Die Erfindung betrifft ein Auftragssystem für eine pastöse Masse, insbesondere für einen Klebstoff oder einen Dichtstoff, mit einer eine Auftragsdüse zur Erzeugung eines in eine Massestrahlrichtung gerichteten Massestrahls der pastösen Masse aufweisenden Auftragsvorrichtung und mit einer optischen Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der Massestrahlrichtung.

Solche Auftragssysteme dienen dem Auftrag pastöser Massen, wie beispielsweise Klebstoffen oder Dichtstoffen, auf Werkstücke. Insbesondere werden solche Auftragssysteme verbreitet mit Robotern in der Automobilindustrie eingesetzt. Die Auftragsvorrichtung wird mittels des Roboters beispielsweise entlang einer aufzubringenden Klebenaht bewegt, und der aus der Auftragsdüse austretende Massestrahl wird auf das Werkstück gerichtet. Bei den meisten bekannten Auftragssystemen findet aber keine Überwachung des Auftrags statt, so dass die Werkstücke im Nachhinein einer Qualitätskontrolle unterzogen werden müssen. Dabei ist es möglich, dass Auftragsfehler erst spät erkannt werden, wenn bereits eine Vielzahl von Werkstücken fehlerhaft bearbeitet wurde.

Aus der DE 100 48 749 A1 ist ein Auftragssystem der eingangs genannten Art bekannt, bei dem der aus der Auftragsdüse austretende Massestrahl mittels einer Kameraanordnung aufgezeichnet und die erhaltenen Bilddaten mittels einer Bildauswerteeinheit ausgewertet werden. Mit diesem vorbekannten System ist eine lückenlose Überwachung und Dokumentation des Bearbeitungsvorgangs möglich. Die Anordnung einer oder mehrerer Kameras an der Auftragsdüse ist aber aufwendig und teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Auftragssystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine einfachere Überwachung des Massestrahls und insbesondere der Richtung, in der der Massestrahl aus der Auftragsdüse austritt, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Auftragssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Auslenkung des Massestrahls aus der gewünschten Soll-Massestrahlrichtung dadurch zu überwachen und dem Anwender zeitnah anzuzeigen, dass aus zwei unterschiedlichen Raumrichtungen, welche jeweils von der Soll-Massestrahlrichtung abweichen, jeweils ein Lichtstrahl auf den Massestrahl gerichtet und beobachtet wird. Wird der Massestrahl in unerwünschter Weise zur Seite aus der Soll- Massestrahlrichtung ausgelenkt, so bewegt sich die Auftreffstelle zumindest eines der beiden Lichtstrahlen auf dem Massestrahl, was wiederum beobachtet und ausgewertet werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Auftragsvorrichtung und die Überwachungsvorrichtung fest miteinander verbunden und mittels einer maschinellen Antriebseinrichtung, beispielsweise mittels eines Roboters, gemeinsam beweglich. Eine Überwachung des Massestrahls kann dann kontinuierlich während des gesamten Auftragsprozesses erfolgen. In einigen Anwendungsfällen steht jedoch nicht genug Raum zur Verfügung, um die Überwachungsvorrichtung stets mit der Auftragsvorrichtung mitzuführen. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist daher die Überwachungsvorrichtung ortsfest montiert, während nur die Auftragsvorrichtung mittels einer maschinellen Antriebseinrichtung beweglich ist. Zur Überwachung des Massestrahls ist es dann möglich, die Auftragsvorrichtung regelmäßig zur Überwachungsvorrichtung zu führen und einen Test-Massestrahl aus der Auftragsdüse entweichen zu lassen, dessen Massestrahlrichtung durch die Überwachungsvorrichtung beobachtet und überwacht wird. Weicht sie von der Soll-Massestrahlrichtung ab, so kann die Auftragsvorrichtung nachjustiert werden, bevor mit dem Masseauftrag fortgefahren wird. Das Zuführen der Auftragsvorrichtung zur Überwachungsvorrichtung kann beispielsweise immer zwischen dem Bearbeiten zweier Werkstücke erfolgen, indem die Auftragsvorrichtung in eine die Überwachungsvorrichtung enthaltende ortsfeste Station fährt.

