zu erkennen. Nach Erkennen von potentiellen Fehlfunktionen können automatisch Gegenmaßnahmen initiiert werden, mit welchen eine Abweichung möglichst frühzeitig kompensiert wird.
-
Wenn vorzugsweise automatisch mit Hilfe des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens bestimmt wird, dass zur Behebung einer Fehlerquelle die Unterstützung von externem Servicepersonal erforderlich ist, kann von einem entsprechend zugeordneten Steuersystem vorzugsweise automatisch über eine Remote-Control-Schnittstelle eine entsprechende Fehlermeldung an eine Fernwartungsstelle ausgegeben werden.
-
Die Fernwartung (Remote Maintenance) von Düsenanordnungen gewinnt beim Support der Hard- und Software von Heißschmelzmaschinenherstellern zunehmend an Bedeutung. Durch die immer stärkere Vernetzung der Steuersysteme der Heißschmelzmaschinen über das Internet, den Aufbau von firmeninternen Intranets und herkömmliche Telekommunikationswege (ISDN, Telefon) erweitern sich die Möglichkeiten der direkten Unterstützung im Support. Nicht zuletzt wegen der Einsparmöglichkeiten bei Reisekosten und die bessere Ressourcennutzung (Personal und Technik) werden Produkte der Fernwartung zur Kostensenkung in Unternehmen genutzt. Fernwartungsprogramme ermöglichen es dem entfernt sitzenden Servicetechniker, direkt auf die überwachte Düsenanordnung zuzugreifen und deren Status abzufragen, um vorausschauende Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise Wartungsintervalle, einzuplanen und durchzuführen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Überwachen der Funktionsfähigkeit einer Düsenanordnung und/oder zum Ermitteln einer Funktionseinschränkung einer Düsenanordnung, wobei die Düsenanordnung ausgebildet ist, zumindest bedarfsweise ein Fluid und insbesondere einen thermoplastischen Klebstoff auf ein Substrat aufzubringen. Hierzu weist die Düsenanordnung mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von ersten Austrittsdüsen auf.
-
Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ist insbesondere ausgebildet, das zuvor beschriebene Überwachungsverfahren in die Tat umzusetzen. Hierzu weist die Überwachungsvorrichtung mindestens einen photoelektrischen Detektor auf, welcher ausgebildet ist, ein Filament-Abgabebild oder eine Filament-Abgabebildsequenz von der mindestens einen ersten Düsenanordnung aufzunehmen.
-
Darüber hinaus weist die Überwachungsvorrichtung eine dem mindestens einen photoelektrischen Detektor zugeordnete Auswerteeinrichtung auf, um ein von dem photoelektrischen Detektor aufgenommenes Filament-Abgabebild bzw. eine von dem photoelektrischen Detektor aufgenommene Filament-Abgabebildsequenz auszuwerten, um eine ggf. existierende Abweichung des Filament-Abgabebilds bzw. der Filament-Abgabebildsequenz von mindestens einer vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Größe zu erfassen.
-
Der Detektor ist insbesondere ausgebildet, gleichzeitig ein Filament-Abgabebild oder eine Filament-Abgabebildsequenz von einer Vielzahl von ersten Austrittsdüsen aufzunehmen.
-
Darüber hinaus findet die Auswertung vorzugsweise dynamisch statt, also während bzw. unmittelbar nach dem Aufnehmen des Filament-Abgabebilds oder der Filament-Abgabebildsequenz.
-
Vorzugsweise ist dem photoelektrischen Detektor ein Gehäuse zugeordnet, um bedarfsweise den photoelektrischen Detektor vorzugsweise vollständig in gekapselter Weise aufzunehmen. In dem Gehäuse ist ein verschließbarer Fensterbereich ausgebildet, über den im geöffneten Zustand des Fensterbereichs von dem photoelektrischen Detektor das Filament-Abgabebild bzw. die Filament-Abgabebildsequenz der mindestens einen ersten Austrittsdüse aufnehmbar ist.
