WO2017081084A1 - Verfahren und anordnung zum aufbringen von flüssigen oder pastösen stoffen - Google Patents

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WO2017081084A1
WO2017081084A1 PCT/EP2016/077148 EP2016077148W WO2017081084A1 WO 2017081084 A1 WO2017081084 A1 WO 2017081084A1 EP 2016077148 W EP2016077148 W EP 2016077148W WO 2017081084 A1 WO2017081084 A1 WO 2017081084A1
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liquid jet
jet
liquid
substance
monitoring
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PCT/EP2016/077148
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Inventor
Johann Resch
Martin ACHTER
Original Assignee
Polyplan-GmbH Polyurethan-Maschinen
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/082—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to a condition of the discharged jet or spray, e.g. to jet shape, spray pattern or droplet size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/004—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area comprising sensors for monitoring the delivery, e.g. by displaying the sensed value or generating an alarm

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for applying liquid or pasty substances, in particular for applying a wax or a sealant, for.
  • a wax or a sealant for.
  • polyurethane on or in body parts of a vehicle.
  • Polyurethane on or in a body component to apply.
  • liquid or pasty substances in particular a wax or a sealant, for example polyurethane
  • the object is achieved by a method for applying liquid or pasty substances, in particular for applying a wax or a sealant, for example made of polyurethane, on or in body components of a vehicle, the method comprising the steps:
  • a core idea of the present invention is that the
  • Liquid jet (as such), which in the direction of the body component of the
  • Vehicle is directed to apply there the liquid or pasty substance, in particular by optical means, is monitored.
  • monitoring is the measurement of at least one liquid jet parameter, that is to say a parameter which describes the liquid jet with regard to its properties (for example its geometric properties).
  • a liquid jet is mentioned here, it should be understood in particular to mean a jet of the liquid or pasty substance.
  • a liquid or pasty substance is to be understood as one which is present in liquid or pasty form, at least when leaving the nozzle. After the order (possibly after a certain time has elapsed) this substance can solidify (ie no longer be liquid or pasty). However, it is also conceivable that the substance is still liquid or pasty even after his order.
  • the monitoring preferably comprises an angle measurement, in particular a measurement of an exit angle or opening angle of the liquid jet. It is also possible to measure an impact angle of the liquid jet, that is to say an angle with respect to the surface on which the liquid or pasty substance is applied. About such an angle measurement can easily a deviation from a desired order of the substance
  • the “substance” is always the liquid or pasty substance.
  • the impingement point should be understood to mean the center of the surface which comes into contact with the liquid jet during its impact. This also allows the method to be monitored in a simple manner and a reliable application of the substance is made possible.
  • a speed of the liquid jet can be measured.
  • the speed is, in particular, the exit velocity from the nozzle (which usually also approximately corresponds to the impact velocity on the body component).
  • a shape parameter of the liquid jet and / or an extension of the liquid jet can be measured.
  • a beam height can be measured.
  • a jet height is to be understood as meaning the length of the jet between the outlet nozzle and the body component. Instead of (direct) measurement of the beam height, this can also be determined indirectly (however, it is basically no longer - at least in isolation - a monitoring of the liquid jet as such).
  • the height and velocity of the beam are determined simultaneously. Straight from this
  • Combination can be a reliable statement on the quality of the order of the substance achieved.
  • a jet thickness ie the diameter of the liquid jet
  • z. B. at the exit and / or place of impact Preferably, an actual value of a parameter of the liquid jet is compared with a desired value. Further preferably, at a predetermined deviation of the actual value from the target value, this deviation is displayed and / or the liquid jet corrected (for example, an exit angle or an exit speed changed). In particular, the liquid jet is tracked according to the comparison.
  • the display can be made optically, in particular via a display or acoustically. Overall, this achieves improved quality assurance.
  • the liquid jet is detected optically.
  • the liquid jet is recorded with at least one camera (preferably several cameras, for example at least two or at least three cameras).
  • a plurality of parameters for example, the beam geometry, in particular an exit or opening angle
  • the beam can also be monitored and evaluated three-dimensionally with several cameras.
  • the same camera removes the liquid jet
  • the camera is moved accordingly. However, it is preferred that the camera is not moved and a recording of different perspectives via corresponding optical reflection and / or deflection
  • Reflection and / or deflection can then light that the
  • Liquid jet leaves in a first direction and light that the
  • Liquid jet at a given time either only from one
  • Direction is taken or only from the other direction (or a second or third, etc. direction) or simultaneously from several (For example, two) directions, which may then overlap the images of the liquid jet, if necessary, during recording.
  • two directions For example, when one takes in two perspectives, one and then the other perspective can always be alternately taken in the ("constant") change.Of course, it is also possible to record the liquid jet with at least two cameras, whereby the at least two cameras exclude the liquid jet from at least take up two different perspectives.
  • light originating from the liquid jet is detected by at least one light sensor. Further preferably, the same light sensor detects light that is radiated by the liquid jet in at least two different directions. At least two directions in this
  • Context can be discrete (for example, two predefined) directions or a continuum, ie an angular range of for example at least 30 degrees or at least 90 degrees or even
  • Detection can be made possible, for example, via a light sensor rotating in a 360 degree angle around the liquid jet.
