WO2021191363A1 - Neuartige vorrichtung/en zum automatischen überwachen einer auf einem substrat aufgebrachten beschichtung und/oder struktur mit ermittlung von reflexionseigenschaften und/oder geometrischen abmessungen sowie ein entsprechendes verfahren - Google Patents

Neuartige vorrichtung/en zum automatischen überwachen einer auf einem substrat aufgebrachten beschichtung und/oder struktur mit ermittlung von reflexionseigenschaften und/oder geometrischen abmessungen sowie ein entsprechendes verfahren Download PDF

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Definitions

  • Novel device for automatically monitoring a coating and / or structure applied to a substrate with the determination of reflection properties and / or geometrical dimensions and a corresponding method
  • the present invention relates according to claim 1 to an analysis device for optical monitoring of at least two material applications which can be applied or generated or applied or generated on a substrate, according to claim 9 to a material application and analysis device, according to claim 11 to a system, wherein the system has a material application and analysis device according to claim 9 and according to claims 13 and 14 each to a method for generating and monitoring a substrate coating.
  • a structure applied to a substrate is optically recorded according to the prior art mentioned below and evaluated with regard to a parameter: DE 10361 018 B4, DE 102006018558 A1, DE 102016007586 A1.
  • the analysis device according to the invention is preferably an analysis device for the optical monitoring of at least two material applications which can be applied or can be generated or applied or generated on a substrate.
  • a first material application preferably has a height of less than 0.5 mm and a second material application has a height which corresponds to a multiple of the height of the first material application, the height of the second material application being more than 0.5 mm , wherein the second material application is particularly preferably applied to the first material application.
  • the first application of material can be a primer or coating, for example. Alternatively, however, it is also possible for a first material modification to be provided or effected instead of the first material application.
  • a material modification is to be understood as a surface change of the substrate that is preferably effected in sections, in particular as a result of a mechanical or machining surface treatment.
  • the material modification can thus be understood, for example, as roughening, in particular with respect to the unroughened or less roughened areas of the substrate, or as polishing, in particular with respect to the unpolished or less polished areas of the substrate.
  • the second material application can preferably be designed as a bead of adhesive, adhesive track, adhesive seam, smear track, in particular grease track, or seal seam or sealant track or a weld seam.
  • the substrate is preferably a component.
  • the substrate, in particular the component preferably has a polymer material, a metallic material, a vitreous material, a semiconductor material, an electrically non-conductive material, a fiber material, in particular GRP, a ceramic material or several of these materials and / or material combinations.
  • the substrate, in particular the component is preferably predominantly metallic in terms of mass.
  • the substrate, in particular the component, a body part or frame part, in particular of a vehicle, in particular a car or truck is preferred.
  • the substrate is preferred, in particular the component, a window or a roof or a door of a vehicle, in particular a car or truck.
  • the analysis device has a first radiation source and detection device assembly, the first radiation source and detection device assembly at least one first radiation source for projecting at least one first line of light onto the first material application and a first optical detection device assigned to the first radiation source for detecting the first line of light and for generating first image data, the first image data representing the detected first line of light, the first radiation source being fixedly aligned with respect to the first optical detection device.
  • the analysis device has a second radiation source and detection device assembly, the second radiation source and detection device assembly having at least one second radiation source for projecting at least one further line of light onto the second material application and a second optical detection device assigned to the second radiation source for detecting the other Line of light and for generating second image data, the second image data representing the detected further line of light, the second radiation source being fixedly aligned with respect to the second optical detection device, the first image data representing a physical parameter of the first light line detected by the first optical detection device and wherein the second image data represents a geometric parameter of the further line of light detected by the second optical detection device.
  • the analysis device has a processing device for processing the first image data generated by the first acquisition device and the second image data generated by the second acquisition device.
  • the first radiation source and detection device assembly and the second radiation source and detection device assembly are particularly preferably designed to be identical. It is possible here for the first radiation source to generate one or more further lines of light at the same time in addition to the first line of light. This can also apply analogously to a second radiation source, third radiation source, fourth radiation source, fifth radiation source and / or sixth radiation source.
  • the analysis device can have an evaluation device for evaluating the first image data generated by the first acquisition device and the second image data generated by the second acquisition device, the evaluation device preferably with evaluation means for parameter-dependent evaluation of the first image data, in particular the 2D image data , and the second image data, in particular the 3D image data, wherein either the first image data or the second image data are evaluated with regard to a physical parameter and wherein the image data that are not evaluated with regard to the physical parameter are evaluated with regard to a geometric parameter Parameters are evaluated.
  • the first image data or the second image data can thus be evaluated with regard to a first parameter and the first image data or the second image data being evaluated with regard to a second parameter, the first image data and the second image data only with regard to the first parameter or the second parameter are evaluated and wherein the first image data and the second image data are evaluated with regard to different parameters.
  • the analysis device preferably has a control device for controlling the first radiation source and detection device assembly and for controlling the second radiation source and detection device assembly, whereby by means of the control device preferably the first radiation source and detection device assembly and preferably the second radiation source and detection device assembly, respectively, in particular, time-shifted or alternately, are controllable.
  • the first detection device generates, in particular as a function of a first configuration of the substrate, the first image data and the second detection device generates, in particular as a function of a further configuration of the substrate, the second image data.
  • a device that represents only one sensor system and yet enables the simultaneous detection and / or analysis of several, in particular at least or exactly two, different material applications, in particular primer and structure applied thereon, that are applied to a substrate. Detections and / or analyzes with regard to the first material application and the second material application can thus be carried out in the same time interval.
  • the image acquisition is preferably carried out alternately, in particular faster than 1 Hz or faster than 100 Hz or faster than 200 Hz or faster than 500 Hz, in particular up to 1000 Hz or 2000 Hz.
  • the solution is also advantageous because the substrate position, the reflection of the coating, the width of the second material application, in particular the applied structure, and / or the height of the second material application, in particular the applied structure, and / or the volume of the second material application , in particular the applied structure, in particular with regard to the applied length of the second material application, in particular the application structure, taking into account the height, the width and the profile or the shape of the second material application, in particular the applied structure, and / or the position the second material application, in particular the applied structure, can be determined on the substrate.
  • processing of the first image data with or with the processing device or image data processing device and / or analysis of the processed first image data with a or with the evaluation device or image data evaluation device in particular the evaluation means, in particular the image evaluation algorithm, the processing device or image data processing device and / or the evaluation device or image data evaluation device, in particular the evaluation means, in particular the image evaluation algorithm, for evaluating a physical parameter, in particular the reflection behavior of the substrate surface, in particular the surface modification and / or the first material application, is configured.
  • the second image data is processed or the processed first image data is analyzed, preferably with a processing device or image data processing device configured as a stereo or triangulation unit (3D) and / or evaluation device or image data evaluation device, in particular evaluation means, in particular image evaluation algorithm.
  • a processing device or image data processing device configured as a stereo or triangulation unit (3D) and / or evaluation device or image data evaluation device, in particular evaluation means, in particular image evaluation algorithm.
  • lines of light are generated which can preferably be referred to as LED light lines or LED lines or laser light lines or laser lines.
  • the respective radiation source is an LED unit and in the case of light light line / s or light lines, the respective radiation source is a laser unit.
  • the physical parameter is the strength of reflected light from a single line of light. Additionally or alternatively, the physical parameter is the strength of reflected light from several light lines captured one behind the other, the first image data, which represent the individual light lines captured in a defined section of the substrate, being processed, in particular connected to one another, to generate 2D image data, will.
  • This embodiment is advantageous because the individual recordings or the individual recordings of the light lines or the individual scans of the light lines or a selection of light lines provide an image data source for generating 2D image data.
  • the 2D image data can have smoothing or interpolation or a connection between lines of light represented by the image data.
  • Image data acquired one after the other and generated one after the other are preferred Represent lines of light, aligned with one another and / or connected to one another in order to generate the 2D image data.
  • a reference strength value or a reference strength value range is registered according to a further preferred embodiment of the present invention.
  • the evaluation of the 2D image data with regard to the strength of the reflected light preferably includes a comparison with the reference strength value or the reference strength value range, whereby it is preferably determined whether the recorded strength of the reflected light corresponds to the reference strength value or lies in the reference strength value range or whether the recorded strength of the reflected light deviates from the reference strength value or is outside the reference strength value range.
  • This embodiment is advantageous because the 2D image data can preferably be analyzed with spatial resolution and thus a defective, faulty or defective point or a defective, defective or defective area of the first material application can be identified quickly and clearly and preferably locally assigned.
  • the geometric parameter is the shape of the light line.
  • the geometric parameter is the shape of several light lines captured one after the other, the second image data, which represent the individual light lines captured in a defined section of the substrate, being processed, in particular connected to one another, to generate 3D image data .
  • This embodiment is advantageous because the individual recordings or the individual recordings of the light lines or the individual scans of the light lines or a selection of light lines provide an image data source for generating 3D image data.
  • the 3D image data can have a smoothing or interpolation or connection between lines of light represented by the image data.
  • the captured image data, which represent light lines generated one after the other are aligned with one another and / or connected to one another in order to generate the 3D image data.
  • a reference shape value or a reference shape value range is registered according to a further preferred embodiment of the present invention.
  • the evaluation of the 3D image data preferably includes a comparison with the reference shape value or the reference shape value range with regard to the shape of the light lines, whereby it is determined whether the captured shape of the light lines corresponds to the reference shape value or lies in the reference shape value range or whether the captured shape of the light lines from deviates from the reference shape value or lies outside the reference shape value range.
  • This embodiment is advantageous because the 3D image data can preferably be analyzed in a spatially resolved manner and thus a defective, faulty or defective point or a defective, defective or defective area of the second material application can be identified and preferably locally assigned quickly and clearly.
  • a third and / or fourth and / or fifth and / or sixth radiation source and detection device assembly can be provided according to a further preferred embodiment of the present invention. All, in particular all six, radiation source and detection device assemblies are preferably arranged on a circular path and thus around a center. This embodiment is advantageous because the first application of material and / or the second application of material can have a course deviating from a purely straight course and a very precise analysis is nevertheless possible.
  • the control device effects a new registration of one of the radiation source and detection device assemblies as a first radiation source and detection device assembly and / or a new registration of one of the remaining ones Radiation source and detection device assembly as a second radiation source and detection device assembly.
  • This embodiment is advantageous because, depending on the course of the first and / or second material application, a radiation source and detection device assembly aligned in a defined manner can effect the detection of the first or second material application.
  • the defined aligned radiation source and detection device assembly is preferably aligned with respect to the longitudinal direction of the first and / or second material application at the point of the interface between the first and / or second material application and the light line of the radiation source and detection device assembly that the light line opposite the Longitudinal direction of extension of the first and / or second material application at an angle of more than 20 ° and / or less than 90 °, in particular more than 30 ° or more than 40 ° or more than 50 ° or more than 60 ° or by more than 70 ° or by more than 80 °, with respect to the line of light projected by the radiation source and detection device assembly onto the first and / or the second material deposition and preferably straight line of light.
  • the first image data captured in different sections of the substrate are preferably always in areas of comparable orientation. This also applies to the second image data recorded in different sections of the substrate.
  • each radiation source and detection device assembly can be controlled to generate image data.
  • a sequence for controlling the radiation source and detection device assembly is preferably specified, with all radiation source and detection device assemblies being controlled for each sequence, in particular exactly once, for each generation of a light line and for each detection of the respective light line, with the generation of the 2D data only image data of the radiation source and acquisition device assembly registered as the first radiation sources and acquisition device assembly are used, and only image data of the radiation source and acquisition device assembly registered as the second radiation source and acquisition device assembly are used to generate the 3D data.
  • This embodiment is advantageous because with a high frequency, in particular more than 50Hz or more than 100Hz or with 200Hz or more than 200Hz, in particular with or up to 1000Hz or with more than 1000Hz, in particular up to 2000Hz or up to 5000Hz, and / or complex courses of the first and / or second material application and / or a high relative speed, in particular more or up to 0.1 m / s or more or up to 0.5 m / s or more or up to 1 m / s or more or up to 1.5 m / s or more or up to 2 m / s, a precise analysis of the first and / or second material application is possible between the analysis device and the substrate.
  • the above-mentioned object is also achieved according to the invention by a material application and analysis device according to claim 9.
  • the material application and analysis device according to the invention preferably has at least one previously described analysis device or an analysis device according to one of claims 1 to 8. Furthermore, the material application and analysis device has a material application element for applying the second material application to a substrate provided at least in sections with the first material application.
  • the material application device is preferably arranged between the first radiation source and detection device assembly and the second radiation source and detection device assembly.
  • the first material application is preferably detected by means of the first radiation source and detection device assembly and the second material application is preferably detected by means of the second radiation source and detection device assembly, the first image data being processed and the second image data being processed, the processed first Image data are evaluated with respect to the physical parameter and the processed second image data are evaluated with respect to the geometric parameter.
  • the material application element is designed to apply a bead of material, in particular a continuous material bead. Additionally or alternatively, however, it is possible for the material application element to be designed to apply or generate several, in particular punctiform or locally delimited, material applications.
  • the device according to the invention thus preferably has at least one application device for applying or generating the applied structure, a lighting device which is attached to the application device or a support structure of the application device, at least two optical detection devices designed as cameras for optical Detection of the applied surface coating or the applied structure, which are preferably offset with respect to the lighting device on the application device or the support structure of the application device opposite one another, and an image evaluation unit for recognizing the applied surface coating or structure, which is coupled to the cameras.
  • the lighting device sends out one or more light paths, which is or are projected onto the substrate and the applied surface coating or structure, preferably immediately before and after the application, and the coating or structure applied to the substrate and the applied surface coating or structure projected one or more light paths, preferably immediately before and after the application of the applied structure in online mode is or are recorded by the cameras and the image evaluation unit in such a way that the image evaluation unit uses the change in the projected light path or light line or light paths or light lines Calculation method used to determine at least one of the following features of the applied structure: The substrate position, the reflection of the coating, the width of the applied structure and / or the height of the applied structure and / or the volume of the applied eighth structure, in particular with regard to the applied length of the application structure, taking into account the height, the width and the profile or the shape of the applied structure and / or the position of the applied structure on the substrate.
  • the cameras can be designed as CCD or CMOS cameras.
  • the evaluation unit not only detects the deflection of the lighting unit by an applied structure (triangulation), but also the strength of the reflection of the lighting on the substrate surface or the applied surface coating or the applied structure.
  • This solution is very advantageous because it allows both the 3D structure of an applied structure and an applied surface coating to be recorded and evaluated with one arrangement. No different arrangements and procedures are required for this.
  • the above object is achieved according to the invention by a system according to claim 11 ge.
  • the system according to the invention is preferably a system for applying material to substrates and for analyzing the material application.
  • the system preferably has at least: a material application and analysis device according to one of claims 9 or 10.
  • an actuator device is preferably provided for generating a relative movement between the substrate and the material application and analysis device.
  • the actuator device can here by one or more robot arms, in particular 6-axis robot arm or more than 6-axis robot arm or 9-axis robot arm or up to 9-axis robot arm, and / or by an assembly line or a continuously conveying transport device can be effected.
  • the analysis device and the substrate are preferably arranged in a spatially fixed manner is fed to the analysis device, for example, by means of the robot arm or the transport device.
  • the substrate is held in a spatially fixed manner and the analysis device is moved relative to the substrate, for example by means of the robot arm or the transport device.
  • the substrate and the analysis device are moved in space, the substrate preferably being moved by means of the robot arm and / or the transport device and the substrate preferably being moved by means of a further robot arm and / or the or a further transport device .
  • portions of the first material application can initially be conveyed into the area of the first radiation source and detection device assembly and then conveyed into the area of the material application element.
  • the second material application can preferably be applied directly to the substrate or to the first material application by means of the material application element.
  • the second material application can preferably be conveyed into the region of the second radiation source and detection device assembly after it has been applied or produced.
  • This embodiment is advantageous because the analysis of the first material application can be carried out in advance of the material application element by means of which the second material application is applied to the substrate. Furthermore, the analysis of the second material application can be carried out afterwards, i.e. after the material has been applied by the material application element.
  • the material application and analysis device can perform at least or exactly or up to 3 tasks at the same time, namely analysis of a physical parameter of the first material application, application of the second material application and analysis of a geometric parameter of the second material application. It is highly advantageous that the material application and analysis device can be designed with a very compact design.
  • the method according to the invention is preferably a method for producing and monitoring a substrate coating.
  • the method preferably has at least the step of providing a substrate.
  • a first material application is provided at least in sections on the substrate.
  • the first material application can alternatively also be referred to as material modification or first material modification, in this case the second material application can be referred to as first material application.
  • the method has the step of providing a material application and analysis device, the material application and analysis device having at least: a material application element for applying a second material application io on the substrate at least partially provided with the first material application, a first radiation source and detection device assembly, wherein the first radiation source and detection device assembly has at least one first radiation source for projecting at least one line of light onto the first material application and a first optical detection device assigned to the first radiation source for Detecting the light line and generating first image data, the first image data representing the detected light line, wherein the first radiation source is preferably fixedly aligned with respect to the first optical detection device, and a second radiation source and detection device assembly, wherein the second radiation source and detection device assembly at least one second radiation source for projecting at least one wide line of light onto the second material application and one of the second beam
  • the second optical detection device assigned to the source for detecting the further light line and generating second image data, the second image data representing the detected further light line, the second radiation source preferably being fixedly aligned with the second optical
  • the material application and analysis device can have an evaluation device for evaluating the first image data generated by the first acquisition device and the second image data generated by the second acquisition device.
  • the evaluation device can preferably have evaluation means for parameter-dependent evaluation of the first image data, in particular the 2D image data, and the second image data, in particular the 3D image data, with either the first image data or the second image data being evaluated with regard to a physical parameter and with the image data which are not evaluated in terms of the physical parameter are evaluated in terms of a geometric parameter.
  • the material application and analysis device has a control device for controlling the first radiation source and detection device assembly and for controlling the second radiation source and detection device assembly, the material application device being arranged between the first radiation source and detection device assembly and the second radiation source and detection device assembly.
  • the method according to the invention has the step of applying the second material application to the first material application by means of the material application element. Furthermore, the method according to the invention has the step of projecting a line of light by means of the first radiation source onto the first material application and detecting the first Light line by means of the first detection device, the step of projecting the light line by means of the first radiation source onto the first material application and the detection of the first light line by means of the first detection device taking place in advance of the application of the second material application.
  • the method according to the invention has the step of projecting a further light line by means of the second radiation source onto the second material application and detecting the further light line by means of the second detection device, the step of projecting the light line by means of the second radiation source onto the second material application and the The second line of light is detected by means of the second detection device in the wake of the application of the second material application.
  • the control device controls the first radiation source and detection device assembly and the second radiation source and detection device assembly, preferably with a time delay, in particular alternately, the first detection device, in particular depending on the operation of the first radiation source or depending on the configuration of the substrate, the first Generates image data and wherein the second acquisition device, in particular as a function of the operation of the second radiation source or as a function of the configuration of the substrate, generates the second image data.
  • the method has the step of processing the first image data and the step of processing the second image data, the first image data representing a physical parameter of the light line / s projected onto the first material application and the second image data having a geometric parameter the second application of material represent projected light lines.
  • the method has the step of evaluating the processed first image data with regard to the physical parameter and evaluating the processed second image data with regard to the geometric parameter.
