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Dokumentenidentifikation DE102006017956A1 08.11.2007
Titel Verfahren zum Aufbringen und Überwachen einer Auftragsstruktur mit Reparaturfunktion sowie Vorrichtung hierfür
Anmelder Quiss GmbH, 82178 Puchheim, DE
Erfinder Gruber, Bernhard, 82131 Stockdorf, DE
Vertreter Hammonds Rechtsanwälte Patentanwälte, 80539 München
DE-Anmeldedatum 18.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006017956
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse C09J 5/00(2006.01)A, F, I, 20060418, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragstruktur, vorzugsweise einer Kleberraupe oder Kleberspur auf einem Substrat beschrieben, wobei eine Kalibrierung von zumindest einer Kamera, insbesondere zwei oder mehreren Kameras und einer Auftragseinrichtung vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur vorgenommen wird, wobei eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht wird, und die erste Auftragsstruktur auf dem Substrat von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird, und wobei die von der oder den Kameras ermittelten Bilder an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen werden, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im Wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen Teilbereich oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ablegt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der ...

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur, vorzugsweise einer Kleberraupe oder Kleberspur, auf einem Substrat mit einer Reparaturfunktion.

Beim Aufbringen einer Kleberraupe auf einem Substrat treten ggf. Fehler bezüglich der Position oder der Breite der Kleberspur bzw. Kleberraupe auf. Diese Fehler können von einer Überwachungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik optisch erfasst und ermittelt werden.

Es besteht jedoch ein Bedarf, ein Verfahren zum Aufbringen und Überwachen einer Auftragsstruktur mit einer geeigneten Reparaturfunktion bereitzustellen, wodurch die ermittelten Fehler korrigiert werden. Bei einer Fehlerkorrektur ist es jedoch nachteilig, wenn nach der Ermittlung eines Fehlers der aufgebrachten Kleberspur daraufhin nochmals die gesamte Kleberspur oder Segmente der Kleberspur ein zweites Mal auf das Substrat aufgebracht werden. Dies liegt insbesondere daran, dass zum einen die Klebstoffmenge weit über dem gewünschten Maß liegt, und zum anderen kann die Auftragseinrichtung verschmutzen, wodurch weitere Fehler erzeugt werden oder Beschädigungen an der Auftragseinrichtung oder dem Bauteil bzw. Substrat auftreten können.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur bereitzustellen, welches bzw. welche ein im wesentlichen lückenloses Füllen der Fehler einer bereits aufgebrachten Struktur bzw. Kleberspur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst.

Insbesondere liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, dass die Fehler der auf dem Substrat aufgebrachten Struktur von einer Bildverarbeitungseinrichtung mit zumindest einer Kamera bevorzugt im online-Verfahren oder einer stationären Kamera erfasst und ermittelt werden, wobei die reparaturbedürftigen Teilbereiche von der Bildverarbeitungseinrichtung in einer Reparaturliste archiviert werden. Unmittelbar nach dem Aufbringen der Auftragsstruktur kann gemäß der erstellten Reparaturliste eine zweite Auftragsstruktur auf dem Substrat aufgebracht werden, wobei hierfür die Bildverarbeitungseinrichtung das Auftragen der zweiten Auftragsstruktur derart steuert, dass die Summe der zuerst aufgebrachten Auftragsstruktur und der zweiten während des Reparaturlaufs aufgebrachten Auftragsstruktur die gewünschte Auftragsstruktur bzw. Kleberraupe im Hinblick auf den Verlauf und die Breite bzw. das Volumen der Klebstoffspur ergibt.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur eine Kalibrierung von zumindest einer Kamera, insbesondere zwei oder mehreren Kameras, und einer Auftragseinrichtung vorgenommen, um die Position bzw. den Verfahrweg der Auftragseinrichtung gegenüber dem Substrat erfassen zu können. Daraufhin wird eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht, und wobei die erste Auftragsstruktur von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera stets auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Auftragsstruktur bzw. Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird. Dabei werden die von der oder den Kameras ermittelten Bilder der ersten Auftragsstruktur an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert. Daraufhin legt die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ab, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der Auftragseinrichtung zum Substrat zuordnet, so dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur ermittelt und abspeichert. Nach dem Aufbringen der gesamten ersten Auftragsstruktur bzw. von allen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur wird daraufhin gemäß der Reparaturliste zumindest eine zweite Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat aufgebracht, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur übermittelt und dadurch die Auftragseinrichtung derart steuert, dass die zweite Auftragsstruktur im wesentlichen dem oder den reparaturbedürftigen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur entspricht.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine einzelne Kamera insbesondere dann verwendet, wenn ein im wesentlichen gradliniger oder nur leicht gekrümmter Verlauf einer Klebstoffspur bzw. Auftragsstruktur überwacht werden soll. Falls jedoch ein stärker gekrümmter Verlauf einer Auftragsstruktur überprüft werden soll, so werden zwei oder mehrere Kameras verwendet. Für die Überwachung können die eine oder die mehreren Kameras an der Auftragseinrichtung bzw. dem Roboter angebracht sein oder stationär angeordnet sein.