  • the sensor can either be moved (for example, to circulate around the liquid jet) or be positionally stable with respect to the liquid jet (for example, form a ring sensor rotating in a geometrical sense). Possibly. It is also possible to provide a plurality of light sensors, for example at least two or at least three light sensors, which preferably detect the liquid jet from different angles.
  • the liquid jet is illuminated. This improves the monitoring of the beam, for example by a camera or a light sensor. Furthermore, one or more mirrors may be provided and possibly polarization means in order to be able to detect the beam more precisely.
  • Lighting devices may be provided.
  • a preferred embodiment
  • a laser beam is provided. Further preferably, the laser beam can be coupled into a ring structure so that it circulates around the liquid jet. By means of a corresponding coupling-out structure, light of the laser beam can then be directed in the direction of the liquid jet so that it is illuminated from all directions.
  • the Liquid jet in particular a wax jet
  • the Liquid jet be provided with a fluorescent agent or (in general) light itself, in particular fluoresce. This further facilitates the survey.
  • a reference point is defined and the liquid jet is measured relative to this reference point.
  • a coordinate system can also be defined and the beam can be measured with respect to this coordinate system.
  • a reference point or an origin of the coordinate system may, for example, lie on the substance application device, in particular at a distal end of this substance application device (for example) at the exit location of the beam.
  • Fluid jet allows.
  • a measurement can be carried out in particular with respect to a Tool Center Point (TCP).
  • TCP Tool Center Point
  • the monitoring according to the invention of a liquid jet 12 emerging from the outlet nozzle 13 of the material application device 14 also comprises monitoring the orientation of the outlet nozzle 13 with respect to a zero axis or a reference zero position in the space or with respect to the body component. Just when the outlet nozzle 13 is formed as a relatively elongated Ausbringungslanze, it may happen that the
  • Deviation from the specified reference zero position to make a correction or issue an error message is
  • the monitoring of a liquid jet emerging from the outlet nozzle of the Stoffausbringungsein device also includes monitoring the extent to which the orientation of the outlet nozzle, which may be formed, for example, as an application lance, with respect to the orientation of the liquid jet to the specified specifications, in particular, the orientation of the outlet nozzle coincides with the orientation of the liquid jet.
  • a misalignment may be due to damage or partial obstruction of the
  • Body parts of a vehicle preferably for carrying out the method described above, comprising:
  • a fabric applicator with an outlet nozzle for dispensing the substance
  • a beam monitoring device for monitoring a jet of the liquid or pasty substance emerging from the material application device.
  • the arrangement according to the invention has the (in principle) the same advantages as the method described above.
  • the arrangement may comprise a device for measuring an exit angle and / or opening angle of the beam and / or a device for impinging the beam and / or a device for measuring the speed of the beam and / or a device
  • the beam monitoring device can be used to measure an actual value of the
  • Liquid jet parameters may be formed. Furthermore, a
  • Comparing means may be provided for comparing the actual value with a desired value.
  • the comparison device may be configured to switch on a predetermined deviation of the actual value from the desired value
  • the arrangement may comprise at least one camera. Furthermore, the arrangement can also have at least one illumination device for illuminating the liquid jet. Furthermore, the arrangement can have at least one light sensor, in particular a 360 ° rotating light sensor. Furthermore, the arrangement can be a laser device for generating a laser beam for illuminating the
  • the arrangement has a
  • Ring structure in which the laser beam can be coupled, where appropriate, a decoupling structure is provided, so that the laser beam from the ring structure in the direction of (positioned within the ring structure)
  • Liquid jet can be coupled out. Furthermore, a
  • Fig. 1 is a schematic view of an arrangement for
  • Fig. 2 is a schematic view of an arrangement for
  • Fig. 3 is a schematic view of an arrangement for
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of a
  • a body part 10 can be seen, to which a liquid or pasty substance 11 is applied.
  • the substance 11 emerges as a liquid jet 12 from a nozzle
  • the 14 is connected via a line 15 with a conveyor 16. Furthermore, a camera 17 for receiving the liquid jet 12 and a lighting device 18 for illuminating the liquid jet 12 is shown schematically.
  • the elements 14, 15, 16, 17 and 18 are part of an arrangement for applying liquid or pasty substances to the body component 10.
  • a plurality of cameras can also be provided which, for example, record the liquid jet 12 from a plurality
  • Lighting devices 18 may be provided, which may allow the
  • the arrangement according to the figure is an arrangement for applying wax to body components of a vehicle.
  • the pulp applicator may then be a wax lance.
  • the conveyor 16 may be a wax conveyor.
  • the camera 17 is connected to a beam monitoring device 19 (wireless or wired), so that the camera 17 signals (for example, raw data or already prepared measurement data) to the
  • Beam monitoring device 19 can send. This then determines from the signals one or more liquid jet parameters, such as an opening angle of the liquid jet or an exit angle or a velocity of the liquid jet (etc.). Results of these measurements can then be used to either actuate a display that indicates some deviation from norm values or (resp.
  • Fig. 2 shows a schematic view of an arrangement for monitoring a liquid jet 12 (which is oriented perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 2).
  • a lighting device By means of a lighting device 18, light 19 is applied to the liquid jet 12 blasted.
  • the liquid jet 12 By a camera 17, the liquid jet 12 can be recorded from a first perspective 20 and from a second perspective 21.
  • reflection means 22 are provided which direct light originating from the liquid jet 12 onto a prism 23. From the prism 23, the light reaches the camera 17.