  • a surface coating applied to the substrate can be recorded in advance (related to the application nozzle) and a structure applied to the substrate and / or to the surface coating or the first material application can be recorded in the wake (related to the application nozzle) will. Both acquisitions can be carried out in one process.
  • a surface coating applied to the substrate can be detected in advance (related to the application nozzle) with simultaneous detection of a reference substrate surface and a structure applied to the substrate and / or to the surface coating or the first material application can be detected afterwards (related to the application nozzle) can be recorded in one process with the formation of a difference calculation between the applied structure and the reference substrate surface.
  • the substrate surface is optically recorded and evaluated with regard to the physical parameter.
  • a reference reflection of the substrate surface can be recorded in advance (related to the application nozzle) and the surface coating applied to the substrate surface can be recorded afterwards (related to the application nozzle). This is preferably done in a sequence and with the formation of a difference calculation of the reflection of the applied coating to the reference reflection.
  • the substrate surface is optically recorded and evaluated with regard to the physical parameter.
  • a reference substrate surface can be recorded in advance (in relation to the application nozzle) and the structure applied to the substrate surface can be recorded in the aftermath (in relation to the application nozzle), both preferably in one process, forming a difference calculation between the applied structure and the reference -Substrate surface is done.
  • the method according to the invention is preferably a method for producing and monitoring a substrate coating.
  • the method preferably has at least the step of providing a substrate.
  • a first material application is provided at least in sections on the substrate.
  • the first material application can alternatively also be referred to as a material modification or first material modification, in this case the second material application can be referred to as the first material application.
  • the method has the step of providing an analysis device, in particular a material application and analysis device according to claim 9 or claim 10, for the optical monitoring of at least two material applications applied or generated on a substrate, the analysis device having at least: one first radiation source and detection device assembly, wherein the first radiation source and detection device assembly includes at least one first radiation source for projecting at least one line of light onto the first material application and a first optical detection device associated with the first radiation source for detecting the light line and for generating first image data and for Generating second image data, wherein the first image data represent a physical parameter of the captured light line and where the second image data represent a geometric parameter of the captured light line never represent, the first radiation source preferably being fixedly aligned with respect to the first optical detection device, and a processing device for processing the generated first image data and the generated second image data.
  • the analysis device having at least: one first radiation source and detection device assembly, wherein the first radiation source and detection device assembly includes at least one first radiation source for projecting at least one line of light onto the first material application and a
  • the analysis device can have an evaluation device for evaluating the first image data generated by the first acquisition device and the second image data generated by the second acquisition device.
  • the evaluation device preferably has evaluation means for parameter-dependent evaluation of the first image data, in particular the 2D image data, and the second image data, in particular the 3D image data, with either the first image data or the second image data being evaluated with regard to a physical parameter and with the image data, which are not evaluated with regard to the physical parameter, are evaluated with regard to a geometric parameter.
  • the analysis device has a control device for controlling the first radiation source and detection device assembly, wherein the first radiation source and detection device assembly is preferably an assembly that has exactly one radiation source and preferably exactly one detection device designed as a camera, the control device having the first Radiation source and detection device assembly controls, wherein the first detection device, in particular as a function of the configuration of the substrate, generates the first image data or the second image data.
  • the first radiation source and detection device assembly is preferably an assembly that has exactly one radiation source and preferably exactly one detection device designed as a camera, the control device having the first Radiation source and detection device assembly controls, wherein the first detection device, in particular as a function of the configuration of the substrate, generates the first image data or the second image data.
  • the camera can be designed as a CCD or CMOS camera.
  • the configuration can be, for example, a first configuration according to which the substrate is provided with the first material application and not or not yet with the second material application.
  • the substrate can be provided with a second material application which is different from the first material application or which is an alternative material application.
  • the substrate can be provided with the first material application and the second material application is or is being applied to the first material application, in particular to parts of the first material application. It should be noted here that the designations “first”, “second”, “third” or “further” configuration do not specify any sequence. It is thus also possible for the substrate to have the “third” configuration without the first or second configuration being present.
  • the method has the step of projecting a line of light by means of the first
  • the method has the step of applying the second material application to the first material application by means of a material application element.
  • the method has the step of projecting a line of light by means of the first radiation source onto the second material application and detecting the line of light by means of the first detection device, the second image data being generated, in particular by means of the first detection device, with the step of projecting a line of light by means of the first radiation source on the first material application and the detection of the light line by means of the first detection device before the application of the second material application it follows and is carried out several times, whereby the light lines projected onto the substrate are projected onto one or more defined portions of the substrate
  • This step is preferably effected completely before the application of the second material application to the first material application or before the application of the second material application to the first material application for the respective sub strat is completely ended, the step of projecting a line of light by means of the first radiation source onto the second material application and the detection of the light line by means of the first detection device after the application of the second material application or during the application of the second material application takes place and is carried out several times, wherein the lines of light projected onto the substrate are projected onto one
  • the method has the step of processing the first image data and the step of processing the second image data. Furthermore, the method has the step of evaluating the processed first image data with regard to the physical parameter and evaluating the processed second image data with regard to the geometric parameter.
  • a surface coating applied to the substrate can be detected in the wake (related to the application nozzle) in a first sequence and a structure applied to the substrate and / or to the surface coating can be recorded in the wake (in relation to the application nozzle) in a second Process can be recorded.
  • the first radiation source and detection device assembly for capturing the first and second image data can be a first radiation source and detection device assembly arranged downstream of the material application device. It should be noted here that it is also possible according to this solution that in addition to the first radiation source and detection device assembly, a second radiation source and detection device assembly and preferably also a third, fourth, fifth and sixth radiation source and detection device assembly is provided, all of which , especially all six, radiation sources and Detection device assemblies are arranged on a circular path around a center and are preferably structurally identical, an actuator device for generating a relative movement between the substrate and the material application and analysis device being provided, in particular for the case of the exclusive analysis of the first material application, the control device depending on the relative positions of the individual radiation source and detection device assembly for the first material application causes a new registration of one of the remaining radiation source and detection device assembly as a first radiation source and detection device assembly.
  • control device to re-register one of the radiation source and detection device assemblies as a function of the relative positions of the individual radiation source and detection device assemblies for the first and / or second material application first radiation source and detection device assembly caused.
  • the substrate surface is optically recorded and evaluated with regard to the physical parameter.
  • a reference reflection of the substrate surface in the wake can be recorded in a first sequence.
  • the surface coating applied to the substrate surface can be detected in the wake (in relation to the application nozzle). This is preferably done with the formation of a difference calculation between the reflection of the applied coating and the reference reflection from the first sequence.
  • a reference substrate surface can be recorded in the wake (related to the application nozzle) in a first sequence and the structure applied to the substrate surface can be recorded in the wake (in relation to the application nozzle) in a second sequence with the formation of a difference calculation of the applied structure to the reference substrate surface are recorded.
  • the method according to the invention is preferably a method for producing and monitoring a substrate coating.
  • the method preferably has at least the step of providing a substrate.
  • a first material application is preferably provided at least in sections on the substrate.
  • the method preferably has the step of providing a material application and analysis device.
  • the material application and analysis device preferably has at least one material application element for applying a second material application to the substrate provided at least in sections with the first material application, a first radiation source and Detection device assembly, the first radiation source and detection device assembly having at least one first radiation source for projecting at least one first line of light, in particular a laser line, onto the first material application and a first optical detection device assigned to the first radiation source for detecting the first line of light and for generating first image data , wherein the first image data represent the detected first line of light, wherein the first radiation source is preferably fixedly aligned with the first optical detection device, and a second radiation source and detection device assembly, the second radiation source and detection device assembly at least one second radiation source for projecting of at least one further line of light, in particular a laser line, onto the second material application and a second optical detection element assigned to the second radiation source n device for capturing the further line of light and for generating second image data, the second image data representing the captured further line of light, the second radiation source preferably being fixedly
  • the method preferably has the step of applying the second material application to the first material application by means of the material application element and the step of projecting a first line of light by means of the first radiation source onto the first material application and detecting the first line of light by means of the first detection device, the step of Projecting the light line by means of the first radiation source onto the first material application and the detection of the first light line by means of the first detection device takes place in advance of the application of the second material application, and the step of projecting a further light line by means of the second radiation source onto the second material is applied and detected the further light line by means of the second detection device, where in the step of projecting the further light line by means of the second radiation source onto the second material application and the Detection of the further line of light by means of the second detection device in the wake of the application of the second material application, where in the case of the control device the first radiation source and detection device assembly and the second radiation source and detection device assembly each, especially time-shifted or alternately, controls, the first detection device the generates first image data and
  • the physical parameter is the strength of reflected light from several light lines captured one after the other, the image data representing the individual light lines captured in a defined section of the substrate being processed to generate 2D image data, in particular which are connected to one another, and where the geometric parameter is the shape of several light lines captured one behind the other, the image data representing the individual light lines captured in a defined section of the substrate being processed, in particular connected to one another, to generate 3D image data.
  • the 2D image data are analyzed with regard to the physical parameter, in particular the light intensity or the reflection intensity or the brightness in the image.
  • the 3D image data are analyzed with regard to the geometric parameter, in particular the shape, of the second material application represented by the 3D image data.
  • 2D image data or 3D image data can be generated from the image data relating to the first geometric parameter
  • 2D image data or 3D can be generated from the image data relating to the second geometric parameter Image data are generated.
  • the first geometric parameter can be a first shape, in particular the shape of the first material application or the shape of the substrate, in particular in a predetermined proportion.
  • the second geometric parameter can be a second shape, in particular the shape of the second material application, in particular in a predetermined proportion.
  • the aforementioned task can be performed by a device for automatic application or generation and monitoring of a structure to be applied to a substrate, preferably in front of an adhesive bead, adhesive track, adhesive seam, sealing seam, a foam profile, Endless profile, geometric profile, in particular a cylinder-like profile or a triangular profile, or a weld seam, can be solved.
  • This device preferably comprises at least one application device for applying or generating the applied structure, a lighting device which is attached to the application device or a support structure of the application device, at least two cameras for optical detection of the applied structure, which are offset from the lighting device on the application device or the support structure of the application device are placed opposite one another, and has an image evaluation unit for recognizing the applied structure, which is coupled to the cameras, wherein the lighting device emits one or more light paths, which in each case on the substrate and the applied structure immediately after the order is or are projected and wherein the one or more light paths projected onto the substrate and the applied structure immediately after the applied structure has been applied in online Be Drive is or are recorded by the cameras and the image evaluation unit in such a way that the image evaluation unit uses the change in the projected light path or light paths by means of calculation methods in order to determine at least one of the following features of the applied structure: the width of the applied structure and / or the height the applied structure and / or the volume of the applied structure, in particular with respect to the applied length of the applied structure including the height,
  • the device has a control device, the control device being able to receive and evaluate movement data from a movement detection device, in particular a robotics and / or a 3D sensor system, the movement data describing a relative movement between the application device and the substrate, and using the control tion device based on the movement data, a treatment area of the substrate in which the structure is to be applied can be determined before the application of the structure and / or the lighting device comprises at least two illuminant units, each illuminant unit projecting light in a plane onto the substrate, with planar proportions in which the light of each adjacent illuminant unit extends, intersect, with a control device for time-shifted control of the adjacent illuminant unit being provided in order to provide a time-shifted illumination of the substrate and / or r to effect the structure to be applied by means of the lamp unit and / or at least one camera is assigned to each lamp unit, the camera being aligned at a triangulation angle of less than 30 ° and / or the
  • the use of the words “essentially” preferably defines in all cases in which these words are used within the scope of the present invention a deviation in the range of 1% -30%, in particular 1% -20%, in particular 1% -10 %, especially from 1% -5%, especially from 1% -2%, of the definition that would be given without the use of these words.
  • Individual or all representations of the figures described below are preferably to be viewed as construction drawings, ie the dimensions, proportions, functional relationships and / or arrangements resulting from the figure (s) preferably correspond exactly or preferably essentially to those of the device according to the invention or the inventive device Product.
  • FIG. 1 shows an example of a device according to the invention during the application and monitoring of an adhesive track in a side view
  • FIG. 2 shows a perspective view of the device according to the invention from FIG. 1;
  • Figure 3 is a bottom plan view of the apparatus of Figures 1 and 2 according to the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic view of a further embodiment of the device according to the invention.
  • 5a and 5b show different schematic views of the devices according to the invention
  • 6a and 6b show further exemplary representations of the devices according to the invention
  • FIG. 7a shows a 3D representation which was generated from the captured image data for the individual light lines
  • FIG. 7b shows a further 3D illustration, this 3D illustration representing a smoothed illustration of the image data shown in FIG. 7a
  • FIG. 7c shows a schematic representation of a plurality of light lines detected one after the other with regard to a physical parameter
  • FIG. 7d shows a 2D representation, this 2D representation representing a smoothed representation of the image data shown in FIG. 7c.
  • a device according to the invention for automatically applying and monitoring an adhesive track 6 is shown on a substrate or component.
  • the device according to the invention comprises an application device 10, which has an application nozzle 12 at its lower end in order, for example, to apply adhesive to a component.
  • a lighting device 20 which is composed, for example, of one or more LED diodes or a laser radiation source or several laser radiation sources, projects at least one light marking, in particular one light line or several light lines.
  • the light line (s) can generate, for example, a straight and / or curved, in particular curved light line (s).
  • the light line (s) can additionally or alternatively, for example, in the form of one or more preferably straight light paths, in particular in the form of one or more straight light lines.
  • at least one light line is projected onto the substrate and / or where at least one light line is projected onto the applied adhesive track or the applied structure and / or where a light line is provided on the substrate, in particular at least one with a material application, in particular a primer Surface section is projected and / or wherein a line of light is projected onto the applied structure and the surface section provided with the material application, in particular the primer.
  • the lighting device 20 is attached to the application device 10 and moves along with the application device 10 when the adhesive is applied if there is a relative movement between the substrate 2 and the application device 10.
  • the device according to the invention is designed exclusively as an analysis device.
  • At least one camera 31 for optical detection of the adhesive track is in turn attached to the lighting device 20.
  • the camera 31 is preferably attached laterally offset to the lighting device and onto the projected light line, which is preferably projected onto the substrate close to the application nozzle 12.
  • the cameras 31, 32 are connected to an image evaluation unit (not shown) which, in online operation, records and evaluates the images of the adhesive track determined by the cameras, the image evaluation unit using the change in the projected light line by means of corresponding calculation methods to convert either the width and / or the height and / or that Volume of the adhesive trace can be determined and thus checked.
  • the sensor head or the analysis device 1 with the lighting devices or radiation sources (see FIG. 4) and the cameras or detection device (31-36) is firmly connected to the application device 10, at least one of the cameras 31-36 captures the area of intersection between the light line and the material application, in particular the second material application, in particular the adhesive track.
  • Fig. 2 the device according to the invention is shown in perspective.
  • six cameras 31 to 36 are preferably arranged concentrically around the application device 10.
  • the area of intersection between a projected line of light and the second material application, in particular adhesive trace is captured by at least one or by exactly one or by only one camera, which is preferably located in the segment of a circle where the material application, in particular the adhesive track, when applied, can be dimensionally stable or can run. If the adhesive track takes an arcuate course, a further camera can be activated for evaluation in order to monitor the course of the adhesive track. This applies to the entire circumference around the application device 10, depending on the course of the adhesive track.
  • Fig. 3 the device according to the invention is now shown from below.
  • the application nozzle 12 which is surrounded by the lighting devices 20-25 (see FIG. 4) in the form of LED light line projectors or laser line projectors as is attached to the application device 10.
  • the cameras 31 to 36 are arranged at a uniform distance from one another and concentrically around the application nozzle 12 and are aligned with it.
  • only one radiation source which can preferably be designed as a ring projector and can preferably be arranged concentrically to the center of the analysis device 1, can be provided.
  • a ring projector it is possible that this emits, for example, a round line of light, which is preferably at least partially reflected by the substrate and / or the material applied to the substrate.
  • the ring projector can be an LED light projector or a laser light projector.
  • the ring projector can be operated with a defined frequency and the detection devices can be operated depending on the frequency of the ring projector.
  • the ring projector can constantly emit light.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • the detection devices 31-36 in particular the cameras 31-36, are arranged laterally offset from a center.
  • Radiation sources 20-25 are preferably arranged between the individual cameras 31-36 and the center.
  • Each detection device preferably forms 31-36 together with a radiation source 20-25 a radiation source and detector assembly 41-46, respectively.
  • the components (detection device and radiation source) of one or more or all of the radiation source and detection device assemblies 41-46 are preferably to be understood as functionally interacting.
  • the radiation source 20 of the first radiation source and detection device assembly 41 emits radiation and the detection device 31 of the first radiation source and detection device assembly 41 detects this radiation (or the light components reflected from the substrate and / or the material application (s)).
  • the analysis device 1 has a holding frame 87 on which at least one first radiation source and detection device assembly 41 and a second radiation source and detection device assembly 42 are arranged (see. Fig. 4).
  • the first radiation source and detection device assembly 41 preferably has at least one first radiation source 20 for projecting at least one light line 50, in particular a preferably straight laser line, onto the first material application 4.
  • the first radiation source and detection device assembly 41 has a first optical detection device 31 assigned to the first radiation source 20 for detecting the light line 50 and for generating first image data.
  • the first image data represent the captured light line 50, the captured light line or the captured light lines being or being represented by a physical parameter, the physical parameter preferably being the strength of the reflected light.
  • the detected line of light 50 in this illustration is formed by a highly reflective portion 56 and two less strongly reflective portions 57 and 58.
  • the highly reflective portion preferably represents the first material application 4 or a material modification and the less strongly reflective portions 57, 58 or more scattering portions represent optically detected portions of the light line 50 which are not projected onto the first material application 4 or the material modification , but are adjacent to it and projected onto the adjacent substrate surface, for example.
  • This solution is advantageous because the portions of the light line 50 that are reflected to different degrees can be determined in the image data generated by the detection device.
  • a 2D representation can then be generated from several successively generated image data (e.g.
  • the determination of the presence of the first material application 4 or Material modification can be determined from these 2D image data. It can thus be determined whether the first material application 4 or material modification was generated continuously or whether the first material application 4 or material modification is not generated or present in sections or locally.
  • the light line 50 is projected onto the adjacent substrate surface only on one side 57 or 58 of the first material application 4 or material modification.
  • the line of light 50 is projected completely onto it when the first material application 4 or material modification has been generated correctly and therefore does not protrude beyond it.
  • This solution is advantageous because in the case of a very broad (relatively) generated first material application 4 or material modification, the target area, which can be defined by the width of the light line 50, can be wider than the length of the light line 50.
  • the reference numeral 59 denotes light lines previously generated and detected by means of the detection device 31, these light lines of course not remaining visually recognizable on the substrate or the first material application after the completion of their generation, but merely kept or made available by the generated image data .
  • light lines captured by the capture device 31, in particular all or defined or the majority of the light lines captured by the first capture device 31, are generated to generate 2D image data, in particular spatially resolved or in relation to the respective component location.
  • the 2D image data can be provided, saved or further processed in the form of one or more files, for example.
  • the first radiation source 20 is preferably fixedly aligned with respect to the first optical detection device 31, since both devices 20, 31 are preferably arranged fixedly on the holding frame 87.
  • the second radiation source and detection device assembly 42 preferably has at least one second radiation source 21 for projecting at least one further light line 51, in particular a laser line, onto the second material application 6 and a second optical detection device 32 assigned to the second radiation source 21 for detecting the further light line 51 and for generating second image data.
