DE69721899T2

DE69721899T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Luftblasen mittels Schallemission

Info

Publication number: DE69721899T2
Application number: DE69721899T
Authority: DE
Inventors: Bernard Gillet
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: ES2197976T3; DE69721899D1; EP0813061A1; FR2749934B1; EP0813061B1; FR2749934A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von vorhandenen Luftblasen in einer Naht, wie etwa eine über eine Düse auf einen Gegenstand aufgetragene Klebstoffnaht, sowie eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Die zu beleimenden Gegenstände können beispielsweise Windschutzscheiben, hintere Scheiben oder Heckscheiben von Kraftfahrzeugen oder auch Teile einer Tür- oder Haubenverkleidung sein.
Dabei kann der in Kanistern oder Fässern gelagerte und über eine Pumpe der Beleimdüse zugeführte Klebstoff Luftblasen beinhalten, welche die Naht somit inhomogen und unregelmäßig machen, wodurch die Qualität der Naht beeinträchtigt wird und beispielsweise Mängel in der Dichtheit im Bereich der Naht hervorgerufen werden können. Es ist also erforderlich, das Vorhandensein von Luftblasen zu erfassen.
Bekannte Einrichtungen zum Erfassen von Luftblasen nutzen den Druckabfall, der sich aus dem Entweichen der Luftblasen im Bereich des Pumpenaustritts und innerhalb der Leitungen ergibt. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 163 069 bekannt. Diese bekannten Einrichtungen weisen den wesentlichen Nachteil auf, dass ihre Empfindlichkeit durch die von den Leitungen hervorgerufenen Dämpfungseffekte und dem unter hohen Druck stehenden Klebstoff beträchtlich vermindert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Durchführen desselben vorzuschlagen, mit denen die Nachteile bekannter Systeme ausgeräumt werden.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Luftblasen durch Aufnehmen der Ultraschallwellen erfasst werden, die von der beim heftigen Entweichen der Luftblasen am Austritt der Düse entstehenden Explosion erzeugt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der Umgebungsultraschallpegel ermittelt und werden für die Erfassung der Luftblasen nur diejenigen Ultraschallwellen festgehalten, die einen in Abhängigkeit vom Umgebungspegel vorbestimmten Schwellwert übersteigen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der Umgebungsschallpegel zu Beginn eines jeden Beleimzyklus gemessen und der vorgenannte Schwellwert in Abhängigkeit von diesem Schallpegel bestimmt.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der Ort einer erfassten Luftblase vorteilhaft mittels Markierung identifiziert.
Die Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor für Ultraschallwellen, der sich nahe der Düse befindet, und eine Vorrichtung zum Auswerten der vom Sensor erzeugten elektrischen Signale enthält.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal enthält die Auswertevorrichtung eine einstellbare Schwellwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, Ausgangssignale nur in Antwort auf vom Sensor stammende Eingangssignale zu erzeugen, die den genannten Schwellwert übersteigen.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung deutlicher hervorgehen, im Zusammenhang mit den beigefügten schematischen Zeichnungen, die sich nur beispielhaft verstehen und mehrere Ausführungsformen der Erfindung darstellen, worin zeigt:
1 in Form eines Funktionsschemas eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Erfassen von vorhandenen Luftblasen,
2 in Form von Diagrammen zwei Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen von Luftblasen,
3 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Erfassen von Luftblasen und zum Markieren der Stellen, an denen diese vorhanden sind, und
4 eine zu 3 ähnliche schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfassungs- und Markierungsvorrichtungen.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein zu beleimender Gegenstand dargestellt, wie etwa eine Windschutzscheibe, Seitenscheiben oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs oder auch ein Tür- bzw. Haubenverkleidungselement, mit 2 ein Roboter bzw. Handhabungsgerät für das zu beleimendes Objekt 1, mit 3 eine Beleimdüse und mit 4 die Einrichtung zum Erfassen von Luftblasen, die im durch die Düse 3 auf den Gegenstand 1 aufgetragenen Klebstoff vorhanden sind. Die Figur zeigt auch bei 5 und 6 einen den Klebstoff enthaltenden Behälter und eine Pumpe, um diesen Klebstoff der Düse 3 zuzuführen.
Die Einrichtung 4 zum Erfassen von Luftblasen beruht auf der Auswertung der Auswirkung der Explosion, die durch heftiges Entweichen der eingeschlossenen und unter hohem Druck stehenden Luftblasen im Klebstoff am Austritt der Düse erzeugt wird. Dieses heftige Entweichen der Luftblasen bewirkt eine Emission von hörbaren Tönen und eine hohe Emission von Ultraschallwellen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden letztere aufgenommen und im Zusammenhang mit dem Umgebungslärm in industrieller Umgebung ausgewertet, in der die Beleimung stattfindet.
