Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur nach den Gegenständen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12 hierfür.

Hintergrund der Erfindung

Für die geometrische Bestimmung einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur ist bislang eine projizierte gerade Laserlinie verwendet worden, welche von einer Kamera aufgenommen und überprüft wird. Dabei verläuft die Laserlinie im Wesentlichen senkrecht zum Verlauf der aufgebrachten Klebstoffspur und dabei wird die Laserlinie durch das Profil des aufgebrachten Klebstoffs geometrisch entsprechend verändert. Diese geometrische Veränderung der projizierten Laserlinie ist jedoch einerseits aufgrund der geringen Streuung nur teilweise bzw. qualitativ schlecht erfassbar.

Darüber hinaus ist die Laserlinie nur einige Zehntel Millimeter breit, so dass auch bei hoher Taktung der Aufnahmefrequenz der Kamera jeweils gemäß der Taktzeit ein bestimmter Querschnitt der aufgebrachten Klebstoffspur inspiziert wird und bis zur nächsten Überprüfung der aufgebrachten Klebstoffspur gemäß der projizierten Laserlinie ein entsprechender Versatz entsteht.

Des Weiteren muss der Sensor bzw. die Kamera, welche in Vorlaufrichtung hinter der Linienoptik für die Laserlinie angeordnet ist, bei der bekannten geraden Laserlinienprojektion entsprechend mitbewegt werden, um stets die Überwachung der Laserlinie vornehmen zu können. Aufgrund des Nachführens des Sensors kommt es bei den bekannten Systemen zu einem Kabelsalat, wenn die Linienoptik für die Laserlinie und der dahinter angebrachte Sensor bei entsprechend kurvigem Verlauf der Klebstoffspur gegenüber dem Roboterarm bewegt bzw. verdreht werden müssen.

Ferner wurde erkannt, dass gegenseitige Störungen der verschiedenen Kameras bei der Erfassung der Bilddaten auftreten. Weiterhin kann eine geringe Streuung der Klebespur als Nachteil angeführt werden, daher erfolgt bei klassischen Triangulationswinkeln und klassischen Laserwellenlängen eine Reflexion mit zu geringer Lichtintensität in Richtung der Kamera sowie eine Abschattung von Teilen der Klebespur. Daraus wiederum resultieren schlecht auszuwertende Bilder. Ferner bedingt die aus dem Stand der Technik bekannte Bilderfassung einen hohen Rechenaufwand der Bildauswerteeinheit und daraus resultierende langsame Aufnahmegeschwindigkeiten oder hohe Hardwarekosten, da eine Vielzahl von Kamerabildern parallel verarbeitet werden müssen, obwohl meist nur in einem Kamerabild die Klebstoffspur zu sehen ist und damit nur in diesem Bild relevante Daten gewonnen werden können. Zudem stoßen die Bandbreiten gängiger Schnittstellen an Ihre Grenzen. Weiterhin gestaltet sich das Auffinden der Klebespur im Kamerabild zum Teil schwierig. Oftmals sind aufwendige Einlernvorgänge bzgl. eines Musterteils notwendig.

Folglich ist eine kontinuierliche Überwachung der Klebstoffspur mit hoher Qualität mittels einer geraden Laserlinie insbesondere bei einem kurvigen Verlauf der Klebstoffspur nur bedingt möglich.

Ferner hat es sich herausgestellt, dass ein Anordnen eines Leuchtmittelpaares aufgrund der mechanischen Ausrichtung zueinander problematisch sein kann.

Aufgabe der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur, vorzugsweise einer/eines Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder Schweißnaht, mit einer verbesserten Erfassung der Geometrie und/oder des Verlaufs der aufgebrachten Struktur und/oder eine Vereinfachung oder Beschleunigung der Erzeugung und Überwachung sowie ein entsprechendes Verfahren hierzu zu schaffen.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch gemäß dem Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung bezieht sich dabei auf eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaum profils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei bevorzugt mindestens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Leuchtmittelpaare auf, wobei jedes Leuchtmittelpaar ein erstes und ein zweites Leuchtmittel umfasst, und wobei jedes Leuchtmittel Licht auf das Substrat derart projiziert, dass das erste Leuchtmittel einen ersten Laserstrahl aussendet und das zweite Leuchtmittel einen zweiten Laserstrahl aussendet, welcher gegenüber dem ersten Laserstrahl um 0,01 bis 0,4 Millisekunden zeitlich versetzt ist.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da die Leuchtmitteleinheiten der

Beleuchtungseinrichtung, vorzugsweise Laser, bevorzugt so ausgerichtet sind, dass das Licht mindestens senkrecht auf das Substrat, besser schräg auf die Seiten der Klebespur trifft. Dies kann vorzugsweise als LED-Reihe oder Laserpaar ausgeführt sein. Die LED-Reihe oder das Laserpaar bildet auf dem Messobjekt eine gemeinsame Linie. Durch die senkrechte, besser schräge Einstrahlung des Lichts auf die Seiten der aufgebrachten Struktur, insbesondere Klebespur, kommt von dieser entlang der ganzen Geometrie des Querschnitts der aufgebrachten Struktur, insbesondere Klebespur, Licht zurück und es kommt zu keiner Abschattung. Daraus resultiert ein gutes, kontrastreiches Bild der Kamera, welches von der

Bildauswerteeinheit gut verarbeitet werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, dass jedes Leuchmittelpaar ein erstes und zweites Leuchtmittel aufweist, wobei der erste Laserstrahl um 0,01 bis 0,4 Millisekunden gegenüber dem zweiten Laserstrahl zeitlich versetzt ausgesendet wird, da es durch den zeitlichen Versatz zu keiner gegenseitigen Beeinflussung des Laserstrahls des ersten Leuchtmittels und des zweiten Leuchtmittels bei der Bildaufnahme durch die entsprechend zugeordnete Kamera kommt, wobei eine exakte mechanische Ausrichtung der Leuchtmittel zueinander entfällt. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass die sich durch das erste und zweite Leuchtmittel ergebende gemeinsame Laserlinie nicht gegenseitig negativ beeinflußt wird, wobei nur geringfügige Abweichungen durch den zeitlichen Versatz entstehen, welche mit Hilfe einer entsprechenden Bildauswertesoftware kompensiert werden können.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibungsteile.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kameras im Wesentlichen orthogonal auf das Substrat ausgerichtet und in Umfangsrichtung um die Auftragseinrichtung angeordnet sind, und wobei die Kameras näher an der Auftragseinrichtung angeordnet sind, als die zu der entsprechenden Kamera (131 ) zugeordneten Leuchtmittelpaare.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an dem ersten Leuchtmittel ein zugeordneter Um lenkspiegel und an dem zweiten Leuchtmittel ein zugeordneter Umlenkspiegel vorgesehen, wobei die Umlenkspiegel im Wesentlichen derart ausgerichtet sind, dass sich aus dem ersten Laserstrahl und zweiten Laserstrahl eine gemeinsame Laserlinie auf dem Substrat bildet.

Ferner sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Vielzahl von LED- Dioden konzentrisch um die Auftragseinrichtung angeordnet, welche eine Flächenbeleuchtungseinrichtung bilden, in welche die Kameras integriert sind, und wobei die Leuchtmittelpaare unmittelbar die Flächenbeleuchtungseinrichtung angrenzen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schneiden sich Ebenenanteile, in den sich das Licht jeweils benachbarter Leuchtmittel paare erstreckt, wobei eine Ansteuerungseinrichtung zum zeitversetzten Ansteuern der benachbarten Leuchtmittelpaare vorgesehen ist, um eine zeitversetzte Beleuchtung des Substrats und/oder der aufzubringenden Struktur mittels der Leuchtmittelpaare zu bewirken. Zusätzlich oder alternativ ist jeder Leuchtmitteleinheit mindestens eine Kamera zugeordnet, wobei die Kamera in einem Triangulationswinkel von weniger als 30°, insbesondere von weniger als 25°, ausgerichtet ist, wobei sich der Triangulationswinkel in Abhängigkeit von einer Reflektionscharakteristik der aufzubringenden Struktur eingestellt ist.

Weiterhin wird die zuvor genannte Aufgabe gemäß einer Ausführungsform durch eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaum profils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht gelöst. Erfindungsgemäß weist diese Vorrichtung bevorzugt mindestens auf: Eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Erfindungsgemäß umfasst die Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Leuchtmitteleinheiten, wobei jede Leuchtmitteleinheit Licht in einer Ebene auf das Substrat projiziert, wobei jeder Leuchtmitteleinheit mindestens eine Kamera zugeordnet ist, wobei die Kamera in einem Triangulationswinkel von weniger als 30° ausgerichtet ist, wobei sich der Triangulationswinkel in Abhängigkeit von einer Reflektionscharakteristik der aufzubringenden Struktur eingestellt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein auf die Reflektionscharakteristik der Klebespur ausgelegter Triangulationswinkel, der kleiner ist als der übliche Triangulationswinkel von 30°, bevorzugt kleiner als 28°, bevorzugt kleiner als 25° eingestellt. Dies ist vorteilhaft, da gegenüber einem größeren Triangulationswinkel mehr Licht von der Klebstoffspur Richtung Kamera reflektiert wird. Bevorzugt ist der Triangulationswinkel größer als 8°, bevorzugt größer als 10° und besonders bevorzugt größer als 15°, da ansonsten die Messgenauigkeit zu gering wird. Die Anpassung an die Reflektionscharakteristik definiert eine Anpassung an definierte Parameter der Klebespur, insbesondere den Grad der Spiegelung bzw. Reflexion von Licht. Der Grad der Spiegelung bzw. der Reflexion entspricht dabei dem einer frischen Klebespur, wobei frisch hierbei als weniger als 20 Sek, insbesondere weniger als 10 Sek oder weniger als 5 Sek oder weniger als 2 Sek oder weniger als 1 Sek, nach der Aufbringung der Klebespur auf eine Oberfläche definiert ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Grad der Spiegelung bzw. der Reflexion einer feuchten Klebespur entsprechen, wobei die Klebespur gegenüber dem Moment der Aufbringung auf eine Oberfläche noch mindestens 50% und bevorzugt noch mindestens 70% oder noch mindestens 80% oder noch mindestens 90% oder noch mindestens 95% an Feuchtigkeit aufweist. Die Anpassung an die Reflektionscharakteristik kann zusätzlich oder alternativ eine Anpassung der Beleuchtungswellenlänge darstellen. Bevorzugt ist die Beleuchtungswellenlänge derart gewählt, dass für alle üblichen Klebstofffarben hohe Reflektionskoeffizienten vorliegen, insbesondere ein Reflektionskoeffizient von mindestens 10%, und bevorzugt von mindestens 20% oder von mindestens 25%. Bevorzugt wird dabei Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 630nm, insbesondere von weniger als 550nm oder von weniger als 500nm oder von weniger als 450nm oder von weniger als 420nm mittels der Lichtquelle ausgestrahlt. Dies ist höchst vorteilhaft, da es dazu führt, dass mehr Licht im Kamerabild vorhanden ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schneiden sich Ebenenanteile, in denen sich das Licht jeweils benachbarter Leuchtmitteleinheiten erstreckt, wobei eine Ansteuerungseinrichtung zum zeitversetzten Ansteuern der benachbarten Leuchtmitteleinheiten vorgesehen ist, um eine zeitversetzte Beleuchtung des Substrats und/oder der aufzubringenden Struktur mittels der Leuchtmitteleinheiten zu bewirken und/oder die Leuchtmitteleinheiten sind als mindestens zwei Leuchtmittelpaare ausgebildet, wobei die Leuchtmittel des Leuchtmittelpaars, insbesondere des jeweiligen Leuchtmittels, Licht in derselben Ebene auf das Substrat projizieren.

