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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Überprüfung der Kontinuität eines Bandes eines Produktes wie beispielsweise
ein eine Dichtung zwischen zwei ebenen Oberflächen, wie z.B. zwischen zwei
Gehäuseteilen eines Verbrennungsmotors, bildendes Klebstoffband.
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Seit mehreren Jahren wird die Dichtheit zwischen zwei übereinander
geflanschten Gehäuseteilen durch das Auftragen und das Zerdrücken eines
Bandes eines pastenartigen Produktes erzeugt, das auf der im allgemeinen
ebenen Flanschfläche der übereinanderliegenden Teile aufgetragenen wird.
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Die Dichtheit ist nur gewährleistet, wenn das Band keine Unterbrechungen
aufweist und vor dem Zerdrücken eine bestimmte Breite hat.
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Eine bekannte Technik zum Gewährleisten der Überwachung der Kontinuität
eines derartigen Bandes besteht (vgl. z.B. EP-A-0 454 561) im Beleuchten einer
Szene, in der sich normalerweise das Band befinden soll, mittels eines
Lichtleitfaserbündels und im Empfangen des reflektierten Lichtes durch ein
anderes Lichtleitfaserbündel, um das reflektierte Licht zu analysieren und um
daraus das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein des Bandes zu
schließen. Denn das Band beeinflußt durch seine Farbe die Wellenlängen des
reflektierten Lichtes und beim Vergleichen dieses Lichtes oder eines Bruchteiles
(wellenlängenmäßig) davon mit einem Grenzwert, wird ein Alarmsignal, das für
ein Nichtvorhandensein des Bandes steht, erzeugt oder nicht.
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Diese Technik bringt viele Nachteile mit sich, die vor allem in der optischen
Natur der Signale und in den Mitteln ihrer Übertragung liegen, und zwar sowohl
hinsichtlich der einfallenden Strahlen als auch der reflektierten Strahlen.
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Denn, um kleine Abmessungen zu haben und um dem zu überprüfenden Band
auf genaue Art und Weise zu folgen, macht diese Vorrichtung Gebrauch von
einer "optischen Drehverbindung" dank der das einfallende Licht und das
reflektierte Licht zwischen einem feststehenden Teil und einem zur Rotation
beweglichen Teil übertragen werden, ohne daß die Leiter den Grad des
winkeligen Schwenkbereiches des einen Teiles relativ zu dem anderen Teil
einschränken. Dennoch führt diese optische Drehverbindung Störungen in die
Lichtkette ein, die ausreichend groß sind, um die Analyse und die Überprüfung
der im reflektierten Licht enthaltenen Informationen weniger zuverlässig werden
zu lassen. Man hat außerdem festgestellt, daß die Reflexionsqualität des
Hintergrundes, d.h. die metallene Oberfläche, auf der das Klebstoffband
aufgebracht wird, sehr verschieden ist. Unter diesen Umständen ist es sehr
schwierig, ein automatisches Signal über das Vorhandensein oder das
Nichtvorhandensein des Klebstoffbandes zu erhalten, das zuverlässig wäre.
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Die Erfindung schlägt vor, diese Vorrichtung und das Analyseverfahren zu
verbessern, und zwar einerseits durch Beseitigen der Ursachen für Fehler und
Streuung bei einem Rücksignal und andererseits durch Ermöglichen einer
ständigen und kontinuierlichen Anzeige des Bandes, dank der zur
automatischen Überprüfung durch einen Sensor eine visuelle Überprüfung
hinzugefügt werden kann.