Dazu enthält die erfindungsgemäße Einrichtung einen Sensor 7 für Ultraschallwellen, die beim Entweichen der Luftblasen aus der Düse 3 entstehen, eine Vorrichtung 8 zum Verarbeiten der elektrischen Signale, die vom Sensor 7 ausgegeben werden, und eine Steuereinheit 9, die zwischen der Verarbeitungsvorrichtung 8 und dem Roboter 2 angeordnet ist.
Der Sensor 7 befindet sich benachbart zum Austritt des Klebstoffs aus der Düse 3 und wirkt als Mikrophon für Ultraschallwellen. Die Verarbeitungsvorrichtung 8 enthält in Reihe angeordnet einen Verstärker 11 für vom Sensor 7 stammende elektrische Signale, eine einstellbare Schwellwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, nur Signale durchzulassen, die diesen Schwellwert übersteigen, und eine Einheit 13 zum Umwandeln der am Ausgang der Einheit 12 erzeugten Signale. Die Vorrichtung 8 enthält ferner eine Tariereinheit 14 zum Erstellen des Schwellwerts der Einheit 12.
Die Steuereinheit 9 empfängt über die Verbindung 16 die Signale zum Erfassen einer Luftblase, gibt der Tariereinheit 14 bei 17 die Signale zu Beginn eines Beleimzyklus aus und wirkt über eine Verbindung 18 auf den Roboter 2 ein.
Anhand von 3 ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer Vorrichtung zum Markieren der Stelle einer Erfassung einer vorhandenen Luftblase versehen ist. Diese Vorrichtung enthält einen Farbbehälter 20 und eine Düse 21 zum Markieren durch Aufspritzen von Farbe. Wie in der Figur erkennbar ist, befindet sich die Markierungsdüse nahe der Beleimdüse 3 und streut auf die Klebstoffnaht eine feine Farbspur, die leicht erkennbar ist, um spätere Untersuchungen zu gestatten. Wie durch die Pfeillinie 22 angegeben ist, wird die Markierungsvorrichtung von der Verarbeitungsvorrichtung 8 gesteuert.
Bei der in 3 veranschaulichten Ausführungsform sind der Ultraschallwellensensor 7 und die Markierungsvorrichtung an einem speziellen Träger 24 angebracht, der an der Düse 3 befestigt ist. Dagegen zeigt 4 schematisch eine Ausführungsform, bei welcher der Sensor 7 und die Markierungsvorrichtung in der Beleimdüse 3 integriert sind.
Anhand von 2 wird nachfolgend die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Erfassen von Luftblasen beschrieben.
Während der ersten Millisekunden vor Beginn eines Beleimzyklus, der von der ansteigenden Flanke eines von der Steuereinheit 9 dem Bedienroboter 2 zugeführten Signals ausgelöst wird, misst die Einrichtung den Umgebungsultraschallpegel. In Abhängigkeit von diesem Umgebungsschallpegel erstellt die Tariereinheit 14 den Erfassungsschwellwert der Schwellwerteinheit 11. 2a zeigt das Messsignal Sm in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Figur gibt auch bei a und b den Umgebungsschallpegel bzw. den Erfassungsschwellwert an, der in einem bestimmten Abstand über dem Pegel a liegt. Der Schwellwert b wird so gewählt, dass die Anteile der Messsignale, die beispielsweise bei c angegeben sind und diesen Schwellwert b übersteigen, zuverlässig das Vorhandensein von Luftblasen angeben.
2b zeigt das verarbeitete Signal St, das von der Verarbeitungseinheit 13 ausgehend von Messsignal Sm erzeugt wird. Es ist festzustellen, dass die Verarbeitungsvorrichtung 8 Ausgangssignale erzeugt, die das Vorhandensein von Luftblasen in Form von Und/Oder-Signalen angeben. Die Vorrichtung betrachtet nämlich jegliche heftige Änderung, die höher ist als der oberhalb des Umgebungsschallpegels a festgelegte Schwellwert b, als eine von einer Luftblase erzeugte Änderung.
Die Ausgangssignale der Verarbeitungsvorrichtung 8 werden dann der Markierungsvorrichtung und der Vorrichtung zum Verlagern des beleimten Gegenstands zugeführt, um eine Identifikation über den Verlauf der Klebstoffnaht durchzuführen. Die Markierungsvorrichtung spritzt ein erkennbares Farbzeichen auf die Naht, während die Positionskoordinaten in den Speicher der Einrichtung eingespeichert werden und für eine Nachbearbeitung der Strecke mit der fehlerhaften Stelle wiederverwendet werden können.
Die im Falle eines Fehlers in Form einer Luftblase zu treffende Entscheidung wird bei der Steuereinheit 9 gefällt. Diese kann entweder die Automatik der Einrichtung zum Verlagern der zu beleimenden Gegenstände ansteuern, damit diese augenblicklich den in Beleimung befindlichen Gegenstand in einen Nachbearbeitungsbereich abführen, oder aber den weiteren Beleimzyklus fortsetzen und die Bedienperson auf eine eventuell umgehende Nachbearbeitung hinweisen.
Die vorliegende Erfindung, die auf die Anwendung von Ultraschall beruht, der beim Entweichen von Luftblasen am Düsenaustritt ausgegeben wird, weist die Vorteile eines Fehlens von jeglichem mechanischen Verbindungskontakt zwischen dem Sensor und der Beleimdüse, eine hohe Empfindlichkeit, welche die Erfassung von Mikroluftblasen ermöglicht, und die direkte Anwendung an bestehenden Anlagen auf.

