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Dokumentenidentifikation DE102006018558A1 25.10.2007
Titel Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür
Anmelder QuISS GmbH, 82178 Puchheim, DE
Erfinder Gruber, Bernhard, 82131 Stockdorf, DE
Vertreter Hammonds Rechtsanwälte Patentanwälte, 80539 München
DE-Anmeldedatum 21.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006018558
Offenlegungstag 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse C09J 5/00(2006.01)A, F, I, 20060421, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur beschrieben, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebernaht, Dichtnaht, eines Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreieckprofils oder einer Schweißnaht. Hierzu werden eine Auftragseinrichtung zum Erzeugen oder Aufbringen der Auftragsstruktur, eine Beleuchtungseinrichtung, die an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Stuktur, die gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur vorgesehen, welche mit den Kameras verbunden ist. Dabei sendet die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aus, welche jeweils eine umlaufende, in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder werden und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den ...

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür.

Für die geometrische Bestimmung einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur ist bislang eine projizierte gerade Laserlinie verwendet worden, welche von einer Kamera aufgenommen und überprüft wird. Dabei verläuft die Laserlinie im wesentlichen senkrecht zum Verlauf der aufgebrachten Klebstoffspur und dabei wird die Laserlinie durch das Profil des aufgebrachten Klebstoffs geometrisch entsprechend verändert. Diese geometrische Veränderung der projizierten Laserlinie ist jedoch einerseits aufgrund der geringen Streuung nur teilweise bzw. qualitativ schlecht erfassbar.

Darüber hinaus ist die Laserlinie nur einige Zehntel Millimeter breit, so dass auch bei hoher Taktung der Aufnahmefrequenz der Kamera jeweils gemäß der Taktzeit ein bestimmter Querschnitt der aufgebrachten Klebstoffspur inspiziert wird und bis zur nächsten Überprüfung der aufgebrachten Klebstoffspur gemäß der projizierten Laserlinie ein entsprechender Versatz entsteht.

Des weiteren muss der Sensor bzw. die Kamera, welche in Verlaufrichtung hinter der Linienoptik für die Laserlinie angeordnet ist, bei der bekannten geraden Laserlinienprojektion entsprechend mitbewegt werden, um stets die Überwachung der Laserlinie vornehmen zu können. Aufgrund des Nachführens des Sensors kommt es bei den bekannten Systemen zu einem Kabelsalat, wenn die Linienoptik für die Laserlinie und der dahinter angebrachte Sensor bei entsprechend kurvigem Verlauf der Klebstoffspur gegenüber dem Roboterarm bewegt bzw. verdreht werden müssen.

Folglich ist eine kontinuierliche Überwachung der Klebstoffspur mit hoher Qualität mittels einer geraden Laserlinie insbesondere bei einem kurvigen Verlauf der Klebstoffspur nur bedingt möglich.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur, vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, mit einer verbesserten Erfassung der Geometrie und/oder des Verlaufs der aufgebrachten Struktur sowie ein entsprechendes Verfahren hierzu zu schaffen.

Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 und verfahrenstechnisch gemäß den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass zumindest eine umlaufende Lichtbahn um die Auftragseinrichtung herum während des Aufbringens der Auftragsstruktur projiziert wird. Die zumindest eine aufprojizierte umlaufende Lichtbahn ermöglicht es, dass unabhängig von dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung und beispielsweise einer Auftragsdüse die aufgebrachte Struktur in einem Winkel von 360° überwacht werden kann, d.h., dass die umlaufende Lichtbahn einen vollständigen Inspektionsbereich rund um die Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse ermöglicht, was man als Rundumblick bezeichnen kann. Hierzu erfassen die zumindest zwei Kameras die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn und die an die Kameras angeschlossene Bildauswerteeinheit kann daraus die geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur errechnen. Insbesondere können so in einfacher und exakter Art und Weise die Breite, die Höhe, das Volumen und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat ermittelt werden. Für die Überwachung der aufgebrachten Struktur sind mindestens zwei Kameras erforderlich, um mit zumindest einer Kamera stets eine Teilfläche des Inspektionsbereichs bzw. der aufgebrachten Struktur zu ermitteln, da ggf. eine Teilfläche von der Auftragsdüse für eine andere Kamera verdeckt sein kann. Daher sind die beiden Kameras einander gegenüberliegend und versetzt an der Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse angebracht. Insbesondere trifft die umlaufende Lichtbahn auf die aufgebrachte Struktur, wobei die Kameras aus einer Beobachtungsposition, welche einen zur Lichtbahn unterschiedlichen Blickwinkel aufweist, die Deformation der Lichtbahn anhand der aufgebrachten Struktur erfasst und mittels geeigneter Berechnungsverfahren ermitteln kann. Durch den Vorschub der Auftrags- und Überwachungseinrichtung gegenüber dem Substrat oder durch den Vorschub des Substrats gegenüber der Auftrags- und Überwachungseinrichtung kann dabei die aufgebrachte Struktur dreidimensional durch die online-Überwachung erfasst werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur auf, welche mit den Kameras verbunden ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten 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.

Somit kann gemäß der Erfindung beispielsweise eine Klebstoffspur aufgebracht und online überwacht werden, wobei die Klebstoffspur unabhängig von der Fahrtrichtung mit einem 360°-Inspektionsbereich rund um die Auftragsdüse erfasst werden kann. Dadurch muss der Sensor bzw. die Kameras nicht mehr nachgeführt werden, so dass ein Verdrehen bzw. ein Kabelsalat zwischen dem Sensor und der Auftragseinrichtung vermieden wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist es vorteilhaft, wenn die Auftragseinrichtung eine Auftragsdüse aufweist, um welche ein Sensorkopf mit den beiden Kameras und der Beleuchtungseinrichtung angebracht ist, wobei die Auftragsdüse fest oder drehbar mit dem Sensorkopf verbunden ist. Falls die Auftragsdüse drehbar mit dem Sensorkopf verbunden ist, so können die an dem Sensorkopf seitlich versetzt zur Auftragsdüse angebrachten Kameras jeden Bereich der umlaufenden Lichtbahn überwachen, da zumindest eine der beiden Kameras jeden Punkt der umlaufenden Lichtbahn unabhängig von dem Verfahrweg überwachen kann. Dies gilt natürlich auch bei einer fest an dem Sensorkopf angeordneten Auftragsdüse, da keine Relativbewegung zwischen den Kameras und der Auftragsdüse vorliegt.