Ferner wird die zuvor genannte Aufgabe gemäß einer Ausführungsform durch eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht, gelöst. Die weitere Vorrichtung umfasst dabei bevorzugt mindestens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Erfindungsgemäß umfasst die Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Leuchtmitteleinheiten, wobei jede Leuchtmitteleinheit Licht in einer Ebene auf das Substrat projiziert, wobei sich Ebenenanteile, in denen sich das Licht jeweils benachbarter Leuchtmitteleinheit erstreckt, schneiden, wobei eine Ansteuerungseinrichtung zum zeitversetzten Ansteuern der benachbarten Leuchtmitteleinheit vorgesehen ist, um eine zeitversetzte Beleuchtung des Substrats und/oder der aufzubringenden Struktur mittels der Leuchtmitteleinheit zu bewirken.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung eine mit den Kameras gekoppelte (funktional bzw. elektrisch; körperliche/mechanische Kopplung nicht erforderlich) Beleuchtungseinrichtung aufweist. Dies führt dazu, dass die Beleuchtungseinrichtung so betrieben werden kann, dass immer nur der für die aktuelle Bildaufnahme relevante Teil der Beleuchtungseinrichtung aktiv ist. Es können somit beim Vorhandensein mehrerer Leuchtmitteleinheiten stets genau die betrieben, insbesondere gepulst, werden, die auch tatsächlich zur Erfassung benötigt wird/werden. Da nicht alle Leuchtmitteleinheiten und Kameraeinrichtung stets nacheinander betätigt werden, kann die jeweilige Leuchtmitteleinheit mit zugeordneter Kameraeinheit deutlich schneller hintereinander betätigt werden. Durch diese Pulsung resultiert eine fehlerfreiere Bildaufnahme, da benachbarte Anteile der Beleuchtungseinrichtung die Bildaufnahme der Kamera nicht beeinflussen.

Jeder Leuchtmitteleinheit ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine Kamera zugeordnet, wobei die Kamera in einem Triangulationswinkel von weniger als 30° gegenüber der Richtung des von dem jeweiligen Leuchtmittel ausgestrahlten Licht ausgerichtet ist, wobei sich der

Triangulationswinkel in Abhängigkeit von einer Reflektionscharakteristik der aufzubringenden Struktur eingestellt ist und/oder die Leuchtmitteleinheiten als mindestens zwei Leuchtmittelpaare ausgebildet sind, wobei die Leuchtmittel des Leuchtmittelpaars, insbesondere des jeweiligen Leuchtmittels Licht in derselben Ebene auf das Substrat projizieren.

Mindestens drei, insbesondere sechs oder mehr als sechs, Leuchtmittelpaare sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen und die durch die Leuchtmittelpaare erzeugten Ebenen bilden in ihrer Gesamtheit eine umlaufende Form, insbesondere eine Polygonform, aus. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da selbst bei einem beliebigen Verlauf der aufgebrachten Struktur eine schnelle Erfassung der Form der aufgebrachten Struktur bei einer hohen Erfassungsqualität bewirkbar ist.

Die jeweilige auf das Substrat projizierte Lichtbahn bildet gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf dem Substrat eine geradlinige Form aus. Bevorzugt beschreibt die Gesamtheit der projizierten Lichtbahnen eine mehreckige Form, insbesondere mit mindestens oder genau 3

Ecken oder mit mindestens oder genau 4 Ecken oder mit mindestens oder genau 5

Ecken oder mit mindestens oder genau 6 Ecken oder mit mindestens oder genau 7

Ecken oder mit mindestens oder genau 8 Ecken oder mit mindestens oder genau 9

Ecken oder mit mindestens oder genau 10 Ecken. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die beschriebene Form mit der Zunahm der Ecken sich trotz gerader Anteile der Form eines Kreises annähert. Es können somit die zur Erfassung sehr gut geeigneten, jedoch eine gerade Linie projizierenden Leuchtmittel, insbesondere Laser oder LEDs, verwendet werden.

Die Leuchtmittelpaare weisen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils zwei zueinander geneigt ausgerichtete Laser auf. Bevorzugt ist jeder Laser dabei zum emittieren von Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 630nm, insbesondere von weniger als 550nm, konfiguriert.

Die Laser eines Leuchtmittelpaares sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Winkel von weniger als 90°, insbesondere von weniger als 45° zueinander geneigt ausgerichtet, wobei die Laser betragsmäßig im gleichen Winkel gegenüber dem Substrat und/oder einer sich orthogonal zur Oberfläche des Substrats erstreckenden Richtung ausgerichtet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bildauswerteeinrichtung zum Verarbeiten von Bewegungsdaten einer Bewegungseinrichtung ausgestaltet, wobei die Bewegungsdaten zumindest Lokalisationsdaten des Orts umfassen, an dem die Struktur aufgebracht ist, wobei mittels mehrerer Kameras die Kontur der aufgebrachten Struktur erfasst wird, wobei jedes von einer Kamera erzeugte Bild mit Daten zum Erfassungszeitpunkt und zur Kamera mittels der es erfasst wurde aufweist, insbesondere die Ortskoordinaten und/oder Ausrichtung der Kamera, wobei die Bildauswerteeinheit in Abhängigkeit von den Bewegungsdaten ein Bild aus den erfassten Bildern auswählt und analysiert, wobei die durch die optische Erfassung erzeugten Bilddaten mittels einer Auswerteeinrichtung, insbesondere der Bildauswerteeinheit, hinsichtlich Eigenschaften der Struktur auswertbar sind und zur Modifikation eines oder mehrere Betriebsparameter der Bildauswerteeinheit und/oder der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Bewegungseinrichtung und/oder der Auftragseinrichtung verwendbar sind und/oder wobei die Bewegungsdaten neben den Lokalisationsdaten Zielbereichseigenschaftsdaten, insbesondere die Oberflächenform und/oder Oberflächenfarbe des Substrats, umfassen, wobei die Zielbereichseigenschaftsdaten zur Modifikation eines oder mehrere Betriebsparameter der Bildauswerteeinheit und/oder der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Bewegungseinrichtung und/oder der Auftragseinrichtung verwendbar sind und/oder wobei die durch die Kamera erfassten Bilddaten in Abhängigkeit von den Bewegungsdaten auf einen vorbestimmten Datenbereich begrenzt werden, wobei der vorbestimmte Datenbereich einen Ausschnitt aus dem erzeugten Bild repräsentiert.

Die zuvor genannte Aufgabe wird ferner durch eine weitere Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaum profils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht gelöst. Die weitere Vorrichtung umfasst dabei bevorzugt mindestens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online- Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Leuchtmittelpaare auf, wobei jedes Leuchtmittelpaar ein erstes und ein zweites Leuchtmittel umfasst, und wobei jedes Leuchtmittel Licht auf das Substrat derart projiziert, dass das erste Leuchtmittel einen ersten Laserstrahl aussendet und das zweite Leuchtmittel einen zweiten Laserstrahl aussendet, welcher gegenüber dem ersten Laserstrahl um 0,01 bis 0,4 Millisekunden zeitlich versetzt ist.

Ferner ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, wobei durch die Steuerungseinrichtung Bewegungsdaten einer Bewegungserfassungseinrichtung, insbesondere einer Robotik und/oder einer 3D Sensorik, empfangbar und auswertbar sind, wobei die Bewegungsdaten eine Relativbewegung zwischen der Auftragseinrichtung und dem Substrat beschreiben, und wobei mittels der

Steuerungseinrichtung anhand der Bewegungsdaten ein Behandlungsbereich des Substrats in dem die Struktur aufzubringen ist vor der Aufbringung der Struktur bestimmbar ist.

Dies führt dazu, dass die Beleuchtungseinrichtung so betrieben werden kann, dass immer nur der für die aktuelle Bildaufnahme relevante Teil der

Beleuchtungseinrichtung aktiv ist. Es können somit beim Vorhandensein mehrerer Leuchtmitteleinheiten stets genau die betrieben, insbesondere gepulst, werden, die auch tatsächlich zur Erfassung benötigt wird/werden. Da nicht alle Leuchtmitteleinheiten und Kameraeinrichtung stets nacheinander betätigt werden, kann die jeweilige Leuchtmitteleinheit mit zugeordneter Kameraeinheit deutlich schneller hintereinander betätigt werden. Durch diese Pulsung resultiert eine fehlerfreiere Bildaufnahme, da benachbarte Anteile der Beleuchtungseinrichtung die Bildaufnahme der Kamera nicht beeinflussen. Da nur das Bild der jeweils relevanten Kamera zur Bildauswertung herangezogen wird, muss auch nur dieses zur Bildauswerteeinheit übertragen werden. Dadurch können gängige Schnittstellen sowie deren Geschwindigkeiten besser ausgenutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mittels der Steuerungseinrichtung mindestens eine Kamera derart ansteuerbar, dass der Behandlungsbereich vor der Aufbringung der Struktur erfasst wird. Da die zu erwartende Lage der Klebespur bekannt ist ergibt sich ein weiterer signifikanter Vorteil gegenüber dem Stand der Technik: Die korrekte Klebespur muss nicht mehr durch ein aufwendiges Einiernen eines Musterteils festgelegt werden, sondern ist durch die Kommunikation mit Robotik und/oder Klebesteuerung als Vorwissen vorhanden.