Somit wird ein Verfahren zum Aufbringen und Überwachen einer Auftragsstruktur mit Reparaturfunktion bereitgestellt, welches ein lückenloses Ergänzen der ersten Auftragsstruktur bzw. Kleberspur ermöglicht, wodurch eine geeignete Fehlerkorrektur bzw. Reparaturfunktion für das Auftragen der Auftragsstruktur bzw. Kleberspur ermöglicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist es von Vorteil, wenn die Reparaturliste gemäß der Position oder dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung erstellt wird, wobei hierzu insbesondere die Angabe der zurückgelegten Wegstrecke der Auftragseinrichtung verwendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß dem Beginn und dem Ende der Verfahrzeit der Auftragseinrichtung für die Reparaturliste definiert.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung den Verlauf und/oder die Breite der zweiten Auftragsstruktur mittels der Reparaturliste in Abhängigkeit des Verlaufs und/oder der Breite der ersten Auftragsstruktur an die Auftragseinrichtung übermittelt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die Auftragseinrichtung sowohl eine steuerbare Dosiereinrichtung beispielsweise für den Klebstoffaustrag und auch einen Roboter für den Verfahrweg steuern bzw. umfassen kann. Dies hat zur Folge, dass die erste Auftragsstruktur nach der Erfassung des Fehlers, ob der Spurverlauf falsch ist oder die Breite der Klebstoffspur nicht ausreichend ist, von der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem vorgegebenen Referenzwert korrigiert werden kann.

Wenn die Reparaturliste in Form einer Datentabelle erstellt wird, welche zumindest die Anzahl der reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur, die Maßeinheit für die Position der reparaturbedürftigen Teilbereiche, die Dauer und/oder die Länge der reparaturbedürftigen Teilbereiche und/oder die Breite der reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur umfasst, so können die relevanten Daten der benötigten Reparatur von der Bildverarbeitungseinrichtung in geeigneter Form abgelegt und weiterverarbeitet werden. Diese Datentabelle wird daraufhin für die Steuerung der Auftragseinrichtung für die zweite Auftragsstruktur verwendet, wobei insbesondere mit Hilfe der zu Beginn erstellten Kalibrierung ein entsprechender Verfahrweg und eine dementsprechende Steuerung der Auftragsdüse von der Bildverarbeitungseinrichtung errechnet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die zweite Auftragsstruktur derart von der Auftragseinrichtung aufgebracht, dass die Auftragseinrichtung in einem vorgegebenen Abstand zum Substrat bis zum Beginn des reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur verfährt, und am Beginn des reparaturbedürftigen Teilbereichs an das Substrat zum Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur heranfährt und am Ende des Aufbringens der zweiten Auftragsstruktur von dem Substrat wegfährt. Hierzu kann die Auftragseinrichtung um einen bestimmten Betrag im Werkzeugkoordinatensystem entgegen dem Heranfahren der Auftragsrichtung bzw. nach oben verschoben werden, so dass die nun präparierte Auftragsbahn um einen bestimmten Betrag über dem Bauteil bzw. Substrat abgefahren wird und nicht mit dem Klebstoff in Kontakt kommen kann.