  • the beam path is indicated overall by dashed lines.
  • a rear wall 24 may optionally be designed to be frosted (matt black).
  • either the light gem. the first perspective 20 or the light acc. the second perspective 21 are suppressed (by appropriate beam deflection and / or blocking,
  • a control device can so
  • the camera 17 alternately receives the light from the first perspective and the light from the second perspective 21 (possibly in a relatively short change, for example, with a switching operation after less than a second). Possibly. However, the camera 17 can also record the images from both perspectives 20, 21 at the same time, so that this
  • Fig. 3 shows a schematic view of another embodiment of a beam monitoring.
  • the liquid jet 12 runs perpendicular to the
  • a laser beam is coupled into a ring structure 25.
  • Outcouplers are directed light of the laser beam (from all directions or over a 360 degree angle) on the liquid jet, which is symbolized by corresponding arrows.
  • light reflected by the liquid jet 12 can radiate radially outward onto the ring structure 25 and optionally there by a ring-shaped sensor (ie a sensor which rotates through 360 degrees ) are detected.
  • a ring-shaped sensor ie a sensor which rotates through 360 degrees
  • such a ring sensor is composed of several (for example at least four or
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of an arrangement for monitoring a liquid jet, in which two cameras 17 are provided to move the liquid jet from two different perspectives or two

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen, insbesondere eines Wachses oder eines Dichtstoffes, z.B. aus Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteile (10) eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: • Fördern des Stoffes in Richtung einer Stoff-Ausbringungseinrichtung (14) über eine Fördereinrichtung; • Ausbringen des Stoffes aus einer Austrittsdüse (13) der Stoff-Ausbringungseinrichtung; und • Überwachen eines aus der Austrittsdüse (13) der Stoff-Ausbringungseinrichtung (14) austretenden Flüssigkeitsstrahls (12).

Description

Verfahren und Anordnung zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen, insbesondere zum Aufbringen eines Wachses oder eines Dichtstoffes, z. B. aus Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteile eines Fahrzeugs.
In der Automobilproduktion sind verschiedene Verfahren und entsprechende Systeme zum Aufbringen von fluiden oder pastösen Stoffen (Materialien) auf Karosseriebauteile bekannt. Beispielsweise ist es üblich, auf Innenseiten von Fahrzeugtüren, insbesondere in Falzbereichen, Wachs zu applizieren, um dort einen zusätzlichen Korrosionsschutz bereitzustellen. Weiterhin ist es oftmals nötig, Dichtstoffe, beispielsweise aus Schaumstoff (z. B. auf Basis von
Polyurethan) auf oder in ein Karosseriebauteil zu applizieren.
Aufgrund von Automatisierung und Robotertechnik wird dabei ein hoher
Präzisionsgrad erreicht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch bestehende
Systeme noch hinsichtlich ihrer Präzision und Zuverlässigkeit
verbesserungswürdig sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auftragen von flüssigen oder pastösen Stoffen, insbesondere eines Waches oder eines Dichtstoffes, beispielsweise aus Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteile eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Anordnung vorzuschlagen, bei der eine vergleichsweise hohe Zuverlässigkeit und Präzision des Auftragens des flüssigen oder pastösen Stoffes erreicht wird.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen, insbesondere zum Aufbringen eines Wachses oder eines Dichtstoffes, beispielsweise aus Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteile eines Fahrzeuges gelöst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Fördern des Stoffes in Richtung einer Stoff-Ausbringungseinrichtung über eine Fördereinrichtung;
- Ausbringen des Stoffes aus einer Austrittsdüse der Stoff- Ausbringungseinrichtung; und
- Überwachen eines aus der Düse der Stoff-Ausbringungseinrichtung
austretenden Flüssigkeitsstrahls.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der
Flüssigkeitsstrahl (als solcher), der in Richtung des Karosseriebauteils des
Fahrzeugs gerichtet ist, um dort den flüssigen oder pastösen Stoff aufzubringen, insbesondere mit optischen Mitteln, überwacht wird. Unter einer Überwachung ist insbesondere die Messung mindestens eines Flüssigkeitsstrahl -Parameters, also eines Parameters, der den Flüssigkeitsstrahl hinsichtlich seiner Eigenschaften (beispielsweise seiner geometrischen Eigenschaften) beschreibt. Insofern hier von einem Flüssigkeitsstrahl die Rede ist, soll darunter insbesondere ein Strahl des flüssigen oder pastösen Stoffes verstanden werden. Indem der Flüssigkeitsstrahl überwacht wird, wird es ermöglicht (praktisch online), Abweichungen von einem gewünschten Aufbring-Verhalten festzustellen. Die Qualität der Aufbringung des flüssigen oder pastösen Stoffes kann insgesamt mit einfachen Mitteln
sichergestellt werden. Insgesamt ist mit einfachen Mitteln eine präzise und zuverlässige Aufbringung des flüssigen und pastösen Stoffes ermöglicht.
Unter einem flüssigen oder pastösen Stoff soll ein solcher verstanden werden, der zumindest beim Austritt aus der Düse in flüssiger oder pastöser Form vorliegt. Nach dem Auftrag (ggf. nach Verstreichen einer gewissen Zeit) kann dieser Stoff erstarren (also nicht mehr flüssig oder pastös sein). Es ist jedoch auch denkbar, dass der Stoff auch nach seinem Auftrag noch flüssig oder pastös ist.