Bevorzugt sind die beiden Kameras derart einander gegenüberliegend an der Auftragseinrichtung angebracht, dass beide Kameras zumindest einen Teil der aufgebrachten Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen erfassen oder dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen vollständig umfasst. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die aufgebrachte Struktur unabhängig von dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung zu jederzeit überwachen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Kameras derart seitlich an der Auftragsdüse angebracht, dass der Schnittbereich der umlaufenden Lichtbahn mit der aufgebrachten Struktur jeweils von der ersten und zweiten Kamera derart überwacht wird, dass die erste Kamera eine Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur und die zweite Kamera die gegenüberliegende Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur erfasst.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Strahlengang der Kameras stets auf die umlaufende Lichtbahn ausgerichtet ist, wobei insbesondere ein seitlich an den Kameras versetzter Spiegel derart vorgesehen ist, dass der Einfallswinkel des Strahlengangs der Kameras auf die umlaufende Lichtbahn verändert wird. Somit kann die aufgebrachte Struktur auch aus einem günstigeren flachen Winkel überwacht werden, wobei die Dimension der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert wird bzw. die Kameras nur einen geringen Abstand zu der Auftragseinrichtung aufweisen. Als Folge davon ist der Durchmesser des dadurch gebildeten Sensorkopfs gering, wodurch auch komplexe Bauteile mit einer Auftragsstruktur versehen und im online Verfahren überwacht werden können, ohne dass der Sensorkopf mit dem Substrat bzw. Bauteil in Konflikt gerät.

Wenn die Beleuchtungseinrichtung die eine oder mehreren Lichtbahnen in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Lichtrings um das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert, so kann die Ermittlung der geometrischen Abmessungen und des Verlaufs der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit besonders einfach berechnet werden.

Wenn der im wesentlichen kreisförmige Lichtring eine derartige Breite aufweist, dass der Lichtring einen definierten Innen- und Außendurchmesser aufweist, so können insbesondere die Schnittpunkte der Kante des Innendurchmessers und der aufgebrachten Struktur und auch die Schnittpunkte der Kante des Außendurchmessers und der aufgebrachten Struktur für die Überwachung verwendet werden. Dadurch können die geometrischen Abmessungen und der Verlauf der aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur genauer berechnet und erfasst werden, da jeweils die Schnittpunkte des Innendurchmessers und des Außendurchmessers bei einer Bildauswertung verwendet werden können und somit zweifach vorhanden sind. Dies führt somit zu einer höheren Abtastfrequenz aufgrund der Abtastung der Kanten des Innen- und des Außendurchmessers des Lichtrings. Darüber hinaus wird durch die Abtastung der beiden Kanten des Innen- und Außendurchmessers die Redundanz erhöht, da für den Fall, dass entweder die Kante des Innendurchmessers oder des Außendurchmessers aus irgendeinem Grund nicht abgetastet werden kann, stets noch die zweite Kante abgetastet werden kann und somit eine Überwachung der aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur ermöglicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sendet die Beleuchtungseinrichtung kegelformartig eine kreisringförmige, umlaufende Lichtbahn unter Bildung eines Lichtkegels auf das Substrat aus. Der kegelförmige Verlauf der umlaufenden Lichtbahn ermöglicht auch die Erfassung von im Profil ungünstigen Auftragsstrukturen, wie beispielsweise bei balligen Profilen, bei denen der Fußpunkt, d.h. der Übergang zwischen der Auftragsstruktur und dem Substrat bei einem geraden Lichteinfall nicht beleuchtet werden würde. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Kegelform in Richtung des Substrats konvergierend bzw. verjüngend. Dies ermöglicht es, dass auch bei einer größeren Dimension der Beleuchtungseinrichtung die umlaufende Lichtbahn oder der umlaufende Lichtring mit einem geringen Radius um die Auftragsdüse verläuft. Somit kann durch den eng anliegenden Lichtring bzw. die eng anliegende Lichtbahn die aufgebrachte Struktur in unmittelbarer Nähe der Auftragsdüse erfasst werden, so dass die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen überwacht werden kann. Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass dabei insbesondere bei einer starken Krümmung des Verlaufs der Klebstoffspur bzw. der aufgebrachten Struktur stets jeder Bereich der aufgebrachten Struktur ohne Unterbrechung im online-Verfahren erfasst werden kann. Als weiterer Vorteil kann dadurch auch eine geeignete Regelung insbesondere der aufgebrachten Menge bzw. der Dosiermenge der Auftragsdüse erzielt werden, wenn die Bildauswerteeinheit eine Höhe und/oder Breite und/oder ein Volumen der aufgebrachten Struktur errechnet, welche außerhalb eines vorgegebenen Referenzbereichs liegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Lichtbahnen bzw. zumindest eine Lichtbahn von der Beleuchtungseinrichtung im wesentlichen in elyptischer, polygonaler oder mittels Linien in umlaufend geschlossener Form zur Erfassung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert. Hierbei können auch zusammengesetzte Teilstücke von unterschiedlichen Lichtlinien bzw. Lichtbahnen verwendet werden.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von LED-Dioden aufweist, insbesondere 10 bis 30 LED-Dioden, durch welche die umlaufende Lichtbahn auf dem Substrat und auf der aufgebrachten Struktur erzeugt wird und welche insbesondere gepulst betrieben werden. Durch den gepulsten Betrieb der LED-Dioden kann auch bei einem schnellen Vorschub bzw. hohen Verfahrweg eine qualitativ hochwertige Bildaufnahme und Bildauswertung erzielt werden. Insbesondere ermöglicht eine LED-Beleuchtung eine geeignete Flächenstruktur für die Lichtbahn bzw. einen kreisförmigen Lichtring, welcher eine geeignete Homogenität der Fläche aufweist. Ferner ist es von Vorteil, dass der gepulste Betrieb der LED-Beleuchtung bzw. das Blitzen der LEDs gegenüber Fremdlicht relativ unempfindlich ist, welches nicht von der Beleuchtungseinrichtung stammt und die Überwachung beeinträchtigen könnte. Alternativ sind jedoch auch Laserdioden als Lichtquelle für die Beleuchtungseinrichtung möglich.