-
Insbesondere beim Überwachen von Düsenanordnungen, die zur Abgabe von Heißschmelzklebern dienen, bietet es sich an, dass der photoelektrische Detektor als Infrarot-Detektor mit einer spektralen Empfindlichkeit vorzugsweise in einem Spektralbereich von 1 µm bis 16 µm ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen auf ein Substrat. Das System weist einen Verteilerkopf auf, welcher vorzugsweise mit einem Aktuator, insbesondere in Gestalt eines Roboterarms, verbunden oder verbindbar ist, und welcher entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Substrat bewegbar ist.
-
Das System weist ferner eine Düsenanordnung zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf das Substrat auf, wobei die Düsenanordnung mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von ersten Austrittsdüsen aufweist, und wobei die Düsenanordnung in einem Montagebereich des Verteilerkopfs vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf verbunden ist.
-
Schließlich weist das erfindungsgemäße System noch eine Überwachungsstation auf zum Überwachen der Funktionsfähigkeit der Düsenanordnung und/oder zum Ermitteln einer Funktionseinschränkung der Düsenanordnung. Dabei ist der Verteilerkopf mit der mindestens einen Düsenanordnung bedarfsweise in die Überwachungsstation überführbar. Die Überwachungsstation weist dabei insbesondere eine Überwachungsvorrichtung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art auf.
-
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße System ist insbesondere vorgesehen, dass wobei der Verteilerkopf und insbesondere der Aktuator, mit dem der Verteilerkopf vorzugsweise verbunden ist, ausgebildet ist, sich vorzugsweise automatisch und noch bevorzugter wahlweise automatisch in die Überwachungsstation derart zu bewegen, dass vorzugsweise schrittweise und insbesondere gruppenweise die einzelnen Filament-Abgabebilder der ersten Austrittsdüsen der mindestens einen Düsenanordnung von dem mindestens einen photoelektrischen Detektor aufnehmbar sind.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine exemplarische Ausführungsform eines Systems zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen auf ein Substrat, wobei sich das Auftragsystem in einer Überwachungsstation zum Überwachen der Funktionsfähigkeit der Düsenanordnungen des Auftragsystems bzw. zum Ermitteln einer Funktionseinschränkung der Düsenanordnungen des Auftragsystems befindet;
- 2 eine weitere isometrische Ansicht des Auftragsystems gemäß 1;
- 3 schematisch und in einer isometrischen Ansicht der mindestens eine photoelektrische Detektor der Überwachungsstation gemäß 1;
- 4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine exemplarische Ausführungsform der bei dem Auftragsystem gemäß 1 zum Einsatz kommenden Düsenanordnung;
- 5 schematisch eine Frontansicht der exemplarischen Ausführungsform der Düsenanordnung gemäß 4 auf die stirnseitige Seitenfläche des Grundkörpers der Düsenanordnung; und
- 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus 5, welcher in 5 mit dem mit „A“ gekennzeichneten Kreis angedeutet ist.
-
Dass thermoplastische Klebstoffe gute Bindemittel bilden, wurde schon vor Langem erkannt. Sie erhärten schnell, was einen besonderen Vorteil bedeutet, wenn der Klebstoff schrittweise aufgetragen wird und die Verbindung der zu verklebenden Teile dann sofort erfolgt, und die erhaltene Klebeverbindung ist sehr stark. Ferner ist die Auswahl der Bestandteile, aus denen sich thermoplastische Klebstoffe zusammensetzen lassen, so groß, dass für einen gegebenen Zweck leicht eine entsprechende Klebstoffkomposition hergestellt werden kann.
-
Dennoch haben sich dem verbreiteten Gebiet dieser Klebstoffe insofern gewisse Schwierigkeiten in den Weg gestellt, dass der thermoplastische Klebstoff dazu neigt, die zur Klebstoffabgabe eingesetzten Austrittsdüsen einer Düsenanordnung zu verstopfen.