Mittels der Bildauswerteeinheit wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Behandlungsbereich vor der Aufbringung der Struktur und nach der Aufbringung der Struktur verglichen. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da eine gleichzeitige Betrachtung des Strukturauftrags, insbesondere des Kleber- bzw. Dichtmittelauftrages, und des unbearbeiteten Substrates, gegeben durch separate Auswertung der gegenüberliegenden Kameras, eine genaue Extraktion/Gewinnung des geometrischen Models des aufgetragenen Materials ermöglicht. Basierend auf dem extrahierten Model kann dann bevorzugt eine hochpräzise Vermessung und Erfassung der aufgebrachten Struktur, insbesondere der Kleber- bzw. Dichtmittelspur, erfolgen.

Zusätzlich oder alternativ ist die Bewegungserfassungseinrichtung funktional mit der Auftragseinrichtung gekoppelt, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und der Auftragseinrichtung durch die Bewegungserfassungseinrichtung erfassbar ist.

Zusätzlich oder alternativ ist die Bewegungserfassungseinrichtung eine 3DSensorik oder ist bzw. entspricht eine einer Robotik, insbesondere einem Mehrachssystem, zugehörige Einrichtung zum Vorgeben definierter Verfahrbewegungen zwischen dem Substrat und der Auftragseinrichtung. Durch Kommunikation mit der Robotik und/oder weitere, insbesondere externe, 3D Sensorik wird der Ort der Auftragseinrichtung, insbesondere der Klebedüse, und mit entsprechender Kalibrierung damit die Trajektorie der aufgebrachten Struktur, insbesondere der Klebespur, nachverfolgt. Aufgrund dieses Vorwissens ist erstens klar, welches Kamerabild die relevanten Informationen enthält. Zweitens ist das Auffinden der aufgebrachten Struktur, insbesondere der Klebespur, im jeweiligen Kamerabild leichter, da nicht nur das relevante Kamerabild, sondern auch die zu erwartende Lage der aufgebrachten Struktur, insbesondere Klebespur, im Bild bekannt ist.

Somit können durch eine intelligente Programmierung der Bildauswerteeinheit eine Vielzahl an aus dem Stand der Technik bekannten Nachteilen ausgeräumt werden.

Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht gelöst. Das Verfahren umfasst bevorzugt mindestens folgende Schritte: Bereitstellen einer Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufzubringenden Struktur, einer Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, von zumindest zwei Kameras zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur, welche mit den Kameras verbunden ist, Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen von der Beleuchtungseinrichtung, wobei die eine oder mehreren Lichtbahnen zumindest teilweise um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert wird oder projiziert werden, wobei jedes von einer Kamera erzeugte Bild mit Daten zum Erfassungszeitpunkt und zur Kamera, mittels der es erfasst wurde, aufweist, insbesondere die Ortskoordinaten und/oder Ausrichtung der Kamera, wobei die Bildauswerteeinheit in Abhängigkeit von den Bewegungsdaten ein Bild aus den erfassten Bildern auswählt und analysiert, wobei die durch die Kamera erzeugten Bilddaten mittels einer Auswerteeinrichtung, insbesondere der Bildauswerteeinheit, hinsichtlich Eigenschaften der aufgebrachten Struktur auswertbar sind und zur Modifikation eines oder mehrere Betriebsparameter der Bildauswerteeinheit und/oder der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Bewegungseinrichtung und/oder der Auftragseinrichtung verwendbar sind und/oder wobei die Bewegungsdaten neben den Lokalisationsdaten Zielbereichseigenschaftsdaten, insbesondere die Oberflächenform und/oder Oberflächenfarbe des Substrats, umfassen, wobei die Zielbereichseigenschaftsdaten zur Modifikation eines oder mehrere Betriebsparameter der Bildauswerteeinheit und/oder der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Bewegungseinrichtung und/oder der Auftragseinrichtung verwendbar sind und/oder wobei die durch die Kamera erfassten Bilddaten in Abhängigkeit von den Bewegungsdaten auf einen vorbestimmten Datenbereich begrenzt werden, wobei der vorbestimmte Datenbereich einen Ausschnitt aus dem erzeugten Bild repräsentiert,

Erfassen der projizierten einen oder mehreren Lichtbahnen im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der auf projizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat.

Zusätzlich oder alternativ liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, dass zumindest eine bevorzugt umlaufende Lichtbahn um die Auftragseinrichtung herum während des Aufbringens der Auftragsstruktur projiziert wird. Die zumindest eine aufprojizierte umlaufende Lichtbahn ermöglicht es, dass unabhängig von dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung und beispielsweise einer Auftragsdüse die aufgebrachte Struktur in einem Winkel von 360° überwacht werden kann, d.h., dass die umlaufende Lichtbahn einen vollständigen Inspektionsbereich rund um die Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse ermöglicht, was man als Rundumblick bezeichnen kann. Hierzu erfassen die zumindest zwei Kameras die Veränderungen der auf projizierten umlaufenden Lichtbahn und die an die Kameras angeschlossene Bildauswerteeinheit kann daraus die geometrischen Abmessungen der aufgebrachten Struktur errechnen. Insbesondere können so in einfacher und exakter Art und Weise die Breite, die Höhe, das Volumen und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat ermittelt werden. Für die Überwachung der aufgebrachten Struktur sind mindestens zwei Kameras erforderlich, um mit zumindest einer Kamera stets eine Teilfläche des Inspektionsbereichs bzw. der aufgebrachten Struktur zu ermitteln, da ggf. eine Teilfläche von der Auftragsdüse für eine andere Kamera verdeckt sein kann. Daher sind die beiden Kameras einander gegenüberliegend und versetzt an der Auftragseinrichtung bzw. Auftragsdüse angebracht. Insbesondere trifft die umlaufende Lichtbahn auf die aufgebrachte Struktur, wobei die Kameras aus einer Beobachtungsposition, welche einen zur Lichtbahn unterschiedlichen Blickwinkel aufweist, die Deformation der Lichtbahn anhand der aufgebrachten Struktur erfasst und mittels geeigneter Berechnungsverfahren ermitteln kann. Durch den Vorschub der Auftrags- und Überwachungseinrichtung gegenüber dem Substrat oder durch den Vorschub des Substrats gegenüber der Auftrags- und Überwachungseinrichtung kann dabei die aufgebrachte Struktur dreidimensional durch die online-Überwachung erfasst werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung bevorzugt mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur auf, welche mit den Kameras verbunden ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur, und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat.

Somit kann gemäß der Erfindung beispielsweise eine Klebstoffspur aufgebracht und online überwacht werden, wobei die Klebstoffspur unabhängig von der Fahrtrichtung mit einem 360°-lnspektionsbereich rund um die Auftragsdüse erfasst werden kann. Dadurch muss der Sensor bzw. die Kameras nicht mehr nachgeführt werden, so dass ein Verdrehen bzw. ein Kabelsalat zwischen dem Sensor und der Auftragseinrichtung vermieden wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist es vorteilhaft, wenn die Auftragseinrichtung eine Auftragsdüse aufweist, um welche ein Sensorkopf mit den beiden Kameras und der Beleuchtungseinrichtung angebracht ist, wobei die Auftragsdüse fest oder drehbar mit dem Sensorkopf verbunden ist. Falls die Auftragsdüse drehbar mit dem Sensorkopf verbunden ist, so können die an dem Sensorkopf seitlich versetzt zur Auftragsdüse angebrachten Kameras jeden Bereich der umlaufenden Lichtbahn überwachen, da zumindest eine der beiden Kameras jeden Punkt der umlaufenden Lichtbahn unabhängig von dem Verfahrweg überwachen kann. Dies gilt natürlich auch bei einer fest an dem Sensorkopf angeordneten Auftragsdüse, da keine Relativbewegung zwischen den Kameras und der Auftragsdüse vorliegt.

Bevorzugt sind die beiden Kameras derart einander gegenüberliegend an der Auftragseinrichtung angebracht, dass beide Kameras zumindest einen Teil der aufgebrachten Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen erfassen oder dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur im Schnittbereich mit der oder den umlaufenden Lichtbahnen vollständig umfasst. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die aufgebrachte Struktur unabhängig von dem Verfahrweg der Auftragseinrichtung zu jederzeit überwachen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Kameras derart seitlich an der Auftragsdüse angebracht, dass der Schnittbereich der umlaufenden Lichtbahn mit der aufgebrachten Struktur jeweils von der ersten und zweiten Kamera derart überwacht wird, dass die erste Kamera eine Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur und die zweite Kamera die gegenüberliegende Seitenansicht des Schnittbereichs zwischen der umlaufenden Lichtbahn und der aufgebrachten Struktur erfasst.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Strahlengang der Kameras stets auf die umlaufende Lichtbahn ausgerichtet ist, wobei insbesondere ein seitlich an den Kameras versetzter Spiegel derart vorgesehen ist, dass der Einfallswinkel des Strahlengangs der Kameras auf die umlaufende Lichtbahn verändert wird. Somit kann die aufgebrachte Struktur auch aus einem günstigeren flachen Winkel überwacht werden, wobei die Dimension der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert wird bzw. die Kameras nur einen geringen Abstand zu der Auftragseinrichtung aufweisen. Als Folge davon ist der Durchmesser des dadurch gebildeten Sensorkopfs gering, wodurch auch komplexe Bauteile mit einer Auftragsstruktur versehen und im online Verfahren überwacht werden können, ohne dass der Sensorkopf mit dem Substrat bzw. Bauteil in Konflikt gerät.

Wenn die Beleuchtungseinrichtung die eine oder mehreren Lichtbahnen in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Lichtrings um das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert, so kann die Ermittlung der geometrischen Abmessungen und des Verlaufs der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit besonders einfach berechnet werden.