Wenn der Mittelpunkt oder das Zentrum der projizierten umlaufenden Lichtbahn im wesentlichen mit der Auftragsdüse der Auftragseinrichtung bzw. der Längsachse der Auftragsdüse übereinstimmt, kann in einfacher Art und Weise ein globales Koordinatensystem für die Kameras gegenüber dem Überwachungsbereich der aufgebrachten Struktur erzielt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung um die Auftragsdüse im wesentlichen ringförmig angebracht, wobei außerhalb der ringförmigen Beleuchtungseinrichtung die Kameras diametral gegenüber an der Auftragsdüse angebracht sind. Dadurch kann die gesamte Vorrichtung kompakt ausgeführt werden und gleichzeitig kann eine hohe Überwachungsqualität erzielt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei oder mehr Kameras, insbesondere sechs Kameras, konzentrisch und/oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdüse angebracht. Bei der Verwendung von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras, hat zumindest eine Kamera einen optimalen Sichtwinkel auf die zu überprüfende Klebstoffspur bzw. aufgebrachte Struktur. Bei der online-Überwachung kann daher jeweils die Kamera mit dem besten Sichtwinkel aktiviert werden, um die Überwachungsqualität zu optimieren.

Wenn die Längsachsen der Kameras zur Längsachse oder der Strahlengang der Auftragsdüse in Blickrichtung geneigt sind, wobei insbesondere die Längsachse oder der Strahlengang der Kameras die Längsachse der Auftragsdüse im wesentlichen im Bereich des Substrats schneiden, so erzielt man eine definierte Höhenauflösung, wobei die erfassten Änderungen des Höhenniveaus der Klebstoffspur bzw. des Kleberprofils durch die lokale Deformation der projizierten Struktur erfasst werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Kalibriervorrichtung für die Bestimmung jeder Position der Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung insbesondere in Form einer Kalibrierplatte bereitgestellt, wodurch die Bildung eines globalen, kameraübergreifenden Koordinatensystems mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass die einzelnen Bilder der verschiedenen Kameras von der Bildauswerteeinheit in einem gemeinsamen globalen Koordinatensystem verarbeitet und berechnet werden können.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur bzw. aufzubringenden Struktur bereitgestellt, insbesondere zur Anwendung für die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 15, wobei das Verfahren folgendes aufweist:

Bereitstellen einer Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, einer Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur, welche mit den Kameras verbunden ist,

Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung, wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder projiziert werden,

Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln:

die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird,

und/oder

die Höhe der aufgebrachten Struktur,

und/oder

das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten 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.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Auswertung der Bilder der aufgebrachten Struktur das Lichtschnittverfahren mit der projizierten umlaufenden Lichtbahn verwendet. Hierbei wird die Lichtbahn bzw. Lichtlinie über die aufgebrachte Struktur geführt, wobei aus der Beobachtungsposition der einzelnen Kameras, die einen zur Lichtbahn bzw. Lichtlinie unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, die Deformation der Lichtbahn bzw. Lichtlinie mittels entsprechenden Berechnungsverfahren der Verlauf bzw. die Geometrie der aufgebrachten Struktur ermittelt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bilder der Kameras hochfrequent und synchron aufgenommen und mit der Bildauswerteeinheit derart verarbeitet werden, dass die Bilder der einzelnen Kameras während des Aufbringens der aufgebrachten Struktur im wesentlichen gleichzeitig verarbeitet werden, wobei insbesondere jeweils nur ein Teil des Bildes aufgenommen und übertragen wird. Als Folge davon kann die aufgebrachte Struktur im online Betrieb derart überwacht werden, dass die aufgebrachte Struktur in sehr geringem Abstand (beispielsweise alle 1 bis 3 mm) hinsichtlich des Verlaufs und des Profils beispielsweise mit einer Aufnahmefrequenz von 200 Hz überprüft werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausfahrungsform wird die aufgebrachte Struktur in Abhängigkeit von der Breite und/oder der Höhe und/oder des Volumens der aufgebrachten Struktur, welche von der Bildauswerteeinheit während des Aufbringens ermittelt worden ist, gemäß einer vorgegebenen Auftragsmenge der aufgebrachten Struktur geregelt. Dies ermöglicht die Anpassung der aufgebrachten Struktur an ein vorgegebenes Profil bzw. eine vorgegebene Auftragsmenge.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass eine oder mehrere Lichtbahnen in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Lichtrings insbesondere unter Bildung eines oder mehrerer Lichtkegel von der Beleuchtungseinrichtung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert wird oder projiziert werden. Wenn ein oder mehrere Lichtkegel auf das Substrat projiziert werden, ist es von Vorteil, wenn der im wesentlichen kreisförmige Lichtring jeweils eine derartige Breite aufweist, dass der Lichtring einen definierten Innen- und Außendurchmesser aufweist. Hierbei werden die Schnittpunkte der Kante des Innendurchmessers und der aufgebrachten Struktur sowie auch die Schnittpunkte der Kante des Außendurchmessers mit der aufgebrachten Struktur für die Überwachung verwendet, sodass dies durch die Auswertung des Innen- und Außendurchmessers zu einer Verdoppelung der Überprüfung der aufgebrachten Struktur führt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schnittbereich zwischen der umlaufenden Bahn und der aufgebrachten Struktur von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras erfasst, welche konzentrisch oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdrüse angebracht sind, wobei jeweils ein Segment der umlaufenden Bahn von einer Kamera überwacht wird, und wobei die umlaufende Bahn in einem Winkel von 360° um die Auftragseinrichtung unter Bildung eines globalen Koordinatensystems von den Kameras erfasst wird.

Wenn der Verlauf und/oder die Höhe der Auftragsdrüse gegenüber dem Substrat gemäß einem vorgegebenen Toleranzbereich geregelt wird, wobei hierzu eine Kante, eine Aussparung oder ähnliches des Substrats für die Regelung der Auftragsdrüse in allen Richtungen verwendet wird, so kann das Aufbringen und Überwachen der aufgebrachten Struktur gemäß einer geometrischen Form bzw. Vorgabe des Substrats bzw. eines Bauteils vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch die Nahtverfolgung von zwei Bauteilen vorgenommen werden, wobei auf oder an die Naht der beiden Bauteile beispielsweise eine Kleberspur oder eine Dichtnaht aufgebracht und überwacht werden kann.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der aufgebrachten Struktur mittels einer physikalischen Referenzstruktur, einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen wird, welche die aufgebrachte Struktur in Relation zu dem Substrat umfasst. Bevorzugt wird mittels der CAD-Zeichnung oder der entsprechenden Datei festgelegt, welche der Kameras für die Erfassung der aufgebrachten Struktur gemäß dem Verlauf jeweils verwendet wird, sodass das Einlernen einer Referenzstruktur besonders einfach ausgeführt und auch die Überwachung in vereinfachter Form durchgeführt werden kann.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kalibrierung für die Bestimmung jeder Position der einzelnen Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen, wobei insbesondere die Kalibrierung zur Bildung eines globalen Kameraübergreifenden Koordinatensystems insbesondere mittels einer Kalibrierplatte durchgeführt wird. Durch das globale Koordinatensystem kann die Bildauswerteeinheit die Bilder der einzelnen Kameras in besonders einfacher Art und Weise verarbeiten, wobei es ausreichend ist, dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur erfasst. Bevorzugt wird die Kalibrierung gemeinsam mit dem Einlernlauf für den Verlauf und/oder die Geometrie und/oder das Profil der aufgebrachten Struktur vorgenommen. Somit kann die Kalibrierung und das Einlernen der Referenzstruktur vor dem Aufbringen und Überwachen vorgenommen werden und anschließend können eine Vielzahl von Bauteilen mit einer Auftragsstruktur versehen werden und gleichzeitig im Onlineverfahren überwacht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung rein beispielhaft dargestellt.