Darüber hinaus kann am Beginn und am Ende des Aufbringens der zweiten Auftragsstruktur ein Versatz gegenüber dem reparaturbedürftigen Teilbereich der ersten Auftragsstruktur vorgenommen werden, welcher durch die Bildverarbeitungseinrichtung definierbar ist. Somit kann der Reparaturauftrag bzw. die zweite Auftragsstruktur vor und nach dem Beginn bzw. dem Ende des ermittelten Fehlers erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass durch den zeitlichen Versatz oder einen räumlichen Versatz die Trägheit der Ventile bzw. der Mechanik kompensiert werden kann, wenn beispielsweise das Signal für das Öffnen des Ventils der Auftragseinrichtung 5 mm oder einen Sekundenbruchteil vor dem Lückenanfang definiert wird. Ferner kann der Versatz auch durch die Auftragseinrichtung selbst vorgenommen werden, welche in Bezug auf die Steuerelemente, beispielsweise die Ventile, eine vordefinierte Trägheit und damit einen entsprechenden Versatz aufweißt.

Wenn die Auftragseinrichtung für das Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur gegenüber dem ersten Auftragen einen Neigungswinkel beim Auftragen und Verfahrweg für die zweite Auftragsstruktur aufweist, dann kann die Auftragseinrichtung beim Abfahren für den Reparaturauftrag nicht nur in z-Richtung bzw. nach oben, also senkrecht zur Bauteiloberfläche bzw. zum Substrat versetzt werden, sondern auch zumindest teilweise in x-, y-Richtung bzw. in der Neigung versetzt werden. Dadurch kann die Auftragseinrichtung für die zweite Auftragsstruktur näher an der bereits bestehenden ersten Auftragsstruktur vorbeigefahren werden, wobei die zweite Auftragsstruktur in besonders schneller Art und Weise auf dem Substrat aufgebracht werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform fährt die Auftragseinrichtung zum Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur den Verfahrweg der ersten Auftragsstruktur ab. Hierbei kann die Auftragseinrichtung nach dem Aufbringen der ersten Auftragsstruktur unmittelbar sozusagen im Rückwärtsgang oder analog zum ersten Auftragen die zweite Auftragsstruktur aufbringen.

Ferner kann die Auftragseinrichtung zum Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur direkt in die Position bzw. an die Position des Beginns des reparaturbedürftigen Teilbereichs heranfahren, um die Dauer des Reparaturauftrags zu minimieren, da die entsprechende Position der Bildverarbeitung aufgrund der Kalibrierung bekannt ist.

Des weiteren kann die Geschwindigkeit der Auftragseinrichtung für das Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur variiert werden. Dieser einstellbare Parameter ist insbesondere für die Reparatur beim Sprühkleben vorteilhaft, um beim Auffüllen der Lücken die Geschwindigkeit zu reduzieren, mit welcher die Auftragseinrichtung die Reparaturbahn abfährt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt, welche zumindest eine Kamera, insbesondere zwei oder mehrere Kameras, eine Auftragseinrichtung zum Auftragen der Auftragsstruktur und eine Bildverarbeitungseinrichtung für die von der oder den Kameras ermittelten Bilder umfasst, wobei eine Kalibrierung von der oder den Kameras und der Auftragseinrichtung vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur vorgenommen wird, wobei eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht wird, und die erste Auftragsstruktur auf dem Substrat von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera stets auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird, und wobei die von der oder den Kameras ermittelten Bilder an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen werden, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen Teilbereich oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ablegt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der Auftragseinrichtung zum Substrat zuordnet, so dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur ermittelt und abspeichert, wobei nach dem Aufbringen von allen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur daraufhin gemäß der Reparaturliste zumindest eine zweite Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat aufgebracht wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur übermittelt und dadurch die Auftragseinrichtung derart gesteuert wird, dass die zweite Auftragsstruktur im wesentlichen dem oder den reparaturbedürftigen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur entspricht.