Wenn der im wesentlichen kreisförmige Lichtring eine derartige Breite aufweist, dass der Lichtring einen definierten Innen- und Außendurchmesser aufweist, so können insbesondere die Schnittpunkte der Kante des Innendurchmessers und der aufgebrachten Struktur und auch die Schnittpunkte der Kante des Außendurchmessers und der aufgebrachten Struktur für die Überwachung verwendet werden. Dadurch können die geometrischen Abmessungen und der Verlauf der aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur genauer berechnet und erfasst werden, da jeweils die Schnittpunkte des Innendurchmessers und des Außendurchmessers bei einer Bildauswertung verwendet werden können und somit zweifach vorhanden sind. Dies führt somit zu einer höheren Abtastfrequenz aufgrund der Abtastung der Kanten des Innen- und des Außendurchmessers des Lichtrings. Darüber hinaus wird durch die Abtastung der beiden Kanten des Innen- und Außendurchmessers die Redundanz erhöht, da für den Fall, dass entweder die Kante des Innendurchmessers oder des Außendurchmessers aus irgendeinem Grund nicht abgetastet werden kann, stets noch die zweite Kante abgetastet werden kann und somit eine Überwachung der aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur ermöglicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sendet die Beleuchtungseinrichtung kegelform artig eine kreisringförmige, umlaufende Lichtbahn unter Bildung eines Lichtkegels auf das Substrat aus. Der kegelförmige Verlauf der umlaufenden Lichtbahn ermöglicht auch die Erfassung von im Profil ungünstigen Auftragsstrukturen, wie beispielsweise bei balligen Profilen, bei denen der Fußpunkt, d.h. der Übergang zwischen der Auftragsstruktur und dem Substrat bei einem geraden Lichteinfall nicht beleuchtet werden würde. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Kegelform in Richtung des Substrats konvergierend bzw. verjüngend. Dies ermöglicht es, dass auch bei einer größeren Dimension der Beleuchtungseinrichtung die umlaufende Lichtbahn oder der umlaufende Lichtring mit einem geringen Radius um die Auftragsdüse verläuft. Somit kann durch den eng anliegenden Lichtring bzw. die eng anliegende Lichtbahn die aufgebrachte Struktur in unmittelbarer Nähe der Auftragsdüse erfasst werden, so dass die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen überwacht werden kann. Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass dabei insbesondere bei einer starken Krümmung des Verlaufs der Klebstoffspur bzw. der aufgebrachten Struktur stets jeder Bereich der aufgebrachten Struktur ohne Unterbrechung im online-Verfahren erfasst werden kann. Als weiterer Vorteil kann dadurch auch eine geeignete Regelung insbesondere der aufgebrachten Menge bzw. der Dosiermenge der Auftragsdüse erzielt werden, wenn die Bildauswerteeinheit eine Höhe und/oder Breite und/oder ein Volumen der aufgebrachten Struktur errechnet, welche außerhalb eines vorgegebenen Referenzbereichs liegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Lichtbahnen bzw. zumindest eine Lichtbahn von der Beleuchtungseinrichtung im wesentlichen in elyptischer, polygonaler oder mittels Linien in umlaufend geschlossener Form zur Erfassung auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projiziert. Hierbei können auch zusammengesetzte Teilstücke von unterschiedlichen Lichtlinien bzw. Lichtbahnen verwendet werden. Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von LED-Dioden aufweist, insbesondere 10 bis 30 LED-Dioden, durch welche die umlaufende Lichtbahn auf dem Substrat und auf der aufgebrachten Struktur erzeugt wird und welche insbesondere gepulst betrieben werden. Durch den gepulsten Betrieb der LED-Dioden kann auch bei einem schnellen Vorschub bzw. hohen Verfahrweg eine qualitativ hochwertige Bildaufnahme und Bildauswertung erzielt werden. Insbesondere ermöglicht eine LED-Beleuchtung eine geeignete Flächenstruktur für die Lichtbahn bzw. einen kreisförmigen Lichtring, welcher eine geeignete Homogenität der Fläche aufweist. Ferner ist es von Vorteil, dass der gepulste Betrieb der LED-Beleuchtung bzw. das Blitzen der LEDs gegenüber Fremdlicht relativ unempfindlich ist, welches nicht von der Beleuchtungseinrichtung stammt und die Überwachung beeinträchtigen könnte. Alternativ sind jedoch auch Laserdioden als Lichtquelle für die Beleuchtungseinrichtung möglich.

Wenn der Mittelpunkt oder das Zentrum der projizierten umlaufenden Lichtbahn im wesentlichen mit der Auftragsdüse der Auftragseinrichtung bzw. der Längsachse der Auftragsdüse übereinstimmt, kann in einfacher Art und Weise ein globales Koordinatensystem für die Kameras gegenüber dem Überwachungsbereich der aufgebrachten Struktur erzielt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung um die Auftragsdüse im wesentlichen ringförmig angebracht, wobei außerhalb der ringförmigen Beleuchtungseinrichtung die Kameras diametral gegenüber an der Auftragsdüse angebracht sind. Dadurch kann die gesamte Vorrichtung kompakt ausgeführt werden und gleichzeitig kann eine hohe Überwachungsqualität erzielt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei oder mehr Kameras, insbesondere sechs Kameras, konzentrisch und/oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdüse angebracht. Bei der Verwendung von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras, hat zumindest eine Kamera einen optimalen Sichtwinkel auf die zu überprüfende Klebstoffspur bzw. aufgebrachte Struktur. Bei der online-Überwachung kann daher jeweils die Kamera mit dem besten Sichtwinkel aktiviert werden, um die Überwachungsqualität zu optimieren.

Wenn die Längsachsen der Kameras zur Längsachse oder der Strahlengang der Auftragsdüse in Blickrichtung geneigt sind, wobei insbesondere die Längsachse oder der Strahlengang der Kameras die Längsachse der Auftragsdüse im wesentlichen im Bereich des Substrats schneiden, so erzielt man eine definierte Höhenauflösung, wobei die erfassten Änderungen des Höhenniveaus der Klebstoffspur bzw. des Kleberprofils durch die lokale Deformation der projizierten Struktur erfasst werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Kalibriervorrichtung für die Bestimmung jeder Position der Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung insbesondere in Form einer Kalibrierplatte bereitgestellt, wodurch die Bildung eines globalen, kameraübergreifenden Koordinatensystems mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass die einzelnen Bilder der verschiedenen

Kameras von der Bildauswerteeinheit in einem gemeinsamen globalen

Koordinatensystem verarbeitet und berechnet werden können.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur bzw. aufzubringenden Struktur bereitgestellt, insbesondere zur Anwendung für die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 15, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Bereitstellen einer Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, einer Beleuchtungseinrichtung, welche an der

Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, von zumindest zwei Kameras zur optischen Überwachung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und einer Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur, welche mit den Kameras verbunden ist, Aussenden von einer oder mehreren Lichtbahnen, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, von der Beleuchtungseinrichtung, wobei die eine oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder projiziert werden, Erfassen der projizierten einen oder mehreren umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit, wobei die Veränderungen der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen von der Bildauswerteeinheit mittels Berechnungsverfahren verwendet werden, um dadurch zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur von der Bildauswerteeinheit zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur, und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Auswertung der Bilder der aufgebrachten Struktur das Lichtschnittverfahren mit der projizierten umlaufenden Lichtbahn verwendet. Hierbei wird die Lichtbahn bzw. Lichtlinie über die aufgebrachte Struktur geführt, wobei aus der Beobachtungsposition der einzelnen Kameras, die einen zur Lichtbahn bzw. Lichtlinie unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, die Deformation der Lichtbahn bzw. Lichtlinie mittels entsprechenden Berechnungsverfahren der Verlauf bzw. die Geometrie der aufgebrachten Struktur ermittelt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bilder der Kameras hochfrequent und synchron aufgenommen und mit der Bildauswerteeinheit derart verarbeitet werden, dass die Bilder der einzelnen Kameras während des Aufbringens der aufgebrachten Struktur im wesentlichen gleichzeitig verarbeitet werden, wobei insbesondere jeweils nur ein Teil des Bildes aufgenommen und übertragen wird. Als Folge davon kann die aufgebrachte Struktur im online Betrieb derart überwacht werden, dass die aufgebrachte Struktur in sehr geringem Abstand (beispielsweise alle 1 bis 3 mm) hinsichtlich des Verlaufs und des Profils beispielsweise mit einer Aufnahmefrequenz von 200 Hz überprüft werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausfahrungsform wird die aufgebrachte Struktur in Abhängigkeit von der Breite und/oder der Höhe und/oder des Volumens der aufgebrachten Struktur, welche von der Bildauswerteeinheit während des Aufbringens ermittelt worden ist, gemäß einer vorgegebenen Auftragsmenge der aufgebrachten Struktur geregelt. Dies ermöglicht die Anpassung der aufgebrachten Struktur an ein vorgegebenes Profil bzw. eine vorgegebene Auftragsmenge.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schnittbereich zwischen der umlaufenden Bahn und der aufgebrachten Struktur von drei oder mehreren Kameras, insbesondere sechs Kameras erfasst, welche konzentrisch oder in gleichbleibendem Abstand zueinander um die Auftragsdrüse angebracht sind, wobei jeweils ein Segment der umlaufenden Bahn von einer Kamera überwacht wird, und wobei die umlaufende Bahn in einem Winkel von 360° um die Auftragseinrichtung unter Bildung eines globalen Koordinatensystems von den Kameras erfasst wird.

Wenn der Verlauf und/oder die Höhe der Auftragsdrüse gegenüber dem Substrat gemäß einem vorgegebenen Toleranzbereich geregelt wird, wobei hierzu eine Kante, eine Aussparung oder ähnliches des Substrats für die Regelung der Auftragsdrüse in allen Richtungen verwendet wird, so kann das Aufbringen und Überwachen der aufgebrachten Struktur gemäß einer geometrischen Form bzw. Vorgabe des Substrats bzw. eines Bauteils vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch die Nahtverfolgung von zwei Bauteilen vorgenommen werden, wobei auf oder an die Naht der beiden Bauteile beispielsweise eine Kleberspur oder eine Dichtnaht aufgebracht und überwacht werden kann.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kalibrierung für die Bestimmung jeder Position der einzelnen Kameras im Raum und für die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen, wobei insbesondere die Kalibrierung zur Bildung eines globalen Kameraübergreifenden Koordinatensystems insbesondere mittels einer Kalibrierplatte durchgeführt wird. Durch das globale Koordinatensystem kann die Bildauswerteeinheit die Bilder der einzelnen Kameras in besonders einfacher Art und Weise verarbeiten, wobei es ausreichend ist, dass zumindest eine Kamera die aufgebrachte Struktur erfasst. Bevorzugt wird die Kalibrierung gemeinsam mit dem Einlernlauf für den Verlauf und/oder die Geometrie und/oder das Profil der aufgebrachten Struktur vorgenommen. Somit kann die Kalibrierung und das Einlernen der Referenzstruktur vor dem Aufbringen und Überwachen vorgenommen werden und anschließend können eine Vielzahl von Bauteilen mit einer Auftragsstruktur versehen werden und gleichzeitig im Onlineverfahren überwacht werden.

