DE19959611A1

DE19959611A1 - Arrangement for writing on parts has direction-stabilizing component that stabilizes flight path of ink jet between ejection device and point of incidence of the ink jet on part

Info

Publication number: DE19959611A1
Application number: DE1999159611
Authority: DE
Inventors: Klaus-Juergen Beiersdorf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-13

Abstract

The arrangement has a device (10) that ejects an ink jet (11) consisting of charged droplets whereby the component (12) to be written onto is at a distance from the ink jet ejection device. A direction-stabilizing component (13) is used to stabilize the flight path of the ink jet between the ejection device and the point of incidence of the ink jet on the component. Independent claims are also included for the following: a method of writing on parts.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen, umfassend eine Einrichtung, aus der ein Tintenstrahl für die Beschriftung austritt, wobei der Tintenstrahl aus geladenen Tintentröpfchen besteht und wobei sich das zu beschriftende Bauteil in einem Abstand von dieser Einrichtung befindet, aus der der Tintenstrahl austritt.The present invention relates to a device for marking components, comprising means from which an ink jet for labeling emerges, wherein the ink jet is made up of charged ink droplets, and that too labeling component is located at a distance from this facility from which the Ink jet emerges.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen für die Beschriftung von Bauteilen, zum Beispiel Fahrzeugkarosserien bekannt, die beispielsweise dazu verwendet werden, Markierungen an bestimmten Punkten auf der Fahrzeugkarosserie vorzunehmen. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise auch verwendet, um Fahrzeugkarosserien oder Teile davon in irgendeiner Form zu beschriften. Beispielhaft sei die Beschriftung von Prototypkarosserien erwähnt, die beispielsweise mit einem Gitternetz versehen werden, das heißt eine Art Gitterraster, welches zum Beispiel die Anbringung von Markierungen an bestimmten Meßpunkten auf der Prototypkarosserie vereinfacht.Devices for the labeling of components, for Example vehicle bodies known that are used, for example, Make markings at certain points on the vehicle body. Such devices are also used, for example, to Label vehicle bodies or parts thereof in any form. Exemplary Let us mention the labeling of prototype bodies, for example with a Grid are provided, that is, a kind of grid, which, for example, the Marking at certain measuring points on the prototype body simplified.

Die verwendete Einrichtung, aus der der Tintenstrahl austritt, ist zum Beispiel ein Strahlkopf oder eine Düse, die einen gerichteten Tintenstrahl erzeugt, der sich in verschiedenen Richtungen, vorzugsweise in Richtung zueinander senkrecht stehender Raumrichtungen (XYZ-Koordinaten) ausrichten läßt. Die für die Beschriftung von Bauteilen in der genannten Weise verwendete Vorrichtung ist demnach zumindest teilweise in der Funktion einem Tintenstrahldrucker ähnlich. Unter Tintenstrahl wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein gerichteter für eine Beschriftung geeigneter Strahl verstanden, der schwarz, weiß oder auch farbig sein kann.The device used from which the ink jet emerges is, for example, one A jet head or nozzle that creates a directional ink jet that is in different directions, preferably perpendicular to each other Align spatial directions (XYZ coordinates). The one for labeling Components used in the manner mentioned is therefore at least partly similar in function to an inkjet printer. Under inkjet is in According to the present invention, a directed beam suitable for labeling understood, which can be black, white or colored.

