DE102018107169A1

DE102018107169A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Klebstoff

Info

Publication number: DE102018107169A1
Application number: DE102018107169.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pahl
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: DE102018107169B4; WO2019191052A1

Abstract

Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Aufbringen, insbesondere Sprühen, von Klebstoff auf eine Oberfläche eines Substrats oder Werkstücks, beispielsweise eines Automotivewerkstücks, umfassend eine Abgabedüse zum Austragen des Klebstoffs, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung des Profils eines, insbesondere der Abgabedüse zugeordneten, Bereiches der Oberfläche.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf die Oberfläche eines Substrats oder Werkstücks.
Beispielsweise im Bereich der Automobilindustrie ist es gewünscht, vorgegebene Werkstücke, wie beispielsweise Kfz-Innenraumverkleidungsteile, mit Klebstoffbahnen zu versehen, so dass mit Hilfe dieser Klebstoffbahnen anschließend ein Belag, wie beispielsweise ein Dekor-Werkstoff, an dem Werkstück oder Träger verklebt werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist es hierbei grundsätzlich bekannt, dass Trägerteile bzw. Werkstücke unter feststehenden unverkippbaren Klebstoffabgabevorrichtungen entlanggeführt werden. Dies ist insbesondere bei homogenen im Wesentlichen flächigen, horizontal angeordneten Werkstücken auch unproblematisch.
Sobald solche Werkstücke, wie Träger oder Carrier, allerdings gewisse 3D-Profile aufweisen, erweist sich eine derartige Klebstoffaufbringung als weniger geeignet, da beispielsweise Bereiche des Trägers mit einer bemerkbaren Steigung gleichviel Klebstoff erhalten wie ein von oben gesehen gleich breiter, jedoch waagerecht orientierter Bereich. Auf Basis geometrischer Überlegungen kann leicht nachvollzogen werden, dass der erstgenannte Bereich anschließend eine geringere Klebstoffauftragsdichte aufweist als der zweite Bereich.
Da dies im Grunde nicht gewünscht ist, sind aus dem Stand der Technik weiterhin Bemühungen bekannt, Klebstoffabgabeköpfe beweglich, beispielsweise an Roboterarmen, anzuordnen, wobei der Klebstoffabgabekopf das Trägerelement oder Werkstück dann entlang von Bahnen überfahren kann. In schräg ausgerichteten oder mit einer Steigung versehenen Bereichen kann der Klebstoffabgabekopf verkippt werden, um eine im Wesentlichen orthogonale Ausrichtung zu dem zu beauftragenden Werkstückabschnitt einzunehmen und somit den Klebstoff im Wesentlichen orthogonal auftreffend auf das Werkstück aufzubringen, nunmehr auch in den nicht waagerechten Bereichen.
Die zuletzt genannte Vorgehensweise widerstrebt allerdings dem grundsätzlichen Bestreben nach einfachen Bahnen oder Fahrten des Klebstoffkopfes, welche vorzugsweise, auch aus Gründen der Zeitersparnis, idealerweise eigentlich keine Verkippbewegung des Kopfes aufweisen sollten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik eine Vorrichtung zum vorteilhaften Aufbringen des Klebstoffs, gerade bei profilierten Werkstücken oder Substraten, bereitzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, insbesondere mit denen des kennzeichnenden Teils, und ist demnach durch eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung eines Profils eines Bereiches (der Oberfläche) des Werkstücks oder Substrats gekennzeichnet, insbesondere eines der Abgabedüse zugeordneten Bereiches.
Die Idee der Erfindung besteht also mit anderen Worten darin, eine Vorrichtung mit Mitteln zu versehen, welche die Topographie (der Oberfläche) des Substrats oder Werkstückes erfassen können, insbesondere, um diese Daten dann, beispielsweise mit Hilfe einer Steuerung, bei der Abgabe des Klebstoffes berücksichtigen zu können.
In diesem Sinne kann beispielsweise die Menge oder der Volumenstrom des Klebstoffes an die erfasste Topographie oder das erfasste Profil angepasst werden: So ist ein flacher oder waagerecht ausgerichteter Bereich der Oberfläche eines Substrates oder Werkstückes grundsätzlich mit weniger Klebstoff zu benetzen als ein (Abgabe-)Bereich, der ein gewisses, jedenfalls ein von einer waagerechten Ausrichtung abweichendes, Profil aufweist. Dies hat schlicht damit zu tun, dass der zweitgenannte Bereich eine größere Substrat- oder Werkstückoberfläche aufweist, welcher für ein homogenes Auftragsbild mehr Klebstoff zugeordnet werden sollte.
Das Ergebnis der Messung eines Profils kann jedoch auch anderweitig berücksichtigt werden als im Hinblick auf die abzugebende Klebstoffmenge beziehungsweise den Volumenstrom: So kann nämlich ganz allgemein ein Applikationsparameter (neu) berechnet werden, welcher mit dem Klebstoff unmittelbar gar nichts zu tun haben muss. Der Applikationsparameter kann sich beispielsweise auch auf ein anderes Fluid, beispielsweise die Sprühluft (und deren Volumenstrom), beziehen oder ähnliches. Auch andere Eigenschaften des Klebstoffes anstelle des Volumenstroms oder der Menge können grundsätzlich auf Basis der erfindungsgemäßen Messung manipulierbar sein (beispielsweise die Temperatur).
Das Profil kann mit einer Sensoreinrichtung ermittelt oder erfasst werden. Der Begriff „Profil“ bezieht sich dabei nicht zwingend auf eine absolut identische Abbildung oder Ermittlung der tatsächlichen Topographie der Oberfläche, sondern vielmehr ist von diesem Begriff auch lediglich eine Approximation umfasst: So kann die Sensoreinrichtung in einem einfachsten Fall beispielsweise zwei Randpunkte eines Profils bestimmen, um in dem Bereich, der zwischen diesen beiden Randpunkten angeordnet ist, eine einfache lineare Approximation vorzunehmen. Mit anderen Worten kann in diesem geschilderten Beispielsfall eine durchschnittliche Steigung in diesem Bereich gemessen werden und damit die tatsächliche Oberfläche des Substrats oder Werkstücks in dem Bereich approximiert werden. Der so ermittelte Wert ist dabei naturgemäß nicht absolut genau, jedoch genauer als die Annahme, welche ohne Nutzung der Sensoreinrichtung getroffen wird (nämlich, dass es sich um eine waagerecht ausgerichtete Oberfläche handelt).
Die Sensoreinrichtung kann aber selbstverständlich auch ein sehr viel genaueres Profil ermitteln, beispielsweise durch die Erfassung mehrerer Punkte entlang eines Profils oder sogar durch eine stufenlose Erfassung von (allen) Punkten entlang des Profils. Je nach Sensortyp können hierbei unterschiedliche Verfahren zur Ermittlung des Profils genutzt werden, welche sämtlich von der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
Die Sensoreinrichtung weist dabei mindestens einen Sensor auf, vorzugsweise derer mindestens zwei. Der oder die Sensoren können dabei vorteilhafterweise den Abstand zwischen dem Sensor und einem oder mehreren Punkten in dem Bereich des Substrats oder Werkstückes messen. Da die genaue Anordnung des Sensors beziehungsweise der Sensoren an einer Vorrichtung bekannt ist, können auf diese Weise Rückschlüsse über das Profil in besagtem Bereich getroffen werden.