Alternativ kann die zuvor genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebenaht, Dichtnaht, eines Schaumprofils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils, oder einer Schweißnaht, gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst bevorzugt mindestens eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen oder Erzeugen der aufgebrachten Struktur, eine Beleuchtungseinrichtung, welche an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, welche gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung einander gegenüberliegend angebracht sind,

und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur aufweist, welche mit den Kameras gekoppelt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aussendet, welche jeweils auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: Die Breite der aufgebrachten Struktur und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat. Durch die Bildauswerteeinheit Bewegungsdaten einer Bewegungserfassungseinrichtung, insbesondere einer Robotik und/oder einer 3D Sensorik, empfangbar und auswertbar sind, wobei die Bewegungsdaten eine Relativbewegung zwischen der Auftragseinrichtung und dem Substrat beschreiben, und wobei mittels der Bildauswerteeinheit anhand der Bewegungsdaten ein Behandlungsbereich des Substrats in dem die Struktur aufzubringen ist vor der Aufbringung der Struktur bestimmbar ist und/oder die Beleuchtungseinrichtung umfasst mindestens zwei Leuchtmitteleinheiten, wobei jede Leuchtmitteleinheit Licht in einer Ebene auf das Substrat projiziert, wobei sich Ebenenanteile, in denen sich das Licht jeweils benachbarter Leuchtmitteleinheit erstreckt, schneiden, wobei eine Ansteuerungseinrichtung zum zeitversetzten Ansteuern der benachbarten Leuchtmitteleinheit vorgesehen ist, um eine zeitversetzte Beleuchtung des Substrats und/oder der aufzubringenden Struktur mittels der Leuchtmitteleinheit zu bewirken und/oder jeder Leuchtmitteleinheit ist mindestens eine Kamera zugeordnet, wobei die Kamera in einem Triangulationswinkel von weniger als 30° ausgerichtet ist und/oder die Beleuchtungseinrichtung weist mindestens ein und bevorzugt mindestens zwei Leuchtmittelpaare auf, wobei die Leuchtmittel des Leuchtmittelpaars, insbesondere des jeweiligen Leuchtmittels Licht in derselben Ebene auf das Substrat projizieren.

Die Verwendung der Wörter„im Wesentlichen“ definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1 %-30%, insbesondere von 1 %-20%, insbesondere von 1 %-10%, insbesondere von 1%-5%, insbesondere von 1 %-2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre. Einzelne oder alle Darstellungen der im Nachfolgenden beschriebenen Figuren sind bevorzugt als Konstruktionszeichnungen anzusehen, d.h. die sich aus der bzw. den Figuren ergebenden Abmessungen, Proportionen, Funktionszusammenhänge und/oder Anordnungen entsprechen bevorzugt genau oder bevorzugt im Wesentlichen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Produkts. Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen dargestellt sind. Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den Figuren wenigsten im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile bzw. Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Aufträgen und Überwachen einer Klebstoffspur in Seitenansicht;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Fig. 1 ;

Fig. 3 ist eine Draufsicht von unten auf die erfindungsgemäße Vorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Fig. 1 ;

Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Aufträgen einer Klebstoffspur auf ein Substrat;

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt eines Lichtrings der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welcher auf einem dreieckigen Profil auf einem Substrat projiziert wird; Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des auf dem Dreiecksprofil projizierten Lichtrings von Fig. 6;

Fig. 8 zeigt das Aufträgen einer Klebstoffspur und den projizierten Lichtring;

Fig. 9 zeigt ein Dreiecksprofil mit einem darauf projizierten umlaufenden Polygonzug; Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform von Fig. 9;

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung der Überwachung eines Dreiecksprofils gemäß der Erfindung;

Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform der Überwachung eines Dreiecksprofils;

Fig. 13 ist eine weitere perspektivische Darstellung von Fig. 12;

Fig. 14 zeigt eine Klebstoffspur als vergrößerte Darstellung;

Fig. 15 zeigt weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren im Querschnitt;

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Faltung des Strahlengangs;

Fig. 17 zeigt ein Ablaufdiagramm bzgl. des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 18 zeigt eine Darstellung bzgl. der Kalibrierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 19 zeigt eine weitere Darstellung bzgl. der Kalibrierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 20a zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Aufträgen der Struktur; Fig. 20b zeigt Fig. 20a mit Bewegungserfassungseinrichtung;

Fig. 21 zeigt eine Draufsicht von unten auf die erfindungsgemäße Vorrichtung von

Fig. 20a;

Fig. 22 zeigt beispielhaft eine der Triangulationsanordnungen, welche von Beleuchtungseinrichtung und Kamera gebildet werden, dar;

Fig. 23 zeigt den Beleuchtungsanteil der Triangulationsanordnung aus Fig. 22, wobei die Ansicht gegenüber Fig. 22 um 90° gedreht wurde;

Fig. 24 zeigt das durch die Laser der Beleuchtungseinrichtung auf dem Substrat entstehende Muster; wobei die Art der Linien den gepulsten Charakter der verschiedenen Laser andeutet;

Fig. 25 zeigt die Verformung einer Lichtlinie aus Sicht der zugehörigen Kamera, wobei die für diese Verformung verantwortliche, aufgebrachte Struktur angedeutet ist; und

Fig. 26a-c zeigen Anordnungen, bei denen eine Erfassung und Bewertung der aufgebrachten Struktur ohne Vorwissen über die geometrischen Eigenschaften der zu verbindenden Körper sehr fehleranfällig ist.

Fig. 27 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Flächenbeleuchtung.

Fig. 28 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Feldbeleuchtung.

Detaillierte Beschreibung der Figuren

Gemäß Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Aufbringen und Überwachen einer Klebstoffspur 6 auf einem Substrat bzw. Bauteil dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Auftragseinrichtung 10, welche an ihrem unteren Ende eine Auftragsdrüse 12 aufweist, um beispielsweise Klebstoff auf einem Bauteil aufzubringen. Beim Aufbringen des Klebstoffs projiziert eine Beleuchtungseinrichtung 20 , welche beispielsweise aus mehreren LED-Dioden aufgebaut ist, zumindest eine umlaufende Lichtbahn, bevorzugt einen Lichtring, um die Auftragsdrüse 12 auf das Substrat und die aufgebrachte Klebstoffspur. Die Beleuchtungseinrichtung 20 ist an der Auftragseinrichtung 10 angebracht und fährt beim Aufträgen des Klebstoffs dadurch mit der Auftragseinrichtung mit, wenn eine relativ Bewegung zwischen dem Substrat und der Auftragseinrichtung vorliegt. An der Beleuchtungseinrichtung 20 sind wiederum zumindest zwei Kameras 31 , 32 zur optischen Erfassung der Klebstoffspur angebracht. Die Kameras 31 , 32 sind seitlich versetzt zur Beleuchtungseinrichtung befestigt und auf dem aufprojizierten Lichtring nahe an der Auftragsdrüse 12 ausgerichtet. Die Kameras 31 , 32 sind mit einer nicht dargestellten Bildauswerteeinheit verbunden, welche im online Betrieb die von den Kameras ermittelten Bilder der Klebstoffspur erfasst und auswertet, wobei die Bildauswerteeinheit die Veränderung des aufprojizierten Lichtrings mittels entsprechender Berechnungsverfahren dazu verwendet, dass daraus entweder die Breite und/oder die Höhe und/oder das Volumen der Klebstoffspur ermittelt und somit überprüft werden kann.

In der Ausführungsform von Fig. 1 ist der Sensorkopf mit der Beleuchtungseinrichtung und den Kameras fest mit der Auftrageinrichtung 10 verbunden, wobei zumindest einer der beiden Kameras den Schnittbereich zwischen dem Lichtring und der Klebstoffspur erfasst, wie im weiteren näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung perspektivisch dargestellt. In dieser Ansicht ist nun ersichtlich, dass bevorzugt sechs Kameras 31 bis 36 konzentrisch um die Auftragseinrichtung 10 angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung von mehreren Kameras wird der Schnittbereich zwischen im aufprojizierten Lichtring und der Klebstoffspur zumindest von zwei Kameras erfasst, welche sich bevorzugt im Kreissegment befinden, wo die Klebstoffspur beim Aufbringen verläuft. Falls die Klebstoffspur einen bogenförmigen Verlauf nimmt, so kann eine weitere Kamera zur Auswertung aktiviert werden, um den Verlauf der Klebstoffspur zu überwachen. Dies gilt für den gesamten Umfang um die Auftragseinrichtung 10, je nach Verlauf der Klebstoffspur.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nun von unten dargestellt. Im Zentrum der Vorrichtung befindet sich die Auftragsdrüse 12 .welche von der

Beleuchtungseinrichtung 20 in Form eine LED-Kreisringprojektors umgeben ist sowie an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist. Die Kameras 31 bis 36 sind in zueinander gleichmäßigen Abstand und konzentrisch um die Auftragsdrüse 12 angeordnet und auf diese ausgerichtet.

Analog zu Fig. 3 ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 4 schematisch dargestellt. Daraus ist insbesondere ersichtlich, dass die Kameras seitlich zu der kreisringförmigen Beleuchtungseinrichtung versetzt sind.

Im folgenden wird nun gemäß Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die schematisch dargestellten Kameras 31 bis 36 sind zusammen mit der Beleuchtungseinrichtung 20 an der

Auftragseinrichtung 10 angebracht, wie zuvor dargestellt. Die im wesentlichen kreisringförmige Beleuchtungseinrichtung 20 ist insbesondere aus einer Vielzahl von LED-Dioden, beispielsweise 20 LED-Dioden aufgebaut. Diese LED-Dioden projizieren gemeinsam eine umlaufende Lichtbahn auf das Bauteil und die Klebstoffspur unmittelbar nach dem Aufträgen durch die Auftragsdrüse. Besonders vorteilhaft hierbei ist es, wenn die Beleuchtungseinrichtung einen sich verjüngenden Lichtkegel unmittelbar um die Auftragsdrüse projiziert, wobei ein kreisförmiger Lichtring 21 auf dem Bauteil entsteht. Dadurch kann mit dem Lichtring 21 sehr nahe an die Auftragsdrüse herangefahren werden, um auch einen bahnförmigen Verlauf der Klebstoffspur mit geringen Radien überwachen zu können.