Vorzugsweise umfasst die Überwachung eine Winkelmessung, insbesondere eine Messung eines Austrittswinkels oder Öffnungswinkels des Flüssigkeitsstrahls. Es kann auch ein Aufprall-Winkel des Flüssigkeitsstrahls, also ein Winkel gegenüber der Oberfläche, auf der der flüssige oder pastöse Stoff aufgetragen wird, gemessen werden. Über eine derartige Winkelmessung kann auf einfache Art und Weise eine Abweichung von einem gewünschten Auftrag des Stoffes
(im Folgenden handelt es sich bei dem„Stoff", soweit nicht anders angegeben, immer um den flüssigen oder pastösen Stoff) festgestellt werden .
Alternativ oder zusätzlich kann eine Messung eines Auftreffpunktes des
Flüssigkeitsstrahls erfolgen. Unter dem Auftreffpunkt soll dabei der Mittelpunkt derjenigen Fläche verstanden werden, die mit dem Flüssigkeitsstrahl bei dessen Aufprall in Kontakt kommt. Auch dadurch kann auf einfache Art und Weise das Verfahren überwacht werden und ein zuverlässiger Auftrag des Stoffes ermöglicht werden.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls vermessen werden. Bei der Geschwindigkeit handelt es sich insbesondere um die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse (die üblicherweise in etwa auch der Aufprallgeschwindigkeit auf das Karosseriebauteil entspricht). Im Allgemeinen kann ein Formparameter des Flüssigkeitsstrah ls und/oder eine Ausdehnung des Flüssigkeitsstrahls gemessen werden. Insbesondere kann eine Strahlhöhe gemessen werden. Unter einer Strahlhöhe ist die Länge des Strahls zwischen Austrittsdüse und Karosseriebauteil zu verstehen. Anstelle einer (direkten) Messung der Strahlhöhe kann diese auch indirekt bestimmt werden (dabei handelt es sich jedoch grundsätzlich nicht mehr - zumindest isoliert gesehen - um eine Überwachung des Flüssigkeitsstrahls als solchen). Vorzugsweise wird die Höhe und Geschwindigkeit des Strahls gleichzeitig bestimmt. Gerade aus dieser
Kombination lässt sich eine zuverlässige Aussage über die Güte des Auftrags des Stoffes erzielen.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Strahldicke (also der Durchmesser des Flüssigkeitsstrahls), z. B. am Austrittsort und/oder Ort des Aufpralls, gemessen werden. Vorzugsweise wird ein Ist-Wert eines Parameters des Flüssigkeitsstrahls mit einem Soll-Wert verglichen. Weiter vorzugsweise wird bei einer vorbestimmten Abweichung des Ist-Werts von dem Soll-Wert, diese Abweichung angezeigt und/oder der Flüssigkeitsstrahl korrigiert (beispielsweise ein Austrittswinkel oder eine Austrittsgeschwindigkeit geändert). Insbesondere wird der Flüssigkeitsstrahl entsprechend des Vergleiches nachgeführt. Die Anzeige kann beispielsweise optisch, insbesondere über ein Display oder akustisch erfolgen. Insgesamt wird dadurch eine verbesserte Qualitätssicherung erzielt.
Vorzugsweise wird der Flüssigkeitsstrahl optisch erfasst.
In einer konkreten Ausführungsform wird der Flüssigkeitsstrahl mit mindestens einer Kamera (vorzugsweise mehreren Kameras, beispielsweise mindestens zwei oder mindestens drei Kameras) aufgenommen. Durch eine Aufnahme per Kamera können auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von Parametern (beispielsweise die Strahlgeometrie, insbesondere ein Austritts- oder Öffnungswinkel) bestimmt werden. Mit mehreren Kameras lässt sich der Strahl ggf. auch dreidimensional überwachen und auswerten.
Weiter vorzugsweise nimmt dieselbe Kamera den Flüssigkeitsstrahl aus
mindestens zwei verschiedenen Perspektiven auf. Dabei wäre es denkbar, dass die Kamera entsprechend bewegt wird. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Kamera nicht bewegt wird und eine Aufnahme verschiedener Perspektiven über entsprechende optische Reflexions- und/oder Umlenkeinrichtungen
(beispielsweise bestehend aus oder umfassend mindestens einen Spiegel und/oder mindestens ein Prisma) ermöglicht wird. Über entsprechende
Reflexions- und/oder Umlenkeinrichtungen kann dann Licht, das den
Flüssigkeitsstrahl in eine erste Richtung verlässt und Licht, das den
Flüssigkeitsstrahl in eine zweite Richtung verlässt (wobei erste und zweite
Richtung beispielsweise einen Winkel von 20 bis 180 Grad, insbesondere 90 Grad aufweisen) auf ein und dieselbe Kamera geführt werden, so dass ein Bild des Flüssigkeitsstrahls aus zwei Perspektiven aufgenommen werden kann. Dabei ist es denkbar, dass (beispielsweise durch entsprechendes Schalten von Umlenk- und/oder Reflexionseinrichtungen und/oder Filter und/oder Blenden) der
Flüssigkeitsstrahl zu einem bestimmten Zeitpunkt entweder nur aus einer
Richtung aufgenommen wird oder nur aus der anderen Richtung (bzw. einer zweiten oder dritten, etc. Richtung) oder gleichzeitig aus mehreren (beispielsweise zwei) Richtungen, wobei sich dann die Bilder des Flüssigkeitsstrahls ggf. bei der Aufnahme überlagern können. Beispielsweise kann bei einer Aufnahme zweier Perspektiven immer alternierend erst die eine und dann die andere Perspektive im („ständigen") Wechsel aufgenommen werden. Natürlich ist es auch möglich, den Flüssigkeitsstrahl mit mindestens zwei Kameras aufzunehmen, wobei die mindestens zwei Kameras den Flüssigkeitsstrahl aus mindestens zwei verschiedenen Perspektiven aufnehmen.