1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Auftragen und Überwachen einer Klebstoffspur in Seitenansicht;

2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1;

3 ist eine Draufsicht von unten auf die erfindungsgemäße Vorrichtung von 1 und 2;

4 ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1;

5 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Auftragen einer Klebstoffspur auf ein Substrat;

6 zeigt einen Ausschnitt eines Lichtrings der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welcher auf einem dreieckigen Profil auf einem Substrat projiziert wird;

7 zeigt eine perspektivische Ansicht des auf dem Dreiecksprofil projizierten Lichtrings von 6;

8 zeigt das Auftragen einer Klebstoffspur und den projizierten Lichtring;

9 zeigt ein Dreiecksprofil mit einem darauf projizierten umlaufenden Polygonzug;

10 zeigt eine weitere Ausführungsform von 9;

11 ist eine schematische Darstellung der Überwachung eines Dreiecksprofils gemäß der Erfindung;

12 ist eine weitere Ausführungsform der Überwachung eines Dreiecksprofils;

13 ist eine weitere perspektivische Darstellung von 12;

14 zeigt eine Klebstoffspur als vergrößerte Darstellung;

15 zeigt weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren im Querschnitt;

16 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Faltung des Strahlengangs;

17 zeigt ein Ablaufdiagramm bzgl. des erfindungsgemäßen Verfahrens;

18 zeigt eine Darstellung bzgl. der Kalibrierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

19 zeigt eine weitere Darstellung bzgl. der Kalibrierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gemäß 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Aufbringen und Überwachen einer Klebstoffspur 6 auf einem Substrat bzw. Bauteil dargestellt. Die erfindungemäße 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 mehreren LED-Dioden aufgebaut ist, zumindest eine umlaufende Lichtbahn, bevorzugt einen Lichtring, um die Auftragsdrüse 12 auf das Substrat und die aufgebrachte Klebstoffspur. Die Beleuchtungseinrichtung 20 ist an der Auftragseinrichtung 10 angebracht und fährt beim Auftragen des Klebstoffs dadurch mit der Auftragseinrichtung mit, wenn eine relativ Bewegung zwischen dem Substrat und der Auftragseinrichtung vorliegt. An der Beleuchtungseinrichtung 20 sind wiederum zumindest zwei Kameras 31, 32 zur optischen Erfassung der Klebstoffspur angebracht. Die Kameras 31, 32 sind seitlich versetzt zur Beleuchtungseinrichtung befestigt und auf dem aufprojizierten Lichtring nahe an der Auftragsdrüse 12 ausgerichtet. 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 Bildauswerteeinheit die Veränderung des aufprojizierten Lichtrings mittels entsprechender Berechnungsverfahren 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 1 ist der Sensorkopf mit der Beleuchtungseinrichtung und den Kameras fest mit der Auftrageinrichtung 10 verbunden, wobei zumindest einer der beiden Kameras den Schnittbereich zwischen dem Lichtring und der Klebstoffspur erfasst, wie im weiteren näher erläutert wird.

In 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung perspektivisch dargestellt. In dieser Ansicht ist nun ersichtlich, dass bevorzugt sechs Kameras 31 bis 36 konzentrisch um die Auftragseinrichtung 10 angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung von mehreren Kameras wird der Schnittbereich zwischen im aufprojizierten Lichtring und der Klebstoffspur zumindest von zwei Kameras erfasst, welche sich bevorzugt im Kreissegment befinden, wo die Klebstoffspur beim Aufbringen verläuft. 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 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nun von unten dargestellt. Im Zentrum der Vorrichtung befindet sich die Auftragsdrüse 12, welche von der Beleuchtungseinrichtung 20 in Form eine LED-Kreisringprojektors umgeben ist sowie 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.

Analog zu 3 ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in 4 schematisch dargestellt. Daraus ist insbesondere ersichtlich, dass die Kameras seitlich zu der kreisringförmigen Beleuchtungseinrichtung versetzt sind.

Im folgenden wird nun gemäß 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die schematisch dargestellten Kameras 31 bis 36 sind zusammen mit der Beleuchtungseinrichtung 20 an der Auftragseinrichtung 10 angebracht, wie zuvor dargestellt. Die im wesentlichen kreisringförmige Beleuchtungseinrichtung 20 ist insbesondere aus einer Vielzahl von LED-Dioden, beispielsweise 20 LED-Dioden aufgebaut. Diese LED-Dioden projizieren gemeinsam eine umlaufende Lichtbahn auf das Bauteil und die Klebstoffspur unmittelbar nach dem Auftragen durch die Auftragsdrüse. Besonders vorteilhaft hierbei ist es, wenn die Beleuchtungseinrichtung einen sich verjüngenden Lichtkegel unmittelbar um die Auftragsdrüse projiziert, wobei ein kreisförmiger Lichtring 21 auf dem Bauteil entsteht. Dadurch kann mit dem Lichtring 21 sehr nahe an die Auftragsdrüse herangefahren werden, um auch einen bahnförmigen Verlauf der Klebstoffspur mit geringen Radien überwachen zu können.