Gemäß Fig. 6 ist nun der Schnittbereich zwischen dem Lichtring 21 und der Klebstoffspur 6 auf dem Bauteil dargestellt. Zur Auswertung der Änderung des Lichtrings durch die Klebstoffspur 6 wird insbesondere das Lichtschnittverfahren verwendet, wobei entsprechende Auswerteverfahren der Bildauswerteeinheit die Änderungen des Höhenniveaus der Klebstoffspur bzw. des Klebstoffprofils durch die lokale Deformation der projizierten Lichtbahnen errechnen. Wie in Fig. 6 dargestellt, weist der Lichtring einen inneren Durchmesser 211 und einen äußeren Durchmesser 212 auf, wodurch sich jeweils eine Kante zwischen der Lichtbahn des Innendurchmessers 211 und der Klebstoffspur 6 sowie dem Außendurchmesser 212 und dem Klebstoffprofil 6 ergibt. Dadurch kann bei jeder Auswertung die Kante des Innendurchmessers als auch die Kante des Außendurchmessers mit dem Klebeprofil 6 für die Berechnung der Höhe bzw. der Breite und des Volumens verwendet werden. Bei dem Lichtschnittverfahren wird somit die Lichtbahn 21 über das Klebeprofil 6 geführt, wobei aus jeder Beobachtungsposition der Kameras, welche einen zur Lichtbahn unterschiedlichen Blickwinkel aufweisen, durch die Deformation der Lichtbahn 21 die Objektkrümmung von der Bildauswerteeinheit ermittelt werden kann. Diese Objektkrümmung bezieht bzw. der Oberflächenverlauf wird jedoch nur exakt an der Linienposition bzw. der Kante ermittelt. Durch den Vorschub des Objekts bzw. durch die relativ Geschwindigkeit zwischen der Auftragseinrichtung und dem Bauteil kann das Objekt bzw. das Kleberprofil dreidimensional erfasst werden. Hierzu ist eine hohe Bildaufnahmefrequenz notwendig, wobei der Innen- und Außendurchmesser des Lichtrings 21 und die sich daraus ergebenden zwei Kanten die Aufnahmefrequenz für die Bildauswerteeinheit sozusagen verdoppelt.

Gemäß Fig. 7 ist eine weitere Perspektive dargestellt, welche die Deformation des Lichtrings durch das Klebeprofil 6 darstellt und dabei von den Kameras aus entsprechenden Blickwinkeln erfasst werden kann.

In Fig. 8 ist nun ein Ausschnitt dargestellt, welcher die Auftragsdrüse 12 zeigt, die ein Kleberprofil 6 auf ein Substrat bzw. Bauteil 11 aufbringt. Wie sich aus dem Verlauf des Kleberprofils ergibt, fährt die Auftragseinrichtung 10 in der Bildebene nach rechts oben. Aufgrund des Lichtkegels, der in Form des Lichtrings 21 auf das Substrat 11 und die Klebstoffspur 6 projiziert wird, kann das Klebeprofil 6 unmittelbar nach dem Aufbringen von den Kameras mit Hilfe der Deformation des Lichtrings 21 erfasst werden.

Als Alternative zu dem Lichtring sind in Fig. 9 beispielsweise ein umlaufender in sich geschlossener Polygonzug 22 gezeigt, der aus mehreren geraden Lichtlinien aufgebaut ist. Dabei kann das Kleberprofil 6 auch im Bereich von einem Schnittpunkt von zwei geraden Linien erfasst werden. Wie in Fig. 10 gezeigt, kann jedoch das Kleberprofil auch ohne Schnittpunkt von zwei geraden Linien oder durch weitere Linien in Bezug auf die Höhe erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass aufgrund der sich ergebenden umlaufenden Lichtbahnen der Sensor bzw. die Kameras und auch die Beleuchtungseinrichtung nicht mitgedreht werden müssen.

Als nicht gezeigt Alternative können natürlich auch mehrere Lichtringe oder mehrere konzentrisch umlaufende in sich geschlossen Lichtbahnen für die Ermittlung des Profils oder des Verlaufs einer aufgebrachten Struktur bzw. Klebstoffspur überwacht werden.

In Fig. 11 ist gezeigt, wie beispielsweise ein im wesentlichen dreieckiges Klebeprofil

6 von zwei Kameras 31 , 32 erfasst wird. Für die Erfassung an einem Aufnahmepunkt kann beispielsweise eine Kamera die eine Seitenhälfte des Klebeprofils 6 und die andere Kamera die entsprechend andere Seite des Klebeprofils 6 erfassen, was insbesondere bei geometrisch komplexen Formen vorteilhaft ist. Wie in Fig. 11 gezeigt, erfassen die Kameras 31 , 32 in Abhängigkeit von der Aufnahmefrequenz in entsprechend kurzen Abständen den Schnittpunkt zwischen dem in Fig. 11 nicht gezeigten Lichtring und der Klebespur 6 an aufeinander folgenden Stellen. Bei einer hohen Aufnahmefrequenz von in etwa 200 Hz kann das Klebeprofil 6 in geringen Abständen von wenigen Millimetern überprüft werden.

Gemäß Fig. 12 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, wobei analog zu Fig. 11 drei Kameras 31 bis 33 das Klebeprofil 6 im online Verfahren gleichzeitig überprüfen können. Die parallele Auswertung der drei Kameras 31 bis 33 ist gemäß Fig. 13 dargestellt, wobei das Klebeprofil 6 in geringen Abständen erfasst und überprüft wird. Fig. 14 zeigt das beispielhafte Klebeprofil 6 als vergrößerte Darstellung, wobei die Spitze 9 der Klebstoffspur 6 sowie die Fußpunkte 7 und 8 dargestellt sind. Aufgrund der balligen Form der Klebstoffspur 6 wären die Fußpunkte

7 , 8 mit nur einer Kamera gleichzeitig nicht sichtbar, was jedoch durch die Überwachung mit zwei oder mehreren Kameras überwunden werden kann. Weitere Ausführungsformen von Klebstoffspuren zeigt Fig. 15, wobei die Klebstoffspur 61 und 62 gegenüber einem idealisierten Dreiecksprofil deformiert sind. Derartige Deformationen können ferner nur durch zumindest zwei Kameras mit Hilfe des aufprojizierten Lichtrings erfasst werden.

In Fig. 16 ist schematisch nur eine Kamera 31 und die Auftragsdrüse 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, um das Falten des Strahlengangs einer Kamera zu erläutern. Hierzu ist zur Seite versetzt gegenüber der Kamera 31 und der Auftragsdrüse 12 ein Spiegel 40 vorgesehen, der ebenso fest an der Auftragseinrichtung 10 angebracht ist, um stets mit der entsprechenden Kamera bewegt werden zu können. Aufgrund der Faltung des Strahlengangs ist aus Fig. 16 ersichtlich, dass der Winkel flacher wird, mit welchem die Kamera auf den Bereich des Substrates 1 1 um die Auftragsdrüse 12 blickt. Dies ist für die Auswertung des Schnittbereichs zwischen dem Lichtring und einer aufgebrachten Klebstoffspur vorteilhaft, ohne den Abstand der Kamera von der Auftragsdrüse 12 zu erhöhen.

Gemäß Fig. 17 ist dargestellt, wie beispielsweise die Bildauswerteeinheit vorgesehen ist und die gesamte Überprüfung vorgenommen wird. Zu Beginn wird ein teach-in- Lauf von einer Referenzstruktur vorgenommen, wobei die Bildsequenz der Referenzstruktur für die Parametrisierung verwendet wird. Alternativ kann das Einlernen des Verlaufs und/oder des Profils der Klebstoffspur mittels einer CAD- Zeichnung oder einer entsprechenden elektronischen Datei vorgenommen werden, welche Informationen hinsichtlich der Klebstoffspur in Relation zu dem Bauteil aufweist. Bei Inspektionslauf wird dann die zu überprüfende aufgebrachte Struktur mit dem Verlauf der Referenzstruktur gemäß dem dargestellten Schema verglichen und das sich daraus ergebende Ergebnis der Überprüfung wird ausgegeben. Die Bildaufnahme der einzelnen Kameras kann dabei hochfrequent und synchron vorgenommen werden. Um eine hohe Bildaufnahmefrequenz mit vergleichsweise niedrigen Datenübertragungsraten zu erreichen, wird lediglich ein Streifen der Bilder der Kameras aufgenommen und übertragen. Im Hinblick auf die online Überwachung beim Aufträgen mit hochfrequenter Auswertung wird ebenso auf die WO 2005/063406 der Anmelderin Bezug genommen. Ferner wird gemäß der Fig. 18 und Fig. 19 die Kalibrierung für die erfindungsgemäße Vorrichtung und für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die Kalibrierung der Kameras mit der Beleuchtungseinrichtung stellt eine logische und physikalische Verbindung der einzelnen Kameras zueinander her.

Die Kalibrierung läuft in drei Stufen ab, wobei in Phase 1 die Bestimmung der Position jeder der einzelnen Kameras im Raum vorgenommen wird. Daraufhin wird in Phase 2 die Bestimmung der Position der Kameras zur Beleuchtungseinrichtung vorgenommen. Prinzipiell sind die beiden Kalibrierungen von Phase 1 und 2 bereits ausreichend, um dreidimensionale Messungen durchzuführen.

Erst durch die Kalibrierung sind jedoch Messungen in einem globalen und kameraübergreifenden Koordinatensystem möglich. Im Gegensatz hierzu wird herkömmlicherweise ein Koordinatensystem bezogen auf ein Kamerabild vorgenommen.

In der dritten Phase wird die Anpassung der Kalibrierung an die individuelle Geometrie und Oberfläche des zu prüfenden Bauteils und die Verifizierung der Kalibrierparameter vorgenommen. Diese dritte Phase kann in den Einlernlauf bzw. teach-in-Lauf integriert werden. Üblicherweise wird diese dritte Phase erst durchgeführt, sobald der Sensor, welcher die Kameras und die Beleuchtungseinrichtung umfasst, an der Auftragseinrichtung montiert ist.