Bei den bislang verwendeten bekannten Vorrichtungen für die Beschriftung von Bauteilen der zuvor beschriebenen Art, erhält der Tintenstrahl, der aus der Düse beziehungsweise dem Strahlkopf austritt, eine elektrische Ladung, so daß er mit Hilfe von Ablenkteilen, die ebenfalls elektrisch geladen sind, in eine gewünschte Richtung ausgerichtet werden kann. Bei diesen bekannten Vorrichtungen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die zu beschriftenden Bauteile eine sehr komplexe Form haben mit unebenen gewölbten Flächen, Sicken und dergleichen. Dies hat zur Folge, daß sich während des Beschriftungsvorgangs der Abstand zwischen dem Austrittspunkt des Tintenstrahls aus der Einrichtung, zum Beispiel der Düse, und dem Auftreffpunkt des Tintenstrahls auf dem Bauteil ändert. Bei rein ebenen zu beschriftenden Flächen tritt dieses Problem nicht auf, da dann der Abstand zwischen dem Austrittspunkt aus der Düse und dem Auftreffpunkt auf dem Bauteil bei Bewegung der Düse innerhalb einer Ebene entlang des Bauteils gleichbleibend ist. Teile von Fahrzeugkarosserien haben dagegen eine sehr komplexe Form mit zum Beispiel gewölbten Flächen.In the known devices used so far for the labeling of Components of the type described above receive the ink jet that comes from the nozzle or the jet head emerges, an electrical charge, so that with the help deflection parts, which are also electrically charged, in a desired direction can be aligned. In these known devices, it has been found to be disadvantageous proved that the components to be labeled have a very complex shape with uneven curved surfaces, beads and the like. This has the consequence that the distance between the exit point of the Ink jet from the device, for example the nozzle, and the point of impact of the Ink jet on the component changes. In the case of purely flat surfaces to be labeled this problem does not arise because then the distance between the exit point from the Nozzle and the point of impact on the component when the nozzle moves within a Plane along the component is constant. Have parts of vehicle bodies on the other hand, a very complex shape with, for example, curved surfaces.

Da der Tintenstrahl bestehend aus elektrisch geladenen Teilchen über ein ebenfalls elektrisch geladenes Ablenkteil seitlich abgelenkt wird, verändert sich der Auftreffpunkt auf dem Bauteil aufgrund der schrägen Flugbahn der geladenen Tintentropfen dann, wenn sich der Abstand zwischen dem Austrittspunkt des Tintenstrahls aus der Düse und dem Auftreffpunkt des Tintenstrahls auf dem Bauteil verändert. Dies führt zu ungenauen Ergebnissen bei der Beschriftung.Since the ink jet consists of electrically charged particles over a likewise is deflected laterally, the impact point changes on the component due to the oblique trajectory of the loaded ink drops, when the distance between the point of exit of the ink jet from the nozzle and changed the point of impact of the ink jet on the component. This leads to inaccurate Labeling results.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche auch die Beschriftung komplex geformter Bauteile mit zum Beispiel gewölbten Flächen ermöglicht, ohne daß die genannten Fehler auftreten.The object of the present invention is therefore a device for To create labeling of components of the type mentioned, which also the labeling of complex shaped components with, for example, curved surfaces enables without the mentioned errors occurring.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.A device according to the invention provides the solution to this problem for Labeling of components of the type mentioned at the beginning with the characteristic ones Features of the main claim.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß für die Stabilisierung der Flugbahn des Tintenstrahls zwischen der genannten Einrichtung, aus der der Tintenstrahl austritt, und dem Auftreffpunkt des Tintenstrahls auf dem Bauteil ein die Flugbahn des Tintenstrahls in ihrer Richtung stabilisierendes Bauelement angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich eine definierte Richtung des Tintenstrahls nach dem Austritt auch bei Verwendung einer elektrostatischen Ablenkung erzielen. Damit ist auch bei sich veränderndem Abstand zwischen Austrittspunkt und Auftreffpunkt auf dem Bauteil der Auftreffpunkt in seinen zuvor gewählten Auftreffkoordinaten genau vorherbestimmbar.According to the invention it is provided that for the stabilization of the trajectory of the Ink jet between said device from which the ink jet emerges and the point of impact of the ink jet on the component is the trajectory of the ink jet is arranged in its direction stabilizing component. In this way a defined direction of the ink jet after the exit even when using a Achieve electrostatic deflection. So even with changing distance between the exit point and the point of impact on the component previously selected impact coordinates can be precisely determined.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht beispielsweise vor, daß das die Richtung stabilisierende Bauelement in etwa röhrenförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise wird dieses etwa röhrenförmige Bauelement von dem aus der Einrichtung, die den Tintenstrahl erzeugt, austretenden Tintenstrahl im wesentlichen zentrisch in axialer Richtung durchsetzt. Die geometrische Form des in etwa röhrenförmig ausgebildeten Bauelements für die Stabilisierung der Flugbahn des Tintenstrahls muß nicht unbedingt zylindrisch sein. Die Verwendung eines zylindrischen Röhrchens bietet sich jedoch an.A preferred development of the invention provides, for example, that the The direction of the stabilizing component is approximately tubular. Preferably is this approximately tubular component of the from the device that the Generates ink jet, emerging ink jet essentially centrally in the axial Direction. The geometric shape of the roughly tubular Component for stabilizing the trajectory of the ink jet does not necessarily have to be cylindrical. However, the use of a cylindrical tube is advisable.