Der vermessene Bereich des Substrats oder Werkstücks kann insbesondere linienförmig, oder auch, je nach Definition, dreidimensional sein. Typischerweise wird dabei als Bereich der Bereich zwischen zwei Randprofilpunkten eines Linienprofils verstanden.
Auch die Erfassung der gesamten dreidimensionalen Topographie zählt jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung zur Ermittlung eines Profils.
Unter die Bezeichnung „Bereich“ des Substrats oder Werkstücks lässt sich insbesondere auch ein Fall subsumieren, bei welchem der Bereich das gesamte Substrat beziehungsweise das gesamte Werkstück umfasst. Vorteilhafterweise ist der Begriff Bereich aber im Sinne von „Teil“ des Substrats oder Werkstücks zu verstehen. Insbesondere wird unter der Breite eines Bereichs die Breite in Aufsicht beziehungsweise von oben verstanden.
Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise unverlierbar beziehungsweise fest an (dem Körper) der Vorrichtung angeordnet, insbesondere an einem Auftragskopf der Vorrichtung. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung an dem Körper fest montiert. Sie kann aber durchaus verstellbar, beispielsweise drehbar oder verschwenkbar, sein. In diesem Sinne ist die Sensoreinrichtung, beziehungsweise ist der Sensor oder sind die Sensoren, unverlierbar, beweglich oder unbeweglich, an (dem Körper) der Vorrichtung befestigt.
Vorteilhafterweise bewegt sich die Sensoreinrichtung dabei mit dem Auftragskopf der Vorrichtung mit, insbesondere für den Fall, dass der Auftragskopf an einem Roboterarm angeordnet ist.
Beispielsweise in dem letztgenannten Fall kann die Vorrichtung, beziehungsweise deren Auftragskopf, über die Oberfläche des Substrats oder Werkstücks entlanggeführt werden, vorzugsweise entlang von vorgegeben oder vorzugebenen Bahnen. Alternativ ist es aber auch vorstellbar, dass die Vorrichtung, insbesondere der Auftragskopf, ortsfest montiert ist und das Substrat oder Werkstück an der Vorrichtung entlang vorbei oder unter dieser entlanggeführt wird.
Das Substrat oder Werkstück und die Vorrichtung sind hierbei typischerweise derart zueinander ausgerichtet, dass die mindestens eine Abgabedüse der Vorrichtung (vorzugsweise orthogonal) hin zum Substrat beziehungsweise Werkstück zeigt, das Substrat oder Werkstück mithin in Abgaberichtung der Abgabedüse angeordnet ist. Der Klebstoff kann dann von der Vorrichtung auf das Substrat oder Werkstück abgegeben werden. Insbesondere kann es sich hierbei um einen Sprühprozess handeln, wobei der Klebstoff beispielsweise mit Hilfe von Sprühluft auf das Substrat oder Werkstück getragen wird. Der Klebstoff kann hierbei (vorzugsweise in einer Ebene) oszillierend abgegeben werden.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung (beziehungsweise sind deren Sensoren) im Wesentlichen genauso ausgerichtet wie die Abgabedüse beziehungsweise die Abgabedüsen. Sie zeigen also insbesondere in Richtung des Substrats oder Werkstücks.
Bei der Klebstoffabgabevorrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein nichtkontaktierendes Sprühabgabesystem, wie beispielsweise eine Klebstoffsprühvorrichtung. Typischerweise wird derartiger Klebstoff aus einer entsprechenden Klebstoffabgabedüse oder Klebstoffabgabeöffnung (vorzugsweise mit Hilfe von Formluft) ausgetragen, um beispielsweise in einer Ebene nach Art eines Filaments oszillieren zu können.
Bei dem aufzutragenden beziehungsweise zu versprühenden Werkstoff handelt es sich um Klebstoff, insbesondere um ein hochviskoses Medium. Typischerweise werden sogenannte Hotmelts oder Heißschmelzklebstoffe versprüht, welche vorher in einer der Vorrichtung zugeordneten Heizeinrichtung erwärmt werden. Diese Heißschmelzklebstoffe gelten als besonders verlässlich, wie zum Beispiel PUR- oder POR-Klebstoffe.
Ein typischer Schmelzklebstoff kann beispielsweise auf Polyurethan basieren und bei der Anwendung beziehungsweise Applikation mit Luftfeuchtigkeit zu einem vernetzten Polyurethan mit hoher molarer Masse reagieren.
Derartige, reaktive Schmelzklebstoffe erstarren bei Abkühlung und erlauben dabei schnelle Produktions- und Klebeprozesse, insbesondere ohne vorheriges Trocknen des Klebstoffs. Gegebenenfalls kann dieser Klebstoff mit Hilfe von IR-Strahlung auch wieder reaktiviert werden.
Eine Vorrichtung, welche einen Hotmelt-Klebstoff sprühend aufbringen kann, kann auch als Schmelzblas-Vorrichtung bezeichnet werden, ein entsprechendes Verfahren als Schmelzblasen.
Jeder Klebstoffauslassöffnung beziehungsweise jeder Düse der Vorrichtung ist typischerweise ein Ventil zugeordnet, welches beispielsweise von einer Nadel schließ- und öffenbar sein kann. Einer Düse (mit einem Ventil) können selbstverständlich mehrere Klebstoffauslassöffnungen zugeordnet sein.
Auch sei darauf hingewiesen, dass ein erfindungsgemäßes Klebstoff-Abgabesystem, beziehungsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung besonders elegant durch Nachrüstung bestehender Klebstoffabgabevorrichtungen erreicht werden kann: So kann beispielsweise eine bestehende Klebstoff-Abgabevorrichtung des Standes der Technik einfach durch das Nachmontieren einer entsprechenden Sensoreinrichtung verbessert werden. Hierzu können an der Vorrichtung neue Montagestellen vorgesehen werden oder es kann ein ganz neues System bereitgestellt werden, bei welchem Montagestellen für optional erhältliche Sensoreinrichtungen vorhanden sind (gleiches gilt für elektrische- und/oder Datenanschlüsse).
Typischerweise erfolgt beim Applikationsprozess eine Relativbewegung von Düse und Substrat oder Werkstück. Bei den Werkstücken kann es sich beispielsweise um (Kunststoff-)Formteile handeln und/oder auch um glatte und/oder konvexe Oberflächen (typischerweise ohne Höhlungen, durchaus aber mit Ausnehmungen).
Bei den Substraten oder Werkstücken kann es sich zum Beispiel (aber nicht abschließend) um Werkstücke aus dem Automotive-Bereich beziehungsweise der Automobilbranche handeln, insbesondere um Innenraum-Verkleidungsteile oder ähnliches, welche, beispielsweise mit Dekorelementen oder -flächen versehen werden müssen. Hierfür ist der Heißschmelzklebstoff besonders geeignet.