-
Dies ist insbesondere für Anwendungen problematisch, bei welchen beispielsweise Dekormaterialien auf ein Substrat eines Innenausstattungsteils eines Fahrzeugs über eine Klebeverbindung aufgebracht werden sollen. Bei solchen Anwendungen besteht die Gefahr, dass die Klebeverbindung zwischen der Dekorlage einerseits und dem Substrat andererseits auch von der Sichtseite (= A-Seite) des Innenausstattungsteils noch sichtbar/erkennbar und/oder haptisch erfassbar ist, wenn insbesondere die Klebstoffschicht beispielsweise aufgrund einer Verstopfung oder teilweisen Verstopfung einer der Austrittsdüsen der Düsenanordnung nicht flächig genug und nicht gleichmäßig genug auf das Substrat bzw. die Dekorschicht aufgetragen wurde.
-
Um diesem Nachteil zu begegnen und die Qualität der Klebstoffauftragung zu optimieren, ist erfindungsgemäß eine Überwachungsstation vorgesehen, in welcher die Düsenanordnung mit nur einer geringen Stillstandzeit des Auftragsystems im Hinblick auf ihre Funktionsfähigkeit überprüfbar ist.
-
In 1 und 2 ist eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsstation 10 mit einem in die Überwachungsstation 10 eingefahrenen Verteilerkopf 1 eines Auftragsystems gezeigt.
-
Das Auftragsystem ist ausgebildet, mit Hilfe der Austrittsdüsen 3, die an dem Verteilerkopf 1 montiert sind, in einer automatisierten Weise auf bestimmte Bereiche insbesondere eines als Formteil ausgebildeten Substrats (nicht in den Zeichnungen dargestellt) einen thermoplastischen Klebstoff aufzutragen.
-
Hierzu weist das Auftragsystem den bereits genannten Verteilerkopf 1 auf, welcher vorzugsweise mit einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Roboterarm oder einem derartigen Aktuator verbunden oder verbindbar ist, und welcher mit Hilfe des Roboterarms/Aktuators relativ zu dem Substrat bewegbar ist.
-
Vorzugsweise ist der Verteilerkopf 1 ebenfalls mit Hilfe des Roboterarms/Aktuators in die Überwachungsstellung in der Überwachungsstation 10 überführbar.
-
Das Auftragsystem weist eine Düsenanordnung 2 auf, welche in einem Montagebereich des Verteilerkopfs 1 vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf 1 verbunden ist. Die Düsenanordnung 2 wird im Wesentlichen durch einen in etwa rechteckigen Grundkörper gebildet, über den die Düsenanordnung 2 mit dem Montagebereich des Verteilerkopfs 1 verbunden ist.
-
Wie es den Darstellungen in 4 bis 6 entnommen werden kann, kann der Grundkörper beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen rechteckige Konfiguration mit einer stirnseitigen Seitenfläche aufweisen. Die stirnseitige Seitenfläche erstreckt sich in einer Richtung, die im Betrieb der Düsenanordnung 2, d.h. wenn die Düsenanordnung 2 zum Auftragen von Fluiden auf ein Substrat verwendet wird, senkrecht zu der Richtung verläuft, in welcher das Substrat relativ zu der Düsenanordnung 2 bewegt wird.
-
In der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers ist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten ersten Austrittsdüsen 3 für das auf das Substrat aufzutragende Fluid ausgebildet.
-
Die ersten Austrittsdüsen 3 sind bei dem in 4 bis 6 gezeigten Beispiel in einer sich entlang der Längsrichtung der stirnseitigen Seitenfläche erstreckenden ersten Reihe angeordnet.
-
Ferner ist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten zweiten Austrittsdüsen 4 für ein zweites Fluid vorgesehen. Die zweiten Austrittsdüsen 4 sind in einer sich entlang der Längsrichtung der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers erstreckenden zweiten Reihe ausgebildet.
-
Wie es insbesondere der Darstellung in 5 entnommen werden kann, verläuft die zweite Reihe mit den zweiten Austrittsdüsen 4 parallel zu der ersten Reihe mit den ersten Austrittsdüsen 3.
