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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Dichtmaterial-
und/oder Klebstoff-Rückständen auf
einer nicht abschließend
lackierten Oberfläche,
nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein
Verfahren zum Reinigen einer nicht abschließend lackierten Oberfläche von
Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen, nach der im Oberbegriff
von Anspruch 12 näher
definierten Art.
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Bei
der Herstellung von lackierten Bauteilen, insbesondere bei der Lackierung
von Karosseriebauteilen, werden zum Verkleben von Teilen, zum Versiegeln
und Abdichten von Hohlräumen
und Nahtstellen oder dergleichen Dichtmaterialen, beispielsweise
auf der Basis von PVC, PMMA oder dergleichen, und/oder Klebstoffe,
beispielsweise Strukturklebstoffe zum Verbinden von Karosserieelementen
eingesetzt, welche an den geeigneten Stellen der Bauteile aufgetragen
werden. Typischerweise erfolgt dies direkt im Rohbau der Karosserie
oder im Rahmen der Lackierung, z.B. nach dem aufbringen einer Grundierung
oder dergleichen, also noch bevor die Oberfläche durch die Decklackschicht
abschließend
lackiert ist. Sehr häufig
verbleiben dabei Reste und Rückstände des
Dicht- und oder Klebematerials als ungewollte Verschmutzungen im Bereich
der nicht abschließend
lackierten Oberfläche.
Diese Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände müssen dann aufwändig durch
einen Werker visuell gesucht und entfernt werden.
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Der
Nachteil ist dabei, dass derartige Rückstände sich gegenüber der
nicht abschließend
lackierten Oberfläche,
häufig
aber bereits mit wenigstens einer Lackschicht versehenen Oberfläche, im Falle
von Fahrzeuglackierungen Karosserien der mit einem kathodisch tauchlackierten
Lackschicht, z.B. einer Grundierung, Korrosionsschutz, Primer oder dergleichen,
versehenen Karosserie, kaum abheben. Sie sind daher sehr schlecht
zu erkennen, so dass sie häufig übersehen
werden. Dies führt
dann zu fehlerhaften Stellen in der folgenden Lackschicht bzw. den
folgenden Lackschichten, welche nur mit erheblichem Aufwand nachgebessert
werden können.
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Aus
dem allgemeinen Stand der Technik ist es daher bekannt, eingesetztes
Dichtmaterial bzw. die unter dem Dichtmaterial liegenden Lackschicht entsprechend
einzufärben,
um die Erkennbarkeit durch einen höheren Farbkontrast zu verbessern. Beide
Methoden weisen dabei den Nachteil auf, dass der dafür verwendete
Farbton durch den Decklack durchscheint bzw., insbesondere bei hellen
Decklacken deren Deckvermögen
verschlechtert, bzw. eine größerer Menge
an Decklack erforderlich macht. Auch ein erheblicher Kontrastunterschied
bei unter der Lackierung durchscheinenden Stellen, auf welche ein
derartiges Dichtmaterial aufgebracht worden ist, stellen ein Qualitätsproblem
dar.
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Ferner
kommen gemäß dem allgemeinen Stand
der Technik auch UV reflektierende Pigmente entweder in dem Dichtmaterial
oder in der unter dem Dichtmaterial liegenden Lackschicht zum Einsatz. Diese
Maßnahme
erfordert jedoch zum Erkennen der Rückstände eine UV-Beleuchtung. Diese
ist aus Gründen
des Arbeitsschutzes mit erheblichem Aufwand verbunden. Ferner kann
es auch hier zu einem durchscheinen der UV reflektierenden Pigmente durch
die abschließende(n)
Lackschicht(en) kommen.
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Von
der
DE 100 10 839
A1 ist es außerdem bekannt,
die Reinheit von Oberflächen
mittels einer IR-Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger zu
prüfen.
Dazu wird ein Messwert der reflektierten Strahlung mit einem Referenzmesswert
einer sauberen Fläche
vergleichen. Ein signifikanter Unterschied des Messwerts deutet
dabei auf eine Verschmutzung im gemessenen Bereich hin.
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Nachteilig
dabei ist die Tatsche, dass das Gerät jeweils über die Oberfläche geführt werden muss.