  • the second radiation source and detection device assembly 42 is preferably fixedly arranged on the holding frame 87, so the second radiation source 21 is preferably fixedly aligned with respect to the second optical detection device 32.
  • the second image data represent the detected light line 51, the detected light line 51 or the detected light lines 67 preferably by means of a geometric parameter is or are represented, the geometric parameter preferably being the shape of the light line.
  • the light lines 67 and 51 are therefore also shown completely homogeneously, since the image data that represent these light lines are preferably generated exclusively with regard to the shape of the light line or represent the shape of the light line and therefore physical parameters such as differences in the strength of the reflected Light, remain unnoticed or are not mapped or represented by the generated image data.
  • the reference numeral 67 denotes light lines previously generated and detected by means of the detection device 32, these light lines of course not remaining optically recognizable on the substrate 2 or the second material application 6 after the completion of their generation, but merely kept or made available by the generated image data will.
  • light lines captured by the capture device 32 in particular all or defined or the majority of the light lines captured by the second capture device 32, are generated for generating 3D image data, in particular spatially resolved or in relation to the respective component location.
  • the 3D image data can be provided, saved or further processed in the form of one or more files, for example.
  • Reference numeral 60 denotes a processing device 60 for processing the first image data generated by the first acquisition device 31 and the second image data generated by the second acquisition device 32.
  • the processing device 60 is preferably at least indirectly and preferably directly connected to the individual detection devices by means of data connections.
  • the reference numeral 62 denotes a control device 62, which is preferably used to control the first radiation source and detection device assembly 41 and to control the second radiation source and detection device assembly 42, where in the control device 62, the first radiation source and detection device assembly 41 and the second radiation source and Detection device assembly 42 preferably drives with a time delay, in particular alternately.
  • the control device 62 is preferably connected directly or indirectly to the individual radiation source and detection device assemblies 41-46 by means of data connection (s) and / or signal connection (s).
  • the first acquisition device 31 preferably generates first image data.
  • the reference numeral 71 denotes an optical detection area of the detection device 31; it can be seen that the detection area 71 on the substrate 2 is preferably wider and / or longer than the width and / or length of a light line 50 emitted by the first radiation source 20 (on the Substrate) is.
  • the reference numeral 73 denotes a radiation region of the radiation emitted by the first radiation source 20, through which the light line 50 is projected onto the substrate 2 and / or the first material application 4.
  • the second acquisition device 32 preferably generates the second image data.
  • the reference 72 denotes an optical detection area of the detection device 32; it can be seen that the detection area 72 on the substrate 2 is preferably wider and / or longer than the width and / or length of a light line 51 emitted by the second radiation source 21 (on the Substrate) is.
  • the reference numeral 74 denotes a radiation region of the radiation emitted by the second radiation source 21, through which the light line 51 is projected onto the substrate 2 and / or the second material application 6.
  • the reference number 64 designates an actuator device purely schematically and purely by way of example, wherein a relative movement between the substrate 2 and the analysis device 1 can be brought about by the actuator device 64.
  • the actuator device 64 can, for example, convey the substrate 2 in the direction 90 if the analysis device 64 is arranged in a spatially fixed manner.
  • the first radiation source and detection device assembly 41 is arranged in this constellation as performing detection “in advance” and the radiation source and detection device assembly 42 is arranged in this constellation as performing detection “afterwards”.
  • Fig. 5b shows an alternative representation of the present invention.
  • the analysis device 1 shown has a material application device 10.
  • this arrangement can be referred to as material application and analysis device 8.
  • the reference number 64 designates an actuator device purely schematically and purely by way of example, wherein a relative movement between the substrate 2 and the analysis device 1 can be brought about by the actuator device 64.
  • the substrate 2 can, for example, be arranged in a spatially fixed manner and the material application and analysis device 8 can be moved or conveyed relative to the substrate 2, for example in the direction 90.
  • the first radiation source and detection device assembly 41 is arranged in this constellation as performing detection “in advance” and the radiation source and detection device assembly 42 is arranged in this constellation as performing detection “afterwards”.
  • Pre-run refers to the fact that the first radiation source and detection device assembly 41 analyzes portions of the substrate 2 that were applied to the substrate 2 and / or the substrate 2 and / or the prior to the application of material (second material application 6) using, for example, an application nozzle 12 of the application device 10 first material application 4, are guided past the first radiation source and detection device assembly 41 or are moved relative thereto.
  • After-run refers to the fact that the second radiation source and detection device assembly 42 analyzes portions of the substrate 2, which after the material application (second material application 6) by means of an application nozzle 12 of the application device 10 on the substrate 2 and / or the first Material application 4, on the second radiation source and He detection device assembly 41 are passed or moved relative to it.
  • the actuator device 64 is designed schematically as a robot arm. It is possible here for the actuator devices 64 according to FIGS. 5a and 5b to be exchanged or combined with one another. Furthermore, the actuator device 64 according to FIG. 5a or 5b supplies location data or position data, in particular 3D position data of the actuator device, in particular of a robot, and / or movement data, in particular acceleration data and / or speed data, these data preferably to the processing device 60 and / or the control device 62 are provided.
  • the image data, in particular the 2D image data and / or the 3D image data are preferably set or generated in relation to the location data or position data and / or movement data, in particular acceleration data and / or speed data.
  • the reference number 14 denotes a system which preferably has at least the actuator device 64 and the material application and analysis device 8.
  • FIG. 6a essentially corresponds to FIG. 5a, the light lines 50 and 51 shown in a detection interval being generated, the light lines preferably being generated one after the other and alternately.
  • Radiation source and detection device assemblies 41, 42, 43, 44, 45, 46 are preferably controlled one after the other or with a time delay in order to generate image data.
  • a defined sequence for controlling the radiation source and detection device assembly 41, 42, 43, 44, 45, 46 is preferably specified. Before given to each sequence, all radiation source and detection device assemblies 41, 42, 43, 44, 45, 46, in particular exactly once, to generate a light line 50, 51, in particular a special laser line, and to detect the respective light line.
  • each detection device is preferably operated at a frequency of more than 1 Hz, in particular at a frequency of more than 100 Hz.
  • Fig. 6a shows six radiation sources 20-25, each radiation source 20-25 be preferably exactly or at least one optical detection device (only two shown) is assigned.
  • 6b shows the material application and analysis device 8 during the application of the second material application 6 and during the optical detection of the first material application 4 or material modification and during the optical detection of the second material modification 6.
  • the representation shown represents at least one 3D image or a perspective view that was generated from the 3D image data. It can also be seen that the representation according to this example has a lighter portion 57, a darker portion 56 and a portion 58 which is again lighter than the darker portion 56. This can result from a combination of the 2D and 3D image data. Thus, from this one representation or the common image data representing this representation or combined image data or combined image data, it can be seen at which point the first material application 4 is incorrectly generated or applied and at which point the second material application 6 is incorrectly generated or applied is.
  • incorrect applications of one material application 4 or 6 can compensate for incorrect applications of another material application 4 or 6.
  • a certain number of incorrect applications of the first material application 4 in a section can be defined as problem-free and a certain number of incorrect applications of the second material application 6 in the same section can also be defined as problem-free, the total number of incorrect applications being defined as problematic can be.
  • even the total number of faulty applications can be defined as unproblematic as long as the faulty applications occur at the same locations or at different locations, in particular locations at a defined distance from one another.
  • the reference numerals 81 and 82 identify defective locations of the second material application 6. It can be seen that the shape of the second material application 6 differs from the shape of the remaining portions of the second material application 6 at these locations. At the points 81, 82, the second material application has been produced or applied, for example, with less material (per area) and / or the second material application 6 was, for example, "smeared" at these points.
  • the reference symbol 83 denotes the pictorial representation of a line of light previously captured and held in the form of the image data.
  • Reference numeral 84 identifies the second material application 6 represented by the image data.
  • the 2D image data is generally possible for the 2D image data to be analyzed independently of the 3D image data.
  • common image data or linked image data or combined image data it is also possible for common image data or linked image data or combined image data to be generated from the 2D data and the 3D data. This common image data or linked image data or combined image data can then be analyzed in terms of the geometric parameter and the physical parameter.
  • representation 7b shows a representation that results from representation 7a or from the 3D image data on which representation 7a is based.
  • FIG. 7c schematically shows a plurality of light lines 50 optically captured one after the other.
  • the individual light lines 50 are preferably generated and captured one after the other.
  • all light lines 50 have a comparable or identical appearance.
  • These lines of light 50 either represent a point at which the property to be examined, in particular the physical parameter, is realized to a sufficient extent or is not achieved to an adequate extent. It can be seen that a part 56 of the light line 50 is shown stronger and / or darker and / or thicker, whereby a greater presence of the physical parameter, in particular the strength of the reflected light, is presented than in the neighboring ones Shares 57 and 58.
  • FIG. 7d shows a 2D representation which is generated from the data shown in FIG. 7c. It can thus be seen that the first material application 4 is shown darker than the strength of the reflected light of the substrate 2 due to other physical properties, in particular due to a greater strength of the reflected light. If the first material application 4 should not be applied correctly or incorrectly, then, for example, bright spots would be recognizable in the area 56.
  • the present invention can thus be used to carry out a method for generating and monitoring a substrate coating.
  • the method preferably has at least the following steps: providing a substrate 2, a first material application 4 being provided at least in sections on the substrate 2; Providing an analysis device 1, in particular a material application and analysis device 8, in particular according to claim 9 or claim 10, for the optical monitoring of at least two material applications 4, 6 applied or generated on the substrate 2, the analysis device 1 having at least: a first Radiation source and detection device assembly 41, the first radiation source and detection device assembly 41 at least one first radiation source 20 for projecting at least one light line 50, in particular laser line, onto the first material application 4 and one of the first optical detection device 31 assigned to the first radiation source 20 for detection of the light line 50 and for generating first image data and for generating second Having image data, wherein the first image data represent a physical parameter of the captured light line 50 and wherein the second image data represent a geometric parameter of the captured light line 50, wherein the first radiation source 20 is preferably fixed in relation to the first optical detection device
  • first radiation source and detector assembly sixth radiation source and detection device assembly first light line or laser line or LED line further or second light line or laser line or LED line highly reflective portion of the first light line first weakly reflective portion of the first light line second weakly reflective portion of the first light line previously generated and optically detected light lines (show for illustration only)
  • 3D image generates a smoothed 3D image from the 3D image data by smoothing the image data representing the 3D image 79 of the first defect or image data representing the second defect or image data representing the irregularity

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich z.B. auf eine Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8). Die erfindungsgemäße Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8) weist dabei bevorzugt mindestens eine Analyseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf. Weiterhin weist die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8) ein Materialaufbringungselement (10, 12) zum Aufbringen der zweiten Materialaufbringung (6) auf ein mit der ersten Materialaufbringung (4) zumindest abschnittsweise versehenes Substrat (2) auf, wobei die Materialaufbringungseinrichtung (10, 12) zwischen der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) angeordnet ist, wobei mittels der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) die erste Materialaufbringung (4) erfasst wird und wobei mittels der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) die zweite Materialaufbringung (6) erfasst wird, wobei die ersten Bilddaten verarbeitet werden und wobei die zweiten Bilddaten verarbeitet werden, wobei die verarbeiteten ersten Bilddaten bezüglich des physikalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die verarbeiteten zweiten Bilddaten bezüglich des geometrischen Parameters ausgewertet werden.

Description

Neuartige Vorrichtung/en zum automatischen Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Beschichtung und/oder Struktur mit Ermittlung von Reflexionseigenschaften und/oder geometrischen Abmessungen sowie ein entsprechendes Verfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß Anspruch 1 auf eine Analysevorrichtung zum op tischen Überwachen von zumindest zwei auf einem Substrat aufbringbaren oder erzeugbaren oder aufgebrachten oder erzeugten Materialaufbringungen, gemäß Anspruch 9 auf eine Materi- alaufbringungs- und Analyseeinrichtung, gemäß Anspruch 11 auf eine Anlage, wobei die An lage eine Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung gemäß Anspruch 9 aufweist und ge mäß den Ansprüche 13 und 14 jeweils auf ein Verfahren zur Erzeugung und Überwachung ei ner Substratbeschichtung.
Für die geometrische Bestimmung einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur oder zur Überprüfung der korrekten Applizierung einer Beschichtung werden bislang Flächenbeleuchtun gen oder gerichtete Beleuchtungsformen verwendet. Die Reflektion der Substratoberfläche so wie der Flächen- oder gerichteten Beleuchtungseinheiten mit der aufgebrachten Struktur oder Beschichtung wird von einer Kamera oder mehreren Kameras aufgenommen und durch eine Recheneinheit automatisiert ausgewertet.
Eine auf einem Substrat aufgebrachte Struktur wird gemäß dem nachfolgend genannten Stand der Technik optisch erfasst und hinsichtlich eines Parameters ausgewertet: DE 10361 018 B4, DE 102006018558 A1, DE 102016007586 A1.
In den derzeit bekannten Systemen werden für eine Oberflächenbeschichtung Verfahren auf Basis der Reflexionseigenschaften eingesetzt. Diese beinhalten neben einer bis mehrere Ka meras eine Flächenbeleuchtung (siehe DE 10361 018 B4). Eine aufgebrachte Struktur, die eine dreidimensionale Form aufweist (z.B. eine Klebstoff- oder Dichtmittelspur oder eine drei eckige Spur wie sie im Automobilbau zum Verkleben von Scheiben zum Einsatz kommt) kann sowohl mit einer bis mehreren Kameras und einer Flächenbeleuchtung als 2D Struktur erfasst werden. Dabei kann aber nicht gleichzeitig die Höhe und das Volumen der Struktur erfasst wer den. Für eine dreidimensionale Auswertung einer aufgebrachten Struktur wird vorwiegend ein Stereo- oder Triangulationseinheit verwendet. Eine Erfassung der 3D-Struktur erfolgt dabei durch eine Ablenkung der projizierten Beleuchtung (Projektor, LED- oder Lichtlinien) die in ei nem vordefinierten Winkel zur Kamera steht (Triangulationswinkel). Diese wiederum ermöglicht aber keine gleichzeitige Erfassung einer Oberflächenbeschichtung da diese keine Höheninfor mation beinhaltet. Eine z.B. projizierte Lichtline erfährt keine Ablenkung da die Oberflächenbe schichtung keine oder eine zu kleine Höhenänderung erzeugt. Es werden somit derzeit unter schiedliche Methoden und Systeme für die jeweilige Aufgabe eingesetzt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum vorteil haften, insbesondere schnelleren, Erfassen bzw. Erkennen einer auf einem Substrat aufge brachten Oberflächenbeschichtung sowie einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur be reitzustellen.
Lösung der vorliegenden Erfindung
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Analysevorrichtung nach An spruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Analysevorrichtung ist bevorzugt eine Analysevorrich tung zum optischen Überwachen von zumindest zwei auf einem Substrat aufbringbaren oder erzeugbaren oder aufgebrachten oder erzeugten Materialaufbringungen. Eine erste Materialauf bringung weist dabei bevorzugt eine Höhe von weniger als 0,5mm auf und wobei eine zweite Materialaufbringung eine Höhe aufweist, welche einem Vielfachen der Höhe der ersten Materi alaufbringung entspricht, wobei die Höhe der zweiten Materialaufbringung mehr als 0,5 mm auf weist, wobei die zweite Materialaufbringung besonders bevorzugt auf der ersten Materialauf bringung aufgebracht wird. Die erste Materialaufbringung kann z.B. eine Grundierung oder Be schichtung sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass anstelle der ersten Materialaufbrin gung eine erste Materialmodifizierung vorgesehen oder bewirkt ist. Als Materialmodifizierung ist hierbei z.B. als eine bevorzugt abschnittsweise bewirkte Oberflächenveränderung des Substrats zu verstehen, insbesondere infolge einer mechanischen bzw. spanenden Oberflächenbehand lung. Die Materialmodifizierung kann somit z.B. als Aufrauhung, insbesondere gegenüber den nicht oder weniger aufgerauten Bereichen des Substrats, oder als Polieren, insbesondere ge genüber den nicht oder weniger polierten Bereichen des Substrats, verstanden werden.
Die zweite Materialaufbringung kann bevorzugt als Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Schmierspur, insbesondere Fettspur, oder Dichtnaht oder Dichtmittelspur oder eine Schweiß naht ausgebildet sein.
Das Substrat ist bevorzugt ein Bauteil. Das Substrat, insbesondere das Bauteil, weist bevorzugt ein Polymermaterial, ein metallisches Material, ein glasartiges Material, ein Halbleitermaterial, ein elektrisch nichtleitendes Material, ein Fasermaterial, insbesondere GFK, ein Keramikmate rial oder mehrere dieser Materialien und/oder Materialkombinationen auf. Bevorzugt ist das Substrat, insbesondere das Bauteil, massemäßig mehrheitlich metallisch. Bevorzugt ist das Substrat, insbesondere das Bauteil, ein Karosserieteil oder Rahmenteil, insbesondere eines Fahrzeugs, insbesondere eines Autos oder LKWs. Bevorzugt ist das Substrat, insbesondere das Bauteil, ein Fenster oder ein Dach oder eine Tür eines Fahrzeugs, insbesondere eines Au tos oder LKWs.
Die erfindungsgemäße Analysevorrichtung weist eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungs einrichtungsbaugruppe auf, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe zumindest eine erste Strahlungsquelle zum Projizieren von zumindest einer ersten Lichtlinie auf die erste Materialaufbringung und eine der ersten Strahlungsquelle zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der ersten Lichtlinie und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die erfasste erste Lichtlinie repräsentie ren, wobei die erste Strahlungsquelle fest gegenüber der ersten optischen Erfassungseinrich tung ausgerichtet ist. Weiterhin weist die Analysevorrichtung eine zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auf, wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe zumindest eine zweite Strahlungsquelle zum Projizieren von zu mindest einer weiteren Lichtlinie auf die zweite Materialaufbringung und eine der zweiten Strah lungsquelle zugeordnete zweite optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der weiteren Lichtlinie und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie repräsentieren, wobei die zweite Strahlungsquelle fest gegenüber der zweiten optischen Erfassungseinrichtung ausgerichtet ist, wobei die ersten Bilddaten einen phy sikalischen Parameter der von der ersten optischen Erfassungseinrichtung erfassten erste Lichtlinie repräsentiert und wobei die zweiten Bilddaten einen geometrischen Parameter der von der zweiten optischen Erfassungseinrichtung erfassten weitere Lichtlinie repräsentiert. Ferner weist die Analysevorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrich tung erzeugten zweiten Bilddaten auf. Die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe sind besonders bevorzugt baugleich ausgebildet. Es ist hierbei möglich, dass von der ersten Strah lungsquelle neben der ersten Lichtlinie eine oder mehrere weitere Lichtlinien zeitgleich erzeugt werden. Dies kann auch auf eine zweite Strahlungsquelle, dritte Strahlungsquelle, vierte Strah lungsquelle, fünfte Strahlungsquelle und/oder sechste Strahlungsquelle analog gelten.