Umfasst sind beispielsweise 3D-Träger aus dem Automotive-Bereich, wie Träger bei Türverkleidungen, Kofferraumverkleidungen, Konsolen, Instrumententafeln und ähnliches. Diese können durchaus relevante Reliefunterschiede aufweisen. Daher wird der Klebstoff auch in Bahnen aufgetragen und das Substrat beziehungsweise Werkstück erfährt typischerweise eine Relativbewegung zu der Vorrichtung beziehungsweise zu den (Sprüh-)düsen oder Klebstoffauslässen.
Bei der Vorrichtung handelt es sich typischerweise um eine Auftragsvorrichtung, welche beispielsweise einen oder mehrere Auftragsköpfe umfassen kann, wobei einem Auftragskopf typischerweise mehrere Düsen zugeordnet sind. Der Auftragskopf kann auch eine Pumpstation für den Klebstoff, Heizelemente und ähnliches umfassen. Die gesamte Vorrichtung kann beispielsweise an einem Roboterarm angeordnet sein oder einen entsprechenden Roboterarm aufweisen. In diesem Sinne fordert der Hauptanspruch, dass mindestens eine Abgabedüse vorhanden ist (es kann aber natürlich auch genau eine sein).
Auch kann die Vorrichtung einen Vorrat an Klebstoff umfassen oder mit einem solchen in Verbindung stehen.
Bei dem im Hauptanspruch angeführten „Bereich“ des Substrats oder Werkstücks handelt es sich insbesondere um einer der Abgabedüse zugeordneten Bereich. Es ist also im Wesentlichen ein Bereich gemeint, der von der Abgabedüse in mindestens einer Stellung oder Position erreichbar ist, beziehungsweise mit Klebstoff benetzbar oder beauftragbar ist. Insbesondere kann unter „Bereich“ jeweils ein bezüglich der Ausrichtung der Abgabedüse und/oder Sensoreinrichtung gleich breiter Bereich gemeint sein, wobei das Substrat oder Werkstück in diesem Bereich dann aufgrund eines unterschiedlichen Profils oder einer unterschiedlichen Topographie eine unterschiedliche Oberflächengröße und/oder Länge aufweisen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung einen Distanzsensor auf. Ein derartiger Sensor ist in der Lage, eine Entfernung zu messen, insbesondere die Entfernung zwischen der Sensoreinrichtung und/oder der Vorrichtung beziehungsweise der Abgabedüse und dem Substrat oder Werkstück (beziehungsweise dessen Oberfläche). Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen optischen Distanzsensor. Es kann sich aber auch um jede andere Art von Sensor handeln, welcher in der Lage ist, eine Distanz zu messen. Es kann sich insbesondere um einen Lasersensor handeln, also um einen Sensor, welcher ein oder mehrere Laserstrahlen absendet und deren Reflektion detektiert, insbesondere nach einem Triangulationsverfahren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung mehrere Distanzsensoren auf. Hierdurch kann die Sensoreinrichtung beispielsweise mehrere Punkte, zum Beispiel Randpunkte, eines linienartigen Profils bestimmen. Es kann sich bei den Distanzsensoren insbesondere um die oben genannten Lasersensoren handeln. Jeder der Laserdistanzsensoren kann dann beispielsweise einen Laserstrahl abgeben und detektieren.
Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Distanzsensoren vorhanden, beispielsweise um die Randpunkte eines Profils zu vermessen. Selbstverständlich können aber auch mehr als zwei Distanzsensoren vorhanden sein, beispielsweise um mehrere Profile gleichzeitig zu vermessen oder aber um mehr Punkte auf einem Profil zu vermessen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung einen Laserscanner auf. Dieser kann zur Ermittlung des Profils eingesetzt werden, beispielsweise indem er eine Laserlinie auf die zu vermessende Oberfläche von Substrat oder Werkstück projiziert. Insbesondere kann dann eine Sensor-Matrix enthalten sein, auf welcher das diffus reflektierte Licht der Laserlinie abgebildet wird. Ein derartiger Laserscanner wird auch als Profilsensor oder Laser-Linien-Triangulator bezeichnet. Insbesondere kann demnach das Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung auf unterschiedlichsten Objektoberflächen genutzt werden. Hierbei wird beispielsweise über eine Spezialoptik ein Laserstrahl zu einer statischen Laserlinie aufgeweitet und auf die Messoberfläche projiziert. Die Empfangsoptik des Laserscanners kann dann das diffus reflektierte Licht dieser Laserlinie auf besagte Sensormatrix abbilden. Der Laserscanner kann bereits einen Controller oder eine Steuerung integrieren oder mit der vorhandenen Steuerung des Systems zusammenarbeiten.
Ein solcher Laserscanner weist zudem den Vorteil auf, dass bei einer Relativbewegung zwischen diesem und dem Substrat oder Werkstück sogar (insbesondere kontinuierlich) 3D-Messwerte erfassbar sind.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuerung auf, welche unter Berücksichtigung des ermittelten Profils des Bereiches einen Applikationsparameter anpasst. Die Steuerung kann dabei Daten der Sensoreinrichtung erhalten und ausgehend von den so erhaltenen Daten einen Applikationsparameter anpassen und/oder neu berechnen und dann weitergeben, beispielsweise an den Applikationskopf oder an einen Körper der Vorrichtung, welcher insbesondere auch eine volumetrische Pumpe enthalten kann.
Ein derart angepasster Applikationsparameter kann zum Beispiel ein Volumenstrom des abzugebenden Klebstoffs sein oder der abzugebenden Sprühluft oder ähnliches. Insbesondere kann somit auf dem Substrat oder Werkstück, je nach ermitteltem Profil, über die Anpassung des Applikationsparameters durch die Steuerung ein homogener Klebstoffauftrag auf dem Substrat oder Werkstück erreicht werden. Ist auf dem vermessenen Bereich des Substrats oder Werkstücks nämlich ein Profil mit einer insgesamt großen Oberfläche vorhanden, muss mehr Klebstoff in den Bereich abgegeben werden als in einen Bereich mit einem homogenen Profil.
Insbesondere bezieht sich der Applikationsparameter auf den abzugebenden Klebstoff. Es kann also insbesondere die Menge pro Zeit an abzugebendem Klebstoff angepasst werden oder aber beispielsweise auch die Temperatur des Klebstoff manipuliert werden oder ähnliches.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Förderpumpe für den Klebstoff auf, welche in Abhängigkeit der Messergebnisse der Sensoreinrichtung schaltbar ist. Diese Schaltung kann von der bereits genannten Steuerung durchgeführt oder initiiert werden. Bei der Förderpumpe handelt es sich insbesondere um eine sogenannte volumetrische Förderpumpe, insbesondere um eine Zahnradpumpe oder ähnliches.