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

1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen einer Auftragsstruktur;

2 zeigt eine erste Auftragsstruktur bzw. Klebstoffspur, welche von der Auftragseinrichtung auf einem Substrat aufgebracht worden ist;

3 zeigt eine schematische Darstellung der Reparaturfunktion des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

4 zeigt schematisch eine Kalibriervorrichtung zum kalibrieren der einzelnen Kameras gemäß der Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur bzw. einer Kleberspur wird eine Vorrichtung verwendet, welche beispielsweise in 1 dargestellt ist.

Gemäß 1 ist mit Bezugszeichen 10 die schematisch dargestellte Vorrichtung zum Aufbringen und Erkennen einer Kleberspur gezeigt. Dabei ist im Zentrum der Vorrichtung eine Auftragseinrichtung 11 angeordnet, durch welche eine Klebstoffspur 20 auf ein Substrat bzw. ein Blech 30 in 1 von rechts nach links aufgebracht wird. Um die Auftragseinrichtung 11 sind im Kreis drei Kameras 12, 13, 14 in gleichmäßigem Abstand angeordnet. Bei der Klebstoffinspektion wird nun entweder die Auftragseinrichtung mit den Kameras oder das Substrat verfahren, wobei gleichzeitig die Klebstoffspur 20 auf das Substrat 30 mittels der Auftragseinrichtung 11 aufgebracht wird und wobei die Kameras 12, 13, 14 die aufgebrachte Struktur überwachen.

Ferner sind die Kameras mit einer Bildverarbeitungseinrichtung verbunden. Die Vorrichtung von 1 ist insbesondere in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 2005/063407 beschrieben, auf welche hinsichtlich der online-Überwachung des Klebstoffauftrags Bezug genommen wird.

Beim Erkennen der Auftragsstruktur werden insbesondere die Kanten der Kleberspur auf einer umlaufenden Bahn um die Auftragseinrichtung ermittelt, wobei die umlaufende Bahn derart definiert ist, dass die Auftragsstruktur nach dem Aufbringen die umlaufende Bahn schneidet, und wobei die Kameras insbesondere unter Bildung eines Kreiscalipers die Auftragsstruktur überwachen und gemeinsam ein globales Koordinatensystem bilden. Dabei wird den Bildern der einzelnen Kameras ein Segment der Kreisbahn mit jeweils angrenzenden Überlappungsbereichen zugeordnet.

Eine derartige Vorrichtung zum Auftragen und Erkennen einer Kleberspur wird vor dem Auftragen kalibriert, wie beispielsweise gemäß der obigen WO 2005/063407 beschrieben, auf welche hinsichtlich der Kalibrierung und der Vorrichtung Bezug genommen wird. Hinsichtlich der online-Überwachung mit einer hochfrequenten Auswertung wird ebenso auf die WO 2005/063406 Bezug genommen.

In 2 ist nun beispielhaft eine erste Auftragsstruktur 20 gezeigt, welche von der Auftragseinrichtung auf dem Substrat 30 aufgebracht worden ist. Dabei sind die Kameras auf die erste Auftragsstruktur 20 ausgerichtet und werden von diesen erfasst und an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen. Während des Auftragens der ersten Auftragsstruktur 20 wertet die Bildverarbeitungseinrichtung die Bilder der Kameras gemäß der Breite und/oder der Position der ersten Auftragsstruktur aus und errechnet für jeden Teilbereich, ob ein reparaturbedürftiger Teilbereich vorliegt oder nicht.

Gemäß 2 ist insbesondere gezeigt, dass für die ersten 50 mm kein reparaturbedürftiger Teilbereich vorliegt, wobei jedoch daran anschließend bis 87 mm Verfahrweg der Auftragseinrichtung eine Lücke von somit 37 mm vorliegt. Für diesen Teilbereich von 37 mm der ersten Auftragsstruktur besteht also die Notwendigkeit einer Reparatur. Der weitere verbleibende Verlauf der ersten Auftragsstruktur 20 weist keine Fehler auf. Erfindungsgemäß soll der Fehler der ersten Auftragsstruktur behoben werden.