Das erfindungsgemäße Prinzip setzt voraus, dass die Senderichtungen der Lichtstrahlen quer zueinander und jeweils quer zum Massestrahl angeordnet sind. Die höchste Genauigkeit erhält man, wenn die beiden Senderichtungen im Wesentlichen senkrecht zueinander und jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Massestrahlrichtung ausgerichtet sind.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann durch mehrere unterschiedliche Ausführungsbeispiele verwirklicht werden. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist der erste Lichtempfänger für die Beobachtung einer Auftreffstelle des ersten Lichtstrahls auf dem Massestrahl ausgebildet, und der zweite Lichtempfänger ist für die Beobachtung einer Auftreffstelle des zweiten Lichtstrahls auf dem Massestrahl ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass die Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils für die Messung eines Winkels zwischen dem jeweiligen Lichtstrahl und einer durch dessen Auftreffstelle auf dem Massestrahl und einem definierten Messpunkt im oder am zugehörigen Lichtempfänger verlaufenden Linie ausgebildet sind. Die Beobachtung des Massestrahls erfolgt dann nach dem Triangulationsprinzip, wonach sich mindestens einer der gemessenen Winkel ändert, wenn der Massestrahl aus seiner Soll-Massestrahlrichtung ausgelenkt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Lichtsender jeweils gepulstes Licht, insbesondere gepulstes Laserlicht, zur jeweiligen Auftreffstelle auf dem Massestrahl senden und dass die Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils für die Messung der Laufzeit des gepulsten Lichts ausgebildet sind. Gemessen wird die Laufzeit des Lichts vom Lichtsender zur Auftreffstelle auf dem Massestrahl und von dort zum jeweiligen Lichtempfänger. Die Lichtlaufzeit steht in linearer Abhängigkeit von der Entfernung der Auftreffstelle vom Lichtsender und vom Lichtempfänger, so dass sich eine Auslenkung des Massestrahls aus der Soll-Massestrahlrichtung in der Änderung der Lichtlaufzeit mindestens einer der Sende- und Empfangseinrichtungen auswirkt.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weisen die Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils eine Lichtschranke auf und sind für die Messung einer Lichtstrahlunterbrechung durch den Massestrahl ausgebildet. Der erste und der zweite Lichtstrahl können dabei so ausgebildet sein, dass sie am Massestrahl jeweils in jeder Raumrichtung eine Breite aufweisen, die höchstens so groß ist wie die Erstreckung des Massestrahls in dieser Raumrichtung. Die Lichtschranken können dann, ähnlich einem Fadenkreuz, so positioniert werden, dass der Massestrahl sie stets unterbricht, wenn er in der Soll- Massestrahlrichtung verläuft. Sobald der Lichtempfänger einer der Lichtschranken Licht detektiert, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Massestrahl aus seiner Soll-Massestrahlrichtung ausgelenkt worden ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste und der zweite Lichtstrahl jeweils in mindestens einer Raumrichtung eine Breite aufweisen, die größer ist als die Ausdehnung des Massestrahls in dieser Raumrichtung, und dass der zugehörige Lichtempfänger für den Empfang von Licht über die gesamte Breite des betreffenden Lichtstrahls ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, nicht nur die binäre Information„ausgelenkt / nicht ausgelenkt" zu erhalten, sondern zudem den Grad einer eventuellen Auslenkung des Massestrahls zu messen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 a, b, c ein Auftragssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in zwei perspektivischen Ansichten;

Fig. 2a, b, c ein Auftragssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in zwei perspektivischen Ansichten und Fig. 3a, b, c ein Auftragssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in zwei perspektivischen Ansichten.