Eine Förderpumpe kann in die Vorrichtung, insbesondere in den Auftragskopf, integriert sein. Vorteilhafterweise besteht von der Förderpumpe zur Abgabedüse ein Verbindungskanal, insbesondere ein starrer Kanal (also nicht nach Art eines Schlauches oder ähnlichem). Dies hat den Vorteil, dass die Förderpumpe die Abgabedüse ohne erhebliche Zeit- und/oder Trägheitsverluste (wie beispielsweise bei einem Schlauch) mit Klebstoff versorgen kann.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorrichtung selbstverständlich auch mehr als eine Förderpumpe, beispielsweise zwei oder drei oder noch mehr Förderpumpen, aufweisen kann. In diesem Sinne kann eine Förderpumpe mehreren oder einer Gruppe von Abgabedüsen zugeordnet sein und diese mit Klebstoff versorgen. Alternativ kann aber in einem besonders bevorzugten Ausführungsfall auch jeder Abgabedüse genau eine Förderpumpe zugeordnet sein. Insbesondere für den Fall, dass in dem Profil mehr als nur die Randpunkte bekannt sind, können auf diese Weise die Förderpumpen auch entsprechend vermessener Topographieabschnitte angesteuert werden.
Es ist erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung unverlierbar an der Vorrichtung angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Sensoreinrichtung also im Wesentlichen fest an der Vorrichtung angeordnet sein kann, insbesondere unbeweglich. Es kann aber auch eine befestigte, bewegliche Anordnung gewählt werden, so dass die Sensoreinrichtung beispielsweise manuell noch verstellt, insbesondere verschwenkt, werden kann oder ähnliches, selbst in einer montierten Position. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung dabei am Auftragskopf angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoreinrichtung mit dem Auftragskopf mitbewegt werden kann, an welchem typischerweise auch die Düsen angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung vorlaufend bezüglich der Abgabedüse angeordnet. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Sensoreinrichtung bei einer Bewegung entlang einer Bahn über das Substrat oder das Werkstück in Bahnrichtung vor der oder den Abgabedüse(n) angeordnet ist. Es ist also ein Versatz vorhanden.
Wird hingegen das Substrat oder Werkstück unter einer (feststehenden) Sensoreinrichtung entlanggeführt (entlang einer Förderrichtung), so ist die Sensoreinrichtung in Förderrichtung zwar hinter der Abgabedüse angeordnet, aber vorlaufend bezüglich dieser, da ein mit Klebstoff zu versehender Bereich des Substrates oder Werkstücks zuerst unter der Sensoreinrichtung entlanggeführt wird und danach erst die Abgabedüse erreicht. In diesem Sinne ist es wichtig, dass der mit Klebstoff zu versehende Bereich von Substrat oder Werkstück zunächst eine Zuordnung zur Sensoreinrichtung erfährt, bevor er eine Zuordnung zur Abgabedüse erfährt, insbesondere damit eine On-the-fly-Vermessung und Anpassung eines Applikationsparameters möglich wird.
Gemäß einem letzten vorteilhaften Aspekt der Erfindung bildet die Sensoreinrichtung eine Projektionseinrichtung zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung mit Hilfe einer von der Projektionseinrichtung auf das Substrat oder Werkstück projizierbaren Lichtstruktur aus. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, dass insbesondere ein optischer Sensor gleichermaßen als Projektionseinrichtung genutzt werden kann. Mit anderen Worten kann der eigentliche Klebstoffauftrag für eine Kalibrierung durch eine Lichtstruktur zwecks optischer Prüfung ersetzt werden. Auf diese Weise kann ein Ausschuss an Material, insbesondere an Einrichtteilen und an während der Kalibrierung abgegebenem Klebstoff, vermindert oder ganz vermieden werden. Der Nutzer kann somit bei der Kalibrierung beziehungsweise Konfigurierung oder Einrichtung der entsprechenden Auftragsbahn(en) auf dem Substrat oder Werkstück anhand der Lichtstruktur erkennen, wo später - bei Abfahren der entsprechenden Bahnen - Klebstoff auf das Substrat oder Werkstück aufgetragen werden wird.
Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Lichtstruktur aus annähernd derselben Position abgegeben wird, wie später, bei dem tatsächlichen Applizierungsvorgang, der eigentliche Klebstoff.
Hierzu kann insbesondere ein System vorgesehen sein, bei welchem die Düse(n) gegen eine oder mehrere Sensoreinrichtung(en) ersetzt wird. Die Düsen und die Sensoreinrichtungen können dafür beispielsweise gleiche oder dieselben Montagemittel vorsehen. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung somit anstelle einer Düse an der Vorrichtung montierbar sein. Doch sind auch grundsätzlich andere Ausführungsbeispiele möglich, bei welchen eine Sensoreinrichtung eine Projektionseinrichtung ausbildet und zusätzlich zu den Düsen an der Vorrichtung montierbar ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst und ist insbesondere durch folgende Schritte gekennzeichnet:

• Ermitteln des Profils eines Bereiches des Substrats oder Werkstücks, insbesondere durch eine Sensoreinrichtung,
• Ermitteln eines Applikationsparameters, insbesondere eines an den Bereich abzugebenden (Klebstoff-) Volumenstroms, unter Berücksichtigung des ermittelten Profils des Bereiches,
• Abgeben von Klebstoff in den Bereich der Oberfläche unter Berücksichtigung des Applikationsparameters.

Zur Durchführung eines derartigen Verfahrens kann insbesondere die voranstehend erläuterte, erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden.
Bezüglich des Verfahrens nach Patentanspruch 10 wird darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit dem voranstehenden Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 und in der Figurenbeschreibung beschriebene Ausführungen und Vorteile identisch auch im Zusammenhang mit diesem Verfahren als offenbart gelten sollen. Somit wird lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit der Anmeldung an dieser Stelle auf die Wiederholung sämtlicher vorgenannter und noch später genannter Ausführungsbeispiele und Vorteile verzichtet.
Beispielsweise sollen von dem erfindungsgemäßen Verfahren auch solche Verfahren umfasst sein, bei welchen (optische) Distanzsensoren, insbesondere Lasersensoren, oder aber Laserscanner eingesetzt werden, bei welchen die Vorrichtung mindestens eine, insbesondere volumetrische, Förderpumpe für den Klebstoff aufweist, welche in Abhängigkeit der Messergebnisse der Sensoreinrichtung geschaltet wird, nämlich vorzugsweise von einer mit Förderpumpe und Sensoreinrichtung verbundenen Steuerung, bei welchen die Sensoreinrichtung vorlaufend der Abgabedüse angeordnet ist und somit einen Bereich vermisst, bevor die Abgabedüse Klebstoff an diesen Bereich abgibt oder bei welchen die Sensoreinrichtung eine Projektionseinrichtung ausbildet und insbesondere gegen eine Düse austauschbar ist.
Für das erfindungsgemäße Verfahren aber auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise Laserlicht eingesetzt werden oder auch jedes andere (sichtbare oder unsichtbare) Licht.
Zeitlich läuft das Verfahren typischerweise so ab, dass zunächst die Sensoreinrichtung ein Profil eines Bereichs oder Substrats oder Werkstücks vermisst oder ermittelt, danach die gemessenen Informationen an eine Steuerung weitergibt, und diese Steuerung anschließend einen Applikationsparameter ermitteln oder anpassen kann. Die Steuerung gibt dann den Applikationsparameter (vorzugsweise in Form von Steuersignalen) an andere Teile der Vorrichtung weiter, beispielsweise an eine (volumetrische) Förderpumpe oder ähnliches.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der nicht zitierten Unteransprüche und anhand der nun folgenden Figurenbeschreibung.