Um nun die fehlerhaften 37 mm der ersten Auftragsstruktur 20 zu korrigieren, wird bereits bei der online-Überwachung der ersten Auftragsstruktur gemäß dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung eine Reparaturliste von der Bildverarbeitungseinrichtung bezüglich der reparaturbedürftigen Teilbereiche erstellt. Im vorliegenden Fall wird in diese Reparaturliste der 37 mm lange reparaturbedürftige Teilbereich abgelegt, wobei die Breite der ersten Auftragsstruktur 0 mm ist, d.h., dass eine Lücke von 37 mm vorhanden ist.

Durch die Kalibrierung der Auftragseinrichtung und der Kameras ist es für die Bildverarbeitungseinrichtung möglich, dass nach dem Aufbringen der ersten Auftragsstruktur ein zweiter Reparaturauftrag gemäß der Reparaturliste bzw. eine zweite Auftragsstruktur aufgebracht wird. Hierzu übermittelt die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn des reparaturbedürftigen Teilbereichs 50 mm nach dem Anfang der Auftragsbahn und das Ende von 87 mm. Gemäß den Vorgaben der Bildverarbeitungseinrichtung aus der Reparaturliste nimmt die Auftragseinrichtung eine zweite Auftragsstruktur durch ein exaktes Ausfüllen der Lücken vor und füllt eine 37 mm lange zweite Auftragsstruktur bzw. Kleberspur in die Lücke ein, so dass sich eine einheitliche Auftragsstruktur ergibt, welche sich aus der ersten und zweiten Auftragsstruktur zusammensetzt.

Wie zuvor dargelegt, ergibt sich die Steuerung der Auftragseinrichtung bzw. einer Auftragsdüse und entsprechender Ventile für den Klebstoffauftrag durch die Bildverarbeitung. Die Bildverarbeitung gibt die Ortsinformation über die Lücke an den Roboter oder die Auftragseinrichtung weiter, welche daraufhin den zweiten Klebstoffauftrag steuert. Durch die Reparaturliste bzw. Verlaufsliste ist der Fehler zur Roboterbahn eindeutig zuzuordnen, d.h. die Lücke ist gemäß dem Verfahrweg nach 50 mm mit einer Länge von 30 mm aufgetreten. Durch die online-Überwachung kann dieser Fehler direkt nach dem Aufbringen oder nach der vollständigen ersten Auftragsfahrt verarbeitet werden.

Aufgrund der Kalibrierung beim erfindungsgemäßen Verfahren hat die Bildverarbeitung stets die Information, an welcher Stelle sich die Auftragseinrichtung bzw. der Sensor hinsichtlich des Verfahrwegs zu jeder Zeit befindet. Ferner kann jedoch der Lückenbeginn und das Ende der Lücke über die Zeit definiert werden, wenn die Auftragseinrichtung den Verfahrweg in derselben Zeit insbesondere mit konstanter Geschwindigkeit zurücklegt. Somit kann der Fehlerbeginn durch einen Zeitwert in Millisekunden definiert werden, bei dem ein Fehler bzw. eine Lücke oder eine zu schmale Kleberspur beginnt, wenn man vom Startpunkt des Klebstoffauftrags ausgeht. Alternativ kann der Fehlerbeginn wie erläutert auch in Millimetern erfasst werden. Die Fehlerdauer bzw. die Zeitdauer in Millisekunden des detektierten Fehlers, d.h. die Lücke oder die zu schmale Raupe, kann ebenso in Millimetern dargestellt werden.

Gemäß einem Fehler bezüglich der Raupenbreite kann die minimale, maximale und durchschnittliche Raupenbreite in Millimetern im erfassten Fehlerbereich klassifiziert werden. Ferner kann eine prozentuale Raupenbreite hinsichtlich des Ist-Werts und des Soll-Werts verwendet werden. Gemäß der Erfindung kann die Bildverarbeitung auswählen, ob die Übergabe der Fehlerwerte als Zeit- oder Längenwert erfolgt.