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Zu diesem Zweck ist folglich das erste Ziel der Erfindung ein Verfahren zur
Überprüfung des Bandes eines eine Dichtung bildenden Produktes, das auf eine
Oberfläche aus dem Ende einer oberhalb dieser Fläche angeordneten Düse
entlang einer vorgegebenen Bahn abgegeben wird, wobei man hinter der
Düse - bezogen auf ihre Bewegungsrichtung - den frisch aufgebrachten Abschnitt des
Bandes durch ein Lichtstrahlenbündel beleuchtet, das aus einem
Lichtleitfaserbündel austritt und wobei man das reflektierte Licht empfängt, um
es an eine Verarbeitungseinheit zu übertragen. Erfindungsgemäß ist das
Lichtleitfaserbündel rohrförmig und das reflektierte Licht wird entlang einem
optischen Weg an eine Verarbeitungseinheit übertragen, der die Struktur und
die Ausrichtung der beleuchteten Szene bis zu einem Sensor zur Umwandlung
dieses Lichtes in elektrische Signale erhält, wobei der Sensor mit dem
rohrförmigen Belichtungslichtleitfaserbündel bewegbar ist und man die von dem
Sensor abgegebenen elektrischen Signale, jedoch gegebenenfalls verarbeitet,
über Schleifkontakte an eine feststehende Auswertungseinrichtung überträgt.
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Man versteht, daß man durch diese Anordnung all die Störungen beseitigt, die in
Höhe einer optischen Drehverbindung in Bezug auf das reflektierte Licht, das
eine relativ schwache Leuchtintensität hat, bestehen können. Denn man ist
heute imstande, Schleifkontakte herzustellen, in denen kein Verlust auftritt, vor
allem da in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Rotation der festen und der
beweglichen Teile bezogen aufeinander von geringer Geschwindigkeit und
Amplitude ist. Außerdem erhält das erfindungsgemäße Verfahren die Struktur
und die Ausrichtung der beobachteten Szene, die daher leicht wiederhergestellt
werden kann, im Gegensatz zu Systemen mit optischen Fasern, in denen nur die
Intensität und die Farbe eines von einer beobachteten Szene ausgesendeten
Signals übertragen werden können, es sei denn, daß medizinische
Aufnahmetechniken, die sehr kostspielig sind, verwendet werden.
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Um dieses Verfahren wirtschaftlich durchzuführen und um folglich von den
Techniken mit geordneten, also kostspieligen, optischen Fasern wegkommen zu
können, hat die Erfindung als zweites Ziel eine Vorrichtung umfassend eine
Düse zum Abgeben eines Klebstoffes, Detektororgane, die nahe dem Ausgang
der Düse angeordnet und von einem Rotor gehalten sind, der sich relativ zu
einem die Düse tragenden Stator um eine mit der Achse der Düse
zusammenfallende Achse dreht und ein Lichtleitfaserbündel umfassende Mittel
zur Übertragung von Beleuchtungslicht zu den Detektororganen.
Erfindungsgemäß ist das Ende des Bündeis in den Detektororganen rohrförmig
ausgebildet, während ein Sensor für das reflektierte Licht an dem Rotor gehalten
ist und während Mittel zur Übertragung des reflektierten Lichtes die
Detektororgane mit dem Sensor verbinden und einen optischen Pfad, der
innerhalb des rohrförmigen Beleuchtungsfaserbündels liegt, und einen
geneigten Spiegel umfassen, um die vom optischen Weg in Richtung des
Sensors abgegebenen Strahlen ohne Verzerrung des Bildes der
Lichtreflektionszone zu reflektieren, das an dem Ende des rohrförmigen Bündeis
aufgenommen wird und die zu überwachende Szene darstellt, wobei die vom
Sensor abgegebenen Signale durch einen Schleifkontakte aufweisenden
Drehkollektor, der zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist, an eine
Auswertungseinrichtung übertragen werden. Der Pfad kann selbstverständlich
Linsen umfassen, die ein Fokussieren oder Sammeln der Lichtstrahlenbündel
ermöglichen, ohne dabei die Struktur und die Kohärenz zu ändern.
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Es wäre vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser des rohrförmigen Endes des
Bündeis größer als die Breite des Bandes wäre.
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Vorzugsweise ist der Sensor von einer aus einer Farbvideokamera an sich
bekannten Zellenmatrix gebildet, die abgetastet wird und mit einer
Verarbeitungsschaltung zur Verarbeitung der Grundkomponenten des Lichtes
verbunden ist. Aufgrund der erhaltenen geometrischen Anordnung der
beobachteten Szene, versteht man, daß es vollkommen möglich ist, mittels eines
einfachen und klassischen Videoverfahrens, das Bild der Szene in elektrische
Signale umzuwandeln, um dieses Bild bequem zu transportieren und es auf
einem Bildschirm erneut zusammenzusetzen.