Alternativ oder zusätzlich wird vom Flüssigkeitsstrahl stammendes Licht mit mindestens einem Lichtsensor erfasst. Weiter vorzugsweise erfasst derselbe Lichtsensor Licht, das vom Flüssigkeitsstrahl in mindestens zwei verschiedene Richtungen gestrahlt wird. Bei den mindestens zwei Richtungen in diesem
Zusammenhang kann es sich um diskrete (beispielsweise zwei vordefinierte) Richtungen handeln oder um ein Kontinuum, also einen Winkelbereich von beispielsweise mindestens 30 Grad oder mindestens 90 Grad oder sogar
(zumindest nahezu) 360 Grad. Eine Erfassung kann beispielsweise über einen in einem 360 Grad Winkel um den Flüssigkeitsstrahl umlaufenden Lichtsensor ermöglicht werden. Grundsätzlich kann der Sensor entweder verfahren werden (beispielsweise um den Flüssigkeitsstrahl umlaufen) oder positionstreu gegenüber dem Flüssigkeitsstrahl sein (beispielsweise einen im geometrischen Sinne umlaufenden Ringsensor bilden). Ggf. können auch mehrere Lichtsensoren, beispielsweise mindestens zwei oder mindestens drei Lichtsensoren vorg esehen sein, die vorzugsweise den Flüssigkeitsstrahl aus verschiedenen Winkeln erfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Flüssigkeitsstrahl beleuchtet. Dies verbessert die Überwachung des Strahls, beispielsweise durch eine Kamera oder einen Lichtsensor. Weiterhin können ein oder mehrere Spiegel vorgesehen sein sowie ggf. Polarisationseinrichtungen, um den Strahl noch präziser erfassen zu können.
Zur Beleuchtung des Flüssigkeitsstrahls können eine oder mehrere
Beleuchtungseinrichtungen vorgesehen sein. In einer bevorzugten
Ausführungsform wird ein Laserstrahl bereitgestellt. Weiter vorzugsweise kann der Laserstrahl in eine Ringstruktur so eingekoppelt werden, dass er um den Flüssigkeitsstrahl umläuft. Über eine entsprechende Auskoppelstruktur kann dann Licht des Laserstrahls in Richtung des Flüssigkeitsstrahls gelenkt werden, so dass dieser von allen Richtungen beleuchtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Flüssigkeitsstrahl (insbesondere ein Wachsstrahl) mit einem Fluoreszenzmittel versehen sein bzw. (im Allgemeinen) selbst leuchten, insbesondere fluoreszieren . Dadurch wird die Vermessung weiter erleichtert.
Vorzugsweise wird ein Referenzpunkt definiert und der Flüssigkeitsstrahl gegenüber diesem Referenzpunkt vermessen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Koordinatensystem definiert werden und der Strahl in Bezug auf dieses Koordinatensystem vermessen werden. Ein Referenzpunkt oder ein Ursprung des Koordinatensystems kann beispielsweise auf der Stoff-Ausbringungseinrichtung, insbesondere an einem distalen Ende dieser Stoff-Ausbringungseinrichtung (beispielsweise) am Austrittsort des Strahls liegen. In jedem Fall wird eine wohldefinierte und zuverlässige Vermessung und somit Überwachung des
Flüssigkeitsstrahls ermöglicht. Eine Vermessung kann insbesondere gegenüber einem Tool Center Point (TCP) erfolgen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Überwachen eines aus der Austrittsdüse 13 der Stoffausbringungseinrichtung 14 austretenden Flüssigkeitsstrahls 12 auch die Überwachung der Ausrichtung der Austrittsdüse 13 bezüglich einer Nullachse bzw. einer Referenznulllage im Raum bzw. bezüglich des Karosseriebauteils. Gerade wenn die Austrittsdüse 13 als relativ langgestreckte Ausbringungslanze ausgebildet ist, kann es vorkommen, dass die
Ausbringungslanze beispielsweise aufgrund einer vorherigen Kollision mit einem Bauteil o.ä. leicht verbogen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in der hier angegebenen Weiterbildung auch, eine derartige Verbiegung der
Austrittsdüse bzw. Ausbringungslanze mit zu erfassen und ggf. je nach
Abweichung von der vorgegebenen Referenznulllage eine Korrektur vorzunehmen bzw. eine Fehlermeldung auszugeben.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Überwachen eines aus der Austrittsdüse der Stoffausbringungsein richtung austretenden Flüssigkeitsstrahls auch die Überwachung, inwieweit die Ausrichtung der Austrittsdüse, die beispielsweise als Ausbringungslanze ausgebildet sein kann, in Bezug auf die Ausrichtung des Flüssigkeitsstrahls den festgelegten Vorgaben entspricht, insbesondere die Ausrichtung der Austrittsdüse mit der Ausrichtung des Flüssigkeitsstrahls übereinstimmt. Eine Missausrichtung kann sich durch Beschädigungen oder einer teilweisen Verstopfung der
Austrittsdüse ergeben. Auch solche Situationen sind mittels der bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erkennbar und können insbesondere überwacht, protokolliert und ggf. korrigiert werden.