Darin zeigen:

1 in einer sehr schematischen Frontansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vier Klebstoffabgabedüsen, betreffend einen Körperabschnitt der Vorrichtung, welcher der besseren Übersichtlichkeit halber in Alleindarstellung dargestellt ist, also auch ohne entsprechende Anschlüsse etc., mit zwei exemplarischen Laserdistanzsensoren, welche zwei Randprofilpunkte eines gebogenen Werkstücks abtasten,
2a in einer Ansicht etwa gemäß Ansichtspfeil IIa in 1 die Vorrichtung gemäß 1 in einer rein schematischen Seitenansicht, insbesondere zur Verdeutlichung des von den Laserdistanzsensoren durchgeführten Triangulationsverfahrens,
2b die Vorrichtung gemäß 1 und 2a in einer schematischen Schrägaufsicht,
3 eine vergrößerte, abgeschnitten dargestellte Darstellung des in 1 mit der Bezugsziffer III gekennzeichneten Bereichs unter zusätzlicher Darstellung eines approximierten Linearprofils,
4 in einer sehr schematischen Schrägaufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, umfassend einen Laserscanner, welcher das aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannte Werkstück linienartig scannt,
5 dieselbe Vorrichtung in einer Ansicht gemäß 4 beim Scannen eines alternativen Werkstücks,
6 etwa gemäß Ansichtspfeil VI in 5 eine rein schematische Vorderansicht des zweiten Ausführungsbeispieles zur Verdeutlichung der Oberflächenverhältnisse in einem Werkstückbereich, welcher ungefähr (aber nicht genau) dem gemäß 5 entspricht, unter rein schematischer Darstellung der vier Düsen, und
7 in zwei sehr schematischen Schrägaufsichten ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem die vier Abgabedüsen gemäß 7a abmontierbar sind und gemäß 7b durch eine oder mehrere Sensoreinrichtungen ersetzbar sind.

Der nachfolgenden Figurenbeschreibung sei vorangestellt, dass gleiche oder vergleichbare Teile gegebenenfalls mit identischen Bezugszeichen versehen sind, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben oder von Apostrophen. In den der Figurenbeschreibung nachfolgenden Patentansprüchen werden die in den Figuren und der Figurenbeschreibung verwendeten Bezugszeichen der Einfachheit halber gegebenenfalls (teilweise) ohne Apostrophe oder kleine Buchstaben verwendet, jedenfalls sofern die entsprechenden Gegenstände vergleichbar sind.
In den Figuren zeigt 1 zunächst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beziehungsweise einen Teil von dieser, wobei die Vorrichtung 10 als Klebstoffabgabevorrichtung, genauer als Klebstoffsprühvorrichtung, ausgebildet ist.
Die Vorrichtung 10 ist gemäß 1 der Oberfläche 11 eines lediglich abschnittsartig beziehungsweise abgebrochen dargestellten Werkstückes 12 zugeordnet. Sie kann das Werkstück mit Klebstoff 13 beauftragen, welcher Klebstoff in 1 lediglich exemplarisch als Klebstofffilament 13 dargestellt ist (die Senkrechte ist lediglich zwecks Bezugnahme dargestellt).
Dieses Klebstofffilament 13 ist in 1 oszillierend oder schwingend in einer Ebene abgebildet, welche Ebene von einer Auftragsrichtung A und einer Querrichtung Q aufgespannt wird.
Das Klebstofffilament 13 kann seine oszillierende Form dabei beispielsweise von durch die Vorrichtung 10 abgegebener Sprühluft erhalten.
Sowohl besagte Sprühluft als auch der Klebstoff 13 kann dabei aus einer Düse 14, beispielsweise der dargestellten Düse 14a, austreten.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind dem Auftragskopf 15 der Vorrichtung 10 dabei exemplarisch vier Düsen 14a, 14b, 14c, 14d zugeordnet. Diese Düsen 14 sind an dem Auftragskopf 15 typischerweise fest montiert.
Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass jede der Klebstoffabgabedüsen 14a, 14b, 14c, 14d selbstverständlich Klebstofffilamente 13 abgeben kann. In 1 ist dies der Übersichtlichkeit halber lediglich für eine der Düsen, nämlich die Düse 14a, dargestellt.
An der in 1 in Frontansicht dargestellten Stirnseite 16 des Auftragskopfes 15 sind zusätzlich zu den Düsen 14 für jede Düse 14 auch noch jeweils ein Schaltventil 17 sowie ein entsprechendes Wegeventil 18 angeordnet.
Erfindungsgemäß ist dem Auftragskopf 15 ausweislich 1 zudem eine Sensoreinrichtung 19, umfassend zwei Laser-Distanzsensoren 19a und 19b, zugeordnet.
Ausweislich 1 kann der Auftragskopf 15 an einem Basisteil 20 der Vorrichtung 10 angeordnet sein, derart, dass der Auftragskopf 15 insbesondere höhenverstellbar oder verlagerbar sein kann, zum Beispiel durch die Anordnung an einem Halteteil 21 der Vorrichtung 10. Das Halteteil 21 kann dann an nicht dargestellten weiteren Elementen der Vorrichtung 10 angeordnet sein, wie beispielsweise einem Roboterarm oder einem Portal oder ähnlichem.
Anzumerken ist noch, dass die Vorrichtung 10 auch eine in 1 lediglich völlig abstrakt dargestellte Steuerung 22 aufweisen kann, welche über nicht dargestellte Verbindungsmittel, wie Kabel oder auch eine drahtlose Verbindung, mit dem Auftragskopf 15, insbesondere mit der Sensoreinrichtung 19, kommunizieren kann.
Nicht dargestellt ist in den Figuren (insbesondere 1) auch eine im Inneren der Vorrichtung 10, insbesondere im Inneren des Basisteils 20, angeordnete volumetrische Förderpumpe, welche den aus den Düsen 14a, 14b, 14c, 14d austretenden Volumenstroms des Klebstoffes regeln beziehungsweise fördern kann. Auch eine derartige Förderpumpe kann typischerweise mit der Steuerung 22 in Verbindung stehen oder verbunden sein. Jeder Düse 14a, 14b, 14c, 14d kann dabei eine eigene volumetrische Förderpumpe zugeordnet sein. Alternativ können auch mehrere Düsen 14a, 14b, 14c, 14d von einer volumetrischen Förderpumpe versorgt werden.
Bereits 1 verdeutlicht, dass die Sensoreinrichtung 19, beziehungsweise jeder Laser-Distanzsensor 19a, 19b, einen Laserstrahl 23a, 23b auf die Oberfläche 11 des Werkstückes 12 richten kann.