Gemäß Fig. 18 wird die erste Phase der Kalibrierung näher erläutert. Hierbei sind der Abstand und die geometrische Anordnung der Punktmarkierungen auf der Kalibrierplatte 50 zueinander bekannt. Ferner ist die Lage der Kalibrierplatte bekannt. Ebenso ist die Größe der Punktmarkierungen bekannt, welche jedoch unterschiedlich ausgebildet sein kann. Alternativ können auch Kreuze, Kreise, Liniengitter oder ähnliche Strukturen verwendet werden. Besonders vorteilhaft sind die gezeigten Punktmarkierungen, welche gefüllte kleine Kreismarkierungen darstellen.

Mittels der Anordnung von Fig. 18 wird die Lage der Kamera und damit des CCD- Chips zur Kalibrierplatte 50 bestimmt. Somit wird die Lage der Kameras im Raum ermittelt, wenn die Lage der Kalibrierplatte 50 im Raum vorgegeben bzw. bekannt ist. Ferner wird dadurch die Lage der einzelnen Kameras zueinander bestimmt und schließlich wird noch die Neigung der einzelnen Kameras zueinander ermittelt bzw. bestimmt.

In dieser ersten Phase wird auf ein allgemein gültiges Weltkoordinatensystem kalibriert. Hierbei ist die ebene Kalibrierplatte 50 mit einer Kalibrierhalterung fest verbunden. Die Halterung kann als Rohr ausgeführt sein und besitzt eine Rastnase oder Indexmarkierung, um den Sensor darin in einer eindeutig bestimmten Position wiederholgenau einlegen zu können.

In Phase 2 wird die Lage der Kameras zur Beleuchtung bzw. Beleuchtungseinrichtung bestimmt. Dies ist beispielhaft gemäß Fig. 19 dargestellt. Hierzu wird das Muster bzw. die Form der umlaufenden Lichtbahn, welche die Beleuchtungseinrichtung auf die Kalibrierplatte projiziert, mit allen Kameras betrachtet und jede Kamera nimmt ein Bild dieser Szene auf. In Fig. 19 ist der Lichtkegel dargestellt, der von der Beleuchtungseinrichtung in Form eines Lichtrings 21 auf die Kalibrierplatte projiziert wird. Dieser Lichtring 21 wird nun von jeder Kamera in Abhängigkeit von ihrer Position im Raum verzerrt gesehen. Die Kameras 31 und 32 sehen den Lichtring 21 als eine in eine Richtung gestauchte Ellipse. Wenn alternativ ein projiziertes Quadrat von den einzelnen Kameras gesehen würde, so würde jede Kamera ein entsprechendes Trapez aufgrund der seitlichen Versetzung erfassen. Jedoch kennt die Bildauswerteeinheit, welche die Kalibrierwerte berechnet, die ideale Form des dargestellten Lichtrings 21 . Daher ist es für die Bildauswerteeinheit möglich, aufgrund der Art der Verzerrung des Musters bzw. Lichtrings 21 auf der Kalibrierplatte die Position der einzelnen Kameras zu errechnen. Zur Kalibrierung werden im vorliegenden Fall die Exzentrizität der Ellipse und das Verhältnis der beiden Hauptachsen der Ellipse verwendet.

In dieser zweiten Phase wird nun auf das Sensorkoordinatensystem kalibriert, dessen Ursprung beispielsweise die Mitte des auf die Kalibrierplatte projizierten Lichtrings 21 darstellt. Alternativ kann jedoch auch die Spitze des daraus entstehenden Kegels als Koordinatenursprung verwendet werden, wenn man die Strahlen der Beleuchtung über die Kalibrierplatte hinaus verlängert. Es wird in beiden Phasen jedoch davon ausgegangen, dass die Beleuchtung mit ihrer Symmetrieachse senkrecht auf die Kalibrierebene steht. Wird nun eine Verformung der idealen Kreisform erfasst, so kann aus der Art, Größe bzw. Beschaffenheit der Verformung auf die dreidimensionale Form des Lichtschnittes geschlossen werden.

Wie bereits erwähnt, kann der Einlernlauf auch mit der dritten Phase der Kalibrierung zusammenfallen. Somit wird der Einlernlauf auch dazu verwendet, die Kamerazuordnung festzulegen, d.h. welche Kameras während des Prüflaufs die 3D- Auswertung durchführen. Im allgemeinen wird die Düse der Auftragseinrichtung nicht genau senkrecht zum Substrat ausgerichtet sein, sondern leicht schräg bzw. schief sein. Mit Hilfe des Kalibrierverfahrens in der zweiten Phase und der darauf basierenden Auswertung kann berechnet werden, in welchem Winkel zum Bauteil die Düse ausgerichtet ist. Dies bildet im wesentlichen die dritte Phase der Kalibrierung, welche einen Datensatz erzeugt, der die Geometrie der Substratoberfläche ermittelt und beschreibt. Die Daten werden daraufhin der Berechnung der 3D-Daten zur Verfügung gestellt. Beim Einlernen wird insbesondere eine Verlaufsliste hinterlegt, welche die Daten für den Verfahrweg und die Verfahrzeit der Auftragseinrichtung enthält, wobei auch Daten über die Richtung und den 3D-Querschnitt der Kleberspur vorgesehen sind.

Beim Prüflauf erfolgt nun die Prüfung der aufgebrachten Klebstoffspur in relativ kleinen Teilabschnitten. Dabei werden mit hoher Aufnahmefrequenz kurze Teilabschnitte dreidimensional erfasst, beispielsweise alle 1 bis 3 mm. Daraufhin können die Teilabschnitte mittels der Bildauswerteeinheit zu der gesamten aufgebrachten Klebstoffspur zusammengefasst werden.

Im folgenden werden nun weitere nicht dargestellte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können bei verschiedenen Fügeverfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise dem Aufträgen von Klebenähten bzw. Dichtnähten, dem positionsgenauen Aufbringen von Schäumen, dem Löten und Schweißen. Beim Schweißen kann es sich um Elektroschweißen und Laserschweißen handeln, wobei einerseits die Schweißnaht überprüft wird und andererseits auch eine Führung anhand der Kante der zu verschweißenden Bauteile vorgesehen sein kann. Des weiteren können Endlosprofile mit einer entsprechenden 3D-Form erzeugt und überprüft werden. Derartige Endlosprofile können als Strangus oder durch Kunststoffextrusion hergestellt werden.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können über das 3D-Profil des Klebstoffs Volumenschnitte ermittelt werden, um bereits während des Prüflaufs in Echtzeit die Klebstoffmenge nachzuregeln. Alternativ kann das aufgebrachte Gesamtvolumen über mehrere Inspektionsläufe gemessen werden und anhand dieser Werte kann die Auftragsmenge nachgeregelt bzw. gesteuert werden. Des weiteren kann ein kompressibler Werkstoff bzw. ein Schaum erzeugt und überwacht werden, welcher aus einem Fluid bzw. eingeschlossenen Gasbläschen aufgebaut ist, welche erst nach dem Auftrag das tatsächliche Volumen erreichen. Dadurch kann das Volumen der Auftragsstruktur erst kurze Zeit nach dem Auftrag gemessen bzw. überprüft werden.

Darüber hinaus können die gemäß der Erfindung ermittelten 3D-Daten in ein 3D- CAD-System eingespeist werden und in gewünschter Art und Weise weiterverarbeitet werden. Derartige 3D-Daten können von der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der Rundumsicht der Kameras und der Beleuchtung in Form einer umlaufenden Bahn ermittelt werden.

Für das Auswerten der Daten kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise Doppelprozessorkerne von physisch vorhandenen oder auch virtuellen Mehrkernsystemen verwenden, wobei während der Prüfläufe eine Auswertung anhand von gespeicherten oder von aktuellen Bildern mit den gleichen oder veränderten Prüfparametern durchgeführt wird, um die Auswirkungen von Änderungen der Prüfparameter oder von Änderungen der Umgebung zu erfassen und zu bewerten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Höhe der Kleberdüse zum Blech während des Aufbringens nachgeregelt werden, da neben der Information über die zu prüfende 3D-Struktur auch Informationen über die Umgebung des Arbeitsbereichs der Auftragseinrichtung vorliegen. Durch die Anordnung der Kameras und der Beleuchtung kann prinzipiell der gesamte Arbeitsbereich des Werkzeugs dreidimensional überwacht werden, so dass in Vorlaufrichtung beispielsweise eine Blechkante bzw. Werkstückkante ermittelt werden kann und das Werkzeug in jeder Raumrichtung während des Auftragsvorgangs und der Prüfung nachgeregelt werden kann.

Eine weitere Anwendung ergibt sich im Fall der„Montage in Bewegung". Hier muss, während sich das Prüfobjekt bzw. das Förderband bewegt, kontinuierlich die Umgebung überwacht werden, um während eines Montageprozesses das Werkzeug hochgenau zu führen. Dies kann beispielsweise das Fügen von Schrauben mit einem Schraubenroboter sein, während sich das Bauteil auf dem Förderband weiterbewegt, oder sogar das Aufträgen von Dichtmitteln, während sich die Rohkarosse weiterbewegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung auch zur vollautomatischen Reparatur von Klebstoffraupen verwendet werden. Da das fehlende Volumen gemäß der Erfindung durch die 3D-Erfassung gemessen wird, kann das exakte Mengenvolumen des Klebstoffs in der Raupe nachgefüllt werden.

Zur Überprüfung des Volumenstroms kann ein entsprechendes Messgerät in der Auftragseinrichtung vorgesehen sein. Die Messung erfolgt dabei nicht mit optischen Mitteln, wobei man jedoch mittels des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystems die Möglichkeit hat, den Volumenstrom oder das mit optischen Mitteln gemessene Volumen mit dem durch die Auftragseinrichtung gemessenen Volumen zu vergleichen und ggf. entsprechende Rückschlüsse zu ziehen.