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So werden die von der Verarbeitungsschaltung abgegebenen Signale durch den
Drehkollektor, der zwischen dem Stator und dem Rotor der Vorrichtung
angeordnet ist, an eine feststehende Auswertungseinrichtung übertragen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung eines nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispieles mit Bezug
auf die einzige beigefügte Figur.
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Diese Figur stellt, gesehen als Axialschnitt, die Vorrichtung der Erfindung dar,
die eine Düse 1 hat, mit Hilfe der ein Klebstoffband 2 auf eine Oberfläche 3
abgegeben wird. Diese Düse befindet sich im Inneren eines rohrförmigen
Trägerteiles 4, und zwar koaxial zu dem letztgenannten. Dieses rohrförmige Teil
hat einen obenliegenden Bund 5 zu seiner Befestigung an einer Vorrichtung
zum Halten und Führen der Düse 1 parallel zur Oberfläche 3. Das Teil 4 stellt
einen Stator dar, in dem mittels zweier Wälzlager 7 und 8 ein Rotor 6 drehbar
gelagert ist. Der Rotor 6 ist im unteren Teil mit Organen 9 zur Detektion des
Vorhandenseins des Bandes 2 ausgestattet. Mittels einer nicht dargestellten
Regelungsvorrichtung sind die Detektororgane 9 immer hinter der Düse 1 in
Bezug auf ihre Vorschubrichtung A oberhalb der Oberfläche 3 angeordnet.
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Die strichpunktierte Linie 10 stellt symbolisch ein Lichtleitfaserbündel dar, das
von einer nicht gezeigten Lichtquelle ausgeht. In dem Stator 4 wird das Bündel
als rohrförmiges Bündel 11 ausgebildet. So bilden die Enden der Fasern des
rohrförmigen Bündels 11 um die Düse 1 herum einen Ring 12. Dieser Ring ist in
einer radialen Fläche 13 des Stators 4 ausgebildet, die sich gegenüber und
nahe einer radialen Fläche 14 des Rotors 6 befindet.
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Der Rotor 6 umfaßt ebenfalls ein Lichtleitfaserbündel 15, das an seinem oberen
Ende nahe der Fläche 14 als rohrförmiges Bündel 16 ausgebildet ist, um in
Höhe der Fläche 14 einen Ring ähnlich dem, der das Ende des rohrförmigen
Bündels 11 in der Fläche 13 bildet, darzustellen. An seinem unteren Ende ist
das Bündel 15 im Inneren der Detektororgane 9 ebenfalls als rohrförmiges
Bündel 17 ausgebildet, wobei das Innere dieses rohrförmigen Bündels hohl ist.
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Man hat zwischen dem Bündel 10 und dem Bündel 15 in Höhe der Flächen 13
und 14 eine optische Drehverbindung hergestellt, die eine Übertragung des
Lichtes von der Quelle, von der das Bündel 10 ausgeht, bis zum rohrförmigen
Bündel 17 ermöglicht. Die optischen Fasern sind so, daß das von jeder Faser
am Ende des rohrförmigen Bündels 17 abgegebene Licht einen Kegel mit relativ
großem Scheitelwinkel bildet, so daß die gesamte Zone, die gegenüber dem
zentralen Hohlraum des rohrförmigen Bündels 17 liegt, einwandfrei beleuchtet
ist. Diese beleuchtete Zone stellt die zu überwachende Szene dar, d.h. die, die
vom Band 2 durchquert wird. In dieser Hinsicht wird man feststellen, daß es
nützlich ist, wenn der lnnendurchmesser des rohrförmigen Bündels 17 oder der
Durchmesser seines zylindrischen Hohiraumes größer ist als die Breite des
Bandes 2.