Sämtliche Fehler bzw. reparaturbedürftige Teilbereiche werden in die Reparaturliste mit aufgenommen, wobei die Bildverarbeitung bestimmte Daten an eine übergeordnete Steuerung für die Auftragseinrichtung übergeben kann. Wie zuvor beschrieben, soll die Übergabe der Daten nach Abschluss der Überprüfung in Form einer Datentabelle bzw. Reparaturliste erfolgen. Die Datentabelle beginnt mit einem Header und enthält Information über die Anzahl der Lücken, die Maßeinheiten für die Lückenposition, die Lückendauer bzw. Lückenlänge und die Klebernahtbreite. Ferner können zwei Reservefelder vorgesehen sein.

Gemäß 3 wird nun ein Ablauf der Klebstoffauftragsinspektion dargestellt. Nach dem Auftrag der ersten Kleberspur wird überprüft, ob die Reparaturliste leer ist oder nicht. Wenn die Reparaturliste leer ist, so wird ein neues Bauteil überprüft bzw. wird auf ein neues Bauteil ein erster Klebstoffauftrag vorgenommen. Wenn die Reparaturliste nicht leer ist, so wird ein Reparaturlauf geprüft. Gemäß diesem Ergebnis wird die Reparaturliste editiert und ein entsprechendes Inspektionssignal an die Steuerung übergeben.

Wenn die Bildverarbeitungseinrichtung ein NIOR (reparables Nicht In Ordnung) meldet, dann muss optional die Möglichkeit gegeben sein, die in der Reparaturliste eingetragenen Fehler zu editieren, d.h. die Fehler komplett aus der Liste zu löschen.

Die zum Konfigurieren der automatischen Reparatur von Kleber- und Dichtmittelraupen notwendigen Parameter sollen pro Bereich definiert werden. Hierzu müssen die folgenden Werte eingegeben werden. In den Bereichseigenschaften ist ein zusätzlicher Reiter „Reparaturdefinition" zu den Reitern „Bereichsdefinition", „Fehlerdefinition" und „Kleberdefinition" erforderlich. Dies betrifft die Länge der Kleberlücke in Millimetern, ab der eine Fehlermeldung an die Steuerung übergeben wird, d.h., dass ein Eintrag in die Reparaturliste erfolgt. Ferner wird die Breite der Raupe in Millimetern angegeben, ab der eine Fehlermeldung an die Steuerung übergeben wird, d.h., dass ein entsprechender Eintrag in die Reparaturliste erfolgt. Ferner kann ein Versatz bzw. ein Offset in Millimetern angegeben werden, um wie viel ein Reparaturauftrag vor oder nach Beginn des Fehlers einsetzen soll. Analog hierzu kann ein Versatz bzw. ein Offset in Millimetern eingegeben werden, um wie viel ein Reparaturauftrag vor oder nach Ende des Fehlers beendet werden soll.

Des weiteren kann eingegeben werden, ob ein Reparaturlauf geprüft werden soll und um wie viel Prozent die Fehler- und Warngrenzen ausgeweitet werden sollen. Als Basis hierfür dienen die Fehlerdefinitionen der für die einzelnen Bereiche hinterlegten Werte. Diese Angabe erfolgt in der Bereichsdefinition zusätzlicher Reiter „Reparaturdefinition".

Ferner können Parameter bezüglich der Inspektionseigenschaften mit einem zusätzlichen Reiter „Reparatur" zu den Reitern „Bildquelle", „Referenz" und „Bereiche" im Einrichtmodus vorgenommen werden. Dabei wird die Gesamtlänge in Millimetern der Fehler, d.h. Lücken, und/oder mangelhafte Breite der Kleberspur eingegeben, ab welcher keine Reparatur mehr erfolgen soll, d.h., dass auch kein zu reparierender Fehler angezeigt wird, sondern nur noch NIO.

Gemäß 4 ist eine Kalibriereinrichtung 40 gezeigt, welche dazu verwendet wird, dass die eine Kamera oder mehreren Kameras der erfindungsgemäßen Vorrichtung und gegebenenfalls die Auftragseinrichtung kalibriert werden und somit von der Bildverarbeitungseinrichtung entsprechend gesteuert werden können. Aufgrund der Kalibrierung werden die Kameras auch zueinander zugeordnet bzw. kalibriert, sodass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Überwachung von einzelnen Kameras jeweils die Bilder von unterschiedlichen Kameras der Auftragsstruktur zuordnen kann. Insbesondere ist es aufgrund der Kalibrierung für die Bildverarbeitung möglich, dass die einzelnen Bildpunkte der Kameras in Millimetern erfasst werden können.