Die Seitenansicht gemäß 2a, welche etwa einer Ansicht entlang dem Ansichtspfeil IIa in 1 entspricht, verdeutlicht dann, dass besagter Laserstrahl 23 von der Oberfläche 11 des Werkstückes 12 naturgemäß reflektiert und von einem nicht dargestellten Empfänger im Inneren des entsprechenden Sensors 19a, 19b (in 2a ist aus Gründen der Geometrie lediglich der Laser-Distanzsensor 19b dargestellt) erfasst werden kann. Die Sensoreinrichtung 19 bzw. die Laser-Distanzsensoren 19a, 19b arbeiten also nach dem hinlänglich bekannten Lasertriangulationsverfahren. Dieses ermöglicht die Ermittlung der Distanz zwischen den entsprechenden Laser-Distanzsensoren 19a, 19b und je einem Punkt P auf der Oberfläche 11 (auf welcher der Laser auftrifft).
2a lässt sich zudem der weitere Aufbau des Auftragskopfes 15 entnehmen: So weist der Auftragskopf 15 im hinteren, also von der Stirnseite 16 abgewandten Bereich insbesondere einen unteren Gasblock 24 sowie einen oberen Klebstoffblock 25 auf, welche gemeinsam den Grundkörper des Auftragskopfes 15 darstellen. Sowohl dem Gasblock 24 als auch dem Klebstoffblock 25 sind dabei jeweils Elektroanschlüsse 26 beziehungsweise 26' zugeordnet.
Am Auftragskopf 15 ist im hinteren, von der Stirnseite 16 abgewandten Bereich zusätzlich zum Elektroanschluss 26 beispielsweise auch ein Schaltluftanschluss 27 sowie ein Klebstoffanschluss 28 angeordnet, welche den Auftragskopf 15 mit Klebstoff beziehungsweise Druckluft versorgen können. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit sind sämtliche Anschlüsse in den dargestellten Figuren nicht mit entsprechenden Gegen- beziehungsweise Versorgungsanschlüssen versehen. Insbesondere die Darstellung des Klebstofffilaments gemäß 12 ist daher lediglich schematisch zu verstehen.
2b vermischt dann die Perspektiven gemäß 1 und 2a aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit zu einer isometrischen Schrägansicht.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel soll nunmehr anhand von 3 erläutert werden, welche eine vergrößerte Darstellung insbesondere des Auftragskopfes 15 - etwa in einem Bereich, welcher in 1 eingekastet und mit dem Bezugszeichen III versehen dargestellt ist - offenbart:
So können die Distanzsensoren 19a beziehungsweise 19b entweder im laufenden Betrieb (also während einer Klebstoffabgabe) oder alternativ in einem Kalibrierungsverfahrensschritt (also beispielsweise bei der Festlegung einer abzufahrenden Bahn, noch ohne Klebstoffabgabe) jeweils einen Abstand zur Oberfläche 11 des Werkstückes 12 ermitteln.
Der jeweilige Abstand von dem jeweiligen Sensor 19a, 19b zur Oberfläche 11 ist in 3 mit h₁ beziehungsweise h₂ bezeichnet. Mit anderen Worten kann der Sensor 19a einen Abstand h₁ zu einem ersten Profilrandpunkt P₁ auf der Oberfläche messen und der zweite Sensor 19b einen Abstand h₂ zu einem zweiten Profilrandpunkt P₂ auf der Oberfläche 11. Diese beiden Punkte P₁ und P₂ begrenzen dabei einen Bereich B des Körpers 12, für welchen ein Profil ermittelt, insbesondere approximiert, werden soll.
3 lässt sich für den Beispielfall entnehmen, dass der Abstand von Sensor 19a zu Punkt P₁ kleiner ist als der Abstand zwischen dem Sensor 19b und dem Punkt P2 (mit anderen Worten ist h₁ kleiner als h₂ ).
Diese Differenz kann auch als h bezeichnet werden und stellt im Wesentlichen den Höhenunterschied im Bereich B des Werkstücks 12 dar. Aus diesem Wert h und der bekannten Breite b des Bereichs B lässt sich nun beispielsweise die mittlere Steigung im Bereich B ermitteln, beziehungsweise ein approximiertes Profil nach Art einer Graden G (welche die Hypotenuse im rechtwinkligen Dreieck G, h, b darstellt).
Aus 3 lässt sich aufgrund geometrischer Überlegungen leicht ersehen, dass das approximierte Linienprofil G länger ist als die Breite b des Bereichs B, so dass insbesondere der von der Vorrichtung 10 (beziehungsweise dem Kopf 15) abzugebende Klebstoffvolumenstrom angepasst beziehungsweise erhöht werden kann, damit auf die tatsächliche Oberfläche 11 des Werkstücks 12 im Bereich B mehr Klebstoff aufgebracht werden kann. Dies fördert den gleichmäßigen Klebstoffauftrag, da auf waagerechten Bereichen des Werkstückes 12 dann tatsächlich lediglich nur der nicht angepasste Basisvolumenstrom an Klebstoff abgegeben zu werden braucht. Bezüglich 3 würde also ein Basisklebstoffauftrag auf der Menge für einen waagerechten Bereich der Breite b basieren.
Unter Ansicht von 3 lässt sich leicht nachvollziehen, dass die Approximierung durch die Gerade G tatsächlich eine verbesserte Anpassung an die tatsächliche Topographie im Bereich B ist, dass bei Kenntnis der tatsächlichen, nicht geraden, sondern gebogenen Oberfläche 11 aber noch ein gewisser Mehrauftrag nötig wäre, um auch die tatsächliche Wölbung der Topographie im Bereich B zu berücksichtigen (eine Wölbung erzeugt eine größere Oberfläche als ein gerader Abschnitt).
Bezüglich 3 sei abschließend angemerkt, dass es sich bei dem dargestellten Verfahren um die Approximierung der Topographie anhand eines Linienprofils handelt. Diese Messung kann aber in oder entgegen der Förderrichtung F (beziehungsweise Bahnrichtung) fortlaufend oder jedenfalls getaktet erfolgen, so dass mehrere approximierte Profile erstellt werden können und eine mehr oder weniger kontinuierliche Anpassung bei einer Relativbewegung zwischen Werkstück 12 und Vorrichtung 10 erfolgen kann.
Lediglich der Vollständigkeit halber sei, insbesondere in Bezug auf 2a, angemerkt, dass als Förderrichtung F typischerweise diejenige Richtung verstanden wird, in welcher das Substrat beziehungsweise das Werkstück 12 unter der Vorrichtung 10 entlanggeführt werden würde, wohingegen als Bahnrichtung B diejenige, insbesondere entgegengesetzte, Richtung verstanden wird, entlang welcher die Vorrichtung 10 in einer Bahn über das (insbesondere feststehende) Werkstück herübergeführt werden müsste.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10' zeigt 4. Die Vorrichtung 10' entspricht dabei in wesentlichen Elementen der Vorrichtung 10 gemäß den 1 bis 3, und ist gemäß 4 insbesondere demselben Werkstück 12 mit derselben Oberfläche 11 zugeordnet.
Der wesentliche Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10 und 10' gemäß 4 betrifft die Sensoreinrichtung 19', welche entgegen dem ersten Ausführungsbeispiel nicht mehr aus zwei separaten Distanzsensoren besteht, sondern als einheitlicher Laserscanner 19' ausgebildet ist.