Die obengenannte Aufgabe wird unabhängig gelöst, insbesondere durch eine Anordnung zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen, insbesondere eines Wachses oder eines Dichtstoffes wie Polyurethan, auf oder in
Karosseriebauteile eines Fahrzeugs, vorzugsweise zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens, umfassend :
- eine Fördereinrichtung zum Fördern des Stoffes;
- eine Stoff-Ausbringungseinrichtung mit einer Austrittsdüse zum Ausbringen des Stoffes sowie
- eine Strahlüberwachungseinrichtung zur Überwachung eines aus der Stoff- Ausbringungseinrichtung austretenden Strahls des flüssigen oder pastösen Stoffes.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist die (im Prinzip) gleichen Vorteile auf, wie das oben beschriebene Verfahren. Die Anordnung kann eine Einrichtung zur Messung eines Austrittswinkels und/oder Öffnungswinkels des Strahls umfassen und/oder eine Einrichtung eines Auftreffpunktes des Strahls und/oder eine Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Strahls und/oder eine
Einrichtung zur Messung einer Strahlhöhe und/oder Strahldicke umfassen. Die Strahlüberwachungseinrichtung kann zur Messung eines Ist-Wertes des
Flüssigkeitsstrahl-Parameters ausgebildet sein. Weiterhin kann eine
Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Ist-Wertes mit einem Soll-Wert vorgesehen sein. Die Vergleichseinrichtung kann ausgebildet sein, um bei einem vorbestimmten Abweichen des Ist-Werts von dem Soll-Wert eine
Anzeigevorrichtung zu veranlassen, diese Abweichung anzuzeigen und/oder den Flüssigkeitsstrahl zu korrigieren, insbesondere (regelnd) nachzuführen.
Die Anordnung kann mindestens eine Kamera aufweisen. Weiterhin kann die Anordnung auch mindestens eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Flüssigkeitsstrahls aufweisen. Weiterhin kann die Anordnung mindestens Lichtsensor, insbesondere einen um 360 Grad umlaufenden Lichtsensor aufweisen. Weiterhin kann die Anordnung eine Lasereinrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls zur Beleuchtung des
Flüssigkeitsstrahls aufweisen. Vorzug sweise weist die Anordnung eine
Ringstruktur auf, in die der Laserstrahl eingekoppelt werden kann, wobei ggf. eine Auskopplungsstruktur vorgesehen ist, so dass der Laserstrahl aus der Ringstruktur in Richtung des (innerhalb der Ringstruktur positionierten)
Flüssigkeitsstrahls ausgekoppelt werden kann. Weiterhin kann eine
Steuereinrichtung vorgesehen sein, die konfiguriert ist, um die oben genannten Verfahrensschritte realisieren zu können.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen :
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum
Aufbringen eines pastösen oder flüssigen Stoffes auf ein Karosseriebauteil;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum
Überwachen eines Flüssigkeitsstrahls;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum
Überwachen eines Flüssigkeitsstrahls.
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform einer
Anordnung zum Überwachen eines Flüssigkeitsstrahls.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet. In Fig. 1 ist ein Karosseriebauteil 10 zu sehen, auf das ein flüssiger oder pastöser Stoff 11 appliziert wird. Der Stoff 11 tritt als Flüssigkeitsstrahl 12 aus einer Düse
13 einer Stoff-Ausbringungseinrichtung 14 aus. Die Stoff-Ausbringungseinrichtung
14 ist über eine Leitung 15 mit einer Fördereinrichtung 16 verbunden. Weiterhin ist schematisch eine Kamera 17 zur Aufnahme des Flüssigkeitsstrahls 12 sowie eine Beleuchtungseinrichtung 18 zur Beleuchtung des Flüssigkeitsstrahls 12 abgebildet. Die Elemente 14, 15, 16, 17 und 18 sind Bestandteil einer Anordnung zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen auf das Karosseriebauteil 10.
Anstelle der einen Kamera 17 können auch mehrere Kameras vorgesehen sein, die beispielsweise eine Aufnahme des Flüssigkeitsstrahls 12 aus mehreren
Winkeln ermöglichen. Genauso können auch mehrere
Beleuchtungseinrichtungen 18 vorgesehen sein, die es ggf. erlauben, den
Flüssigkeitsstrahl aus mehreren Winkeln zu beleuchten.
In einer konkreten Ausführungsform handelt es sich bei der Anordnung gemäß der Figur um eine Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs. Bei der Stoff-Ausbringungseinrichtung kann es sich dann um eine Wachs-Ausbringungslanze handeln. Bei der Fördereinrichtung 16 kann es sich um eine Wachs-Fördereinrichtung handeln.