Ferner kann lediglich durch die Position des Gerätes auf die Position bzw. den
Bereich der Verschmutzung zurück
geschlossen werden. Um größere Oberflächen zu
Prüfen
ist somit ein relativ hoher Zeitaufwand erforderlich.
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Demgegenüber ist
es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Erkennen von Dichtmaterial- und/oder
Klebstoff-Rückständen auf
nicht abschließend
lackierten Oberflächen
bzw. zum Reinigen einer nicht abschließend lackierten Oberfläche von Dichtmaterial-
und/oder Klebstoff-Rückständen anzugeben,
welches einfach, schnell und zuverlässig funktioniert und in einen
Fertigungsablauf problemlos integriert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 bzw. Anspruch
12 genannten Merkmale gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Erkennen von Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen auf
einer nicht abschließend
lackierten Oberfläche
setzt IR-Strahlung aus einer IR-Strahlungsquelle ein. Diese IR-Strahlung
wird dabei von der nicht abschließend lackierten Oberfläche, insbesondere
einer kathodisch tauchlackierten Karosserieoberfläche, sehr
schlecht reflektiert. Dagegen wird IR-Strahlung von Dicht- und/oder Klebematerialen sehr
gut reflektiert. Nimmt man nun die von der Oberfläche reflektierte
IR-Strahlung durch einen Strahlungsempfänger auf, so lassen sich in
einer Visualisierungseinrichtung, z.B. einer Kamera mit angeschlossener
Bildausgabe sehr gut diejenigen Bereiche der Oberfläche erkennen,
welche eine gegenüber
den sie umgebenden Bereichen der Oberflächen erhöhte Intensität der reflektierten
Strahlung zeigen, also mit Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen verschmutzt
sind.
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Die
so lokalisierten Stellen können
dann, je nachdem ob und wie stark das Dicht- und/oder Klebematerial
ausgehärtet
ist, durch geeignete Reinigungsverfahren, z.B. Schleifen, Wischen
oder dergleichen gezielt von den Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen gereinigt
werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur
Reinigung der nicht abschließend
lackierten Oberfläche
wird dabei durch einen Auswerteteil der Visualisierungseinrichtung
die Position derjenigen Bereiche der Oberfläche ermittelt wird, welche
eine gegenüber
den sie umgebenden Bereichen der Oberflächen erhöhte Intensität der reflektierten Strahlung
zeigen, also verschmutzt sind. Mittels eines auf diese Positionen
gelenkten eine Reinigungseinrichtung tragenden Roboterarms kann
also sowohl das Erkennen der Rückstände als
auch das Reinigung hiervon, vollkommen automatisiert erfolgen.
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Durch
die erfindungsgemäßen Verfahren wird
somit die Erkennung und ggf. automatisierte Reinigung auch kleinster
Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen bzw. -Verunreinigungen
sichergestellt. Dies erlaubt es die Fertigungsqualität zu erhöhen und
das nachfolgende Ausbessern von Fehlern zu reduzieren. Da insbesondere
das nachträgliche
Ausbessern von Fehlern immer auch zu Schleifstaub etc. führt, welcher
bei unzureichender Entfernung dann wiederum in Folgeprozessen zu
Qualitätsproblemen
führt,
kann durch die erfindungsgemäßen Verfahren
der „Wirkungsgrad" in der Lackierung gesteigert
werden.
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Gemäß einer
besonders günstigen
Ausführungsform
der Erfindung kann die IR-Strahlungsquelle nur einen kurzen Strahlungsimpuls
aussenden.
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Ein
solcher Strahlungsimpuls bzw. -blitz reicht aus, um die entsprechenden
Stellen mit den Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen durch
die Visualisierungseinrichtung bzw. deren Auswerteteil zu erfassen
und um diese anschließend
visualisieren zu können.