Die Stabilisierung der Flugbahn des Tintenstrahls durch dieses Bauelement erfolgt vorzugsweise dadurch, daß mindestens im Bereich der Innenwandung des Bauelements eine elektrische Ladung vorhanden ist, die gleichsinnig oder entgegengesetzt einer elektrischen Ladung der Tröpfchen des Tintenstrahls sein kann. Handelt es sich bei dem stabilisierenden Bauelement um ein zylindrisches Röhrchen, dann wird bei gleichsinniger Ladung der Tintenstrahl von der Innenwandung des Röhrchens allseits gleichmäßig abgestoßen und wird dadurch zentriert. Handelt es sich um eine entgegengesetzte elektrische Ladung des Röhrchens, wird der Tintenstrahl allseits von der Innenwandung des Röhrchens gleichmäßig angezogen und dadurch ebenfalls zentriert. Häufig sind bei den bekannten Vorrichtungen zur Beschriftung mit einem Tintenstrahlkopf die austretenden Tröpfchen des Tintenstrahls negativ elektrisch geladen und werden durch ein oder mehrere Ablenkteile mit positiver elektrischer Ladung in die entsprechende gewünschte Richtung abgelenkt. Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht daher vor, daß das Bauelement zur Stabilisierung der Flugbahn röhrenförmig ist und im Bereich seiner Innenwandung positiv elektrisch geladen ist. Die Ausrichtung des Tintenstrahls erfolgt vorzugsweise derart, daß die Düse, aus der dieser austritt, in mindestens zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen, vorzugsweise in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen (XYZ-Richtung) beweglich ist.This component stabilizes the trajectory of the ink jet preferably in that at least in the area of the inner wall of the component there is an electrical charge that is in the same direction or opposite to one electrical charge of the droplets of the ink jet can be. Is it the stabilizing component around a cylindrical tube, then in the same direction Charge the ink jet from the inner wall of the tube evenly on all sides repelled and is thereby centered. Is it an opposite electrical charge of the tube, the ink jet is everywhere from the inner wall of the tube evenly tightened and thus also centered. Are common at the known devices for labeling with an inkjet head emerging droplets of the ink jet are negatively charged and are charged by one or more deflecting parts with positive electrical charge into the corresponding one desired direction distracted. A preferred variant of the invention therefore sees before that the component for stabilizing the trajectory is tubular and in Area of its inner wall is positively charged. The orientation of the Ink jet is preferably carried out in such a way that the nozzle from which it emerges in at least two spatial directions perpendicular to one another, preferably in three mutually perpendicular spatial directions (XYZ direction) is movable.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Beschriftung von Bauteilen unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den zuvor genannten Merkmalen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Beschriftung von Fahrzeugkarosserien oder Teilen davon. Es ist insbesondere für Bauteile jeglicher Art geeignet, die in sich nicht plan sind, sondern schräge, gewölbte Flächen oder Abschnitte aufweisen, in denen sich die Entfernung zwischen dem Austrittspunkt des Tintenstrahls aus der strahlerzeugenden Einrichtung und dem Auftreffpunkt auf dem zu beschriftenden Bauteil verändert.The present invention further relates to a method for labeling components using a device according to the invention with the aforementioned Characteristics. The method according to the invention is particularly suitable for Labeling of vehicle bodies or parts thereof. It is especially for Components of any kind are suitable that are not flat in themselves, but inclined, arched Have areas or sections in which the distance between the Exit point of the ink jet from the jet generating device and the Point of impact on the component to be labeled changed.

Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Beschriftung von Karosseriebauteilen von beispielsweise Prototypen, auf denen mittels eines Tintenstrahls nach Art eines Gitterrasters angeordnete Markierungen aufgebracht werden, um beispielsweise eine Vermessung des Prototyps mittels einer Meßmaschine zu ermöglichen. A preferred application of the method according to the invention is labeling of body parts, for example prototypes, on which by means of a Markers arranged in the manner of a grid pattern are applied to the ink jet be, for example, a measurement of the prototype using a measuring machine to enable.

Die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.The features described in the subclaims relate to preferred Developments of the device according to the invention or the inventive method. Further advantages of the invention result from the following detailed description.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigenThe present invention is explained below using an exemplary embodiment Described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show

Fig. 1 eine schematisch stark vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschriftung von Bauteilen; Figure 1 is a schematically greatly simplified side view of an inventive device for labeling components.