Claims

Verfahren zur Erfassung von vorhandenen Luftblasen in einer Naht, wie etwa eine über eine Düse auf einen Gegenstand aufgetragene Klebstoffnaht, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftblasen durch Auffangen der Ultraschallwellen erfasst werden, die von der beim heftigen Entweichen der Luftblasen am Austritt der Düse (3) entstehenden Explosion erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsultraschallpegel (a) ermittelt wird und für die Erfassung der Luftblasen nur die Ultraschallwellen festgehalten werden, die einen in Abhängigkeit des Umgebungspegels (a) vorbestimmten Schwellwert übersteigen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsultraschallpegel durch Messung zu Beginn eines Beleimzyklus ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort einer erfassten Luftblase identifiziert wird.
Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Beleimdüse, einen Sensor (7) für Ultraschallwellen, der sich nahe dem Austritt der Beleimdüse (3) befindet, und eine Vorrichtung (8) zum Verarbeiten und Auswerten der vom Sensor erzeugten elektrischen Signale enthält.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) zum Auswerten der vom Sensor (7) erzeugten elektrischen Signale eine einstellbare Schwellwerteinheit (12) enthält, die dazu ausgelegt ist, Ausgangssignale nur in Antwort auf vom Sensor (7) stammende Eingangssignale zu erzeugen, die den genannten Schwellwert übersteigen.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (8) eine Einheit (13) zum Umwandeln der am Ausgang der Schwellwerteinheit (12) erzeugten Signale enthält, die dazu ausgelegt ist, Und/Oder-Signale zu erzeugen, wobei diese Signale jeweils die Erfassung einer Luftblase darstellen.
Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (8) eine Tariereinheit (14) enthält, die dazu ausgelegt ist, den Umgebungsultraschallpegel zu Beginn eines jeden Beleimzyklus zu messen und den vorgenannten Schwellwert der Schwellwerteinheit (12) in Abhängigkeit von diesem Umgebungsultraschallpegel zu bestimmen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Markierungsvorrichtung (20, 21) zum Aufspritzen einer sichtbaren Markierung auf das beleimte Teil bei erfolgter Erfassung einer Luftblase enthält.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Speichern der Koordinaten der Stelle am beleimten Teil aufweist, die erfasste, Fehler darstellende Luftblasen zeigt.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Verarbeitungsvorrichtung (8) betätigt zu werden.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) für Ultraschallwellen an einem separaten Träger (24) befestigt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) in der Düse (3) integriert ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (9) zum Auswählen der Behandlung eines Gegenstands enthält, dessen Beleimung die Erzeugung eines Fehlersignals nach erfolgter Erfassung einer Luftblase hervorgerufen hat, um gegebenenfalls diesen Gegenstand einer separaten Nachbearbeitungseinheit zuzuführen oder um den Beleimzyklus fortzusetzen und eine umgehende Nachbearbeitung im Laufe des Zyklus zu bewirken.