Ein derartiger Laserscanner 19' wird auch als LLT oder Laser-Linientriangulator bezeichnet und weist in seinem Inneren zur Abgabe eines fächerartigen Laserstrahls insbesondere eine Linienoptik auf. Im hinteren Empfangsbereich weist der Laserscanner 19' dann typischerweise eine Empfangsoptik sowie eine entsprechende Sensor-Matrix auf. Diese ermöglichen die Abbildung beziehungsweise das Aufnehmen oder Ermitteln eines sogenannten Linienprofils durch die Aufnahme der (abgebildeten) Laserlinie 29. Auch hierbei wird also (insbesondere nach dem Triangulationsverfahren) die Höhe ermittelt beziehungsweise die Topographie, aber im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel nicht von lediglich zwei separaten Punkten, sondern mehr oder weniger von dem gesamten Bereich B. Anders ausgedrückt wird ein kontinuierliches Profil erfasst (wenn auch aufgrund der digitalen Abbildung auf der Matrix hier ebenfalls lediglich eine begrenzte Anzahl von Punkten abgebildet wird, dies erlaubt aber eine sehr viel höhere Auflösung als die lediglich zwei Punkte des ersten Ausführungsbeispiels).
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel lässt sich diesem Ausführungsbeispiel also ein Profil gemäß der Laserlinie 29 in 4 entnehmen, welche in Abweichung zu der Geraden G gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nunmehr eine realistisch gebogene Oberflächentopographie abbildet, die von einer entsprechenden Steuerung 22 auch auswertbar oder verwertbar ist.
Die Vorrichtung 10' kann also durch die genauere Abbildung der tatsächlichen Topographie eine noch bessere Messung der Abweichung der Länge des Profils von der tatsächlichen Breite b des Bereichs B ermitteln. Mit anderen Worten stellt die Vorrichtung 10' nunmehr fest, dass tatsächlich noch mehr Klebstoff in den Bereich B aufgetragen werden muss als die Auswertung durch die Vorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vermuten ließ. Dies liegt darin, dass die Approximation nunmehr viel genauer ist als die Linearapproximation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Eine weitere wichtige Besonderheit des zweiten Ausführungsbeispiels 10' lässt sich in 4 ebenfalls erkennen: So ist die Sensoreinrichtung 19' in Bahnrichtung B deutlich vor den Abgabedüsen 14 angeordnet. Dieser Versatz ist in 4 mit V gekennzeichnet und ermöglicht insbesondere eine sogenannte „On-the-fly-Messung“, bei welcher die Vorrichtung 10' während des Abfahrens einer Bahn zur Klebstoffbeauftragung gleichzeitig die Ermittlung des Profils durchführen kann, da für die Ermittlung des Profils, und insbesondere für die anschließende Anpassung des Applikationsparameters (beispielsweise des Volumenstroms des abzugebenden Klebstoffs), eine gewisse Rechenzeit und auch mechanische Trägheit (beispielsweise zum Anpassen der Pumpengeschwindigkeit) zu berücksichtigen ist.
Mit anderen Worten kann die Sensoreinrichtung 19' einen Bereich B bereits überfahren und dessen Profil ermitteln (beziehungsweise approximieren) während die Düse 14 noch Klebstoff an einen zweiten Bereich abgibt, für welchen die Vorrichtung 10' bereits vorher ein Profil ermittelt beziehungsweise approximiert hatte.
5 zeigt die Vorrichtung 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht gemäß 4 für ein anders Werkstück 12' (oder alternativ einen anderen Bereich des Werkstücks 12) mit einer Oberfläche 11'. Dieses Werkstück 12' soll dabei lediglich verdeutlichen, dass für einen Bereich B' durch die Messung mit der Sensoreinrichtung 19' festgestellt werden kann, dass dieser Bereich B' (welcher auch die Breite b aufweist) tatsächlich noch mehr Klebstoff benötigt, obwohl die Randprofilpunkte P₁ und P₂ dieselben sind wie bei dem Bereich B des Werkstücks 12 gemäß 4.
Hier ist die zu beauftragende Oberfläche 11' schlicht noch größer, da sich die Oberfläche 11 nicht nur in eine Richtung durchbiegt, sondern im Schnittprofil mehrere Wendepunkte aufweist.
Eine derartige Topographie wäre mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (gemäß den 1 bis 3) noch schlechter approximierbar als die Topographie des Werkstücks 12 gemäß 4. Das verdeutlicht beispielsweise die sehr abstrakte Darstellung gemäß 6, welche zunächst abbildet, wie das approximierte Linearprofil G' mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgesehen hätte. Bereits diese erste Approximation G' weist dabei eine gewisse Mehrlänge I auf, welche zusätzlichen Klebstoff im Vergleich zu einer Applikation auf eine rein waagerechte Fläche der Breite b benötigen würde. 6 verdeutlicht dabei des Weiteren, dass zusätzlich zu der Mehrlänge I eine zweite Mehrlänge I' hinzukommt, welche durch die Abweichung der tatsächlichen Topographieform von der Geraden G' begründet ist. Es ist somit festzustellen, dass mit der Vorrichtung 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ermittelt werden kann, dass ein vorgegebener Bereich einer Bereichsbreite b tatsächlich deutlich mehr Klebstoff benötigt, basierend auf einer Mehrlänge I + I', als wenn der Bereich kein Profil aufweisen würde (beziehungsweise waagerecht wäre).
Für eine anspruchsvolle Topographie ist die Vorrichtung 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel somit noch deutlich besser geeignet, wenn auch angemerkt werden muss, dass die Vorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel leichter zu warten, zu kalibrieren und zu montieren ist und außerdem in der Regel weniger Rechenzeit benötigt. Je nach Anwendungsfall kann demnach auf eines der beiden Systeme zurückgegriffen werden.
Ein drittes Ausführungsbeispiel 10" einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt abschließend 7, wobei in beiden Darstellungen 7a und 7b der Übersichtlichkeit halber jeweils nur der bereits bekannte Auftragskopf 15 dargestellt ist. Dieser Auftragskopf unterscheidet sich von den Auftragsköpfen 15 gemäß den anderen Ausführungsbeispielen mit Ausnahme der Anordnung der Sensoreinrichtung im Wesentlichen nicht.
7a verdeutlicht zunächst, dass die Düsen 14 von der Stirnseite 16 des Auftragskopfes 15 entfernbar beziehungsweise abmontierbar sind. Hierzu kann, beispielsweise mit Hilfe von nicht dargestelltem Werkzeug, ein Montagemittel, wie beispielsweise jeweils eine in 7a angedeutete Schraube, zwecks Demontage gelöst werden. Auch in 7a im Bereich der entfernten Düsen 14 angedeutete Justierlöcher gehören mit den Schrauben zu den Montagemitteln, mit deren Hilfe die Düsen 14 de- und montierbar sind.
Obwohl die Düsen 14 entfernbar sind, gehören sie natürlich grundsätzlich zur Vorrichtung 10", ebenso wie in 7b dargestellte Sensoreinrichtungen 19"a bis 19"d.
Diese Sensoreinrichtungen 19" können jeweils mit Hilfe derselben oder mit Hilfe von gleichen Montagemitteln anstelle der entfernten Düsen 14 am Auftragskopf 15, insbesondere an derselben Stelle, montiert werden.