Das in Fig. 1 a, b, c dargestellte Auftragssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine Auftragsvorrichtung 12 auf, welche mit einer Auftragsdüse 14 ausgestattet ist. Die Auftragsdüse 14 dient dem Auftragen eines Massestrahls 16 eines pastösen Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Werkstück. In der Zeichnung ist der Massestrahl 16 in einer vertikalen Massestrahlrichtung 18 verlaufend dargestellt. Das Auftragssystem 10 weist zudem eine Überwachungsvorrichtung 20 auf, welche eine erste und eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung 22,24 aufweist. Die erste Sende- und Empfangseinrichtung 22 weist einen ersten Lichtsender 26 und einen ersten Lichtempfänger 28 auf. Der erste Lichtsender 26 sendet einen ersten Lichtstrahl 30 in einer senkrecht zur Massestrahlrichtung 18 ausgerichteten ersten Senderichtung 32 in Richtung des Massestrahls 16. Ausgehend vom ersten Lichtsender 26 spreizt sich der erste Lichtstrahl 30 zum Massestrahl 16 hin auf. Die zweite Sende- und Empfangseinrichtung 24 weist einen zweiten Lichtsender 34 und einen zweiten Lichtempfänger 36 auf. Der zweite

Lichtsender 34 sendet einen zweiten Lichtstrahl 38 in einer zweiten Senderichtung 14 auf den Massestrahl 16, welche sowohl im Wesentlichen senkrecht zur Massestrahlrichtung 18 als auch zur ersten Senderichtung 32 ausgerichtet ist. Die beiden Lichtsender 26,34 sind baugleich ausgeführt, so dass sich die beiden Lichtstrahlen 30,38 in ihrer Intensität und Form entsprechen.

Die beiden Lichtempfänger 28,36 beobachten die Auftreffstellen 42a,42b der zugehörigen Lichtstrahlen 30 bzw. 38 auf dem Massestrahl 16 und messen jeweils einen Winkel CM , C(2, der durch den jeweiligen Lichtstrahl 30,38 und eine Linie 44 eingeschlossen wird, die durch die jeweilige Auftreffstelle 42a,42b und einen definierten Messpunkt 46 am oder im zugehörigen Lichtempfänger 28,36 verläuft. Wird der Massestrahl 16 aus der in der Zeichnung dargestelten, senkrecht nach unten verlaufenden Massestrahlrichtung 18 durch unerwünschte äußere Einflüsse oder einen Fehler im Auftragssystem 10 in eine andere Massestrahlrichtung abgelenkt, so ändert sich mindestens einer der Winkel CM , C(2, und eine Auswerteelektronik der Überwachungsvorrichtung 20 detektiert eine Abweichung der Massestrahlrichtung vom Sollwert. Die Überwachungsvorrichtung 20 arbeitet somit nach dem Triangulationsprinzip. Ihre Lichtsender 26,34 sind vorzugsweise Laser.

Das Auftragssystem 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2a, b, c) ist im Wesentlichen identisch aufgebaut wie das Auftragssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es arbeitet jedoch nicht nach dem Triangulationsprinzip, sondern misst die Laufzeit des Lichts, das hier als gepulstes Laserlicht vorliegt. Gemessen wird die Laufzeit der beiden Lichtstrahlen 30,38 vom jeweiligen Lichtsender 26,34 zur jeweiligen Auftreffstelle 42a,42b und zurück zum nicht näher dargestellten Lichtempfänger. Wird der Massestrahl 16 aus der in der Zeichnung dargestellten, senkrecht nach unten verlaufenden Massestrahlrichtung 18 ausgelenkt, so macht sich dies in einer Änderung mindestens einer der von einer der beiden Sende- und Empfangseinrichtungen 22,24 gemessenen Laufzeit bemerkbar.