Zusätzlich oder alternativ kann die Analysevorrichtung eine Auswerteeinrichtung zum Auswer ten der von der ersten Erfassungseinrichtung erzeugten ersten Bilddaten und der von der zwei ten Erfassungseinrichtung erzeugten zweiten Bilddaten aufweisen, wobei die Auswerteeinrich tung bevorzugt Auswertemittel zum parameterabhängigen Auswerten der ersten Bilddaten, ins besondere der 2D-Bilddaten, und der zweiten Bilddaten, insbesondere der 3D-Bilddaten, auf weist, wobei entweder die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten hinsichtlich eines physi kalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die Bilddaten, welche nicht hinsichtlich des physikalischen Parameters ausgewertet werden, hinsichtlich eines geometrischen Parameters ausgewertet werden. Die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten können somit hinsichtlich eines ersten Parameters ausgewertet werden und wobei die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten hinsichtlich eines zweiten Parameters ausgewertet werden, wobei die ers ten Bilddaten und die zweiten Bilddaten nur hinsichtlich des ersten Parameters oder des zwei ten Parameter ausgewertet werden und wobei die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten hinsichtlich unterschiedlicher Parameter ausgewertet werden.
Weiterhin weist die Analysevorrichtung bevorzugt eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auf, wobei durch die Steue rungsreinrichtung bevorzugt die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe und bevorzugt die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe je weils, insbesondere zeitversetzt oder abwechselnd, ansteuerbar sind.
Die erste Erfassungseinrichtung erzeugt, insbesondere in Abhängigkeit von einer ersten Konfi guration des Substrats, die ersten Bilddaten und die zweite Erfassungseinrichtung erzeugt, ins besondere in Abhängigkeit von einer weiteren Konfiguration des Substrats, die zweiten Bildda ten.
Diese Lösung ist vorteilhaft, da mittels einer Vorrichtung, insbesondere der Analysevorrichtung, in bevorzugt einen Arbeitsschritt, mehrere Analyseaufgaben, insbesondere unterschiedlicher Materialaufbringungen, bewirkt bzw. durchgeführt werden können. Es wird somit eine Vorrich tung bereitgestellt, die nur eine Sensorik repräsentiert, und dennoch die zeitgleiche Erfassung und/oder Analyse mehrerer, insbesondere zumindest oder genau zweier, voneinander verschie dener auf einem Substrat aufgebrachter Materialaufbringen, insbesondere Grundierung und da rauf aufgebrachter Struktur, ermöglicht. Es können somit im selben Zeitintervall Erfassungen und/oder Analysen bzgl. der ersten Materialaufbringung und der zweiten Materialaufbringung durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt die Bilderfassung abwechselnd, insbesondere schneller als 1 Hz oder schneller als 100Hz oder schneller als 200Hz oder schneller als 500 Hz, insbe sondere bis zu 1000Hz oder 2000Hz.
Die Lösung ist ferner vorteilhaft, da die Substrat-Position, die Reflektion der Beschichtung, die Breite der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der aufgebrachten Struktur, und/oder die Höhe der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der aufgebrachten Struktur, insbeson dere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der Auftragsstruktur, unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der aufgebrachten Struktur, und/oder die Position der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der aufgebrachten Struktur, auf dem Substrat bestimmbar ist.
Im Fall, dass die Materialaufbringung keine wesentliche Höhenänderung erzeugt, wie dies durch die erste Materialaufbringung bevorzugt bewirkt wird, ist eine Verarbeitung der ersten Bilddaten bevorzugt mit einer bzw. mit der Verarbeitungseinrichtung bzw. Bilddatenverarbei tungseinrichtung und/oder eine Analyse der verarbeiteten ersten Bilddaten mit einer bzw. mit der Auswerteeinrichtung bzw. Bilddatenauswerteeinrichtung, insbesondere das Auswertemittel, insbesondere der Bildauswertungsalgorithmus, möglich, wobei die Verarbeitungseinrichtung bzw. Bilddatenverarbeitungseinrichtung und/oder die Auswerteeinrichtung bzw. Bilddatenaus werteeinrichtung, insbesondere das Auswertemittel, insbesondere der Bildauswertungsalgorith mus, zum Auswerten eines physikalischen Parameters, insbesondere des Reflexionsverhalten der Substratoberfläche, insbesondere der Oberflächenmodifikation und/oder der ersten Materi alaufbringung, konfiguriert ist. Sofern die aufgebrachte Struktur eine Höhenänderung erzeugt, wie dies durch die zweite Materialaufbringung bevorzugt bewirkt wird, erfolgt eine Verarbeitung der zweiten Bilddaten oder eine Analyse der verarbeiteten ersten Bilddaten bevorzugt mit einer als Stereo- oder Triangulationseinheit (3D) konfigurierten Verarbeitungseinrichtung bzw. Bildda tenverarbeitungseinrichtung und/oder Auswerteeinrichtung bzw. Bilddatenauswerteeinrichtung, insbesondere Auswertemittel, insbesondere Bildauswertungsalgorithmus.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungs teile und/oder der Unteransprüche.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Lichtlinien erzeugt, welche bevorzugt als LED- Lichtlinie bzw. LED-Linie oder Laserlichtlinie bzw. Laserlinie bezeichnet sein können. Im Falle von LED-Lichtlinie/n bzw. LED-Linie/n ist die jeweilige Strahlungsquelle eine LED-Einheit und im Falle von Lichtlichtlinie/n bzw. Lichtlinien ist die jeweilige Strahlungsquelle eine Lasereinheit.
Der physikalische Parameter ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Stärke an reflektiertem Licht einer einzelnen Lichtlinie. Zusätzlich oder alternativ ist der physikalische Parameter die Stärke an reflektiertem Licht aus mehreren hintereinander erfasster Lichtlinien, wobei die ersten Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Ab schnitt des Substrats erfassten jeweiligen Lichtlinien repräsentieren, zum Erzeugen von 2D- Bilddaten verarbeitet, insbesondere miteinander verbunden, werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die individuellen Erfassungen bzw. die einzelnen Aufnahmen der Lichtlinien bzw. die einzelnen Scans der Lichtlinien oder einer Auswahl an Lichtlinien, eine Bilddatenquelle zur Erzeugung von 2D-Bilddaten bereitgestellt wird. Die 2D-Bilddaten können eine Glättung o- der Interpolation oder Verbindung zwischen durch die Bilddaten repräsentierten Lichtlinien auf weisen. Bevorzugt werden nacheinander erfassten Bilddaten, welche nacheinander erzeugte Lichtlinien repräsentieren, zur Erzeugung der 2D-Bilddaten zueinander ausgerichtet und/oder miteinander verbunden.
Ein Referenzstärkewert oder ein Referenzstärkewertebereich ist gemäß einer weiteren bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung registriert. Bevorzugt umfasst die Auswer tung der2D-Bilddaten hinsichtlich der Stärke des reflektierten Lichts einen Abgleich mit dem Referenzstärkewert oder dem Referenzstärkewertebereich, wobei bevorzugt bestimmt wird, ob die erfasste Stärke des reflektierten Lichts dem Referenzstärkewert entspricht oder in dem Re ferenzstärkewertebereich liegt oder ob die erfasste Stärke des reflektierten Lichts von dem Re ferenzstärkewert abweicht oder außerhalb des Referenzstärkewertebereichs liegt. Diese Aus führungsform ist vorteilhaft, da die 2D-Bilddaten bevorzugt ortsaufgelöst analysierbar sind und somit schnell und eindeutig eine mangelhafte, fehlerhafte oder defekte Stelle oder ein mangel hafter, fehlerhafter oder defekter Bereich der ersten Materialaufbringung erkennbar und bevor zugt lokal zuordenbar ist.
Der geometrische Parameter ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung die Form der Lichtlinie ist. Zusätzlich oder alternativ ist der geometrische Pa rameter die Form aus mehreren hintereinander erfassten Lichtlinien, wobei die zweiten Bildda ten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats erfassten jeweiligen Lichtlinien repräsentieren, zum Erzeugen von 3D-Bilddaten verarbeitet, insbesondere miteinan der verbunden, werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die individuellen Erfas sungen bzw. die einzelnen Aufnahmen der Lichtlinien bzw. die einzelnen Scans der Lichtlinien oder einer Auswahl an Lichtlinien, eine Bilddatenquelle zur Erzeugung von 3D-Bilddaten bereit gestellt wird. Die 3D-Bilddaten können eine Glättung oder Interpolation oder Verbindung zwi schen durch die Bilddaten repräsentierten Lichtlinien aufweisen. Bevorzugt werden nacheinan der erfassten Bilddaten, welche nacheinander erzeugte Lichtlinien repräsentieren, zur Erzeu gung der 3D-Bilddaten zueinander ausgerichtet und/oder miteinander verbunden.
Ein Referenzformwert oder ein Referenzformwertebereich ist gemäß einer weiteren bevorzug ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung registriert. Die Auswertung der 3D-Bilddaten umfasst bevorzugt hinsichtlich der Form der Lichtlinien einen Abgleich mit dem Referenzform wert oder dem Referenzformwertebereich, wobei bestimmt wird, ob die erfasste Form der Licht linien dem Referenzformwert entspricht oder in dem Referenzformwertebereich liegt oder ob die erfasste Form der Lichtlinien von dem Referenzformwert abweicht oder außerhalb des Refe renzformwertebereichs liegt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die 3D-Bilddaten bevor zugt ortsaufgelöst analysierbar sind und somit schnell und eindeutig eine mangelhafte, fehler hafte oder defekte Stelle oder ein mangelhafter, fehlerhafter oder defekter Bereich der zweiten Materialaufbringung erkennbar und bevorzugt lokal zuordenbar ist. Neben der ersten und zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine dritte und/oder vierte und/oder fünfte und/oder sechste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe vorgesehen sein. Bevorzugt sind alle, insbesondere alle sechs, Strahlungs quellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen auf einer Kreisbahn und somit um ein Zentrum herum angeordnet. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die erste Materialaufbringung und/oder die zweite Materialaufbringung einen von einem rein geradeverlaufenden Verlauf ab weichenden Verlauf haben können und dennoch eine sehr präzise Analyse möglich ist.
Die Steuerungseinrichtung bewirkt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit der Relativpositionen der einzelnen Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe zur ersten und/oder zweiten Materialaufbringung eine Neuregistrierung einer der Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe als erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und/oder eine Neuregistrierung einer der verbleibenden Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe als zweite Strah lungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da je nach Verlauf der ersten und/oder zweiten Materialaufbringung eine definiert ausgerichtete Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe die Erfassung der ersten oder zwei ten Materialaufbringung bewirken kann. Die definiert ausgerichtete Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe ist dabei bevorzugt derart gegenüber der Längserstreckungs richtung der ersten und/oder zweiten Materialaufbringung im Punkt der Schnittstelle zwischen der ersten und/oder zweiten Materialaufbringung und der Lichtlinie der Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe ausgerichtet, dass die Lichtlinie gegenüber der Längserstre ckungsrichtung der ersten und/oder zweiten Materialaufbringung in einem Winkel von mehr als 20° und/oder von weniger als 90°, insbesondere von mehr als 30° oder von mehr als 40° oder von mehr als 50° oder von mehr als 60° oder von mehr als 70° oder von mehr als 80° , gegen über der von der Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auf die erste und/o der zweite Materialaufbringung projizierte und sich bevorzugt gerade erstreckenden Lichtlinie geneigt ist. Somit sind die in unterschiedlichen Abschnitten des Substrats erfassten ersten Bild daten bevorzugt stets in Bereichen vergleichbarer Ausrichtung. Dies gilt ebenfalls für die in un terschiedlichen Abschnitten des Substrats erfassten zweiten Bilddaten.
Jede Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe ist gemäß einerweiteren be vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung von Bilddaten ansteuer bar. Bevorzugt ist eine Sequenz zum Ansteuern der Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe vorgegeben, wobei je Sequenz alle Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppen, insbesondere genau einmal, zum jeweils Erzeugen einer Lichtlinie und zum Erfassen der jeweiligen Lichtlinie angesteuert werden, wobei zur Erzeugung der 2D-Daten ausschließlich Bilddaten der als erste Strahlungsquellen und Erfassungseinrichtungsbaugruppe registrierten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe verwendet werden und wobei zur Erzeugung der 3D-Daten ausschließlich Bilddaten der als zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe registrierten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe verwendet werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da mit einer hohen Frequenz, insbesondere mehr als 50Hz oder mehr als 100Hz oder mit 200Hz oder mit mehr als 200Hz, insbesondere mit oder bis zu 1000Hz oder mit mehr als 1000Hz, insbesondere bis zu 2000Hz oder bis zu 5000Hz, und/oder komplexen Verläufen der ersten und/oder zweiten Mate rialaufbringung und/oder einer hohen Relativgeschwindigkeit, insbesondere mehr oder bis zu 0, 1 m/s oder mehr oder bis zu 0,5m/s oder mehr oder bis zu 1 m/s oder mehr oder bis zu 1 ,5m/s oder mehr oder bis zu 2m/s, zwischen der Analysevorrichtung und dem Substrat eine präzise Analyse der ersten und/oder zweiten Materialaufbringung möglich ist.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls durch eine Materialaufbringungs und Analyseeinrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Die erfindungsgemäße Materialaufbringungs und Analyseeinrichtung weist bevorzugt mindestens eine zuvor beschriebene Analyseeinrich tung bzw. eine Analyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf. Weiterhin weist die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung eine Materialaufbringungselement zum Aufbrin gen der zweiten Materialaufbringung auf ein mit der ersten Materialaufbringung zumindest ab schnittsweise versehenes Substrat auf. Die Materialaufbringungseinrichtung ist bevorzugt zwi schen der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe angeordnet ist. Mittels der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe wird bevorzugt die erste Materialauf bringung erfasst und mittels der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe wird bevorzugt die zweite Materialaufbringung erfasst, wobei die ersten Bilddaten verar beitet werden und wobei die zweiten Bilddaten verarbeitet werden, wobei die verarbeiteten ers ten Bilddaten bezüglich des physikalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die ver arbeiteten zweiten Bilddaten bezüglich des geometrischen Parameters ausgewertet werden. Das Materialaufbringungselement ist gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Aufbringung einer Materialraupe, insbesondere einer Endlosmateri alraupe, ausgestaltet. Zusätzlich oder alternativ ist es jedoch möglich, dass das Materialaufbrin gungselement zur Aufbringung oder Erzeugung von mehreren, insbesondere punktförmigen bzw. lokal begrenzten, Materialaufbringungen ausgestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist somit bevorzugt mindestens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, wel che an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei als Kameras ausgebildete optische Erfassungseinrichtungen zur optischen Erfassung der aufgebrachten Oberflächenbeschichtung oder der aufgebrachten Struktur, wel che bevorzugt gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Oberflächenbeschichtung oder Struktur, welche mit den Kameras gekoppelt ist, auf. Die Beleuchtungseinrichtung sendet dabei bevor zugt eine oder mehrere Lichtbahnen aus, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Oberflächenbeschichtung oder Struktur bevorzugt unmittelbar vor und nach dem Aufträgen pro jiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Oberflächenbe schichtung oder aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren Lichtbahnen, bevorzugt unmittelbar vor und nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswer teeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn bzw. Lichtlinie oder Lichtbahnen bzw. Lichtlinien mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merk male der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: Die Substrat-Position, die Reflektion der Be schichtung, die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufge brachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Die Kameras können hierbei als CCD- oder CMOS-Kameras ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß wird durch die Auswerteeinheit nicht nur die Ablenkung der Beleuchtungsein heit durch eine aufgebrachte Struktur erfasst (Triangulation), sondern zusätzlich die Stärke der Reflektion der Beleuchtung auf der Substratoberfläche bzw. der aufgebrachten Oberflächenbe schichtung oder der aufgebrachten Struktur. Diese Lösung ist sehr vorteilhaft, da damit mit ei ner Anordnung sowohl die 3D-Struktur einer aufgebrachten Struktur sowie eine aufgebrachte Oberflächenbeschichtung erfasst und bewertet werden kann. Es sind dafür keine unterschiedli chen Anordnungen und Verfahren erforderlich.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage gemäß Anspruch 11 ge löst. Die erfindungsgemäße Anlage ist bevorzugt eine Anlage zur Materialaufbringung auf Sub strate und zur Analyse der Materialaufbringung. Die Anlage weist bevorzugt mindestens auf: Eine Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10. Ferner ist bevorzugt eine Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Substrat und der Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung vorgesehen. Die Aktua toreinrichtung kann hierbei durch einen oder mehrere Roboterarme, insbesondere 6-Achs-Ro- boterarm oder mehr als 6-Achs-Roboterarm oder 9-Achs-Roboterarm oder bis zu 9-Achs-Robo- terarm, und/oder durch ein Fließband bzw. eine kontinuierlich fördernde Transporteinrichtung bewirkt werden. Bevorzugt ist die Analyseeinrichtung raumfest angeordnet und das Substrat wird z.B. mittels des Roboterarms oder der Transporteinrichtung an der Analyseeinrichtung vor beigeführt. Alternativ ist es möglich, dass das Substrat raumfest gehalten wird und die Analy seeinrichtung z.B. mittels des Roboterarms oder der Transporteinrichtung gegenüber dem Sub strat bewegt wird. Weiterhin ist es möglich, dass das Substrat und die Analyseeinrichtung im Raum bewegt werden, wobei das Substrat bevorzugt mittels dem Roboterarm und/oder der Transporteinrichtung bewegt wird und das Substrat bevorzugt mittels eines weiteren Roboter arms, und/oder der oder einer weiteren Transporteinrichtung bewegt wird.
Infolge der Relativbewegung sind gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung Anteile der ersten Materialaufbringung zunächst in den Bereich der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe förderbar und danach in den Bereich des Materialaufbringungselements förderbar. Bevorzugt ist durch das Materialaufbringungsele ment die zweite Materialaufbringung unmittelbar auf das Substrat oder auf die erste Materialauf bringung aufbringbar. Die zweite Materialaufbringung ist bevorzugt nach ihrer Aufbringung oder Erzeugung in den Bereich der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe förderbar. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Analyse der ersten Materialauf bringung im Vorlauf vor dem Materialaufbringungselement, durch das die zweite Materialauf bringung auf das Substrat aufgebracht wird, erfolgen kann. Ferner kann die Analyse der zwei ten Materialaufbringung im Nachlauf, d.h. nach der Materialaufbringung durch das Materialauf bringungselement, erfolgen. Dadurch kann die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung zumindest oder genau oder bis zu 3 Aufgaben zeitgleich erfüllen, nämlich Analyse eines physi kalischen Parameters der ersten Materialaufbringung, Aufbringen der zweiten Materialaufbrin gung und Analyse eines geometrischen Parameters der zweiten Materialaufbringung. Höchst vorteilhaft ist hierbei, dass die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung mit einer sehr kompakten Bauform ausgeführt werden kann.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung. Das Verfahren weist dabei bevorzugt mindestens den Schritt des Bereitstellens eines Substrats auf. Auf dem Substrat ist dabei zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung vorgesehen. Die erste Materialaufbringung kann alternativ auch als Materialmodifikation oder erste Materialmodifikation bezeichnet werden, in diesem Falle kann die zweite Materialaufbringung als erste Materialaufbringung bezeichnet werden.
Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung auf, wobei die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung mindestens aufweist: Ein Materialaufbringungselement zum Aufbringen einer zweiten Materialaufbringung io auf das mit der ersten Materialaufbringung zumindest abschnittsweise versehene Substrat, eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe, wobei die erste Strahlungs quellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe zumindest eine erste Strahlungsquelle zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie auf die erste Materialaufbringung und eine der ersten Strahlungsquelle zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Lichtlinie und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die erfasste Licht linie repräsentieren, wobei die erste Strahlungsquelle bevorzugt fest gegenüber der ersten opti schen Erfassungseinrichtung ausgerichtet ist, und eine zweite Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe, wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungs baugruppe zumindest eine zweite Strahlungsquelle zum Projizieren von zumindest einer weite ren Lichtlinie auf die zweite Materialaufbringung und eine der zweiten Strahlungsquelle zuge ordnete zweite optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der weiteren Lichtlinie und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie repräsentieren, wobei die zweite Strahlungsquelle bevorzugt fest gegenüber der zwei ten optischen Erfassungseinrichtung ausgerichtet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung erzeugten zweiten Bilddaten.
Zusätzlich oder alternativ kann die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung eine Auswer teeinrichtung zum Auswerten der von der ersten Erfassungseinrichtung erzeugten ersten Bild daten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung erzeugten zweiten Bilddaten aufweisen. Die Auswerteeinrichtung kann bevorzugt Auswertemittel zum parameterabhängigen Auswerten der ersten Bilddaten, insbesondere der 2D-Bilddaten, und der zweiten Bilddaten, insbesondere der 3D-Bilddaten, aufweisen, wobei entweder die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten hinsichtlich eines physikalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die Bilddaten, wel che nicht hinsichtlich des physikalischen Parameters ausgewertet werden, hinsichtlich eines ge ometrischen Parameters ausgewertet werden.
Weiterhin weist die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auf, wobei die Materialaufbringungseinrichtung zwischen der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe angeordnet ist.
Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Aufbringens der zweiten Materi alaufbringung auf die erste Materialaufbringung mittels des Materialaufbringungselements auf. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Projizierens einer Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbringung und Erfassen der ersten Lichtlinie mittels der ersten Erfassungseinrichtung auf, wobei der Schritt des Projizierens der Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbringung und dem Erfas sen der ersten Lichtlinie mittels der ersten Erfassungseinrichtung im Vorlauf zur Aufbringung der zweiten Materialaufbringung erfolgt.
Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Projizierens einer weiteren Licht linie mittels der zweiten Strahlungsquelle auf die zweite Materialaufbringung und Erfassen der weiteren Lichtlinie mittels der zweiten Erfassungseinrichtung auf, wobei der Schritt des Projizie rens der Lichtlinie mittels der zweiten Strahlungsquelle auf die zweite Materialaufbringung und dem Erfassen der zweiten Lichtlinie mittels der zweiten Erfassungseinrichtung im Nachlauf zur Aufbringung der zweiten Materialaufbringung erfolgt.
Die Steuerungsreinrichtung steuert die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungs baugruppe und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe bevorzugt zeitversetzt, insbesondere abwechselnd, an, wobei die erste Erfassungseinrichtung, insbeson dere in Abhängigkeit des Betriebs der ersten Strahlungsquelle oder in Abhängigkeit der Konfi guration des Substrats, die ersten Bilddaten erzeugt und wobei die zweite Erfassungseinrich tung, insbesondere in Abhängigkeit des Betriebs der zweiten Strahlungsquelle oder in Abhän gigkeit der Konfiguration des Substrats, die zweiten Bilddaten erzeugt. Weiterhin weist das Ver fahren den Schritt des Verarbeitens der ersten Bilddaten und den Schritt des Verarbeitens der zweiten Bilddaten auf, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der auf die erste Materialaufbringung projizierten Lichtlinie/n repräsentieren und wobei die zweiten Bildda ten einen geometrischen Parameter der auf die zweite Materialaufbringung projizierten Lichtli nie/n repräsentieren. Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Auswertens der verarbeite ten ersten Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Parameters und Auswerten der verarbeite ten zweiten Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Parameters.
Somit kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahren eine auf das Substrat aufgebrachte Oberflächenbeschichtung im Vorlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden und es kann eine auf das Substrat und/oder auf die Oberflächenbeschichtung bzw. die erste Materialaufbrin gung aufgebrachten Struktur im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden. Beide Er fassungen können in einem Ablauf durchgeführt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann eine auf das Substrat aufgebrachte Oberflächenbeschichtung im Vorlauf (bezogen zur Auftragsdüse) bei gleichzeitigen Erfassung einer Referenz-Substratober fläche erfasst werden und es kann eine auf das Substrat und/oder auf die Oberflächenbeschich tung bzw. die erste Materialaufbringung aufgebrachte Struktur im Nachlauf (bezogen zur Auf tragsdüse) in einem Ablauf unter Bildung einer Differenzberechnung der aufgebrachten Struktur zur Referenz-Substratoberfläche erfasst werden. Alternativ ist es möglich, dass anstelle der ersten Materialaufbringung die Substratoberfläche optisch erfasst und hinsichtlich des physikalischen Parameters ausgewertet wird. Beispiels weise kann eine Referenz-Reflexion der Substratoberfläche im Vorlauf (bezogen zur Auftrags düse) erfasst werden und die auf die Substratoberfläche aufgebrachten Oberflächenbeschich tung kann im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden. Bevorzugt erfolgt dies in ei nem Ablauf und unter Bildung einer Differenzberechnung der Reflexion der aufgebrachten Be schichtung zur Referenz-Reflexion.
Alternativ ist es möglich, dass anstelle der ersten Materialaufbringung die Substratoberfläche optisch erfasst und hinsichtlich des physikalischen Parameters ausgewertet wird.
Beispielsweise kann eine Referenz-Substratoberfläche im Vorlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden und es kann die auf die Substratoberfläche aufgebrachten Struktur im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden, wobei beides bevorzugt in einem Ablauf unter Bil dung einer Differenzberechnung der aufgebrachten Struktur zur Referenz-Substratoberfläche erfolgt.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung. Das Verfahren weist dabei bevorzugt zumindest den Schritt des Bereitstellens eines Substrats auf. Auf dem Substrat ist zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung vorgesehen. Die erste Materialaufbringung kann alternativ auch als Materi almodifikation oder erste Materialmodifikation bezeichnet werden, in diesem Falle kann die zweite Materialaufbringung als erste Materialaufbringung bezeichnet werden. Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Analysevorrichtung, insbesondere einer Ma- terialaufbringungs- und Analyseeinrichtung gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, zum opti schen Überwachen von zumindest zwei auf einem Substrat aufgebrachten oder erzeugten Ma terialaufbringungen auf, wobei die Analysevorrichtung mindestens aufweist: Eine erste Strah lungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe zumindest eine erste Strahlungsquelle zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie auf die erste Materialaufbringung und eine der ersten Strahlungs quelle zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Lichtlinie und zum Erzeugen von ersten Bilddaten und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der erfasste Lichtlinie repräsentieren und wo bei die zweiten Bilddaten einen geometrischen Parameter der erfassten Lichtlinie repräsentie ren, wobei die erste Strahlungsquelle bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfas sungseinrichtung ausgerichtet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der erzeugten ersten Bilddaten und der erzeugten zweiten Bilddaten. Zusätzlich oder alternativ kann die Analysevorrichtung eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der ersten Er fassungseinrichtung erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung erzeugten zweiten Bilddaten aufweisen. Die Auswerteeinrichtung weist bevorzugt Auswertemit tel zum parameterabhängigen Auswerten der ersten Bilddaten, insbesondere der 2D-Bilddaten, und der zweiten Bilddaten, insbesondere der 3D-Bilddaten, auf, wobei entweder die ersten Bild daten oder die zweiten Bilddaten hinsichtlich eines physikalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die Bilddaten, welche nicht hinsichtlich des physikalischen Parameters aus gewertet werden, hinsichtlich eines geometrischen Parameters ausgewertet werden. In anderen Worten bedeutet dies, dass die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten hinsichtlich eines ersten Parameters ausgewertet werden und wobei die ersten Bilddaten oder die zweiten Bildda ten hinsichtlich eines zweiten Parameters ausgewertet werden, wobei die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten nur hinsichtlich des ersten Parameters oder des zweiten Parameter aus gewertet werden und wobei die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten hinsichtlich unter schiedlicher Parameter ausgewertet werden.
Weiterhin weist die Analysevorrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auf, wobei die erste Strahlungsquel len- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe bevorzugt eine Baugruppe ist, die genau eine Strah lungsquelle und bevorzugt genau eine als Kamera ausgebildete Erfassungseinrichtung auf weist, wobei die Steuerungsreinrichtung die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung, insbesondere in Abhängig keit der Konfiguration des Substrats, die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten erzeugt.
Die Kamera kann hierbei als CCD- oder CMOS-Kamera ausgebildet sein.
Die Konfiguration kann hierbei z.B. eine erste Konfiguration sein, gemäß der das Substrat mit der ersten Materialaufbringung und nicht oder noch nicht mit der zweiten Materialaufbringung versehen ist. Gemäß einer zweiten Konfiguration kann das Substrat mit einer zweiten Material aufbringung, welche von der ersten Materialaufbringung verschieden ist oder welche eine alter native Materialaufbringung ist, versehen sein. Gemäß einer weiteren bzw. dritten Konfiguration kann das Substrat mit der ersten Materialaufbringung versehen sein und auf der ersten Materi alaufbringung, insbesondere auf Teilen der ersten Materialaufbringung, ist die zweite Material aufbringung aufgebracht oder wird aufgebracht. Es ist hierbei festzuhalten, dass die Bezeich nungen „erste“, „zweite“, „dritte“ oder „weitere“ Konfiguration keine Reihenfolge vorgeben. Es ist somit auch möglich, dass das Substrat die „dritte“ Konfiguration aufweist, ohne dass dabei die erste oder zweite Konfiguration präsent sind.
Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Projizierens einer Lichtlinie mittels der ersten
Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbrinaung und Erfassen der Lichtlinie mittels der ersten Erfassungseinrichtung auf, wobei die ersten Bilddaten, insbesondere von der ersten Erfas sungseinrichtung, erzeugt werden.
Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Aufbringens der zweiten Materialaufbringung auf die erste Materialaufbringung mittels eines Materialaufbringungselements.
Ferner weist das Verfahren den Schritt des Projizierens einer Lichtlinie mittels der ersten Strah lungsquelle auf die zweite Materialaufbringung und Erfassen der Lichtlinie mittels der ersten Er fassungseinrichtung auf, wobei die zweiten Bilddaten, insbesondere mittels der ersten Erfas sungseinrichtung, erzeugt werden, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbringung und des Erfassens der Lichtlinie mit tels der ersten Erfassungseinrichtung vor dem Aufbringen der zweiten Materialaufbringung er folgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat projizierten Lichtlinien auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats projiziert werden, wobei dieser Schritt bevorzugt vollständig vor der Aufbringung der zweiten Materialaufbringung auf die erste Materi alaufbringung bewirkt wird oder vor der Aufbringung der zweiten Materialaufbringung auf die erste Materialaufbringung für das jeweilige Substrat vollständig beendet wird, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die zweite Materialauf bringung und des Erfassens der Lichtlinie mittels der ersten Erfassungseinrichtung nach dem Aufbringen der zweiten Materialaufbringung oder während der Aufbringung der zweiten Materi alaufbringung erfolgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat proji zierten Lichtlinien auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats projiziert werden. Ferner weist das Verfahren den Schritt des Verarbeitens der ersten Bilddaten und den Schritt des Verarbeitens der zweiten Bilddaten auf. Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Aus- wertens der verarbeiteten ersten Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Parameters und Aus werten der verarbeiteten zweiten Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Parameters. Somit kann mittels des beschriebenen Verfahrens eine auf das Substrat aufgebrachte Oberflächenbe schichtung im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) in einem ersten Ablauf erfasst werden und eine auf das Substrat und/oder auf die Oberflächenbeschichtung aufgebrachten Struktur kann im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) in einem zweiten Ablauf erfasst werden.
Diese Lösung ist vorteilhaft, da die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe zum Erfassen der ersten und zweiten Bilddaten eine im Nachlauf zur Materialaufbrin gungseinrichtung angeordnete ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe sein kann. Es ist hierbei anzumerken, dass es auch gemäß dieser Lösung möglich ist, dass neben der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe auch eine zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und bevorzugt ebenfalls eine dritte, vierte, fünfte und sechste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe vor gesehen ist, wobei alle, insbesondere alle sechs, Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen auf einer Kreisbahn, um ein Zentrum herum, angeordnet sind und bevorzugt baugleich sind, wobei eine Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung einer Relativ bewegung zwischen dem Substrat und der Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung vor gesehen ist, wobei, insbesondere für den Fall der ausschließlichen Analyse der ersten Material aufbringung, die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit der Relativpositionen der einzelnen Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe zur ersten Materialaufbringung eine Neuregistrierung einer der verbleibenden Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe als erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe bewirkt. Zusätzlich oder alternativ, insbesondere für den Fall der ausschließlichen Analyse der zweiten Materialauf bringung, ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit der Relativpositionen der einzelnen Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen zur ersten und/oder zweiten Materialaufbringung eine Neuregistrierung einer der Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe als erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe bewirkt.
Alternativ ist es möglich, dass anstelle der ersten Materialaufbringung die Substratoberfläche optisch erfasst und hinsichtlich des physikalischen Parameters ausgewertet wird. Beispiels weise kann eine Referenz-Reflexion der Substratoberfläche im Nachlauf (bezogen zur Auftrags düse) in einem ersten Ablauf erfasst werden. Es kann, insbesondere in einem zweiten Ablauf, die auf die Substratoberfläche aufgebrachten Oberflächenbeschichtung im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) erfasst werden. Bevorzugt erfolgt dies unter Bildung einer Differenzberech nung der Reflexion der aufgebrachten Beschichtung zur Referenz-Reflexion aus dem ersten Ablauf.
Alternativ kann einer Referenz-Substratoberfläche im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) in einem ersten Ablauf erfasst werden und es kann die auf die Substratoberfläche aufgebrachten Struktur im Nachlauf (bezogen zur Auftragsdüse) in einem zweiten Ablauf unter Bildung einer Differenzberechnung der aufgebrachten Struktur zur Referenz-Substratoberfläche erfasst wer den.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung. Das Verfahren weist dabei bevorzugt zumindest den Schritt des Bereitstellens eines Substrats auf. Auf dem Substrat ist bevorzugt zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung vorgesehen. Weiterhin weist das Verfahren bevorzugt den Schritt des Bereitstellens einer Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung. Die Materialauf bringungs- und Analyseeinrichtung weist dabei bevorzugt mindestens ein Materialaufbringungs element zum Aufbringen einer zweiten Materialaufbringung auf das mit der ersten Materialauf bringung zumindest abschnittsweise versehene Substrat, eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe zumindest eine erste Strahlungsquelle zum Projizieren von zumindest einer ersten Lichtlinie, insbesondere Laserlinie, auf die erste Materialaufbringung und eine der ersten Strahlungsquelle zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der ersten Lichtlinie und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die er fasste erste Lichtlinie repräsentieren, wobei die erste Strahlungsquelle bevorzugt fest gegen über der ersten optischen Erfassungseinrichtung ausgerichtet ist, und eine zweite Strahlungs quellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe, wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe zumindest eine zweite Strahlungsquelle zum Projizieren von zu mindest einerweiteren Lichtlinie, insbesondere Laserlinie, auf die zweite Materialaufbringung und eine der zweiten Strahlungsquelle zugeordnete zweite optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen der weiteren Lichtlinie und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie repräsentieren, wobei die zweite Strahlungs quelle bevorzugt fest gegenüber der zweiten optischen Erfassungseinrichtung ausgerichtet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung erzeugten zweiten Bilddaten, und eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe, wobei die Materialaufbringungseinrichtung zwischen der ers ten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe und der zweiten Strahlungsquel len- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe angeordnet ist, auf.
Weiterhin weist das Verfahren bevorzugt den Schritt des Aufbringens der zweiten Materialauf bringung auf die erste Materialaufbringung mittels des Materialaufbringungselements und den Schritt des Projizierens einer ersten Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbringung und Erfassen der ersten Lichtlinie mittels der ersten Erfassungseinrichtung, wobei der Schritt des Projizierens der Lichtlinie mittels der ersten Strahlungsquelle auf die erste Materialaufbringung und dem Erfassen der ersten Lichtlinie mittels der ersten Erfassungsein richtung im Vorlauf zur Aufbringung der zweiten Materialaufbringung erfolgt, und den Schritt des Projizieren einer weiteren Lichtlinie mittels der zweiten Strahlungsquelle auf die zweite Material aufbringung und Erfassen der weiteren Lichtlinie mittels der zweiten Erfassungseinrichtung, wo bei der Schritt des Projizierens der weiteren Lichtlinie mittels der zweiten Strahlungsquelle auf die zweite Materialaufbringung und dem Erfassen der weiteren Lichtlinie mittels der zweiten Er fassungseinrichtung im Nachlauf zur Aufbringung der zweiten Materialaufbringung erfolgt, wo bei die Steuerungsreinrichtung die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe jeweils, insbe sondere zeitversetzt oder abwechselnd, ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung die ersten Bilddaten erzeugt und wobei die zweite Erfassungseinrichtung die zweiten Bilddaten er zeugt und den Schritt des Verarbeitens der ersten Bilddaten und Verarbeiten der zweiten Bild daten, wobei die ersten Bilddaten einen ersten geometrischen Parameter der auf die erste Ma terialaufbringung projizierten Lichtlinie/n repräsentieren und wobei die zweiten Bilddaten einen zweiten geometrischen Parameter der auf die zweite Materialaufbringung projizierten Lichtli nie/n repräsentieren, und den Schritt des Auswertens der verarbeiteten ersten Bilddaten hin sichtlich des ersten geometrischen Parameters und Auswerten der verarbeiteten zweiten Bild daten hinsichtlich des zweiten geometrischen Parameters, auf. Bevorzugt wird ebenfalls eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens bereitgestellt, die Vorrichtung kann analog zur Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 9 ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann sich die vorliegende Erfindung auf ein System zum Ausführen eines oder mehrerer der er findungsgemäßen Verfahren beziehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der physikalische Parameter die Stärke an reflektiertem Licht aus mehreren hintereinander erfasster Lichtlinien, wobei die Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats erfass ten jeweiligen Lichtlinien repräsentieren, zum Erzeugen von 2D-Bilddaten verarbeitet, insbeson dere miteinander verbunden, werden und wobei der geometrische Parameter die Form aus mehreren hintereinander erfassten Lichtlinie ist, wobei die Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats erfassten jeweiligen Lichtlinien repräsentieren, zum Erzeugen von 3D-Bilddaten verarbeitet, insbesondere miteinander verbunden werden. Beson ders bevorzugt werden nach der Erzeugung der 2D-Bilddaten die 2D-Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Parameters, insbesondere der Lichtstärke oder der Reflektionsstärke oder der Helligkeit im Bild, analysiert. Zusätzlich oder alternativ werden nach der Erzeugung der 3D-Bild- daten die 3D-Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Parameters, insbesondere der Form, der durch die 3D-Bilddaten repräsentierten zweiten Materialaufbringung, analysiert. Im Falle, dass ein erster geometrischer Parameter und ein zweiter geometrischer Parameter erfasst werden, können aus den Bilddaten bzgl. des ersten geometrischen Parameters 2D-Bilddaten oder 3D- Bilddaten erzeugt und aus den Bilddaten bzgl. des zweiten geometrischen Parameters können 2D-Bilddaten oder 3D-Bilddaten erzeugt werden. Der erste geometrische Parameter kann dabei eine erste Form, insbesondere die Form der ersten Materialaufbringung oder die Form des Sub strats, insbesondere in einem vorbestimmten Anteil, sein. Der zweite geometrische Parameter kann dabei eine zweite Form, insbesondere die Form der zweiten Materialaufbringung, insbe sondere in einem vorbestimmten Anteil, sein.