Die Kamera 17 steht mit einer Strahlüberwachungseinrichtung 19 in Verbindung (drahtlos oder drahtgebunden), so dass die Kamera 17 Signale (beispielsweise Rohdaten oder bereits aufbereitete Messdaten) an die
Strahlüberwachungseinrichtung 19 senden kann. Diese bestimmt dann aus den Signalen einen oder mehrere Flüssigkeitsstrahl-Parameter, wie beispielsweise einen Öffnungswinkel des Flüssigkeitsstrahls oder einen Austrittswinkel oder eine Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls (etc.). Ergebnisse dieser Messungen können dann herangezogen werden, um entweder eine Anzeige entsprechend zu betätigen, die eine gewisse Abweichung von Normwerten anzeigt oder (bzw.
zusätzlich) um die Ausbringung des Stoffes (also insbesondere den Ort des Aufbringens auf das Karosseriebauteil 10 oder eine ausgebrachte Menge oder eine Austrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls) zu regeln.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Überwachung eines Flüssigkeitsstrahls 12 (der in Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtet ist). Mittels einer Beleuchtungseinrichtung 18 wird Licht 19 auf den Flüssigkeitsstrahl 12 gestrahlt. Durch eine Kamera 17 kann der Flüssigkeitsstrahl 12 aus einer ersten Perspektive 20 sowie aus einer zweiten Perspektive 21 aufgenommen werden. Dazu sind Reflexionseinrichtungen 22 (Spiegel) vorgesehen, die vom Flüssigkeitsstrahl 12 stammendes Licht auf ein Prisma 23 lenken. Vom Prisma 23 aus erreicht das Licht die Kamera 17. Der Strahlengang wird insgesamt durch gestrichelte Linien angedeutet. Eine Rückwand 24 kann ggf. mattierend (schwarz mattierend) ausgebildet sein.
Ggf. (nicht in Fig. 2 im Detail gezeigt) kann entweder das Licht gem. der ersten Perspektive 20 oder des Lichts gem. der zweiten Perspektive 21 unterdrückt werden (durch entsprechende Strahlumlenkung und/oder Blockierung,
beispielsweise zwischen dem Flüssigkeitsstrahl 12 und einer der
Reflexionseinrichtungen 22). Weiterhin kann eine Steuereinrichtung so
konfiguriert sein, dass die Kamera 17 alternierend das Licht aus der ersten Perspektive und das Licht aus der zweiten Perspektive 21 aufnimmt (ggf. im vergleichsweise kurzen Wechsel, beispielsweise mit einem Umschaltvorgang nach weniger als einer Sekunde). Ggf. kann die Kamera 17 jedoch auch die Bilder aus beiden Perspektiven 20, 21 gleichzeitig aufnehmen, so dass sich diese
überlagern. Bei beiden grundlegenden Verfahren kann eine vergleichsweise zuverlässige Vermessung des Flüssigkeitsstrahls ermöglicht werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Strahlüberwachung. Der Flüssigkeitsstrahl 12 verläuft hier senkrecht zur
Zeichenebene. Über eine Einkoppelvorrichtung 24 wird ein Laserstrahl in eine Ringstruktur 25 eingekoppelt. Über im Detail nicht dargestellte
Auskoppelvorrichtungen wird Licht des Laserstrahls (aus allen Richtungen bzw. über einen 360 Grad Winkel) auf den Flüssigkeitsstrahl gerichtet, was durch entsprechende Pfeile symbolisiert wird. Umgekehrt kann vom Flüssigkeitsstrahl 12 reflektiertes Licht (oder ggf. vom Flüssigkeitsstrahl selbst erzeugtes Licht, ggf. über ein Fluoreszenzmittel) radial nach außen auf die Ringstruktur 25 strahlen und dort ggf. durch einen ringförmig angeordneten Sensor (also einen Sensor, der um 360 Grad umläuft) detektiert werden. Besonders bevorzugt setzt sich ein solcher Ringsensor aus mehreren (beispielsweise mindestens vier oder
mindestens zehn) über die Ringstruktur (gleichmäßig) verteilten Einzelsensoren zusammen, wobei jeder Einzelsensor für sich Licht, das vom Flüssigkeitsstrahl 12 stammt, erfasst. Im Ergebnis wird hier auf einfache Art und Weise eine präzise Vermessung des Flüssigkeitsstrahls ermöglicht. Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Anordnung zum Überwachen eines Flüssigkeitsstrahls, bei der zwei Kameras 17 vorgesehen sind, um den Flüssigkeitsstrahl aus zwei unterschiedlichen Perspektiven bzw. zwei
unterschiedlichen Raumrichtungen zu erfassen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den
Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezuqszeichen
10 Karosseriebauteil
11 Stoff
12 Flüssigkeitsstrahl
13 Düse
14 Stoff-Ausbringungseinrichtung
15 Leitung
16 Fördereinrichtung
17 Kamera
18 Beleuchtungseinrichtung
19 Licht
20 erste Perspektive
21 zweite Perspektive
22 Reflexionseinrichtung
23 Prisma
24 Einkoppelvorrichtung
25 Ringstruktur

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen,
insbesondere eines Wachses oder eines Dichtstoffes, z.B. aus Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteile (10) eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte:
- Fördern des Stoffes in Richtung einer Stoff-Ausbringungseinrichtung (14) über eine Fördereinrichtung (16);
- Ausbringen des Stoffes aus einer Austrittsdüse (13) der Stoff- Ausbringungseinrichtung; und
- Überwachen eines aus der Austrittsdüse (13) der Stoff- Ausbringungseinrichtung (14) austretenden Flüssigkeitsstrahls (12).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
die Überwachung umfasst:
- eine Winkelmessung, insbesondere eine Messung eines Austrittswinkels des Flüssigkeitsstrahls oder eines Öffnungswinkels des
Flüssigkeitsstrahls (12); und/oder - eine Messung eines Auftreff punktes des Flüssigkeitsstrahls und/oder
- eine Messung einer Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls und/oder
- eine Messung eines Formparameters des Flüssigkeitsstrahls und/oder einer Strahlausdehnung, insbesondere einer Strahlhöhe und/oder eines Strahldruckmessers.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass
ein Ist-Wert eines Parameters des Flüssigkeitsstrahls mit einem Soll-Wert verglichen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass
bei einer vorbestimmten Abweichung des Ist-Wertes von dem Soll-Wert eine Anzeige erfolgt und/oder der Flüssigkeitsstrahl (12) korrigiert, insbesondere nachgeführt, wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass
der Flüssigkeitsstrahl (12) optisch erfasst wird,
wobei der Flüssigkeitsstrahl mit mindestens einer Kamera (17)
aufgenommen wird, wobei dieselbe Kamera den Flüssigkeitsstrahl aus mindestens zwei verschiedenen Perspektiven aufnimmt und/oder
wobei der Flüssigkeitsstrahl (12) mit mindestens zwei Kameras (17) aufgenommen wird, wobei die mindestens zwei Kameras (17) den
Flüssigkeitsstrahl aus mindestens zwei verschiedenen Perspektiven aufnehmen und/oder
wobei vorzugsweise vom Flüssigkeitsstrahl (12) stammendes Licht mit mindestens einem Lichtsensor erfasst wird, wobei weiter vorzugsweise derselbe Lichtsensor Licht, das vom Flüssigkeitsstrahl in mindestens zwei verschiedene Richtungen gestrahlt wird erfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
der Flüssigkeitsstrahl (12) beleuchtet wird und/oder selbst leuchtet, insbesondere fluorisziert.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rch g e ke n n ze i ch n et, dass
ein Referenzpunkt definiert wird und der Flüssigkeitsstrahl (12) gegenüber diesem Referenzpunkt vermessen wird und/oder
ein Koordinatensystem definiert wird und der Flüssigkeitsstrahl (12) in Bezug auf dieses Koordinatensystem vermessen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
das Überwachen eines aus der Austrittsdüse (13) der
Stoffausbringungseinrichtung (14) austretenden Flüssigkeitsstrahls (12) auch die Überwachung der Ausrichtung der Austrittsdüse (13) relativ zu einer vorgegebenen Nullachse im Raum bzw. relativ zum Karosseriebauteil (10) mit umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
das Überwachen eines aus der Austrittsdüse (13) der
Stoffausbringungseinrichtung (14) austretenden Flüssigkeitsstrahls (12) auch die Überwachung der Ausrichtung des Flüssigkeitsstrahls (12) relativ zur Ausrichtung der Austrittsdüse (13) mit umfasst.
10. Anordnung zum Aufbringen von flüssigen oder pastösen Stoffen (11), insbesondere eines Wachses oder eines Dichtstoffes, wie Polyurethan, auf oder in Karosseriebauteil (10) eines Fahrzeugs, insbesondere zum
Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
- eine Fördereinrichtung (16) zum Fördern des Stoffes;
- eine Stoff-Ausbringungseinrichtung (14) mit einer Austrittsdüse (13) zum Ausbringen des Stoffes (11) sowie - eine Strahlüberwachungseinrichtung (19) zur Überwachung eines aus der Stoff-Ausbringungseinrichtung (14) austretenden Flüssigkeitsstrahls (12) des flüssigen oder pastösen Stoffes (11).
11. Anordnung nach Anspruch 9,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
die Strahlüberwachungseinrichtung (19) eine Einrichtung zur
- Winkelmessung, insbesondere Messung eines Austrittswinkels und/oder Öffnungswinkels des Flüssigkeitsstrahls und/oder
- Messung eines Auftreff punktes des Flüssigkeitsstrahls und/oder
- Messung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls und/oder
- Messung einer eines Formparameters des Flüssigkeitsstrahls und/oder einer Ausdehnung des Flüssigkeitsstrahls, insbesondere einer Strahlhöhe und/oder einer Strahldicke umfasst.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u rch g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strahlüberwachungseinrichtung zur Messung eines Ist-Wertes eines Flüssigkeitsstrahl-Parameters ausgebildet ist und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Ist-Wertes mit einem Soll-Wert vorgesehen ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10-12,
d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass
- eine Anzeige vorgesehen ist, um eine vorbestimmte Abweichung des Ist- von dem Soll-Wert anzuzeigen und/oder
- eine Steuereinrichtung, insbesondere Regeleinrichtung vorgesehen ist, die den Flüssigkeitsstrahl unter Berücksichtigung einer Abweichung des Ist- von dem Soll-Wert, korrigiert, insbesondere nachführt.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10-13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass
mindestens eine Kamera (17) zur Aufnahme des Flüssigkeitsstrahls vorgesehen ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10-14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass
eine Beleuchtungseinrichtung (18) zur Beleuchtung des Flüssigkeitsstrahls (12) vorgesehen ist.
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