Fig. 2 eine entsprechende Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1 durch die Einrichtung zur Stabilisierung der Flugbahn. Fig. 2 is a corresponding sectional view along the line II-II of Fig. 1 by the device for stabilizing the trajectory.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Abbildung dient dem Zweck, die prinzipielle Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erläutern und ist daher schematisch stark vereinfacht. Von der Einrichtung, die den Tintenstrahl erzeugt ist lediglich die Düse 10 gezeigt, aus der ein gerichteter Tintenstrahl 11 aus geladenen Tintentröpfchen mit zum Beispiel einer negativen Ladung austritt. Dieser Tintenstrahl 11 aus elektrisch geladenen Tintentröpfchen durchsetzt zentrisch in axialer Richtung ein Bauelement 13, das etwa röhrenförmig ausgebildet ist und wird dadurch in seiner Flugbahn stabilisiert. Nach dem Durchgang durch dieses röhrenförmige Bauelement 13 bewegt sich der Tintenstrahl 11 weiterhin in einer gewünschten Raumrichtung, so daß er an einem definierten Punkt auf das zu beschriftende Bauteil 12 auftrifft. Das Bauteil 12 ist nur schematisch vereinfacht dargestellt und zwar in einer in Bezug auf die strahlerzeugende Einrichtung mit der Düse 10 schrägen Richtung, so daß bei seitlicher Verschiebung der Düse 10 und damit seitlicher Verlagerung des Austrittspunkts des Tintenstrahls 11 sich der Abstand des Austrittspunkts des Tintenstrahls 11 aus der Düse 10 und aus dem röhrenförmigen Bauelement 13 von dem jeweiligen Auftreffpunkt auf dem Bauteil 12 verändert. Dies ist jedoch für die Genauigkeit der Beschriftung unerheblich, da der Tintenstrahl 11 bei Durchgang durch das röhrenförmige Bauelement 13 zentriert und stabilisiert wird und danach eine gerichtete in der Richtung in den Raumkoordinaten (XYZ-Koordinaten) zuvor definierte Flugbahn beibehält. Diese gerichtete Flugbahn entspricht der axialen Verlängerung der Achsrichtung des stabilisierenden röhrenförmigen Bauelements 13. Würde sich der Abstand zu dem Auftreffpunkt auf dem Bauteil 12 verändern, zum Beispiel verkürzen, wie dies durch die gestrichelte Linie für ein entsprechend vorverlagertes Bauteil 12' angedeutet ist, bleibt dennoch der Auftreffpunkt auf dem Bauteil 12' in seinen Koordinaten unverändert.First, reference is made to FIG. 1. The figure serves the purpose of explaining the basic functioning of the device according to the invention and is therefore greatly simplified schematically. From the device that generates the ink jet, only the nozzle 10 is shown, from which a directed ink jet 11 emerges from charged ink droplets with, for example, a negative charge. This ink jet 11 composed of electrically charged ink droplets passes centrally through a component 13 in the axial direction, which is approximately tubular and is thereby stabilized in its trajectory. After passing through this tubular component 13 , the ink jet 11 continues to move in a desired spatial direction so that it strikes the component 12 to be labeled at a defined point. The component 12 is only shown schematically in a simplified manner, namely in an oblique direction with respect to the jet-generating device with the nozzle 10 , so that when the nozzle 10 is laterally displaced and thus the exit point of the ink jet 11 is laterally displaced, the distance from the exit point of the ink jet 11 increases changed from the nozzle 10 and from the tubular component 13 from the respective point of impact on the component 12 . However, this is irrelevant for the accuracy of the labeling, since the ink jet 11 is centered and stabilized when it passes through the tubular component 13 and then maintains a directional trajectory previously defined in the direction in the spatial coordinates (XYZ coordinates). This directional trajectory corresponds to the axial extension of the axial direction of the stabilizing tubular component 13 . If the distance to the point of impact on component 12 would change, for example shorten, as indicated by the dashed line for a correspondingly advanced component 12 ', the point of impact on component 12 ' remains unchanged in its coordinates.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung senkrecht zur Achse der Flugbahn des Tintenstrahls 11, wobei durch das röhrenförmige Bauelement 13 hindurchgeschnitten wurde. Es handelt sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine zylindrische Röhre mit einer elektrisch geladenen Innenwandung 13a, die der gleichsinnig oder gegensinnig geladene Tintenstrahl 11 zentrisch durchsetzt. FIG. 2 shows a sectional illustration perpendicular to the axis of the trajectory of the ink jet 11 , the section being cut through the tubular component 13 . In this exemplary embodiment, it is a cylindrical tube with an electrically charged inner wall 13 a, through which the ink jet 11 charged in the same or opposite direction passes centrally.