Die Kalibriereinrichtung 40 ist in dem gezeigten Beispiel von 4 für drei Kameras ausgelegt, deren Überwachungsbereich durch entsprechende Rechteckstreifen dargestellt ist. Hierzu umfasst die Kalibriereinrichtung 40 eine kreisförmige Kalibrierscheibe, um den einzelnen Kameras ihren Skalierungsfaktor, ihre Winkelzugehörigkeit und den Mittelpunkt sowie den Radius ihres Suchkreises zuzuordnen.

Die Kalibrierscheibe besteht aus einzelnen auf einer Kreisbahn angeordneten Formelementen bzw. Dots 41, die jeweils in einem Winkelabstand von einem im wesentlichen 10° angeordnet sind. In gleichmäßigen Abstand voneinander sind ferner Markierungsstellen 42 angeordnet, um drei Kameras zu kalibrieren. Mittels einer Ausgleichsrechnung wird aus den Koordinaten der Mittelpunkte der einzelnen Dots zum einen der Skalierungsfaktor der einzelnen Kameras zum anderen der Mittelpunkt sowie der Radius des Suchbereichs berechnet. Durch die Markierungsstellen im Winkel von 0°, 120°, 240° im globalem Koordinatensystem kann die Winkelzuordnung und der jeweilige Sichtbereich der einzelnen Kameras bestimmt werden. Der Sichtbereich der einzelnen Kameras ist insbesondere durch die drei Rechtecke in 4 dargestellt, wobei die Formelemente 41 der Kreisbahn des Kreiscalipers zur Erfassung der Klebstoffspur entsprechen können.

Somit wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur, vorzugsweise einer Kleberraupe oder Kleberspur auf einem Substrat beschrieben, wobei eine Kalibrierung von zumindest eine Kamera, insbesondere zwei oder mehreren Kameras und einer Auftragseinrichtung vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur vorgenommen wird, wobei eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht wird, und die erste Auftragsstruktur auf dem Substrat von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird, und wobei die von der oder den Kameras ermittelten Bilder an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen werden, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen Teilbereich oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ablegt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der Auftragseinrichtung zum Substrat zuordnet, so dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur ermittelt und abspeichert, wobei nach dem Aufbringen von allen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur daraufhin gemäß der Reparaturliste zumindest eine zweite Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat aufgebracht wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur übermittelt und dadurch die Auftragseinrichtung derart gesteuert wird, dass die zweite Auftragsstruktur im wesentlichen dem oder den reparaturbedürftigen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur entspricht.


Anspruch[de]
Verfahren zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur, vorzugsweise einer Kleberraupe oder Kleberspur, auf einem Substrat, wobei eine Kalibrierung von zumindest einer Kamera, insbesondere zwei oder mehreren Kameras und einer Auftragseinrichtung vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur vorgenommen wird,

wobei eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht wird, und die erste Auftragsstruktur auf dem Substrat von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera stets auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird,

und wobei die von der oder den Kameras ermittelten Bilder an eine Bildverarbeitungseinrichtung übertragen werden, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen Teilbereich oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ablegt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der Auftragseinrichtung zum Substrat zuordnet, so dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur ermittelt und abspeichert,