-
In der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers ist ferner eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten dritten Austrittsdüsen 5 für ein Fluid, insbesondere ein Fluid, welches auch über die zweiten Austrittsdüsen 4 verströmt wird, ausgebildet.
-
Im Einzelnen sind die dritten Austrittsdüsen 5 in einer sich entlang der Längsrichtung der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers erstreckenden dritten Reihe ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Reihe mit den ersten Austrittsdüsen 3 zwischen der zweiten und dritten Reihe mit den zweiten und dritten Austrittsdüsen 4, 5 angeordnet ist.
-
Die ersten Austrittsdüsen 3 dienen dazu, Klebstofffilamente bzw. Klebstoffstrahlen 6 abzugeben, während die zweiten und dritten Austrittsdüsen 4, 5 zur Ausgabe von Formungsluft dienen.
-
Nachfolgend wird insbesondere unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 bis 3 die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsstation 10 näher beschrieben.
-
Die Überwachungsvorrichtung dient insbesondere zum Überwachen der Funktionsfähigkeit einer Düsenanordnung 2 und zum Ermitteln einer Funktionseinschränkung einer Düsenanordnung 2.
-
Im Wesentlichen weist die Überwachungsstation 10 einen photoelektrischen Detektor 9 auf, welcher ausgebildet ist, ein Filament-Abgabebild oder eine Filament-Abgabebildsequenz von der zu überprüfenden/zu überwachenden Düsenanordnung 2 aufzunehmen. Dem photoelektrischen Detektor 9 ist eine Auswerteeinrichtung zugeordnet, um das von dem photoelektrischen Detektor 9 aufgenommene Filament-Abgabebild bzw. die von dem photoelektrischen Detektor 9 aufgenommene Filament-Abgabebildsequenz auszuwerten, um eine ggf. existierende Abweichung des Filament-Abgabebilds bzw. der Filament-Abgabebildsequenz von mindestens einer vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Größe zu erfassen.
-
Um zu verhindern, dass der photoelektrische Detektor 9 und die dem Detektor 9 zugeordnete Auswerteeinrichtung beschädigt oder durch das Versprühen des thermoplastischen Klebstoffs verschmutzt wird, ist der photoelektrische Detektor 9 vorzugsweise zusammen mit der Auswerteeinrichtung zumindest bereichsweise in einem Gehäuse 7 aufgenommen, wie es beispielsweise in 3 schematisch gezeigt ist. Das Gehäuse 7 weist einen verschließbaren Fensterbereich 8 auf, über den im geöffneten Zustand des Fensterbereichs 8 von dem photoelektrischen Detektor 9 das Filament-Abgabebild bzw. die Filament-Abgabebildsequenz der mindestens einen Austrittsdüse aufnehmbar ist.
-
Die Auswerteeinrichtung ist ferner mit einer Schnittstelle versehen, um eine Fehler- oder Warnmeldung ggf. abzugeben. Die Schnittstelle kann insbesondere auch als Remote-Control-Schnittstelle ausgebildet sein.
-
Bei der in den Zeichnungen (1 und 2) gezeigten Ausführungsform der Überwachungsstation 10 ist der photoelektrische Detektor 9 insbesondere ausgebildet, gleichzeitig ein Filament-Abgabebild von allen Austrittsdüsen 3 einer Düsenanordnung 2 aufzunehmen.
-
In diesem Zusammenhang bietet es sich insbesondere an, dass der photoelektrische Detektor 9 als Infrarot-Detektor 9 ausgebildet ist, um so die Störungsanfälligkeit des Detektors 9 zu minimieren, insbesondere, wenn mit Hilfe der Düsenanordnung 2 thermoplastische Klebstoffe versprüht werden.