Alternativ kann die zuvor genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zum automatischen Aufbrin gen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vor zugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Drei ecksprofils, oder einer Schweißnaht, gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst bevorzugt min destens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der auf gebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftrags einrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend ange bracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittel bar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden und wobei die auf das Substrat und die auf gebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbrin gen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizier ten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: Die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrach ten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur un ter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, wobei die Steuerungseinrichtung Bewegungsdaten einer Bewegungserfassungseinrichtung, insbesondere einer Robotik und/oder einer 3D Senso rik, empfangbar und auswertbar sind, wobei die Bewegungsdaten eine Relativbewegung zwi schen der Auftragseinrichtung und dem Substrat beschreiben, und wobei mittels der Steue rungseinrichtung anhand der Bewegungsdaten ein Behandlungsbereich des Substrats in dem die Struktur aufzubringen ist vor der Aufbringung der Struktur bestimmbar ist und/oder die Be leuchtungseinrichtung umfasst mindestens zwei Leuchtmitteleinheiten, wobei jede Leuchtmitte leinheit Licht in einer Ebene auf das Substrat projiziert, wobei sich Ebenenanteile, in denen sich das Licht jeweils benachbarter Leuchtmitteleinheit erstreckt, schneiden, wobei eine Ansteue rungseinrichtung zum zeitversetzten Ansteuern der benachbarten Leuchtmitteleinheit vorgese hen ist, um eine zeitversetzte Beleuchtung des Substrats und/oder der aufzubringenden Struk tur mittels der Leuchtmitteleinheit zu bewirken und/oder jeder Leuchtmitteleinheit ist mindestens eine Kamera zugeordnet, wobei die Kamera in einem Triangulationswinkel von weniger als 30° ausgerichtet ist und/oder die Beleuchtungseinrichtung weist mindestens ein und bevorzugt min desten zwei Leuchtmittelpaare auf, wobei die Leuchtmittel des Leuchtmittelpaars, insbesondere des jeweiligen Leuchtmittels Licht in derselben Ebene auf das Substrat projizieren. Die Verwendung der Wörter „im Wesentlichen“ definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1 %-30%, insbesondere von 1 %-20%, insbesondere von 1 %-10%, insbesondere von 1%-5%, insbesondere von 1%-2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre. Einzelne oder alle Darstellungen der im Nachfolgenden beschriebenen Figuren sind bevorzugt als Konstruktionszeichnungen anzusehen, d.h. die sich aus der bzw. den Figuren ergebenden Abmessungen, Proportionen, Funktionszusammenhänge und/oder Anordnungen entsprechen bevorzugt genau oder bevorzugt im Wesentlichen denen der erfin dungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Produkts. Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen dargestellt sind. Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit glei chen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile bzw. Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen.
Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung rein beispielhaft dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Aufträgen und Überwachen einer Klebstoffspur in Seitenansicht;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Fig. 1 ;
Fig. 3 ist eine Draufsicht von unten auf die erfindungsgemäße Vorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5a und 5b zeigen unterschiedliche schematische Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen,
Fig. 6a und 6b zeigen weitere exemplarische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vor richtungen,
Fig. 7a zeigt eine 3D-Darstellung, welche aus den erfassten Bilddaten zu den in dividuellen Lichtlinien erzeugt wurde, und Fig. 7b zeigt eine weitere 3D-Darstellung, wobei diese 3D-Darstellung eine ge glättete Darstellung der in Fig. 7a dargestellten Bilddaten repräsentiert,
Fig. 7c eine schematische Darstellung mehrerer nacheinander hinsichtlich eines physikalischen Parameters erfasster Lichtlinien, und
Fig. 7d eine 2D-Darstellung, wobei diese 2D-Darstellung eine geglättete Darstel lung der in Fig. 7c dargestellten Bilddaten repräsentiert.
Gemäß Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Aufbringen und Über wachen einer Klebstoffspur 6 auf einem Substrat bzw. Bauteil dargestellt. Die erfindungsge mäße Vorrichtung umfasst eine Auftragseinrichtung 10, welche an ihrem unteren Ende eine Auftragsdrüse 12 aufweist, um beispielsweise Klebstoff auf einem Bauteil aufzubringen. Beim Aufbringen des Klebstoffs projiziert eine Beleuchtungseinrichtung 20, welche beispielsweise aus einer oder mehreren LED-Dioden oder einer Laserstrahlungsquelle oder mehreren Laser strahlungsquellen aufgebaut ist, zumindest eine Lichtmarkierung, insbesondere eine Lichtlinie oder mehrere Lichtlinien. Die Lichtlinie/n kann dabei z.B. eine gerade und/oder gekrümmte, ins besondere gebogene Lichtlinie/n, erzeugen. Die Lichtlinie/n, können zusätzlich oder alternativ z.B. in Form einer oder mehrerer bevorzugt geraden Lichtbahn/en, insbesondere in Form einer oder mehrerer geraden Lichtlinien. Wobei zumindest eine Lichtlinie auf das Substrat projiziert wird und/oder wobei zumindest eine Lichtlinie auf die aufgebrachte Klebstoffspur bzw. die auf gebrachte Struktur projiziert wird und/oder wobei eine Lichtlinie auf das Substrat, insbesondere zumindest auf einen mit einer Materialaufbringung, insbesondere Grundierung, versehenen Oberflächenabschnitt projiziert wird und/oder wobei eine Lichtlinie auf die aufgebrachte Struktur und den mit der Materialaufbringung, insbesondere Grundierung, versehenen Oberflächenab schnitt projiziert wird. Die Beleuchtungseinrichtung 20 ist an der Auftragseinrichtung 10 ange bracht und fährt beim Aufträgen des Klebstoffs dadurch mit der Auftragseinrichtung 10 mit, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Substrat 2 und der Auftragseinrichtung 10 vorliegt. Es ist aber möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ausschließlich als Analysevorrich tung ausgebildet ist. An der Beleuchtungseinrichtung 20 ist wiederum zumindest eine Kamera 31 zur optischen Erfassung der Klebstoffspur angebracht. Die Kamera 31 ist bevorzugt seitlich versetzt zur Beleuchtungseinrichtung befestigt und auf die aufprojizierte Lichtlinie, welche be vorzugt nahe an der Auftragsdrüse 12 auf das Substrat projiziert wird. Die Kameras 31 , 32 sind mit einer nicht dargestellten Bildauswerteeinheit verbunden, welche im online Betrieb die von den Kameras ermittelten Bilder der Klebstoffspur erfasst und auswertet, wobei die Bildauswer teeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtlinie mittels entsprechender Berechnungsver fahren dazu verwendet, dass daraus entweder die Breite und/oder die Höhe und/oder das Volumen der Klebstoffspur ermittelt und somit überprüft werden kann.
In der Ausführungsform von Fig. 1 ist der Sensorkopf bzw. die Analysevorrichtung 1 mit den Be leuchtungseinrichtungen bzw. Strahlungsquellen (vgl. Fig. 4) und den Kameras bzw. Erfas sungseinrichtung (31-36) fest mit der Auftragseinrichtung 10 verbunden, wobei zumindest eine der Kameras 31-36 den Schnittbereich zwischen der Lichtlinie und der Materialaufbringung, ins besondere der zweiten Materialaufbringung, insbesondere der Klebstoffspur, erfasst.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung perspektivisch dargestellt. In dieser Ansicht ist nun ersichtlich, dass bevorzugt sechs Kameras 31 bis 36 bevorzugt konzentrisch um die Auf tragseinrichtung 10 angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung von mehreren Kameras wird der Schnittbereich zwischen einer aufprojizierten Lichtlinie und der zweiten Materialaufbrin gung, insbesondere Klebstoffspur, zumindest von einer oder von genau einer oder von nur ei ner Kamera erfasst, welche sich bevorzugt im Kreissegment befindet, wo die Materialaufbrin gung, insbesondere die Klebstoffspur, beim Aufbringen formstabil sein kann oder verlaufen kann. Falls die Klebstoffspur einen bogenförmigen Verlauf nimmt, so kann eine weitere Kamera zur Auswertung aktiviert werden, um den Verlauf der Klebstoffspur zu überwachen. Dies gilt für den gesamten Umfang um die Auftragseinrichtung 10, je nach Verlauf der Klebstoffspur.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nun von unten dargestellt. Im Zentrum der Vor richtung befindet sich die Auftragsdrüse 12, welche von den Beleuchtungseinrichtungen 20-25 (vgl. Fig. 4) in Form von LED-Lichtlinienprojektoren oder Laserlinienprojektoren umgeben ist so wie an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist. Die Kameras 31 bis 36 sind in zueinander gleichmäßigen Abstand und konzentrisch um die Auftragsdrüse 12 angeordnet und auf diese ausgerichtet. Alternativ zur Vielzahl an Strahlungsquellen kann nur eine Strahlungsquelle, wel che bevorzugt als Ringprojektor ausgebildet sein kann und bevorzugt konzentrisch zum Zent rum der Analysevorrichtung 1 angeordnet sein kann, vorgesehen sein. Im Falle eines Ringpro jektors ist es möglich, dass dieser z.B. eine runde Lichtlinie emittiert, welche vom Substrat und/oder den auf dem Substrat aufgebrachten Materialaufbringungen bevorzugt zumindest teil weise reflektiert wird. Der Ringprojektor kann dabei ein LED-Lichtprojektor oder ein Laserlicht projektor sein. Der Ringprojektor kann mit einer definierten Frequenz betrieben werden und die Erfassungseinrichtungen können in Abhängigkeit der Frequenz des Ringprojektors betrieben werden. Alternativ kann der Ringprojektor konstant Licht emittierten.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es kann dieser Darstellung entnommen werden, dass die Erfassungseinrichtungen 31-36, insbesondere die Kameras 31-36, seitlich zu einem Zentrum versetzt angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Kameras 31-36 und dem Zentrum sind bevorzugt Strahlungsquellen 20-25 angeordnet. Bevor zugt bildet jede Erfassungseinrichtung 31-36 zusammen mit einer Strahlungsquelle 20-25 jeweils eine Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41-46. Es ist hierbei an zumerken, dass die Bestandteile (Erfassungseinrichtung und Strahlungsquelle) einzelner oder mehrerer oder aller Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe/n 41-46 bevor zugt als funktional zusammenwirkend zu verstehen sind. So emittiert beispielsweise die Strah lungsquelle 20 der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 Strah lung und die Erfassungseinrichtung 31 der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe 41 erfasst diese Strahlung (bzw. die vom Substrat und/oder der oder den Ma terialaufbringungen reflektierten Lichtanteile).
Fig. 5a zeigt eine erfindungsgemäße Analysevorrichtung 1 zum optischen Überwachen von zu mindest zwei auf einem Substrat 2 aufbringbaren oder erzeugbaren Materialaufbringungen 4, 6. Es ist in dieser Darstellung erkennbar, dass die Analysevorrichtung 1 einen Halterahmen 87 aufweist, an dem zumindest eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe 41 und eine zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 ange ordnet sind (vgl. Fig. 4). Die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 weist dabei bevorzugt zumindest eine erste Strahlungsquelle 20 zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie 50, insbesondere einer bevorzugt geraden Laserlinie, auf die erste Materialauf bringung 4 auf. Weiterhin weist die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe 41 eine der ersten Strahlungsquelle 20 zugeordnete erste optische Erfassungseinrich tung 31 zum Erfassen der Lichtlinie 50 und zum Erzeugen von ersten Bilddaten auf.
Die ersten Bilddaten repräsentieren dabei die erfasste Lichtlinie 50, wobei die erfasste Lichtlinie oder die erfassten Lichtlinien durch einen physikalischen Parameter repräsentiert wird oder wer den, wobei der physikalische Parameter bevorzugt die Stärke des reflektierten Lichts ist.
Es ist erkennbar, dass die erfasste Lichtlinie 50 in dieser Darstellung durch einen starkreflektie renden Anteil 56 und zwei weniger stark reflektierende Anteile 57 und 58 gebildet wird. Bevor zugt repräsentiert der stark reflektierende Anteil die erste Materialaufbringung 4 oder eine Mate rialmodifikation und die weniger stark reflektierenden Anteile 57, 58 bzw. stärker streuenden Anteile repräsentieren optisch erfasste Anteile der Lichtlinie 50, welche nicht auf die erste Mate rialaufbringung 4 oder die Materialmodifikation projiziert sind, sondern daran angrenzen und z.B. auf die benachbarte Substratoberfläche projiziert sind. Diese Lösung ist vorteilhaft, da in den von der Erfassungseinrichtung erzeugten Bilddaten die unterschiedlich stark reflektierten Anteile der Lichtlinie 50 bestimmbar sind. Es kann dann aus mehreren nacheinander erzeugten Bilddaten (z.B. zu den durch das Bezugszeichen 59 gekennzeichneten zuvor erzeugten Lichtli nien) eine 2D-Darstellung erzeugt werden, welche aufgrund der unterschiedlich stark reflektier ten Lichtanteile der einzelnen Lichtlinien die Bestimmung eines äußeren Rands oder beider äu ßeren Ränder der ersten Materialaufbringung 4 bzw. Materialmodifikation zulässt. Zusätzlich o- der alternativ kann die Bestimmung der Präsenz der ersten Materialaufbringung 4 bzw. Materialmodifikation aus diesen 2D-Bilddaten bestimmt werden. Es ist somit bestimmbar, ob die ersten Materialaufbringung 4 bzw. Materialmodifikation durchgehend erzeugt wurde oder ob die ersten Materialaufbringung 4 bzw. Materialmodifikation abschnittsweise bzw. lokal nicht erzeugt bzw. vorhanden ist.
Es ist alternativ möglich, dass die Lichtlinie 50 lediglich auf einer Seite 57 oder 58 der ersten Materialaufbringung 4 oder Materialmodifikation auf die benachbarte Substratoberfläche proji ziert wird.
Ferner ist es alternativ möglich, dass die Lichtlinie 50 bei korrekt erzeugter erster Materialauf bringung 4 oder Materialmodifikation vollständig auf diese projiziert wird und somit nicht über diese hinausragt. Diese Lösung ist vorteilhaft, da bei einer sehr breit (relativ) erzeugten ersten Materialaufbringung 4 bzw. Materialmodifikation der Sollbereich, welcher durch die Breite der Lichtlinie 50 definiert sein kann, breiter sein kann als die Länge der Lichtlinie 50.
Das Bezugszeichen 59 kennzeichnet zuvor erzeugte und mittels der Erfassungseinrichtung 31 erfasste Lichtlinien, wobei diese Lichtlinien selbstverständlich nach der Beendigung ihrer Erzeu gung nicht optisch erkennbar auf dem Substrat oder der erste Materialaufbringung weiterbeste hen, sondern lediglich durch die erzeugten Bilddaten vorgehalten bzw. verfügbar gemacht wer den. Somit werden bevorzugt von der Erfassungseinrichtung 31 erfasste Lichtlinien, insbeson dere alle oder definierte oder die Mehrzahl der durch die erste Erfassungseinrichtung 31 erfass ten Lichtlinien, zur Erzeugung von 2D-Bilddaten, insbesondere ortsaufgelöst bzw. in Bezug zur jeweiligen Bauteilstelle, erzeugt. Die 2D-Bilddaten können dabei z.B. in Form einer oder mehre rer Dateien bereitgestellt, abgespeichert oder weiterverarbeitet werden.
Die erste Strahlungsquelle 20 ist bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfassungsein richtung 31 ausgerichtet, da beide Einrichtungen 20, 31 bevorzugt fest an dem Halterahmen 87 angeordnet sind.
Die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 weist bevorzugt zu mindest eine zweite Strahlungsquelle 21 zum Projizieren von zumindest einer weiteren Lichtli nie 51, insbesondere Laserlinie, auf die zweite Materialaufbringung 6 und eine der zweiten Strahlungsquelle 21 zugeordnete zweite optische Erfassungseinrichtung 32 zum Erfassen der weiteren Lichtlinie 51 und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten auf. Die zweite Strahlungsquel len- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 ist bevorzugt fest an dem Halterahmen 87 ange ordnet, somit ist die zweite Strahlungsquelle 21 bevorzugt fest gegenüber der zweiten optischen Erfassungseinrichtung 32 ausgerichtet.
Die zweiten Bilddaten repräsentieren dabei die erfasste Lichtlinie 51, wobei die erfasste Lichtli nie 51 oder die erfassten Lichtlinien 67 bevorzugt durch einen geometrischen Parameter repräsentiert wird oder werden, wobei der geometrische Parameter bevorzugt die Form der Lichtlinie ist. Die Lichtlinien 67 und 51 sind daher auch vollständig homogen dargestellt, da die Bilddaten, welche diese Lichtlinien repräsentieren, bevorzugt ausschließlich hinsichtlich der Form der Lichtlinie erzeugt werden bzw. die Form der Lichtlinie repräsentieren und daher physi kalische Parameter, wie Unterschiede in der Stärke des reflektierten Lichts, unbeachtet bleiben bzw. nicht durch die erzeugten Bilddaten abgebildet oder repräsentiert werden.
Das Bezugszeichen 67 kennzeichnet zuvor erzeugte und mittels der Erfassungseinrichtung 32 erfasste Lichtlinien, wobei diese Lichtlinien selbstverständlich nach der Beendigung ihrer Erzeu gung nicht optisch erkennbar auf dem Substrat 2 oder der zweiten Materialaufbringung 6 weiter bestehen, sondern lediglich durch die erzeugten Bilddaten vorgehalten bzw. verfügbar gemacht werden. Somit werden bevorzugt von der Erfassungseinrichtung 32 erfasste Lichtlinien, insbe sondere alle oder definierte oder die Mehrzahl der durch die zweite Erfassungseinrichtung 32 erfassten Lichtlinien, zur Erzeugung von 3D-Bilddaten, insbesondere ortsaufgelöst bzw. in Be zug zur jeweiligen Bauteilstelle, erzeugt. Die 3D-Bilddaten können dabei z.B. in Form einer oder mehrerer Dateien bereitgestellt, abgespeichert oder weiterverarbeitet werden.
Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet eine Verarbeitungseinrichtung 60 zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung 31 erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung 32 erzeugten zweiten Bilddaten. Die Verarbeitungseinrichtung 60 steht bevorzugt mittels Datenverbindungen mit den einzelnen Erfassungseinrichtung zumindest indi rekt und bevorzugt direkt in Verbindung.
Das Bezugszeichen 62 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung 62, welche bevorzugt zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 dient, wo bei die Steuerungsreinrichtung 62 die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe 41 und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 bevor zugt zeitversetzt, insbesondere abwechselnd, ansteuert. Die Steuereinrichtung 62 steht bevor zugt mittels Datenverbindung/en und/oder Signalverbindung/en direkt oder indirekt mit den ein zelnen Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen 41-46 in Verbindung.