Gemäß 6 ist nun der Schnittbereich zwischen dem Lichtring 21 und der Klebstoffspur 6 auf dem Bauteil dargestellt. Zur Auswertung der Änderung des Lichtrings durch die Klebstoffspur 6 wird insbesondere das Lichtschnittverfahren verwendet, wobei entsprechende Auswerteverfahren der Bildauswerteeinheit die Änderungen des Höhenniveaus der Klebstoffspur bzw. des Klebstoffprofils durch die lokale Deformation der projizierten Lichtbahnen errechnen. Wie in 6 dargestellt, weist der Lichtring einen inneren Durchmesser 211 und einen äußeren Durchmesser 212 auf, wodurch sich jeweils eine Kante zwischen der Lichtbahn des Innendurchmessers 211 und der Klebstoffspur 6 sowie dem Außendurchmesser 212 und dem Klebstoffprofil 6 ergibt. Dadurch kann bei jeder Auswertung die Kante des Innendurchmessers als auch die Kante des Außendurchmessers mit dem Klebeprofil 6 für die Berechnung der Höhe bzw. der Breite und des Volumens verwendet werden. Bei dem Lichtschnittverfahren wird somit die Lichtbahn 21 über das Klebeprofil 6 geführt, wobei aus jeder Beobachtungsposition der Kameras, welche einen zur Lichtbahn unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, durch die Deformation der Lichtbahn 21 die Objektkrümmung von der Bildauswerteeinheit ermittelt werden kann. Diese Objektkrümmung bezieht bzw. der Oberflächenverlauf wird jedoch nur exakt an der Linienposition bzw. der Kante ermittelt. Durch den Vorschub des Objekts bzw. durch die relativ Geschwindigkeit zwischen der Auftragseinrichtung und dem Bauteil kann das Objekt bzw. das Kleberprofil dreidimensional erfasst werden. Hierzu ist eine hohe Bildaufnahmefrequenz notwendig, wobei der Innen- und Außendurchmesser des Lichtrings 21 und die sich daraus ergebenden zwei Kanten die Aufnahmefrequenz für die Bildauswerteeinheit sozusagen verdoppelt.

Gemäß 7 ist eine weitere Perspektive dargestellt, welche die Deformation des Lichtrings durch das Klebeprofil 6 darstellt und dabei von den Kameras aus entsprechenden Blickwinkeln erfasst werden kann.

In 8 ist nun ein Ausschnitt dargestellt, welcher die Auftragsdrüse 12 zeigt, die ein Kleberprofil 6 auf ein Substrat bzw. Bauteil 11 aufbringt. Wie sich aus dem Verlauf des Kleberprofils ergibt, fährt die Auftragseinrichtung 10 in der Bildebene nach rechts oben. Aufgrund des Lichtkegels, der in Form des Lichtrings 21 auf das Substrat 11 und die Klebstoffspur 6 projiziert wird, kann das Klebeprofil 6 unmittelbar nach dem Aufbringen von den Kameras mit Hilfe der Deformation des Lichtrings 21 erfasst werden.

Als Alternative zu dem Lichtring sind in 9 beispielsweise ein umlaufender in sich geschlossener Polygonzug 22 gezeigt, der aus mehreren geraden Lichtlinien aufgebaut ist. Dabei kann das Kleberprofil 6 auch im Bereich von einem Schnittpunkt von zwei geraden Linien erfasst werden. Wie in 10 gezeigt, kann jedoch das Kleberprofil auch ohne Schnittpunkt von zwei geraden Linien oder durch weitere Linien in bezug auf die Höhe erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass aufgrund der sich ergebenden umlaufenden Lichtbahnen der Sensor bzw. die Kameras und auch die Beleuchtungseinrichtung nicht mitgedreht werden müssen.

Als nicht gezeigt Alternative können natürlich auch mehrere Lichtringe oder mehrere konzentrisch umlaufende in sich geschlossen Lichtbahnen für die Ermittlung des Profils oder des Verlaufs einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur überwacht werden.

In 11 ist gezeigt, wie beispielsweise ein im wesentlichen dreieckiges Klebeprofil 6 von zwei Kameras 31, 32 erfasst wird. Für die Erfassung an einem Aufnahmepunkt kann beispielsweise eine Kamera die eine Seitenhälfte des Klebeprofils 6 und die andere Kamera die entsprechend andere Seite des Klebeprofils 6 erfassen, was insbesondere bei geometrisch komplexen Formen vorteilhaft ist. Wie in 11 gezeigt, erfassen die Kameras 31, 32 in Abhängigkeit von der Aufnahmefrequenz in entsprechend kurzen Abständen den Schnittpunkt zwischen dem in 11 nicht gezeigten Lichtring und der Klebespur 6 an aufeinander folgenden Stellen. Bei einer hohen Aufnahmefrequenz von in etwa 200 Hz kann das Klebeprofil 6 in geringen Abständen von wenigen Millimetern überprüft werden.

Gemäß 12 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, wobei analog zu 11 drei Kameras 31 bis 33 das Klebeprofil 6 im online Verfahren gleichzeitig überprüfen können. Die parallele Auswertung der drei Kameras 31 bis 33 ist gemäß 13 dargestellt, wobei das Klebeprofil 6 in geringen Abständen erfasst und überprüft wird. 14 zeigt das beispielhafte Klebeprofil 6 als vergrößerte Darstellung, wobei die Spitze 9 der Klebstoffspur 6 sowie die Fußpunkte 7 und 8 dargestellt sind. Aufgrund der balligen Form der Klebstoffspur 6 wären die Fußpunkte 7, 8 mit nur einer Kamera gleichzeitig nicht sichtbar, was jedoch durch die Überwachung mit zwei oder mehreren Kameras überwunden werden kann.

Weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren zeigt 15, wobei die Klebstoffspur 61 und 62 gegenüber einem idealisierten Dreiecksprofil deformiert sind. Derartige Deformationen können ferner nur durch zumindest zwei Kameras mit Hilfe des aufprojizierten Lichtrings erfasst werden.

In 16 ist schematisch nur eine Kamera 31 und die Auftragsdrüse 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, um das Falten des Strahlengangs einer Kamera zu erläutern. Hierzu ist zur Seite versetzt gegenüber der Kamera 31 und der Auftragsdrüse 12 ein Spiegel 40 vorgesehen, der ebenso fest an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist, um stets mit der entsprechenden Kamera bewegt werden zu können. Aufgrund der Faltung des Strahlengangs ist aus 16 ersichtlich, dass der Winkel flacher wird, mit welchem die Kamera auf den Bereich des Substrates 11 um die Auftragsdrüse 12 blickt. Dies ist für die Auswertung des Schnittbereichs zwischen dem Lichtring und einer aufgebrachten Klebstoffspur vorteilhaft, ohne den Abstand der Kamera von der Auftragsdrüse 12 zu erhöhen.