Anders als bei land anhaltenden IR-Strahlung wird dadurch aber das aushärten der
aufgetragenen Dicht und/oder Klebematerialien und deren Rückstände nicht
wesentlich beschleunigt. Somit können
die Rückstände im Wesentlichen
noch durch einfaches Abwischen entfernt anstelle eines Abschleifens
entfernt werden. Dies spart wiederum Zeit und verringert zudem die
im Fertigungsprozess der Lackierung anfallenden Mengen an Staub
und Schmutz, so dass indirekt auch die Gesamtqualität in der
Lackierung eine Steigerung erfahren kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen
sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
für einem Aufbau
zum Erkennen und Visualisieren von Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen auf
einer nicht abschließend
lackierten Oberfläche
einer Fahrzugkarosserie;
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2 eine
schematische Darstellung einer möglichen
Verwendung der gemäß 1 erkannten und
visualisierten Daten;
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3 eine
zweite Ausführungsform
für einem
Aufbau zum Erkennen und Visualisieren von Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen auf einer
nicht abschließend
lackierten Oberfläche
einer Fahrzugkarosserie; und
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4 eine
schematische Darstellung einer weiteren möglichen Verwendung der gemäß 1 bzw. 3 erkannten
und visualisierten Daten.
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In 1 ist
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Aufbaus 1 zum Erkennen und Visualisieren von Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen 2 auf
einer nicht abschließend
lackierten Oberfläche 3 einer
Fahrzugkarosserie 4 schematisch dargestellt. Dabei wird
die Oberfläche 3 der
Fahrzeugkarosserie 4 der Strahlung einer IR-Strahlungsquelle 5, typischerweise
mit einer Wellenlänge
im nahen IR ausgesetzt. Beispielsweise können hierfür Lampen mit einem Filter oder
IR-Leichtdioden eingesetzt werden. Das Ausfiltern von sichtbaren
Licht mindert dabei störende
Reflexionen, ist aber nicht zwingend erforderlich. Die von der Oberfläche 3,
welche hier typischerweise mit einer nicht abschließenden Lackschicht
in Form einer kathodisch tauchlackierten Grundierung versehen ist,
reflektiert die IR Strahlung. Die reflektierte IR-Strahlung wird
dann von einem Strahlungsempfänger 6 wieder
aufgenommen.
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Mittels
einer zumindest mit dem Strahlungsempfänger 6 korrespondierenden
Visualisierungseinrichtung 7 werden dann diejenigen Bereiche
ermittelt, welche eine gegenüber
den sie umgebenden Bereichen der Oberfläche 3 erhöhte Intensität der reflektierten
IR-Strahlung zeigen. Bei den typischerweise eingesetzten Wellenlängen der
IR-Strahlung, kommt es zu einer nur sehr geringen Reflektion von
der mit dem kathodischen Tauchlack versehenen Oberfläche 3.
Die darauf aufgrund des Aufbringens von Naht-Abdichtungen (NAD-Applikation)
anhaftenden Rückstände, z.B.
PVC-basierte Dichtmittel mit zugesetztem Kalk zur Neutralisation
von entstehendem Chlor beim Warmaushärten bzw. Einbrennen oder PMMA- basierte
Dichtmittel, denen hier einige exemplarisch dargestellt und mit
dem Bezugszeichen 2 versehen sind, reflektieren die IR-Strahlung jedoch
sehr gut. Vergleichbares gilt für
Rückstände von
typischerweise im Rohbau von Karosserien eingesetzten Strukturklebern,
z.B. auf Acrylat- oder (Poly-)Urethanbasis, welche die die IR-Strahlung
ebenfalls gut reflektieren Die von der Visualisierungseinrichtung 7 erfassten
und auf einer Bildausgabeeinrichtung 8, welche hier als
Monitor exemplarisch angedeutet ist, visualisierten Bereich mit
erhöhter
Intensität
der Reflektion sind also diejenigen Bereiche, welche eine Verschmutzung
mit Dichtmaterial- und/oder
Klebstoff-Rückständen 2 aufweisen.
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Wie
in 2 dargestellt, kann so über die Bildausgabeeinrichtung 8 einem
Werker 9 angezeigt werden, an welchen stellen sich die
Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 befinden, welche auf
der Oberfläche 3 in
herkömmlichem licht
für den Werker 9 ansonsten
sehr schlecht zu erkennen sind. Der Werker 9 kann dann
basierend auf der Information, welche er durch die Bildausgabeeinrichtung 8 erhält, die
Oberfläche 3 der
Fahrzeugkarosserie 4 von allen Dichtmaterial- und/oder
Klebstoff-Rückständen 2 sicher
und zuverlässig
reinigen. Je nach dem, ob die Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 bereits
angetrocknet oder noch feucht sind, kann der Werkern 9 diese
durch einfaches Wischen und/oder Ausschleifen von der kathodisch
tauchlackierten Oberfläche 3 entfernen.