Claims

1. Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen, umfassend eine Einrichtung aus der ein Tintenstrahl für die Beschriftung austritt, wobei der Tintenstrahl aus geladenen Tintentröpfchen besteht und wobei sich das zu beschriftende Bauteil in einem Abstand von der Einrichtung befindet, aus der der Tintenstrahl austritt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stabilisierung der Flugbahn des Tintenstrahls zwischen der genannten Einrichtung (10) und dem Auftreffpunkt des Tintenstrahls auf dem Bauteil (12) ein die Flugbahn des Tintenstrahls (11) in ihrer Richtung stabilisierendes Bauelement (13) angeordnet ist.1. A device for labeling components, comprising a device from which an ink jet for labeling emerges, the ink jet consisting of charged ink droplets and the component to be labeled being at a distance from the device from which the ink jet emerges, thereby characterized in that for the stabilization of the trajectory of the ink jet between said device ( 10 ) and the point of impact of the ink jet on the component ( 12 ) a component ( 13 ) is arranged to stabilize the trajectory of the ink jet ( 11 ) in its direction.

2. Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (13) in etwa röhrenförmig ausgebildet ist und von dem Tintenstrahl (11) im wesentlichen zentrisch in axialer Richtung durchsetzt wird.2. Device for the labeling of components according to claim 1, characterized in that the component ( 13 ) is approximately tubular and is penetrated by the ink jet ( 11 ) substantially centrally in the axial direction.

3. Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (13) mindestens im Bereich einer Innenwandung (13a) eine elektrische Ladung aufweist, die gleichsinnig oder entgegengesetzt einer elektrischen Ladung der Tröpfchen des Tintenstrahls (11) ist.3. Device for the labeling of components according to claim 1 or 2, characterized in that the component ( 13 ) at least in the region of an inner wall ( 13 a) has an electrical charge which is in the same direction or opposite to an electrical charge of the droplets of the ink jet ( 11 ) is.

4. Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (13a) des röhrenförmigen Bauelements (13) positiv elektrisch geladen ist und die Tröpfchen des Tintenstrahls (11) negativ elektrisch geladen sind.4. Device for the labeling of components according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner wall ( 13 a) of the tubular component ( 13 ) is positively electrically charged and the droplets of the ink jet ( 11 ) are negatively electrically charged.

5. Vorrichtung für die Beschriftung von Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Tintenstrahls (11) eine Düse (10) ist, die in mindestens zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen (XY-Richtung), vorzugsweise in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen (XYZ-Richtung) beweglich ist. 5. Device for the labeling of components according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device for generating the ink jet ( 11 ) is a nozzle ( 10 ), preferably in at least two mutually perpendicular spatial directions (XY direction) is movable in three mutually perpendicular spatial directions (XYZ direction).

6. Verfahren zur Beschriftung von Bauteilen unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.6. Method for labeling components using a device according to one of claims 1 to 5.

7. Verfahren zur Beschriftung von Bauteilen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (12) eine Fahrzeugkarosserie oder ein Teil davon ist.7. A method for labeling components according to claim 6, characterized in that the component ( 12 ) is a vehicle body or a part thereof.

8. Verfahren zur Beschriftung von Bauteilen nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Austrittsebene der Einrichtung (10) zur Erzeugung des Tintenstrahls schräge oder gewölbte Flächen eines Bauteils (12) beschriftet werden.8. A method for labeling components according to one of claims 6 or 7, characterized in that oblique or curved surfaces of a component ( 12 ) are labeled to the exit plane of the device ( 10 ) for generating the ink jet.

9. Verfahren zur Beschriftung von Bauteilen nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bauteil (12) mittels des Tintenstrahls (11) nach Art eines Gitterrasters angeordnete Markierungen aufgebracht werden.9. A method for labeling components according to one of claims 6 to 8, characterized in that on the component ( 12 ) by means of the ink jet ( 11 ) arranged in the manner of a grid pattern markings are applied.