Gemäß 17 ist dargestellt, wie beispielsweise die Bildauswerteeinheit vorgesehen ist und die gesamte Überprüfung vorgenommen wird. Zu Beginn wird ein teach-in-Lauf von einer Referenzstruktur vorgenommen, wobei die Bildsequenz der Referenzstruktur für die Parametrisierung verwendet wird. Alternativ kann das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der Klebstoffspur mittels einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen werden, welche Informationen hinsichtlich der Klebstoffspur in Relation zu dem Bauteil aufweist. Bei Inspektionslauf wird dann die zu überprüfende aufgebrachte Struktur mit dem Verlauf der Referenzstruktur gemäß dem dargestellten Schema verglichen und das sich daraus ergebende Ergebnis der Überprüfung wird ausgegeben. Die Bildaufnahme der einzelnen Kameras kann dabei hochfrequent und synchron vorgenommen werden. Um eine hohe Bildaufnahmefrequenz mit vergleichsweise niedrigen Datenübertragungsraten zu erreichen, wird lediglich ein Streifen der Bilder der Kameras aufgenommen und übertragen. Im Hinblick auf die online Überwachung beim Auftragen mit hochfrequenter Auswertung wird ebenso auf die WO 2005/063406 der Anmelderin Bezug genommen.

Ferner wird gemäß der 18 und 19 die Kalibrierung für die erfindungsgemäße Vorrichtung und für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die Kalibrierung der Kameras mit der Beleuchtungseinrichtung stellt eine logische und physikalische Verbindung der einzelnen Kameras zueinander her.

Die Kalibrierung läuft in drei Stufen ab, wobei in Phase 1 die Bestimmung der Position jeder der einzelnen Kameras im Raum vorgenommen wird. Daraufhin wird in Phase 2 die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen. Prinzipiell sind die beiden Kalibrierungen von Phase 1 und 2 bereits ausreichend, um dreidimensionale Messungen durchzuführen.

Erst durch die Kalibrierung sind jedoch Messungen in einem globalen und kameraübergreifenden Koordinatensystem möglich. Im Gegensatz hierzu wird herkömmlicherweise ein Koordinatensystem bezogen auf ein Kamerabild vorgenommen.

In der dritten Phase wird die Anpassung der Kalibrierung an die individuelle Geometrie und Oberfläche des zu prüfenden Bauteils und die Verifizierung der Kalibrierparameter vorgenommen. Diese dritte Phase kann in den Einlernlauf bzw. teach-in-Lauf integriert werden. Üblicherweise wird diese dritte Phase erst durchgeführt, sobald der Sensor, welcher die Kameras und die Beleuchtungseinrichtung umfasst, an der Auftragseinrichtung montiert ist.

Gemäß 18 wird die erste Phase der Kalibrierung näher erläutert. Hierbei sind der Abstand und die geometrische Anordnung der Punktmarkierungen auf der Kalibrierplatte 50 zueinander bekannt. Ferner ist die Lage der Kalibrierplatte bekannt. Ebenso ist die Größe der Punktmarkierungen bekannt, welche jedoch unterschiedlich ausgebildet sein kann. Alternativ können auch Kreuze, Kreise, Liniengitter oder ähnliche Strukturen verwendet werden. Besonders vorteilhaft sind die gezeigten Punktmarkierungen, welche gefüllte kleine Kreismarkierungen darstellen.

Mittels der Anordnung von 18 wird die Lage der Kamera und damit des CCD-Chips zur Kalibrierplatte 50 bestimmt. Somit wird die Lage der Kameras im Raum ermittelt, wenn die Lage der Kalibrierplatte 50 im Raum vorgegeben bzw. bekannt ist. Ferner wird dadurch die Lage der einzelnen Kameras zueinander bestimmt und schließlich wird noch die Neigung der einzelnen Kameras zueinander ermittelt bzw. bestimmt.

In dieser ersten Phase wird auf ein allgemein gültiges Weltkoordinatensystem kalibriert. Hierbei ist die ebene Kalibrierplatte 50 mit einer Kalibrierhalterung fest verbunden. Die Halterung kann als Rohr ausgeführt sein und besitzt eine Rastnase oder Indexmarkierung, um den Sensor darin in einer eindeutig bestimmten Position wiederholgenau einlegen zu können.

In Phase 2 wird die Lage der Kameras zur Beleuchtung bzw. Beleuchtungseinrichtung bestimmt. Dies ist beispielhaft gemäß 19 dargestellt. Hierzu wird das Muster bzw. die Form der umlaufenden Lichtbahn, welche die Beleuchtungseinrichtung auf die Kalibrierplatte projiziert, mit allen Kameras betrachtet und jede Kamera nimmt ein Bild dieser Szene auf. In 19 ist der Lichtkegel dargestellt, der von der Beleuchtungseinrichtung in Form eines Lichtrings 21 auf die Kalibrierplatte projiziert wird. Dieser Lichtring 21 wird nun von jeder Kamera in Abhängigkeit von ihrer Position im Raum verzerrt gesehen. Die Kameras 31 und 32 sehen den Lichtring 21 als eine in eine Richtung gestauchte Ellipse. Wenn alternativ ein projiziertes Quadrat von den einzelnen Kameras gesehen würde, so würde jede Kamera ein entsprechendes Trapez aufgrund der seitlichen Versetzung erfassen. Jedoch kennt die Bildauswerteeinheit, welche die Kalibrierwerte berechnet, die ideale Form des dargestellten Lichtrings 21. Daher ist es für die Bildauswerteeinheit möglich, aufgrund der Art der Verzerrung des Musters bzw. Lichtrings 21 auf der Kalibrierplatte die Position der einzelnen Kameras zu errechnen. Zur Kalibrierung werden im vorliegenden Fall die Exzentrizität der Ellipse und das Verhältnis der beiden Hauptachsen der Ellipse verwendet.

In dieser zweiten Phase wird nun auf das Sensorkoordinatensystem kalibriert, dessen Ursprung beispielsweise die Mitte des auf die Kalibrierplatte projizierten Lichtrings 21 darstellt. Alternativ kann jedoch auch die Spitze des daraus entstehenden Kegels als Koordinatenursprung verwendet werden, wenn man die Strahlen der Beleuchtung über die Kalibrierplatte hinaus verlängert. Es wird in beiden Phasen jedoch davon ausgegangen, dass die Beleuchtung mit ihrer Symmetrieachse senkrecht auf die Kalibrierebene steht. Wird nun eine Verformung der idealen Kreisform erfasst, so kann aus der Art, Größe bzw. Beschaffenheit der Verformung auf die dreidimensionale Form des Lichtschnittes geschlossen werden.