Mit anderen Worten betrifft die Vorrichtung 10" ein modulares System, bei welchem Düsen 14 gegen Sensoreinrichtungen 19 austauschbar sind.
Die Sensoreinrichtungen 19" können dabei beispielsweise genauso funktionieren wie in einem der anderen Ausführungsbeispiele, also beispielsweise jeweils als Laser-Distanzsensor oder als Laserscanner ausgebildet sein.
Sind die Sensoreinrichtungen 19" jeweils mit einem der Laser-Distanzsensoren aus dem ersten Ausführungsbeispiel vergleichbar, so würde das aufgenommene Profil dann beispielsweise nicht nur anhand von zwei Randprofilpunkten approximiert, sondern anhand von mehreren Punkten, nämlich in diesem Beispiel anhand von vier ermittelten Profilpunkten. Dieses verdeutlicht einen ersten Aspekt des dritten Ausführungsbeispiels, welcher zeigt, dass anstelle von lediglich zwei oder anstelle von einer hohen Vielzahl von gut aufgelösten Profilpunkten auch eine zwischengeordnete Anzahl von Profilpunkten erfassbar sein kann, in diesem Ausführungsbeispiel vier, insbesondere beispielsweise zwischen zwei und zwanzig Profilpunkten.
Ein zweiter, völlig unabhängiger Aspekt betrifft den bereits genannten Modulcharakter, welcher die beschriebene Austauschbarkeit von Düsen 14 und Sensoreinrichtung(en) 19" betrifft. Eine derartige Austauschbarkeit kann insbesondere für den Fall vorgesehen sein, dass das jeweilige Profil nicht On-the-fly gemessen wird, sondern beispielsweise beim Festlegen der Bahn, bei einem sogenannten Teach-in-Vorgang beziehungsweise einer Bahn-Kalibrierung der Vorrichtung 10" (also ohne gleichzeitige Klebstoffabgabe).
Ein weiterer von den beiden genannten Aspekten völlig unabhängiger Aspekt (welcher in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 aber mit den beiden anderen Aspekten gemeinsam offenbart beziehungsweise kombiniert ist, jedoch als unabhängig von diesen offenbart gelten soll) betrifft die Eigenschaft der Sensoreinrichtung(en) 19" zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung 10" mit Hilfe einer von der Sensoreinrichtung 19" auf das Substrat oder Werkstück projizierbaren Lichtstruktur.
Mit anderen Worten ist die Sensoreinrichtung 19" gleichfalls als Projektionseinrichtung ausgebildet. Dies ist insbesondere für den Fall sinnvoll, dass die Sensoreinrichtung 19" einen optischen (Distanz-)Sensor aufweist. Dieser optische Sensor kann in diesem Fall also nicht nur zur Ermittlung des Profils dienen, sondern gleichzeitig die ohnehin abgegebene Lichtstruktur (beispielsweise in Form eines Laserstrahls) dazu nutzen, den sogenannten Teach-in-Vorgang zu erleichtern: Der Nutzer kann bei der Kalibrierung beziehungsweise Konfigurierung oder Einrichtung der entsprechenden Beauftragungsbahn(en) auf dem Substrat oder Werkstück anhand der Lichtstruktur erkennen, wo später - bei Abfahren der entsprechenden Bahn(en) - Klebstoff auf das Substrat oder Werkstück aufgetragen werden wird (und gleichzeitig Profile erfassen/approximieren).
Hierzu wird die Lichtstruktur vorteilhafterweise aus annähernd derselben Position abgegeben, wie (später) - bei dem tatsächlichen Applizierungsvorgang - der eigentliche Klebstoff. Genau eine solche Konfiguration ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7b dargestellt.
Grundsätzlich können aber natürlich auch die Sensoreinrichtungen 19 gemäß dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel als Projektionseinrichtung(en) in dem beschriebenen Sinne dienen.
Wie bereits beschrieben, erleichtert dies einen Teach-in-Vorgang, bei welchem Nutzer in der Praxis bisher Metallstifte oder ähnliches an die Abgabedüse hielten, um deren Abgabeverhalten vorauszusehen.
Bei der projizierbaren Lichtstruktur kann es sich beispielsweise um Laserlicht, aber auch um jedes andere, vorzugsweise optisch sichtbare, Licht handeln, welches die Sensoreinrichtung zur Distanzmessung verwendet

Claims

Vorrichtung (10) zum Aufbringen, insbesondere Sprühen, von Klebstoff (13) auf ein Substrat oder Werkstück (12), beispielsweise ein Automotivewerkstück, umfassend eine Abgabedüse (14) zum Austragen des Klebstoffs (13), gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung (19) zur Ermittlung eines Profils eines, insbesondere der Abgabedüse (14) zugeordneten, Bereiches (B) des Substrats oder Werkstückes (12).
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (19) einen, vorzugsweise optischen, Distanzsensor (19a, 19b, 19'), insbesondere einen Lasersensor, zur Ermittlung des Profils aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (19) mehrere (Laser-)Distanzsensoren (19a, 19b), insbesondere zwei, zur Ermittlung je eines Profilpunktes, insbesondere eines Profilrandpunktes, aufweist.
Vorrichtung (10') nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (19') einen Laserscanner, insbesondere einen Linientriangulator, zur Ermittlung des Profils aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Steuerung (22) umfasst, welche unter Berücksichtigung des ermittelten Profils des Bereiches (B) einen Applikationsparameter, insbesondere einen an den Bereich (B) abzugebenden (Klebstoff-)Volumenstrom, anpasst.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10), insbesondere ein Auftragskopf (15) der Vorrichtung (10), mindestens eine, vorzugsweise volumetrische, Förderpumpe für den Klebstoff (13) aufweist, welche in Abhängigkeit der Messergebnisse der Sensoreinrichtung (19) schaltbar ist, insbesondere von einer mit Förderpumpe und Sensoreinrichtung (19) verbundenen Steuerung (22).
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (19) unverlierbar, insbesondere fest, an der Vorrichtung (10), vorzugsweise an einem Auftragskopf (15) der Vorrichtung (10), angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (19), insbesondere in Bahnrichtung oder Förderrichtung, vor oder vorlaufend bezüglich der Abgabedüse (14) angeordnet ist.
Vorrichtung (10") nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Projektionseinrichtung (19") zur Simulation des Klebstoffabgabeverhaltens der Klebstoffabgabevorrichtung (10") mithilfe einer von der Projektionseinrichtung (19") auf das Substrat oder Werkstück (12) projizierbaren Lichtstruktur ausbildet.
Verfahren zum Durchführen einer Klebstoffbeauftragung eines Substrats oder Werkstücks (12), insbesondere mit einer Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: • Ermitteln eines Profils eines Bereiches (B) des Substrats oder Werkstücks (12), insbesondere durch eine Sensoreinrichtung (19), • Ermitteln und/oder Anpassen eines Applikationsparameters, insbesondere eines an den Bereich (B) abzugebenden (Klebstoff-)Volumenstroms, unter Berücksichtigung des ermittelten Profils des Bereiches (B), • Abgeben von Klebstoff (13) in den Bereich (B) unter Berücksichtigung des Applikationsparameters.