wobei nach dem Aufbringen von allen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur daraufhin gemäß der Reparaturliste zumindest eine zweite Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat aufgebracht wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur übermittelt und dadurch die Auftragseinrichtung derart gesteuert wird, dass die zweite Auftragsstruktur im wesentlichen dem oder den reparaturbedürftigen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparaturliste gemäß der Position oder dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung erstellt wird, wobei hierzu insbesondere die Angabe der zurückgelegten Wegstrecke der Auftragseinrichtung verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß dem Beginn und dem Ende der Verfahrzeit der Auftragseinrichtung für die Reparaturliste definiert werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Verlauf und/oder die Breite der zweiten Auftragsstruktur mittels der Reparaturliste in Abhängigkeit des Verlaufs und/oder der Breite der ersten Auftragsstruktur an die Auftragseinrichtung übermittelt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparaturliste in Form einer Datentabelle erstellt wird, welche zumindest die Anzahl der reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur, die Maßeinheiten für die Position der reparaturbedürftigen Teilbereiche, die Dauer und/oder Länge der reparaturbedürftigen Teilbereiche und/oder die Breite der reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auftragsstruktur derart von der Auftragseinrichtung aufgebracht wird, dass die Auftragseinrichtung in einem vorgegebenen Abstand zum Substrat bis zum Beginn des reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur verfährt und am Beginn des reparaturbedürftigen Teilbereichs an das Substrat zum Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur heranfährt und am Ende des Aufbringens der zweiten Auftragsstruktur von dem Substrat wegfährt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn und am Ende des Aufbringens der zweiten Auftragsstruktur ein Versatz gegenüber dem reparaturbedürftigen Teilbereich der ersten Auftragsstruktur vorgenommen wird, welcher durch die Bildverarbeitungseinrichtung definierbar ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinrichtung für das Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur gegenüber dem ersten Auftragen einen Neigungswinkel beim Auftragen und Verfahrweg für die zweite Auftragsstruktur aufweist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinrichtung zur Aufbringung der zweiten Auftragsstruktur den Verfahrweg der ersten Auftragsstruktur abfährt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinrichtung zum Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur direkt in die Position des Beginns des reparaturbedürftigen Teilbereichs fährt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Auftragseinrichtung für das Aufbringen der zweiten Auftragsstruktur variierbar ist. Vorrichtung zum Aufbringen und Überwachen von zumindest einer Auftragsstruktur, vorzugsweise einer Kleberraupe oder Kleberspur, auf einem Substrat, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, welche zumindest eine Kamera, insbesondere zwei oder mehrere Kameras, eine Auftragseinrichtung zum Auftragen der Auftragsstruktur und eine Bildverarbeitungseinrichtung für die von der oder den Kameras ermittelten Bilder umfasst,

wobei eine Kalibrierung von der oder den Kameras und der Auftragseinrichtung vor dem Aufbringen der Auftragsstruktur vorgenommen wird,

wobei eine erste Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat automatisiert aufgebracht wird, und die erste Auftragsstruktur auf dem Substrat von der oder den Kameras derart überwacht wird, dass zumindest eine Kamera stets auf die erste Auftragsstruktur ausgerichtet ist und die erste Auftragsstruktur, insbesondere die Kanten der Kleberspur, um die Auftragseinrichtung erfasst wird,

und wobei die von der oder den Kameras ermittelten Bilder an die Bildverarbeitungseinrichtung übertragen werden, welche die Bilder der ersten Auftragsstruktur zumindest gemäß der Breite und/oder der Position auf dem Substrat auswertet und welche im wesentlichen jeden Teilbereich der ersten Auftragsstruktur als nicht reparaturbedürftigen Teilbereich oder reparaturbedürftigen Teilbereich klassifiziert, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die reparaturbedürftigen Teilbereiche der ersten Auftragsstruktur gemäß der Position oder dem exakten Verfahrweg der Auftragseinrichtung derart in eine Reparaturliste ablegt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung aufgrund der Kalibrierung stets die Position oder den Verfahrweg der Auftragseinrichtung zum Substrat zuordnet, so dass die Bildverarbeitungseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur ermittelt und abspeichert,

wobei nach dem Aufbringen von allen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur daraufhin gemäß der Reparaturliste zumindest eine zweite Auftragsstruktur von der Auftragseinrichtung auf das Substrat aufgebracht wird, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung der Auftragseinrichtung den Beginn und das Ende jedes reparaturbedürftigen Teilbereichs der ersten Auftragsstruktur übermittelt und dadurch die Auftragseinrichtung derart gesteuert wird, dass die zweite Auftragsstruktur im wesentlichen dem oder den reparaturbedürftigen Teilbereichen der ersten Auftragsstruktur entspricht.






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