Auch das Auftragssystem 10" gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 3a, b, c) greift auf wesentliche Prinzipien der ersten Ausführungsbeispiele zurück, so dass auch hier gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Anders als bei den ersten Ausführungsbeispielen wird jedoch nicht der Abstand der jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtung 22,24 zu den Auftreffstellen 42a,42b der Lichtstrahlen 30,38 auf dem Massestrahl 16 gemessen, sondern die Sende- und Empfangseinrichtungen 22,24 weisen jeweils eine Balkenlichtschranke 48,50 auf. Dabei weist eine erste Balkenlichtschranke 48 den ersten Lichtsender 26 und den ersten Lichtempfänger 28 auf, während eine zweite Balkenlichtschranke 50 den zweiten Lichtsender 34 und den zweiten Lichtempfänger 36 aufweist. Die beiden Lichtstrahlen 30,38 sind wiederum senkrecht zueinander und senkrecht zum Massestrahl 16 ausgerichtet und auf diesen fokussiert und zueinander um eine geringe Höhendifferenz versetzt, so dass sie in Draufsicht ein Fadenkreuz bilden und bei der in der Zeichnung dargestellten senkrecht nach unten weisenden Massestrahlrichtung 18 beide vom Massestrahl 16 unterbrochen werden. Ihr Querschnitt ist jeweils geringer als der Querschnitt des Massestrahls 16, so dass bei einer hinreichend großen Auslenkung des Massestrahls 16 aus der in der Zeichnung dargestellten senkrecht nach unten weisenden Massestrahlrichtung 18 zumindest die Unterbrechung eines der Lichtstrahlen 30,38 aufgehoben wird, so dass der zugehörige Lichtempfänger 28,36 Licht empfängt und dieses Signal an die Auswerteeinrichtung übermittelt.

In den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind die Auftragsvorrichtung 12 und die Überwachungsvorrichtung 20 jeweils fest miteinander verbunden. Es ist jedoch auch möglich, die Auftragsvorrichtung 12 losgelöst von der Überwachungsvorrichtung 20 während des Auftragsvorgangs zu bewegen und sie lediglich zur Überprüfung der Ausrichtung des Massestrahls 16 in die in der Zeichnung dargestellten Position bezüglich der Überwachungsvorrichtung 20 zu verfahren. Zudem ist es möglich, mehr als zwei Sende- und Empfangseinrichtungen vorzusehen, deren Senderichtungen jeweils quer zueinander und quer zur Massestrahlrichtung 18 ausgerichtet sind. Schließlich ist die Ausrichtung der Senderichtungen 32,40 in den gezeigten Ausführungsbeispielen senkrecht zueinander und senkrecht zur Massestrahlrichtung 18 nicht zwingend. Die Senderichtungen 32,40 können vielmehr miteinander und mit der Massestrahlrichtung 18 auch verschiedene spitze Winkel einschließen.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Auftragssystem 10,10',10" für eine pastöse Masse, insbesondere für einen Klebstoff oder einen Dichtstoff, mit einer eine Auftragsdüse 14 zur Erzeugung eines in eine Massestrahlrichtung 18 gerichteten Massestrahls 16 der pastö- sen Masse aufweisenden Auftragsvorrichtung 12 und mit einer optischen Überwachungsvorrichtung 20 zur Überwachung der Massestrahlrichtung 18. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Überwachungsvorrichtung 20 mindestens zwei Sende- und Empfangseinrichtungen 22,24 für Licht aufweist, von denen eine erste 22 einen einen ersten Lichtstrahl 30 in einer ersten, quer zur Massestrahlrichtung 18 ausgerichteten Senderichtung 32 aussendenden ersten Lichtsender 26 und einen ersten Lichtempfänger 28 zur Beobachtung des ersten Lichtstrahls 30 und eine zweite 24 einen einen zweiten Lichtstrahl 38 in einer quer zur Massestrahlrichtung 18 und quer zur ersten Senderichtung 32 ausgerichteten zweiten Senderichtung 40 aussendenden zweiten Lichtsender 34 und einen zweiten Lichtempfänger 36 zur Beobachtung des zweiten Lichtstrahls 38 aufweist.

Bezugszeichenliste

10.10M 0" Auftragssystem

12 Auftragsvorrichtung

14 Auftragsdüse

16 Massestrahl

18 Massestrahlrichtung

20 Überwachungsvorrichtung

22,24 Sende- und Empfangseinrichtung

26,34 Lichtsender

28,36 Lichtempfänger

30,38 Lichtstrahl

32,40 Senderichtung

42a,42b Auftreffstelle

44 Linie

46 Messpunkt

48,50 Lichtschranke