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Die
Bildausgabeeinrichtung 8 kann neben dem Hier exemplarisch
dargestellten Monitor auch weitere Ausgestaltungsformen umfassen.
Beispielsweise kann das erzeugte Bild auch in Form eines Ausdrucks
erstellt und der Fahrzeugkarosserie 4 auf Ihrem weiteren
weg durch die Produktion mitgegeben werden. Dies kann insbesondere
bei räumlich und
zeitlich getrennten Erkennen und Entfernen der Dichtmaterial- und/oder
Klebstoff-Rückstände 2 von Interesse
sein. Alternativ dazu ist auch die Projektion des durch die Visualisierungseinrichtung 7 entstanden
Bildes der Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 möglich. Die
Projektion kann dabei analog zu einer Ausgabe mittels Ausdruck oder Monitor
im Bereich der Reinigung der Fahrzeugkarosserie 4 auf eine
Projektionsfläche
erfolgen. Es wäre
jedoch auch denkbar, dass durch die Bildausgabeeinrichtung 8 die
Projektion unmittelbar auf die Oberfläche 3 der Fahrzeugkarosserie 4 erfolgt.
Dem Werker 9 wird somit also unmittelbar auf der zu reinigenden
Oberfläche 3 selbst
die Position der Verschmutzungen angezeigt.
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Neben
einer wie auch immer gearteten Projektion, kann die Bildausgabeeinrichtung 8 auch
eine Zeigeeinrichtung 13 umfassen, wie dies in 3 exemplarisch
dargestellt ist. Dafür
werden die Positionen der Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 auf
der Oberfläche 3 der
Fahrzeugkarosserie 4 durch einen Auswerteteil 7' der Visualisierungseinrichtung 7 ausgewertet.
Dies kann beispielsweise mit einer herkömmlichen Bilderkennungssoftware
erfolgen, da hier in vergleichsweise einfacher Art nur diejenigen
Bereiche mit einer erhöhten
Reflektion hinsichtlich ihrer Position auf der Oberfläche 3 ermittelt werden
ermittelt müssen.
Die Zeigeeinrichtung 13 kann diese von der Visualisierungseinrichtung 7 erfassten
Bereiche auf der Oberfläche 3 anzeigen. Auch
hier wird dem Werker 9 dann also unmittelbar auf der zu
reinigenden Oberfläche 3 selbst
die Position der Verschmutzungen durch die Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 angezeigt.
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In
einfacher und effektiver Art und Weise kann als Zeigeeinrichtung 13 ein
Lichtstrahl, z.B. ein auch bei guter Ausleuchtung des Arbeitsplatzes
des Werkers 9 leicht zu erkennender Laserstrahl, Verwendung
finden. Einer oder auch mehrere derartige Lichtstrahlen können dann,
z. B. über
bewegliche Spiegel auf der Basis der von der Visualisierungseinrichtung 7 erfassten
Daten und ermittelten Positionen die jeweiliger. Stellen mit Dichtmaterial-
und/oder Klebstoff-Rückständen 2 auf
der Oberfläche 3 der Fahrzeugkarosserie 4 zeigen.
Alternativ könnte
die Position auch mittels eines Roboters oder dergleichen angezeigt
oder markiert werden. Zur Markierung können dabei kreidehaltige Lösungen,
Kalkemulsionen oder andere rückstandfrei
wieder abwischbare Materialien eingesetzt bzw. aufgesprüht werden.
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In
besonders günstiger
Weise kann hier Erkennen und Visualisieren so miteinander kombiniert sein,
dass das Erkennen fortwährend
oder sich in einem bestimmten zeitlichen Rhythmus, z.B. jeweils nach
der zum Entfernen eines Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstandes 2 üblichen Zeit,
wiederholend erfolgen. Damit kann der Werker 9 die Qualität der von
ihm geleisteten Reinigung sofort kontrollieren und bekommt noch
nicht gereinigte stellen Fortwährend
weiter angezeigt, während
bereits gereinigte nicht mehr dargestellt werden. Dies erleichtert
die Arbeit erheblich, da er sich nicht merken muss, welche stellen
bereits gereinigt wurden. Alternativ dazu wäre auch ein einmaliges Erkennen
vor der Reinigung und ein abschließendes Erkennen als Kontrolle
nach der Reinigung denkbar.