Wie bereits erwähnt, kann der Einlernlauf auch mit der dritten Phase der Kalibrierung zusammenfallen. Somit wird der Einlernlauf auch dazu verwendet, die Kamerazuordnung festzulegen, d.h. welche Kameras während des Prüflaufs die 3D-Auswertung durchführen. Im allgemeinen wird die Düse der Auftragseinrichtung nicht genau senkrecht zum Substrat ausgerichtet sein, sondern leicht schräg bzw. schief sein. Mit Hilfe des Kalibrierverfahrens in der zweiten Phase und der darauf basierenden Auswertung kann berechnet werden, in welchem Winkel zum Bauteil die Düse ausgerichtet ist. Dies bildet im wesentlichen die dritte Phase der Kalibrierung, welche einen Datensatz erzeugt, der die Geometrie der Substratoberfläche ermittelt und beschreibt. Die Daten werden daraufhin der Berechnung der 3D-Daten zur Verfügung gestellt. Beim Einlernen wird insbesondere eine Verlaufsliste hinterlegt, welche die Daten für den Verfahrweg und die Verfahrzeit der Auftragseinrichtung enthält, wobei auch Daten über die Richtung und den 3D-Querschnitt der Kleberspur vorgesehen sind.

Beim Prüflauf erfolgt nun die Prüfung der aufgebrachten Klebstoffspur in relativ kleinen Teilabschnitten. Dabei werden mit hoher Aufnahmefrequenz kurze Teilabschnitte dreidimensional erfasst, beispielsweise alle 1 bis 3 mm. Daraufhin können die Teilabschnitte mittels der Bildauswerteeinheit zu der gesamten aufgebrachten Klebstoffspur zusammengefasst werden.

Im folgenden werden nun weitere nicht dargestellte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können bei verschiedenen Fügeverfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise dem Auftragen von Klebenähten bzw. Dichtnähten, dem positionsgenauen Aufbringen von Schäumen, dem Löten und Schweißen. Beim Schweißen kann es sich um Elektroschweißen und Laserschweißen handeln, wobei einerseits die Schweißnaht überprüft wird und andererseits auch eine Führung anhand der Kante der zu verschweißenden Bauteile vorgesehen sein kann. Des weiteren können Endlosprofile mit einer entsprechenden 3D-Form erzeugt und überprüft werden. Derartige Endlosprofile können als Strangus oder durch Kunststoffextrusion hergestellt werden.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können über das 3D-Profil des Klebstoffs Volumenschnitte ermittelt werden, um bereits während des Prüflaufs in Echtzeit die Klebstoffmenge nachzuregeln. Alternativ kann das aufgebrachte Gesamtvolumen über mehrere Inspektionsläufe gemessen werden und anhand dieser Werte kann die Auftragsmenge nachgeregelt bzw. gesteuert werden. Des weiteren kann ein kompressibler Werkstoff bzw. ein Schaum erzeugt und überwacht werden, welcher aus einem Fluid bzw. eingeschlossenen Gasbläschen aufgebaut ist, welche erst nach dem Auftrag das tatsächliche Volumen erreichen. Dadurch kann das Volumen der Auftragsstruktur erst kurze Zeit nach dem Auftrag gemessen bzw. überprüft werden.

Darüber hinaus können die gemäß der Erfindung ermittelten 3D-Daten in ein 3D-CAD-System eingespeist werden und in gewünschter Art und Weise weiterverarbeitet werden. Derartige 3D-Daten können von der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der Rundumsicht der Kameras und der Beleuchtung in Form einer umlaufenden Bahn ermittelt werden.

Für das Auswerten der Daten kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise Doppelprozessorkerne von physisch vorhandenen oder auch virtuellen Mehrkernsystemen verwenden, wobei während der Prüfläufe eine Auswertung anhand von gespeicherten oder von aktuellen Bildern mit den gleichen oder veränderten Prüfparametern durchgeführt wird, um die Auswirkungen von Änderungen der Prüfparameter oder von Änderungen der Umgebung zu erfassen und zu bewerten.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Höhe der Kleberdüse zum Blech während des Aufbringens nachgeregelt werden, da neben der Information über die zu prüfende 3D-Struktur auch Informationen über die Umgebung des Arbeitsbereichs der Auftragseinrichtung vorliegen. Durch die Anordnung der Kameras und der Beleuchtung kann prinzipiell der gesamte Arbeitsbereich des Werkzeugs dreidimensional überwacht werden, so dass in Vorlaufrichtung beispielsweise eine Blechkante bzw. Werkstückkante ermittelt werden kann und das Werkzeug in jeder Raumrichtung während des Auftragsvorgangs und der Prüfung nachgeregelt werden kann.

Eine weitere Anwendung ergibt sich im Fall der „Montage in Bewegung". Hier muss, während sich das Prüfobjekt bzw. das Förderband bewegt, kontinuierlich die Umgebung überwacht werden, um während eines Montageprozesses das Werkzeug hochgenau zu führen. Dies kann beispielsweise das Fügen von Schrauben mit einem Schraubenroboter sein, während sich das Bauteil auf dem Förderband weiterbewegt, oder sogar das Auftragen von Dichtmitteln, während sich die Rohkarosse weiterbewegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung auch zur vollautomatischen Reparatur von Klebstoffraupen verwendet werden. Da das fehlende Volumen gemäß der Erfindung durch die 3D-Erfassung gemessen wird, kann das exakte Mengenvolumen des Klebstoffs in der Raupe nachgefüllt werden.

Zur Überprüfung des Volumenstroms kann ein entsprechendes Messgerät in der Auftragseinrichtung vorgesehen sein. Die Messung erfolgt dabei nicht mit optischen Mitteln, wobei man jedoch mittels des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystems die Möglichkeit hat, den Volumenstrom oder das mit optischen Mitteln gemessene Volumen mit dem durch die Auftragseinrichtung gemessenen Volumen zu vergleichen und ggf. entsprechende Rückschlüsse zu ziehen.