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Das durch diese Szene reflektierte Licht folgt einem optischen Pfad 18 in der
Figur, der durch das Innere des rohrförmigen Bündeis, einen hohlen Teil des
Rotors und einen geneigten Spiegel gebildet ist, der ein Zurückstrahlen der
reflektierten Strahlen in einer radialen Richtung bezogen auf den Rotor
ermöglicht. Der optische Pfad ist in einem Träger 20 für eine geordnete
Anordnung lichtempfindlicher Zeilen 21, ähnlich denen, die in einem
Videokameraverfahren verwendet wird, enthalten.
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Wie es beim Video bekannt ist, wird man leicht erkennen, daß jede Zelle in drei
Teile geteilt ist, deren jeder für eine der drei Grundfarben des Lichtes blau, grün
und rot empfindlich ist. Die Zellenanordnung ist in einer Matrize angeordnet und
diese Matrize wird gemäß einer Abtastreihenfolge, die nach Raum und Zeit
genau festgelegt ist, abgetastet und gibt ein numerisches Signal für jeden der
drei Bestandteile des Lichtes, das sie empfängt, ab. Diese Signale werden dann
zu ihrer Verarbeitung zu einer elektronischen Einheit 22 übertragen, die selbst
auf dem Rotor 6 der Vorrichtung und bevorzugt gegenüber der Matrize 21 zum
Ausgleich des Rotors untergebracht ist, wobei diese Verarbeitungseinheit eine
Modulation und eine Kodierung der Signale, die sie empfängt, vornimmt, um sie
für eine Übertragung zu einer Auswertungseinheit vorzubereiten. Diese
Übertragung, die im allgemeinen eine serielle Übertragung ist, findet mittels
elektrischer Schleifkontakte statt, nämlich elektrischer kreisförmiger Leiter 23,
die am Ausgang der elektronischen Verarbeitungseinheit 22 angeschlossen
sind, getragen durch einen Ring 24, der drehfest auf dem Rotor 6 sitzt, und
Bürsten 25, die über jeden der Leiter 23 schleifen. Diese Bürsten 25 sind
feststehend, denn sie werden von dem Stator 4 getragen und sind mit dem
Eingang einer elektronischen Einheit 26 zur Demodulation der Signale
verbunden, die sie an eine Vorrichtung 27 überträgt, die ermöglicht, daß sie mit
einem Referenzwertbereich verglichen werden, der dem entspricht, den man von
einem Licht, das durch ein Testmuster des Bandes reflektiert wird, erwartet. Der
Referenzbereich oder das Referenzfenster werden bevorzugt durch Lernen der
Vorrichtung und durch Speicherung der Werte entsprechend einem
Referenzmuster festgelegt. Gemäß den Ergebnissen des Vergleichs eines jeden
der Signale mit dem entsprechenden Referenzfenster, haben am Ausgang der
Vorrichtung 27 die durch sie abgegebenen Signale, einen hohen oder niedrigen
Wert und werden auf einer Anzeigenmatrize (einem Videobildschirm 28) wieder
so verteilt, wie sie in Höhe der Matrize abgetastet wurden.
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Auf dem Videobildschirm 28 wird daher beispielsweise auf schwarzem Grund ein
durch die Detektorvorrichtung 9 gesehenes Bild 29 des Bandes erscheinen.
Dieses Bild wird durch Abtasten wie bei gewöhnlichen Videoverfahren erzeugt
und ermöglicht eine visuelle Überwachung der Qualität des Bandes 2. Ein
abgeleitetes Signal der durch die Vorrichtung 27 abgegeben Signale wird zu
einer Alarmvorrichtung 30 geleitet, die ansprechen kann, wenn während eines
bestimmten Zeitraumes, kein Signal entsprechend dem Vorhandensein des
Bandes abgegeben wird. Dieser Zeitraum kann in Abhängigkeit der
Durchschnittsstärke des aufgebrachten Bandes bestimmt werden, da kleine
Unterbrechungen die Bildung einer guten Dichtheit während dem Zerdrücken
des Bandes zwischen den zwei Teilen nicht verhindern können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine äußerst gute Ilberwachung
der Qualität des aufgebrachten Bandes zugleich mit einer Darstellung
desselben, die sehr nützlich für den mit der Maschine beauftragten
Bedienungsmann sein kann.