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Gemäß der durch 4 angedeuteten
Ausführungsform
des Aufbaus 1 kann die Reinigung auf der Basis der von
dem Auswerteteil 7' der
Visualisierungseinrichtung 7 ermittelten Positionen der
Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 auch in der
Art erfolgen, dass diese nicht von einem Werker 9, sondern
mittels einem hier schematisch angedeuteten Roboter 10,
welcher eine Reinigungseinrichtung 11 trägt, ausgeführt wird.
Je nach Aushärtungsgrad
der Dichtmaterial- und/oder
Klebstoff-Rückstände 2 kann
auch mittels der Reinigungseinrichtung 11 wieder eine Wischen
oder bei Bedarf ein Ausschleifen erfolgen. Dabei reicht hier das
einmalige Erkennen der Positionen mit den Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückständen 2 aus,
welche dann gespeichert und von dem Roboter nacheinander, oder von mehreren
Robotern parallel, gereinigt werden. Aufgrund der Speicherung ist
eine andauernde bzw. zyklische Neuerkennung der Oberfläche 3 hier
nicht notwendig. Die Reinigung kann somit vollkommen automatisiert
schnell und sicher durchgeführt
werden. Selbstverständlich
müssen
bei der Ermittlung der Positionen diejenigen Stellen an denen Dichtmaterial
und/oder Klebematerial gewünscht
ist, z.B. Nahtabdichtungen oder dergleichen, von der Reinigung ausgenommen
werden.
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Für alle oben
dargelegten Ausführungsformen,
deren Einzelmerkmale untereinander beliebig variiert werden können, kann
die IR-Strahlungsquelle jeweils so ausgeführt sein, dass entweder eine
andauernde Bestrahlung über
einen längeren
Zeitraum oder auch die Bestrahlung mittel einem kurzen Strahlungsimpuls
in der Art eines Blitzes erfolgt. Dafür wäre dann eine Steuerung der
IR-Strahlungsquelle 5 durch die Visualisierungseinrichtung 7 in
der in den Figuren gestrichelt angedeuteten Linie 12 angedeuteten
Art sinnvoll, um den Strahlungsempfänger 6 zeitlich mit
der Strahlungsquelle 5 zu synchronisieren.
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Alternativ
wäre es
auch denkbar, die IR-Strahlungsquelle 5 in der Art eines
Strahlen-Vorhangs auszubilden, welcher relativ zu der Fahrzeugkarosserie 4 bewegt
ist und diese somit praktisch abscannt. Bei der üblicherweise eingesetzten Fließ-Fertigung wäre dann
selbstverständlich
das Bewegen der Fahrzeugkarosserie 4 unter dem Strahlen-Vorhang
hindurch am effektivsten.
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Als
mit der Art und Weise, in welcher die IR-Strahlungsquelle 5 arbeitet
korrespondierender Strahlungsempfänger 6 ist im Prinzip
jede Art von für IR-Strahlung
empfindliche Bildaufnahmeeinrichtung 6 möglich. Typischerweise
kann als Bildaufnahmeeinrichtung 6 eine Kamera eingesetzt
werden, welche im IR-Bereich eine hohe Empfindlichkeit aufweist.
Damit lassen sich die Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 in der reflektierten
IR-Strahlung dann als helle Flecken leicht erkennen.
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Bei
sämtlichen
Ausgestaltungen des Verfahrens ist es dabei zu bevorzugen, wenn
die IR-Strahlung nur für
relativ kurze Zeit auf die Oberfläche 3 der Fahrzeugkarosserie 4 wirkt,
da somit eine Aufheizung der Fahrzeugkarosserie 4 weitestgehend verhindert
werden kann, welche ihrerseits mit einer schnelleren Aushärtung der
Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände einhergeht,
was wiederum deren entfernen erschwert. Gemäß einer sehr günstigen
Ausgestaltung des Verfahrens unmittelbar nach dem Auftragen der
Dicht- oder Klebematerialien in der Fertigung kann hiermit die Entfernung
der Dichtmaterial- und/oder Klebstoff-Rückstände 2 nämlich sehr
schnell und effektiv so erfolgen, dass diese noch vollständig abwischbar
sind. Damit kann dann das aufwändigere
und sehr viel Staub produzierende Abschleifen vermieden werden.