Somit wird eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer/eines auf einem Substrat aufgebrachten Struktur beschrieben, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebernaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils oder Schweißnaht. Hierzu wird eine Auftragseinrichtung zum Erzeugen oder Aufbringen der Auftragsstruktur, eine Beleuchtungseinrichtung, die an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, die gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur vorgesehen, welche mit den Kameras verbunden ist. Dabei sendet die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aus, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten 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.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur, vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, welche

eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur,

eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist,

zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind,

und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras verbunden ist,

wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder werden,

und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln:

die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird,

und/oder

die Höhe der aufgebrachten Struktur,

und/oder

das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten 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.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinrichtung eine Auftragsdüse aufweist, um welche ein Sensorkopf mit den beiden Kameras und der Beleuchtungseinrichtung angebracht ist, wobei die Auftragsdüse fest oder drehbar mit dem Sensorkopf verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kameras derart einander gegenüberliegend an der Auftragseinrichtung angebracht sind, dass beide Kameras zumindest einen Teil der aufgebrachten Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen erfassen oder dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen vollständig erfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kameras derart seitlich an der Auftragsdüse angebracht sind, dass der Schnittbereich der umlaufenden Lichtbahn mit der aufgebrachten Struktur jeweils von der ersten und zweiten Kamera derart überwacht wird, dass die erste Kamera eine Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur und die zweite Kamera die gegenüberliegende Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur erfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang der Kameras stets auf die umlaufende Lichtbahn ausgerichtet ist, wobei insbesondere ein seitlich von den Kameras versetzter Spiegel derart vorgesehen ist, dass der Einfallswinkel des Strahlengangs der Kameras auf die umlaufende Lichtbahn verändert wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung die eine oder mehreren Lichtbahnen in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Lichtrings auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen kreisförmige Lichtring eine derartige Breite aufweist, dass der Lichtring einen definierten Innen- und Außendurchmesser aufweist, wobei die Schnittpunkte der Kante des Innendurchmessers und der aufgebrachten Struktur und auch die Schnittpunkte der Kante des Außendurchmessers und der aufgebrachten Struktur für die Überwachung verwendet werden. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung kegelformartig eine kreisringförmig umlaufende Lichtbahn unter Bildung eines Lichtkegels auf das Substrat aussendet, wobei die Kegelform insbesondere in Richtung des Substrats konvergierend verläuft. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Lichtbahnen von der Beleuchtungseinrichtung im wesentlichen in elyptischer, polygonaler oder mittels Linien in umlaufend geschlossener Form zur Erfassung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert werden. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von LED-Dioden, insbesondere zehn bis dreißig LED-Dioden, aufweist, durch welche die umlaufende Lichtbahn auf dem Substrat und der aufgebrachten Struktur erzeugt wird und welche insbesondere gepulst betrieben werden. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt oder das Zentrum der projizierten umlaufenden Lichtbahn im wesentlichen mit einer Auftragsdüse der Auftragseinrichtung übereinstimmt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung um die Auftragsdüse im wesentlichen ringförmig angebracht ist, und wobei außerhalb der ringförmigen Beleuchtungseinrichtung die Kameras diametral gegenüber an der Auftragsdüse angebracht sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder mehrere Kameras, insbesondere sechs Kameras, konzentrisch und/oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdüse angebracht sind. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen oder der Strahlengang der Kameras zur Längsachse der Auftragsdüse in Blickrichtung geneigt sind, wobei insbesondere die Längsachsen oder der Strahlengang der Kameras die Längsachse der Auftragsdüse im wesentlichen im Bereich des Substrats schneiden. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriervorrichtung für die Bestimmung jeder Position der Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung insbesondere in Form einer Kalibrierplatte vorgesehen ist. Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur, vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, insbesondere zur Anwendung für die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 15, welches folgende Schritte aufweist:

Bereitstellen einer Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, einer Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur, welche mit den Kameras verbunden ist,

Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung, wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Auftragen projiziert wird oder projiziert werden,

Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln:

die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird,

und/oder

die Höhe der aufgebrachten Struktur,

und/oder

das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten 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.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auswertung der Bilder der aufgebrachten Struktur das Lichtschnittverfahren mit der projizierten umlaufenden Lichtbahn verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der Kameras hochfrequent und synchron aufgenommen und mit der Bildauswerteinheit derart verarbeitet werden, dass die Bilder der einzelnen Kameras während des Aufbringens der aufgebrachten Struktur im wesentlichen gleichzeitig verarbeitet werden, wobei insbesondere jeweils nur ein Streifen des Bildes aufgenommen und übertragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Struktur in Abhängigkeit von der Breite und/oder der Höhe und/oder des Volumens der aufgebrachten Struktur, welche von der Bildauswerteeinheit während des Aufbringens ermittelt worden ist, gemäß einer vorgegebenen Auftragsmenge der aufgebrachten Struktur geregelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittbereich der umlaufenden Lichtbahn mit der aufgebrachten Struktur jeweils von den Kameras derart überwacht wird, dass eine erste Kamera eine Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur und eine zweite Kamera die gegenüberliegende Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur erfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Lichtbahnen in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Lichtrings von der Beleuchtungseinrichtung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert wird oder projiziert werden. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen kreisförmige Lichtring eine derartige Breite aufweist, dass der Lichtring einen definierten Innen- und Außendurchmesser aufweist, wobei die Schnittpunkte der Kante des Innendurchmessers und der aufgebrachten Struktur und auch die Schnittpunkte der Kante des Außendurchmessers und der aufgebrachten Struktur für die Überwachung verwendet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Lichtbahnen von der Beleuchtungseinrichtung im wesentlichen in elyptischer, polygonaler oder mittels Linien umlaufend geschlossener Form zur Erfassung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert wird oder projiziert werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittbereich zwischen der umlaufenden Bahn und der aufgebrachten Struktur von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras erfasst wird, welche konzentrisch und/oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdüse angebracht sind, wobei jeweils ein Segment der umlaufenden Lichtbahn von einer Kamera überwacht wird, und wobei die umlaufende Bahn in einem Winkel von 360° um die Auftragseinrichtung unter Bildung eines globalen Koordinatensystems von den Kameras erfasst wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf und/oder die Höhe der Auftragsdüse gegenüber dem Substrat gemäß einem vorgegebenen Toleranzbereich geregelt wird, wobei hierzu eine Kante, Aussparung oder ähnliches des Substrats für die Regelung der Auftragsdüse in allen Raumrichtungen verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der aufgebrachten Struktur mittels einer physikalischen Referenzstruktur, einer CAD-Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen wird, welche die aufgebrachte Struktur in Relation zu dem Substrat umfasst. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der CAD-Zeichnung oder der entsprechenden Datei festgelegt wird, welche der mehreren Kameras für die Erfassung der aufgebrachten Struktur gemäß dem Verlauf jeweils verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung für die Bestimmung jeder Position der einzelnen Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen wird, wobei insbesondere die Kalibrierung zur Bildung eines globalen kameraübergreifenden Koordinatensystems insbesondere mittels einer Kalibrierplatte durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung gemeinsam mit dem Einlernlauf für den Verlauf und/oder die Geometrie und/oder das Profil der aufgebrachten Struktur vorgenommen wird.






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