Die erste Erfassungseinrichtung 31 erzeugt bevorzugt ersten Bilddaten. Das Bezugszeichen 71 kennzeichnet hierbei einen optischen Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung 31, es ist erkennbar, dass der Erfassungsbereich 71 auf dem Substrat 2 bevorzugt breiter und/oder län ger als die Breite und/oder Länge einer von der ersten Strahlungsquelle 20 emittierten Lichtlinie 50 (auf dem Substrat) ist. Das Bezugszeichen 73 kennzeichnet einen Strahlungsbereich der von der ersten Strahlungsquelle 20 emittierten Strahlung, durch welchen die Lichtlinie 50 auf das Substrat 2 und/oder die erste Materialaufbringung 4 projiziert wird. Die zweite Erfassungseinrichtung 32 erzeugt bevorzugt die zweiten Bilddaten. Das Bezugszei chen 72 kennzeichnet hierbei einen optischen Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung 32, es ist erkennbar, dass der Erfassungsbereich 72 auf dem Substrat 2 bevorzugt breiter und/oder länger als die Breite und/oder Länge einer von der zweiten Strahlungsquelle 21 emittierten Lichtlinie 51 (auf dem Substrat) ist. Das Bezugszeichen 74 kennzeichnet einen Strahlungsbe reich der von der zweiten Strahlungsquelle 21 emittierten Strahlung, durch welchen die Lichtli nie 51 auf das Substrat 2 und/oder die zweite Materialaufbringung 6 projiziert wird.
Weiterhin kennzeichnet das Bezugszeichen 64 rein schematisch und rein exemplarisch eine Aktuatoreinrichtung, wobei durch die Aktuatoreinrichtung 64 eine Relativbewegung zwischen dem Substrat 2 und der Analyseeinrichtung 1 bewirkbar ist. Die Aktuatoreinrichtung 64 kann bei z.B. raumfest angeordneter Analyseeinrichtung 64 das Substrat 2 in Richtung 90 fördern. Die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 ist in dieser Konstellation als eine Erfassung „im Vorlauf“ durchführend angeordnet und die Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe 42 ist in dieser Konstellation als eine Erfassung „im Nachlauf“ durchführend angeordnet.
Fig. 5b zeigt eine alternative Darstellung der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Darstellung weist die gezeigte Analysevorrichtung 1 eine Materialaufbringungseinrichtung 10 auf. Alternativ kann diese Anordnung als Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung 8 bezeichnet werden.
Weiterhin kennzeichnet das Bezugszeichen 64 rein schematisch und rein exemplarisch eine Aktuatoreinrichtung, wobei durch die Aktuatoreinrichtung 64 eine Relativbewegung zwischen dem Substrat 2 und der Analyseeinrichtung 1 bewirkbar ist. Das Substrat 2 kann z.B. raumfest angeordnet sein und die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung 8 kann gegenüber dem Substrat 2 z.B. in Richtung 90 bewegt bzw. gefördert werden. Die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 ist in dieser Konstellation als eine Erfassung „im Vorlauf“ durchführend angeordnet und die Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 ist in dieser Konstellation als eine Erfassung „im Nachlauf“ durchführend angeordnet. „Vorlauf“ bezieht sich dabei darauf, dass die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe 41 Anteile des Substrats 2 analysiert, welche vor der Materialaufbringung (zweite Mate rialaufbringung 6) mittels z.B. einer Auftragsdüse 12 der Auftragseinrichtung 10 auf das Sub strat 2 und/oder die erste Materialaufbringung 4, an der ersten Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe 41 vorbeigeführt werden oder relativ dazu bewegt werden. „Nach lauf“ bezieht sich dabei darauf, dass die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungs baugruppe 42 Anteile des Substrats 2 analysiert, welche nach der Materialaufbringung (zweite Materialaufbringung 6) mittels z.B. einer Auftragsdüse 12 der Auftragseinrichtung 10 auf das Substrat 2 und/oder die erste Materialaufbringung 4, an der zweiten Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe 41 vorbeigeführt werden oder relativ dazu bewegt werden. Die Stelle, an der die zweite Materialaufbringung 6 aus der Auftragsdüse 12 bzw. aus der Auftrags einrichtung 10 heraus auf das Substrat 2 und/oder die erste Materialaufbringung 4 auftrifft, ist durch das Bezugszeichen 66 gekennzeichnet. Die Aktuatoreinrichtung 64 ist gemäß dieser Aus führungsform schematisch als Roboterarm ausgeführt. Es ist hierbei möglich, dass die Aktua toreinrichtungen 64 gemäß Fig. 5a und 5b ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden. Weiterhin liefert die Aktuatoreinrichtung 64 gemäß Fig. 5a oder Fig. 5b Ortsdaten bzw. Positi onsdaten, insbesondere 3D-Positionsdaten der Aktuatoreinrichtung, insbesondere eines Robo ters, und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Beschleunigungsdaten und/oder Geschwindig keitsdaten, wobei diese Daten bevorzugt der Verarbeitungseinrichtung 60 und/oder der Steuer einrichtung 62 bereitgestellt werden. Bevorzugt werden die Bilddaten, insbesondere die 2D- Bilddaten und/oder die 3D-Bilddaten in Bezug zu den Ortsdaten bzw. Positionsdaten und/oder Bewegungsdaten, insbesondere Beschleunigungsdaten und/oder Geschwindigkeitsdaten, ge setzt oder erzeugt.
Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine Anlage, welche bevorzugt zumindest die Aktuatorein richtung 64 und die die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung 8 aufweist.
Fig. 6a stimmt im Wesentlichen mit der Fig. 5a überein, wobei die in einem Erfassungsintervall gezeigten Lichtlinien 50 und 51 erzeugt sind, wobei die Lichtlinien bevorzugt nacheinander und abwechselnd erzeugt werden. Bevorzugt werden Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe 41, 42, 43, 44, 45, 46 (vgl. Fig. 4) zur Erzeugung von Bilddaten nacheinander bzw. zeitversetzt angesteuert. Bevorzugt ist eine definierte Sequenz zum Ansteuern der Strah lungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41, 42, 43, 44, 45, 46 vorgegeben. Bevor zugtwerden je Sequenz alle Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen 41, 42, 43, 44, 45, 46, insbesondere genau einmal, zum jeweils Erzeugen einer Lichtlinie 50, 51, insbe sondere Laserlinie, und zum Erfassen der jeweiligen Lichtlinie angesteuert. Zur Erzeugung der 2D-Daten werden jedoch bevorzugt ausschließlich Bilddaten der als erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 registrierten Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe 41 verwendet und zur Erzeugung der 3D-Daten werden bevorzugt aus schließlich Bilddaten der als zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 registrierte Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 42 verwendet. Bevor zugt wird jede Erfassungseinrichtung mit einer Frequenz von mehr als 1Hz, insbesondere mit einer Frequenz von mehr als 100Hz, betrieben.
Weiterhin zeigt Fig. 6a sechs Strahlungsquellen 20-25, wobei jeder Strahlungsquelle 20-25 be vorzugt genau oder mindestens eine optische Erfassungseinrichtung (nur zwei gezeigt) zuge ordnet ist. Fig. 6b zeigt die Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung 8 beim Aufbringen der zweiten Materialaufbringung 6 und beim optischen Erfassen der ersten Materialaufbringung 4 bzw. Ma terialmodifikation und beim optischen Erfassen der zweiten Materialmodifikation 6.
Fig. 7a zeigt eine graphische Darstellung, welche aus einer Vielzahl an Bilddaten erzeugt wurde, wobei die Bilddaten zumindest den zweiten Bilddaten entsprechen und den geometri schen Parameter repräsentieren. Somit stellt die gezeigte Darstellung zumindest ein 3D-Bild bzw. eine Perspektive Ansicht dar, die aus den 3D-Bilddaten erzeugt wurde. Ferner ist erkenn bar, dass die Darstellung gemäß diesem Beispiel einen helleren Anteil 57, einen dunkleren An teil 56 und einen gegenüber dem dunkleren Anteil 56 erneut helleren Anteil 58 aufweist. Dies kann aus einer Kombination der 2D- und 3D-Bilddaten resultieren. Somit kann dieser einen Dar stellung bzw. den diese Darstellung repräsentierenden gemeinsamen Bilddaten oder verbunde nen Bilddaten oder kombinierten Bilddaten entnommen werden, an welcher Stelle die erste Ma terialaufbringung 4 fehlerhaft erzeugt oder aufgebracht ist und an welcher Stelle die zweite Ma terialaufbringung 6 fehlerhaft erzeugt oder aufgebracht ist. Dies ist vorteilhaft, da teilweise feh lerhafte Aufbringungen einer Materialaufbringung 4 oder 6 fehlerhafte Aufbringungen einer an deren Materialaufbringung 4 oder 6 ausgleichen kann. Ferner können z.B. eine gewisse Anzahl fehlerhafter Aufbringungen der ersten Materialaufbringung 4 in einem Abschnitt als problemlos definiert sein und es kann eine gewisse Anzahl fehlerhafter Aufbringungen der zweiten Material aufbringung 6 im selben Abschnitt ebenfalls als problemlos definiert sein, wobei die Gesamtzahl der fehlerhaften Aufbringungen als problematisch definiert sein kann. Weiterhin ist denkbar, dass selbst die Gesamtzahl der fehlerhaften Aufbringungen als unproblematisch definiert sein kann, solange die fehlerhaften Aufbringungen an denselben Stellen oder an verschiedenen Stellen, insbesondere definiert voneinander beabstandete Stellen, auftreten.
Die Bezugszeichen 81 und 82 kennzeichnen mängelbehaftete Stellen der zweiten Materialauf bringung 6. Es ist erkennbar, dass an diesen Stellen die Form der zweiten Materialaufbringung 6 von der Form der verbleibenden Anteile der zweiten Materialaufbringung 6 abweicht. An den Stellen 81, 82 ist die zweite Materialaufbringung z.B. mit weniger Material (pro Fläche) erzeugt bzw. aufgebracht worden und/oder die zweite Materialaufbringung 6 wurde an diesen Stellen z.B. „verschmiert“. Das Bezugszeichen 83 kennzeichnet die bildliche Repräsentation einer zu vor erfassten und in Form der Bilddaten vorgehaltene Lichtlinie. Das Bezugszeichen 84 kenn zeichnet die durch die Bilddaten repräsentierte zweite Materialaufbringung 6.
Es ist allgemein möglich, dass die 2D-Bilddaten unabhängig von den 3D-Bilddaten analysiert werden. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, dass aus den 2D-Daten und den 3D-Daten gemeinsame Bilddaten oder verbundene Bilddaten oder kombinierte Bilddaten erzeugt werden. Diese gemeinsamen Bilddaten oder verbundenen Bilddaten oder kombinierten Bilddaten können dann hinsichtlich des geometrischen Parameters und des physikalischen Parameters analysiert werden.
Fig. 7b zeigt eine Darstellung, die aus der Darstellung 7a bzw. aus den der Darstellung 7a zu grundeliegenden 3D-Bilddaten resultiert. Gemäß dieser Darstellung wurde eine Glättung der die Lichtlinien repräsentierenden Bilddaten, insbesondere der zweiten Bilddaten und bevorzugt der zweiten Bilddaten und der ersten Bilddaten, insbesondere nach deren Akkumulation bzw. Zu sammenfassung bzw. Kombination, bewirkt.
Fig. 7c zeigt schematisch mehrere nacheinander optisch erfasste Lichtlinien 50. Die einzelnen Lichtlinien 50 sind dabei bevorzugt nacheinander erzeugt und erfasst worden. In der gezeigten Darstellung weisen alle Lichtlinien 50 eine vergleichbare bzw. identische Erscheinung auf. So mit repräsentieren diese Lichtlinien 50 entweder eine Stelle, an welcher die zu untersuchende Eigenschaft, insbesondere der physikalische Parameter, in ausreichendem Maße verwirklich ist oder nicht im ausreichenden Maße verwirklicht ist. Es ist erkennbar, dass ein Teil 56 der Licht- line 50 jeweils stärker und/oder dunkler und/oder dicker dargestellt ist, wodurch eine größere Präsenz des physikalischen Parameters, insbesondere der Stärke des reflektierten Lichts, re präsentiert wird, als in den dazu benachbarten Anteilen 57 und 58.
Fig. 7d zeigt eine 2D-Darstellung, welche aus den in Fig. 7c gezeigten Daten erzeugt ist. Es ist somit erkennbar, dass die erste Materialaufbringung 4 aufgrund anderer physikalischer Eigen schaften, insbesondere aufgrund einer größeren Stärke des reflektierten Lichts, im Vergleich zur Stärke des reflektierten Lichts des Substrats 2 dunkler dargestellt ist. Sollte die erste Materi alaufbringung 4 nicht korrekt bzw. fehlerhaft aufgebracht werden, so wären z.B. helle Flecken im Bereich 56 erkennbar.
Die vorliegende Erfindung kann somit zur Ausführung eines Verfahrens zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung verwendet werden. Das Verfahren weist dabei bevor zugt mindestens die nachfolgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats 2, wobei auf dem Substrat 2 zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung 4 vorgesehen ist; Bereit stellen einer Analysevorrichtung 1, insbesondere einer Materialaufbringungs- und Analyseein richtung 8, insbesondere gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, zum optischen Überwachen von zumindest zwei auf dem Substrat 2 aufgebrachten oder erzeugten Materialaufbringungen 4, 6, wobei die Analysevorrichtung 1 mindestens aufweist: eine erste Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe 41, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe 41 zumindest eine erste Strahlungsquelle 20 zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie 50, insbesondere Laserlinie, auf die erste Materialaufbringung 4 und eine der ersten Strahlungsquelle 20 zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung 31 zum Erfassen der Lichtlinie 50 und zum Erzeugen von ersten Bilddaten und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der erfasste Lichtlinie 50 repräsentieren und wobei die zweiten Bilddaten einen geometrischen Parameter der erfassten Lichtlinie 50 repräsentieren, wobei die erste Strahlungsquelle 20 bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfassungseinrichtung 31 ausgerichtet ist, eine Verarbeitungs einrichtung 60 zum Verarbeiten der erzeugten ersten Bilddaten und der erzeugten zweiten Bild daten, eine Steuerungseinrichtung 62 zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe 41, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe 41 bevorzugt eine Baugruppe ist, die genau eine Strahlungsquelle 20 und be vorzugt genau eine als Kamera 31 ausgebildete Erfassungseinrichtung 31 aufweist, wobei die Steuerungsreinrichtung 62 die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe 41 ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung 31 die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten erzeugt; Projizieren einer Lichtlinie 50 mittels der ersten Strahlungsquelle 20 auf die erste Materialaufbringung 4 und Erfassen der Lichtlinie 50 mittels der ersten Erfassungseinrich tung 31, wobei die ersten Bilddaten erzeugt werden; Aufbringen der zweiten Materialaufbrin gung 6 auf die erste Materialaufbringung 4 mittels eines Materialaufbringungselements 10, 12; Projizieren der Lichtlinie 50 mittels der ersten Strahlungsquelle 20 auf die zweite Materialauf bringung 6 und Erfassen der Lichtlinie 50 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 31, wobei die zweiten Bilddaten erzeugt werden, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie 50 mittels der ersten Strahlungsquelle 20 auf die erste Materialaufbringung 4 und des Erfassens der Licht linie 50 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 31 vor dem Aufbringen der zweiten Material aufbringung 6 erfolgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat 2 projizierten Lichtlinien 50 auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats 2 projiziert werden, wobei dieser Schritt bevorzugt vor der Aufbringung der zweiten Materialaufbringung 6 auf die erste Materialaufbringung 4 für das jeweilige Substrat 2 vollständig beendet wird, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie 50 mittels der ersten Strahlungsquelle 20 auf die zweite Materialaufbringung 6 und des Erfassens der Lichtlinie 50 mittels der ersten Erfassungs einrichtung 31 nach dem Aufbringen der zweiten Materialaufbringung 6 oder während der Auf bringung der zweiten Materialaufbringung 6 erfolgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat 2 projizierten Lichtlinien 50 auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats 2 projiziert werden; Verarbeiten der ersten Bilddaten und Verarbeiten der zweiten Bilddaten; Auswerten der verarbeiteten ersten Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Para meters und Auswerten der verarbeiteten zweiten Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Pa rameters. Bezugszeichenliste
1 Analysevorrichtung
2 Substrat
4 erste Materialaufbringung
6 zweite Materialaufbringung bzw. aufgebrachte bzw. aufzubringende Struktur oder Kleb stoffspur
8 Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung
10 Auftragseinrichtung
12 Auftragsdüse
14 Anlage
20 erste Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle oder Lasereinheit oder LED-Einheit
21 zweite Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle oder Lasereinheit oder LED-Einheit
22 dritte Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle oder Lasereinheit oder LED-Einheit
23 vierte Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle oder Lasereinheit oder LED-Einheit
24 fünfte Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle oder Lasereinheit oder LED-Einheit
25 sechste Beleuchtungseinrichtung oder Erfassungseinrichtung oder Strahlungsquelle o- der Lasereinheit oder LED-Einheit
31 erste Kamera
32 zweite Kamera
33 dritte Kamera
34 vierte Kamera
35 fünfte Kamera
36 sechste Kamera
41 erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe
42 zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe
43 dritte Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe
44 vierte Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe
45 fünfte Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe sechste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe erste Lichtline oder Laserlinie oder LED-Linie weitere oder zweite Lichtlinie oder Laserlinie oder LED-Linie stark reflektierender Anteil der ersten Lichtlinie erster schwach reflektierender Anteil der ersten Lichtlinie zweiter schwach reflektierender Anteil der ersten Lichtlinie zuvor erzeugte und optisch erfasste Lichtlinien (lediglich zur Illustration dargestellt)
Verarbeitungseinrichtung
Steuerungseinrichtung
A ktuato re i n ri chtu n g
Stelle an der die zweite Materialaufbringung auf das Substrat und/oder die erste Materi alaufbringung aufgebracht wird zuvor erzeugte und optisch erfasste Lichtlinien (lediglich zur Illustration dargestellt) schematisch dargestellte Begrenzung des optischen Erfassungsbereichs der ersten Er fassungseinrichtung 31 schematisch dargestellte Begrenzung des optischen Erfassungsbereichs der zweiten Er fassungseinrichtung 32 schematisch dargestellte Begrenzung des Strahlungsfelds der von der ersten Strah lungsquelle 20 emittierten Laserstrahlung schematisch dargestellte Begrenzung des Strahlungsfelds der von der zweiten Strah lungsquelle 21 emittierten Laserstrahlung
3D-Bild erzeugt aus den 3D-Bilddaten geglättetes 3D-Bild durch Glättung der das 3D-Bild 79 repräsentierenden Bilddaten erster Defekt bzw. Unregelmäßigkeit repräsentierende Bilddaten zweiter Defekt bzw. Unregelmäßigkeit repräsentierende Bilddaten
Darstellung der die Form einer zweiten Lichtlinie repräsentierende Bilddaten
Darstellung der die Form der zweiten Materialaufbringung repräsentierende Bilddaten geglättete Darstellung der die Form der zweiten Materialaufbringung repräsentierende Bilddaten
Halterahmen
Bewegungsrichtung

Claims

Ansprüche
1. Analysevorrichtung (1) zum optischen Überwachen von zumindest zwei auf einem Sub strat (2) aufbringbaren oder erzeugbaren Materialaufbringungen (4, 6), mindestens aufweisend: eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41), wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) zumin dest eine erste Strahlungsquelle (20) zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie (50), insbesondere Laserlinie, auf die erste Materialaufbringung (4) und eine der ersten Strah lungsquelle (20) zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung (31) zum Erfassen der Lichtlinie (50) und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die erfasste Lichtlinie (50) repräsentieren, wobei die erste Strahlungsquelle (20) bevorzugt fest gegenüber der ersten opti schen Erfassungseinrichtung (31) ausgerichtet ist, und eine zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) zumin dest eine zweite Strahlungsquelle (21) zum Projizieren von zumindest einer weiteren Lichtlinie (51), insbesondere Laserlinie, auf die zweite Materialaufbringung (6) und eine der zweiten Strahlungsquelle (21) zugeordnete zweite optische Erfassungseinrichtung (32) zum Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie (51) repräsentieren, wobei die zweite Strahlungsquelle (21) fest gegenüber der zweiten optischen Er fassungseinrichtung (32) ausgerichtet ist, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der von der ersten optischen Erfassungseinrichtung (31) erfassten Lichtlinie (50) repräsentiert und wobei die zweiten Bilddaten einen geometrischen Parameter der von der zweiten opti schen Erfassungseinrichtung (32) erfassten Lichtlinie (51) repräsentiert, wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) baugleich sind, eine Verarbeitungseinrichtung (60) zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung (31) erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung (32) erzeugten zweiten Bilddaten, eine Steuerungseinrichtung (62) zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungs einrichtungsbaugruppe (41) und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die Steuerungsreinrichtung (62) die erste Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe (41) und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungs baugruppe (42) jeweils, insbesondere zeitversetzt oder abwechselnd, ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung (31) die ersten Bilddaten erzeugt und wobei die zweite Erfassungseinrichtung (32) die zweiten Bilddaten erzeugt.
2. Analysevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Parameter die Stärke an reflektiertem Licht aus mehreren hintereinander er fasster Lichtlinien (50) ist, wobei die ersten Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats (2) erfassten jeweiligen Lichtlinien (50) repräsentieren, zum Erzeugen von 2D-Bilddaten verarbeitet, insbesondere miteinander verbunden, werden.
3. Analysevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzstärkewert oder ein Referenzstärkewertebereich registriert ist, wobei die Auswer tung der2D-Bilddaten hinsichtlich der Stärke des reflektierten Lichts einen Abgleich mit dem Referenzstärkewert oder dem Referenzstärkewertebereich umfasst, wobei bestimmt wird, ob die erfasste Stärke des reflektierten Lichts dem Referenzstärkewert entspricht oder in dem Re ferenzstärkewertebereich liegt oder ob die erfasste Stärke des reflektierten Lichts von dem Re ferenzstärkewert abweicht oder außerhalb des Referenzstärkewertebereichs liegt.
4. Analysevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Parameter die Form der Lichtlinie (51) ist oder der geometrische Parameter die Form aus mehreren hintereinander erfassten Lichtlinien (51) ist, wobei die zweiten Bildda ten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats (2) erfassten jeweiligen Lichtlinien (51) repräsentieren, zum Erzeugen von 3D-Bilddaten verarbeitet, insbesondere mitei nander verbunden, werden.
5. Analysevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzformwert oder ein Referenzformwertebereich registriert ist, wobei die Auswertung der 3D-Bilddaten hinsichtlich der Form der Lichtlinie (51) einen Abgleich mit dem Referenzform wert oder dem Referenzformwertebereich umfasst, wobei bestimmt wird, ob die erfasste Form der Lichtlinien (51) dem Referenzformwert entspricht oder in dem Referenzformwertebereich liegt oder ob die erfasste Form der Lichtlinien (51) von dem Referenzformwert abweicht oder außerhalb des Referenzformwertebereichs liegt.
6. Analysevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der ersten und zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41, 42) eine dritte, vierte, fünfte und sechste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe (43, 44, 45, 46) vorgesehen ist, wobei alle sechs Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen (41 , 42, 43, 44, 45, 46) auf einer Kreisbahn, um ein Zentrum herum, angeordnet sind und baugleich sind.
7. Analysevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (62) in Abhängigkeit der Relativpositionen der einzelnen Strahlungs quellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41 , 42, 43, 44, 45, 46) zur ersten und/oder zweiten Materialaufbringung (4, 6) eine Neuregistrierung einer der Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe (42, 43, 44, 45, 46) als erste Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe (41) und eine Neuregistrierung einer der verbleibenden Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42, 43, 44, 45, 46) als zweite Strah lungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) bewirkt.
8. Analysevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41, 42, 43, 44, 45, 46) zur Er zeugung von Bilddaten ansteuerbar ist, wobei eine Sequenz zum Ansteuern der Strahlungs quellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41 , 42, 43, 44, 45, 46) vorgegeben ist, wobei je Sequenz alle Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppen (41 , 42, 43, 44, 45, 46), insbesondere genau einmal, zum jeweils Erzeugen einer Lichtlinie (50, 51), insbesondere Laserlinie, und zum Erfassen der jeweiligen Lichtlinie angesteuert werden, wobei zur Erzeu gung der 2D-Daten ausschließlich Bilddaten der als erste Strahlungsquellen- und Erfassungs einrichtungsbaugruppe (41) registrierten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbau gruppe (41) verwendet werden und wobei zur Erzeugung der 3D-Daten ausschließlich Bildda ten der als zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) registrierten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) verwendet werden.
9. Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8), mindestens aufweisend eine Analyseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eine Materialaufbringungselement (10, 12) zum Aufbringen der zweiten Materialaufbringung (6) auf ein mit der ersten Materialaufbringung (4) zumindest abschnittsweise versehenes Substrat (2), wobei die Materialaufbringungseinrichtung (10, 12) zwischen der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe (42) angeordnet ist, wobei mittels der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) die erste Materialaufbringung (4) erfasst wird und wobei mittels der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) die zweite Materialaufbringung (6) erfasst wird, wobei die ersten Bilddaten verarbeitet werden und wobei die zweiten Bilddaten verarbeitet werden, wobei die verarbeiteten ersten Bilddaten bezüglich des physikalischen Parameters ausgewertet werden und wobei die verarbeiteten zweiten Bilddaten bezüglich des geometrischen Parame ters ausgewertet werden.
10. Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
Materialaufbringungselement (10, 12) zur Aufbringung einer Materialraupe, insbesondere einer Endlosmaterialraupe, ausgestaltet ist.
11. Anlage (14) zur Materialaufbringung auf Substrate (2) und zur Analyse der Materialauf bringung, mindestens aufweisend eine Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, und eine Aktuatoreinrichtung (64) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Sub strat (2) und der Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8) vorgesehen ist.
12. Anlage zur Materialaufbringung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass infolge der Relativbewegung Anteile der ersten Materialaufbringung (4) zunächst in den Bereich der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) förderbar sind und danach in den Bereich des Materialaufbringungselements (10, 12) förderbar sind, wobei durch das Materialaufbringungselement (10, 12) die zweite Materialaufbringung (6) auf die erste Mate rialaufbringung (4) aufbringbar ist und die zweite Materialaufbringung (6) dann in den Bereich der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) förderbar ist.
13. Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung, mindestens aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines Substrats (2), wobei auf dem Substrat (2) zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung (4) vorgesehen ist, Bereitstellen einer Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8), wobei die Materialaufbrin- gungs- und Analyseeinrichtung (8) mindestens aufweist: ein Materialaufbringungselement (10, 12) zum Aufbringen einer zweiten Materialaufbrin gung (6) auf das mit der ersten Materialaufbringung (4) zumindest abschnittsweise ver sehene Substrat (2), eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41), wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) zumindest eine erste Strahlungsquelle (20) zum Projizieren von zumindest einer ersten Lichtlinie (50), insbesondere Laserlinie, auf die erste Materialaufbringung (4) und eine der ersten Strah lungsquelle (20) zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung (31) zum Erfassen der ersten Lichtlinie (50) und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die erfasste erste Lichtlinie (50) repräsentieren, wobei die erste Strah lungsquelle (20) bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfassungseinrichtung
(31) ausgerichtet ist, und eine zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) zumindest eine zweite Strahlungsquelle (21) zum Projizieren von zumindest einerweiteren Lichtlinie (51), insbesondere Laserlinie, auf die zweite Materialaufbringung (6) und eine der zwei ten Strahlungsquelle (21) zugeordnete zweite optische Erfassungseinrichtung (32) zum Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie (51) repräsentieren, wobei die zweite Strahlungsquelle (21) bevorzugt fest gegenüber der zweiten optischen Erfas sungseinrichtung (32) ausgerichtet ist, eine Verarbeitungseinrichtung (60) zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungsein richtung (31) erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung
(32) erzeugten zweiten Bilddaten, eine Steuerungseinrichtung (62) zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe (41) und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die Materialaufbringungseinrichtung (10, 12) zwischen der ersten Strahlungsquel len- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) angeordnet ist, Aufbringen der zweiten Materialaufbringung (6) auf die erste Materialaufbringung (4) mittels des Materialaufbringungselements (10, 12),
Projizieren einer ersten Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (2) auf die erste Mate rialaufbringung (4) und Erfassen der ersten Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrich tung (31), wobei der Schritt des Projizierens der Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungs quelle (20) auf die erste Materialaufbringung (4) und dem Erfassen der ersten Lichtlinie (50) mit tels der ersten Erfassungseinrichtung (31) im Vorlauf zur Aufbringung der zweiten Materialauf bringung (6) erfolgt,
Projizieren einerweiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Strahlungsquelle (21) auf die zweite Materialaufbringung (6) und Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Erfas sungseinrichtung (32), wobei der Schritt des Projizierens der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Strah lungsquelle (21) auf die zweite Materialaufbringung (6) und dem Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Erfassungseinrichtung im Nachlauf zur Aufbringung der zweiten Materialaufbringung (6) erfolgt, wobei die Steuerungsreinrichtung (62) die erste Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe (41) und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungs baugruppe (42) jeweils, insbesondere zeitversetzt oder abwechselnd, ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung (31) die ersten Bilddaten erzeugt und wo bei die zweite Erfassungseinrichtung (32) die zweiten Bilddaten erzeugt,
Verarbeiten der ersten Bilddaten und Verarbeiten der zweiten Bilddaten, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der auf die erste Materialauf bringung (4) projizierten Lichtlinie/n (50) repräsentieren und wobei die zweiten Bilddaten einen geometrischen Parameter der auf die zweite Material aufbringung (6) projizierten Lichtlinie/n (51) repräsentieren, Auswerten der verarbeiteten ersten Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Parameters und Auswerten der verarbeiteten zweiten Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Parameters.
14. Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung, mindestens aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines Substrats (2), wobei auf dem Substrat (2) zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung (4) vorgesehen ist,
Bereitstellen einer Analysevorrichtung (1), insbesondere einer Materialaufbringungs- und Analy seeinrichtung (8) gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, zum optischen Überwachen von zumin dest zwei auf dem Substrat (2) aufgebrachten oder erzeugten Materialaufbringungen (4, 6), wobei die Analysevorrichtung (1) mindestens aufweist: eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41), wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) zumindest eine erste Strahlungsquelle (20) zum Projizieren von zumindest einer Lichtlinie (50), insbe sondere Laserlinie, auf die erste Materialaufbringung (4) und eine der ersten Strahlungs quelle (20) zugeordnete erste optische Erfassungseinrichtung (31) zum Erfassen der Lichtlinie (50) und zum Erzeugen von ersten Bilddaten und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten einen physikalischen Parameter der er fasste Lichtlinie (50) repräsentieren und wobei die zweiten Bilddaten einen geometri schen Parameter der erfassten Lichtlinie (50) repräsentieren, wobei die erste Strah lungsquelle (20) bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfassungseinrichtung (31) ausgerichtet ist, eine Verarbeitungseinrichtung (60) zum Verarbeiten der erzeugten ersten Bilddaten und der erzeugten zweiten Bilddaten, eine Steuerungseinrichtung (62) zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Er fassungseinrichtungsbaugruppe (41), wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe (41) bevorzugt eine Baugruppe ist, die genau eine Strah lungsquelle (20) und bevorzugt genau eine als Kamera (31) ausgebildete Erfassungsein richtung (31) aufweist, wobei die Steuerungsreinrichtung (62) die erste Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe (41) ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung (31) die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten erzeugt,
Projizieren einer Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (20) auf die erste Material aufbringung (4) und Erfassen der Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrichtung (31), wobei die ersten Bilddaten erzeugt werden,
Aufbringen der zweiten Materialaufbringung (6) auf die erste Materialaufbringung (4) mittels ei nes Materialaufbringungselements (10, 12),
Projizieren der Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (20) auf die zweite Materialauf bringung (6) und Erfassen der Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrichtung (31), wo bei die zweiten Bilddaten erzeugt werden, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (20) auf die erste Materialaufbringung (4) und des Erfassens der Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrichtung (31) vor dem Aufbringen der zweiten Materialaufbrin gung (6) erfolgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat (2) projizierten Lichtlinien (50) auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats (2) projiziert werden, wobei dieser Schritt bevorzugt vor der Aufbringung der zweiten Materi alaufbringung (6) auf die erste Materialaufbringung (4) für das jeweilige Substrat (2) voll ständig beendet wird, wobei der Schritt des Projizierens einer Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (20) auf die zweite Materialaufbringung (6) und des Erfassens der Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrichtung (31) nach dem Aufbringen der zweiten Materialaufbrin gung (6) oder während der Aufbringung der zweiten Materialaufbringung (6) erfolgt und mehrfach durchgeführt wird, wobei die dadurch auf das Substrat (2) projizierten Lichtli nien (50) auf einen oder mehrere definierte Anteile des Substrats (2) projiziert werden,
Verarbeiten der ersten Bilddaten und Verarbeiten der zweiten Bilddaten, Auswerten der verarbeiteten ersten Bilddaten hinsichtlich des physikalischen Parameters und Auswerten der verarbeiteten zweiten Bilddaten hinsichtlich des geometrischen Parameters.
15. Verfahren zur Erzeugung und Überwachung einer Substratbeschichtung, mindestens aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines Substrats (2), wobei auf dem Substrat (2) zumindest abschnittsweise eine erste Materialaufbringung (4) vor gesehen ist,
Bereitstellen einer Materialaufbringungs- und Analyseeinrichtung (8), wobei die Materialaufbrin- gungs- und Analyseeinrichtung (8) mindestens aufweist: ein Materialaufbringungselement (10, 12) zum Aufbringen einer zweiten Materialaufbringung (6) auf das mit der ersten Materialaufbringung (4) zumindest abschnittsweise versehene Substrat (2), eine erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41), wobei die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) zumindest eine erste Strah lungsquelle (20) zum Projizieren von zumindest einer ersten Lichtlinie (50), insbesondere Laser linie, auf die erste Materialaufbringung (4) und eine der ersten Strahlungsquelle (20) zugeord nete erste optische Erfassungseinrichtung (31) zum Erfassen der ersten Lichtlinie (50) und zum Erzeugen von ersten Bilddaten aufweist, wobei die ersten Bilddaten die erfasste erste Lichtlinie (50) repräsentieren, wobei die erste Strahlungsquelle (20) bevorzugt fest gegenüber der ersten optischen Erfassungseinrichtung (31) ausgerichtet ist, und eine zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) zumindest eine zweite Strah lungsquelle (21) zum Projizieren von zumindest einer weiteren Lichtlinie (51), insbesondere La serlinie, auf die zweite Materialaufbringung (6) und eine der zweiten Strahlungsquelle (21) zu geordnete zweite optische Erfassungseinrichtung (32) zum Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) und zum Erzeugen von zweiten Bilddaten aufweist, wobei die zweiten Bilddaten die erfasste weitere Lichtlinie (51) repräsentieren, wobei die zweite Strahlungsquelle (21) bevorzugt fest ge genüber der zweiten optischen Erfassungseinrichtung (32) ausgerichtet ist, eine Verarbeitungseinrichtung (60) zum Verarbeiten der von der ersten Erfassungseinrichtung (31) erzeugten ersten Bilddaten und der von der zweiten Erfassungseinrichtung (32) erzeugten zweiten Bilddaten, eine Steuerungseinrichtung (62) zum Ansteuern der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungs einrichtungsbaugruppe (41) und zum Ansteuern der zweiten Strahlungsquellen- und Erfas sungseinrichtungsbaugruppe (42), wobei die Materialaufbringungseinrichtung (10, 12) zwischen der ersten Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (41) und der zweiten Strahlungsquellen- und Erfassungsein richtungsbaugruppe (42) angeordnet ist,
Aufbringen der zweiten Materialaufbringung (6) auf die erste Materialaufbringung (4) mittels des Materialaufbringungselements (10, 12),
Projizieren einer ersten Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungsquelle (2) auf die erste Mate rialaufbringung (4) und Erfassen der ersten Lichtlinie (50) mittels der ersten Erfassungseinrich tung (31), wobei der Schritt des Projizierens der Lichtlinie (50) mittels der ersten Strahlungs quelle (20) auf die erste Materialaufbringung (4) und dem Erfassen der ersten Lichtlinie (50) mit tels der ersten Erfassungseinrichtung (31) im Vorlauf zur Aufbringung der zweiten Materialauf bringung (6) erfolgt,
Projizieren einerweiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Strahlungsquelle (21) auf die zweite Materialaufbringung (6) und Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Erfas sungseinrichtung (32), wobei der Schritt des Projizierens der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Strahlungs quelle (21) auf die zweite Materialaufbringung (6) und dem Erfassen der weiteren Lichtlinie (51) mittels der zweiten Erfassungseinrichtung im Nachlauf zur Aufbringung der zweiten Materialauf bringung (6) erfolgt, wobei die Steuerungsreinrichtung (62) die erste Strahlungsquellen- und Erfassungseinrich tungsbaugruppe (41) und die zweite Strahlungsquellen- und Erfassungseinrichtungsbaugruppe (42) jeweils, insbesondere zeitversetzt oder abwechselnd, ansteuert, wobei die erste Erfassungseinrichtung (31) die ersten Bilddaten erzeugt und wobei die zweite Erfassungseinrichtung (32) die zweiten Bilddaten erzeugt Verarbeiten der ersten Bilddaten und Verarbeiten der zweiten Bilddaten, wobei die ersten Bilddaten einen ersten geometrischen Parameter der auf die erste Materialauf bringung (4) projizierten Lichtlinie/n (50) repräsentieren und wobei die zweiten Bilddaten einen zweiten geometrischen Parameter der auf die zweite Materi alaufbringung (6) projizierten Lichtlinie/n (51) repräsentieren,
Auswerten der verarbeiteten ersten Bilddaten hinsichtlich des ersten geometrischen Parameters und Auswerten der verarbeiteten zweiten Bilddaten hinsichtlich des zweiten geometrischen Pa rameters.
16. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Parameter die Stärke an reflektiertem Licht aus mehreren hintereinander er fasster Lichtlinien (50) ist, wobei die Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Ab schnitt des Substrats (2) erfassten jeweiligen Lichtlinien (50) repräsentieren, zum Erzeugen von 2D-Bilddaten verarbeitet, insbesondere miteinander verbunden, werden und wobei der geometrische Parameter die Form aus mehreren hintereinander erfassten Lichtlinie (51) ist, wobei die Bilddaten, welche die einzelnen in einem definierten Abschnitt des Substrats (2) erfassten jeweiligen Lichtlinien (51) repräsentieren, zum Erzeugen von 3D-Bilddaten verar beitet, insbesondere miteinander verbunden, werden.
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