-
Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Düsenanordnung 2 wird zunächst ein Filament-Abgabebild und vorzugsweise eine Filament-Abgabebildsequenz der Austrittsdüsen 3 der Düsenanordnung 2 aufgenommen. Insbesondere erfolgt dies in einem oberen Bereich der von den Austrittsdüsen 3 abgegebenen Fluidstrahlen unmittelbar nach dem Verlassen der entsprechenden Düsenöffnungen.
-
Beim Auswerten des aufgenommenen Filament-Abgabebilds bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz wird insbesondere (vorzugsweise automatisch oder zumindest teilweise automatisch) geprüft, ob ggf. eine Abweichung des aufgenommenen Filament-Abgabebilds bzw. der aufgenommenen Filament-Abgabebildsequenz von mindestens einer vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Größe vorliegt. Anschließend wird eine Fehler- oder Warnmeldung ausgegeben, wenn eine (hinreichend große) Abweichung von der mindestens einen Soll-Größe erfasst wird.
-
Bei dem Aufnehmen des Filament-Abgabebilds bzw. der Filament-Abgabebildsequenz mit Hilfe des photoelektrischen Detektors 9 ist insbesondere die Formungsluft, die über die zweiten und dritten Austrittsdüsen 3 der Düsenanordnung 2 abgegeben wird, zu unterbrechen.
-
Gemäß Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das aufgenommene Filament-Abgabebild bzw. die aufgenommene Filament-Abgabebildsequenz derart ausgewertet wird, dass mindestens eine der nachfolgend aufgeführten Ist-Größen ermittelt wird, die dann mit einer entsprechenden Soll-Größe verglichen wird:
- (a) ein mittlerer Durchmesser eines jeden von den Austrittsdüsen 3 abgegebenen Fluidstrahls;
- (b) eine mittlere Ablenkung eines jeden von den Austrittsdüsen 3 abgegebenen Fluidstrahls von einer Vorzugsrichtung, insbesondere von der vertikalen;
- (c) einen Kontinuitätsgrad des von der mindestens einen ersten Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls; und/oder
- (d) die Anzahl der von der mindestens einen ersten Austrittsdüse 3 abgegebenen Fluidstrahlen/Filamente, insbesondere wenn die mindestens eine erste Austrittsdüse 3 mehrere Düsenaustrittsöffnungen aufweist.
-
Als photoelektrischer Detektor 9 mit zugeordneter Auswerteeinrichtung kommt insbesondere ein Vision-Sensor der Firma KEYENCE (Osaka, Japan) zum Einsatz, wie er beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2019 217 324 A1 beschrieben wird. Insbesondere eignen sich dabei Sensoren der Modelreihe IV2. Selbstverständlich kommen aber auch andere Detektoren in Frage, insbesondere solche, mit einem intelligenten Erkennungsalgorithmus.
-
Wie in 1 und 2 angedeutet, ist der Überwachungsstation 10 eine Auffangwanne 11 zugeordnet, um das von den zu prüfenden Austrittsdüsen 3 in der Überwachungsstation 10 versprühte Fluid aufzufangen. Der Auffangwanne 11 kann ein Spritzschutz zugeordnet sein, um eine Kontamination der Komponenten der Überwachungsstation 10 zu verhindern.
-
Vorzugsweise sind möglichst alle Flächen der Überwachungsstation 10, die in Richtung des Überwachungsbereichs des mindestens einen photoelektrischen Detektors 9 zeigen, derart ausgebildet und insbesondere beschichtet, dass diese im Vergleich zur Umgebung keine oder fast keine Lichtmenge reflektieren.
-
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verteilerkopf
- 2
- Düsenanordnung
- 3
- erste Austrittsdüsen
- 4
- zweite Austrittsdüsen
- 5
- dritte Austrittsdüsen
- 6
- Klebstoffstrahl/Klebstofffilament
- 7
- Gehäuse des photoelektrischen Detektors
- 8
- Fensterbereich des Gehäuses
- 9
- photoelektrischer Detektor
- 10
- Überwachungsstation
- 11
- Auffangwann
-
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
-
- EP 0872580 A [0003]
- DE 102019217324 A1 [0075]