Somit wird eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer/eines auf einem Substrat aufgebrachten Struktur beschrieben, vorzugsweise einer Kleberraupe, Kleberspur, Klebernaht, Dichtnaht, Schaum profils, Endlosprofils, geometrischen Profils, insbesondere eines zylinderartigen Profils oder eines Dreiecksprofils oder Schweißnaht. Hierzu wird eine Auftragseinrichtung zum Erzeugen oder Aufbringen der Auftragsstruktur, eine Beleuchtungseinrichtung, die an der Auftragseinrichtung oder einer Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend angebracht ist, zumindest zwei Kameras zur optischen Erfassung der aufgebrachten Struktur, die gegenüber der Beleuchtungseinrichtung versetzt an der Auftragseinrichtung oder der Stützstruktur der Auftragseinrichtung mitfahrend und einander gegenüberliegend angebracht sind, und eine Bildauswerteeinheit zum Erkennen der aufgebrachten Struktur vorgesehen, welche mit den Kameras verbunden ist. Dabei sendet die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtbahnen aus, welche jeweils eine umlaufende in sich geschlossene Form aufweisen, und wobei die eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen um die Auftragseinrichtung herum auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur unmittelbar nach dem Aufträgen projiziert wird oder werden, und wobei die auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur projizierten eine oder mehreren, umlaufenden Lichtbahnen unmittelbar nach dem Aufbringen der aufgebrachten Struktur im online-Betrieb von den Kameras und der Bildauswerteeinheit derart erfasst wird oder werden, dass die Bildauswerteeinheit die Veränderung der aufprojizierten umlaufenden Lichtbahn oder Lichtbahnen mittels Berechnungsverfahren verwendet, um zumindest eines der folgenden Merkmale der aufgebrachten Struktur zu ermitteln: die Breite der aufgebrachten Struktur, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie bezüglich des Verlaufs der aufgebrachten Struktur ermittelt wird, und/oder die Höhe der aufgebrachten Struktur, und/oder das Volumen der aufgebrachten Struktur, insbesondere jeweils bezüglich der aufgebrachten Länge der Auftragsstruktur unter Einbeziehung der Höhe, der Breite und des Profils oder der Form der aufgebrachten Struktur, und/oder die Position der aufgebrachten Struktur auf dem Substrat.

Die bezüglich den Figuren 1 bis 19 beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination Bestandteil mittels den nachfolgenden Figuren beschriebenen Vorrichtungen und/oder Verfahren sein oder dazu angepasst werden.

Fig. 21 zeigt eine teilweise Darstellung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist bevorzugt mindestens oder genau eine Auftragseinrichtung 10 mit einer, mindestens einer oder genau einer Auftragsdüse 12 auf. Ferner umfasst die Vorrichtung bevorzugt eine Beleuchtungseinrichtung 20, wobei die Beleuchtungseinrichtung 20 aus mehreren Leuchtmitteleinheiten bestehen kann und die einzelnen Leuchtmitteleinheiten aus jeweils einem Leuchtmittelpaar 21a, 21 b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b bestehen können. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, dass jede Leuchtmitteleinheit mehr als ein Leuchtmittel aufweist, insbesondere wie Leuchtmittel. Im gezeigten Beispiel weist die Vorrichtung 6 Leuchtm ittelpaare und somit 12 Leuchtmittel auf. Die einzelnen Leuchtmittelpaare sind dabei bevorzugt derart angeordnet, dass die Gesamtheit der Leuchtmittel paare eine symmetrische Form ausbildet. Jedes Leuchtmittel eines Leuchtmittelpaares emittiert infolge einer Auslösung Licht einer vorbestimmten Wellenlänge oder mehrerer vorbestimmter Wellenlängen oder eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs in Richtung eines zu untersuchenden Substrats oder einer zu untersuchenden Struktur 6. Leuchtmittel paare erzeugen somit jeweils eine Lichtebene, insbesondere eine Laserebene. Die Gesamtheit der Leuchtmittel paare erzeugt somit eine Vielzahl an Lichtebenen, insbesondere Laserebenen. Da sich die einzelnen Lichtebenen gerade erstrecken und die die Vielzahl der Leuchtmittelpaare um die Auftragseinrichtung herum angeordnet sind, begrenzen die Lichtbahnen 21- 26 eine Polygonfläche. Bevorzugt sind die Leuchtmittelpaare derart angeordnet, dass sich die Lichtbahnen 21-26 über den Erstreckungsbereich der benachbarten Lichtbahnen hinaus erstreckt und diesen somit schneidet. Es wurde erkannt, dass die Lichtbahnen im Kreuzungsbereich ungewünschte Lichteffekte erzeugen, wenn zeitgleich zwei sich kreuzende Lichtbahnen erzeugt sind. Aus diesem Grund werden zumindest sich benachbarende Leuchtmittel zur Erzeugung sich benachbarter Lichtbahnen nur nacheinander, insbesondere gepulst, erzeugt. Das reflektierte Licht wird von einer zugeordneten Kamera erfasst und der Bildauswertungseinrichtung zugeführt. Die Kameras sind bevorzugt in einem Triangulationswinkel von weniger als 30°, insbesondere von weniger als 25°, d.h. einem Winkel der gegenüber der von dem zugehörigen Leuchtmittel oder Leuchtmittel paar erzeugten Lichtebene geneigt ist, angeordnet. Die Neigung ergibt sich bevorzugt aus einer Reflexionscharakteristik einer frisch erzeugten bzw. aufgetragenen Struktur, insbesondere Kleberaupe. Bevorzugt sind die einzelnen Leuchtmittel eines Leuchtmittel paares in zumindest einer Ebene betragsmäßig gleich stark oder im Wesentlichen betragsmäßig gleich stark gegenüber der Auftragseinrichtung 10 geneigt. Die bevorzugt selektive Ansteuerung einer oder mehrere bestimmter Leuchtmitteleinheiten ist gegenüber der Ansteuerung aller Leuchtmitteleinheiten vorteilhaft, da nur sich nicht schneidende Lichtbahnen erzeugt werden. Dies führt dazu, dass sich der Erfassungsbereich bzw. die Erfassungsbereiche trotz kleiner Bauform der Vorrichtung über die gesamte Lichtbahn bzw. im Wesentlichen über die gesamte Lichtbahn erstrecken kann/können. Somit werden je Kamera sehr präzise Bildinformationen über eine große Breite erzeugt. Die Bildinformationen sind in der Gesamtheit besser und datenmäßig weniger im Vergleich zur zeitgleichen Erfassung mittels aller Kameras (und zugehöriger Lichtemission aller Leuchtmittel). Somit kann in einer größeren Taktrate die Bilderfassung erfolgen, wodurch der Gesamtdurchsatz erhöht wird.

Fig. 20b zeigt die in Fig. 20a dargestellte Vorrichtung, wobei diese zum Beispiel mit einer oder mehreren Robotereinrichtungen (Robotik) 80 ausgestattet sein kann. In einem Beispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Robotik ausgestattet, die an der Vorrichtung angeordnet ist und die zum Umpositionieren der Vorrichtung ausgebildet ist. Bevorzugt stellt die Robotik hierbei ein Mehrachssystem dar. Die Vorrichtung ist dabei mittels der Robotik gegenüber einem bevorzugt unbewegten oder ebenfalls bewegten Substrats verfahrbar. Zusätzlich oder alternativ kann das zu behandelnde Substrat oder Werkstück mittels einer Robotik gegenüber einer bevorzugt unbewegten oder bewegten erfindungsgemäßen Vorrichtung verfahren werden. Bevorzugt werden in beiden Fällen die Bewegungsinformationen zur erfolgenden Verfahrbewegung der Bildauswerteinheit in Form von Daten, insbesondere Bewegungsdaten, bereitgestellt. Diese Daten bzw. Bewegungsdaten können ferner noch Eigenschaftsdaten des Substrats bzw. des Werkstücks aufweisen, insbesondere welche Kontur das Werkstück aufweist. Mittels einer Kamera erfasste Bilddaten, die von der Bildauswerteeinheit unter Berücksichtigung der Bewegungsdaten und/oder Eigenschaftsdaten ausgewählt werden, sind deutlich leichter, schneller und genauer zu analysieren, da insbesondere die Fußpunkte der aufgebrachten Struktur besser bestimmt werden können. So können in Abhängigkeit von den Bewegungsparametern, insbesondere Ortskoordinaten, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bewegungsrichtung etc. der Robotik Bilder einzelner Kameras gezielt für die weitere Analyse ausgewählt werden.

Fig. 21 zeigt die Unterseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es ist ersichtlich, dass nur sehr begrenzt Bauraum zum Anordnen der Leuchtmittel vorgesehen ist und daher die Erfassung breiter Lichtbahnen nur durch das selektive Ansteuern von Leuchtmitteln möglich ist. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst dabei somit mindestens zwei Laserpaare, welche gemeinsam jeweils eine Lichtlinie erzeugen. Besonders bevorzugt besteht die Beleuchtungseinrichtung aus mindestens vier Laserpaaren, deren Licht eine geschlossene, insbesondere polygonale, Kontur. Weiterhin sind die Lichtebenen, insbesondere Laserebenen, bevorzugt so ausgerichtet, dass sie entweder senkrecht auf die Klebespur treffen, oder so, dass sie beim Auftreffen auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur im Reflexwinkel zu mindestens einer Kamera reflektiert werden, oder so, dass der Einfallswinkel der Laserebene zwischen den genannten, begrenzenden Lösungen liegt. Die Beleuchtungseinrichtung besteht bevorzugt aus mindestens zwei Einheiten von auf einer Geraden platzierten Leuchtmitteln, insbesondere Lasern oder LEDs, deren Licht mittels einer passenden Optik zu mindestens zwei Linien auf das Substrat und die aufgebrachte Struktur gebündelt wird. Für die Zuordnung der Messbereiche bzw. der aktiven Kameras erfolgt bevorzugt kontinuierlich -insbesondere in Echtzeit - die Übertragung der Koordinaten der Robotik an die Bildauswerteeinheit.

Ferner ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass die Bildauswerteeinheit einen Vergleich der Messprofile zweier Kameras vornimmt, wobei die Kameras bevorzugt gegenüberliegen und eine Kamera dem Aufbringen der Struktur voran läuft und die andere hinterdrein. Dies ist vorteilhaft, da ein Vergleich der Situation vor und nach der Erzeugung bzw. dem Aufbringen der Struktur vorgenommen werden kann und sich dadurch leichter Veränderungen bestimmen lassen.

Fig. 22 zeigt schematisch die Ausrichtung der Kamera 31 gegenüber den

Leuchtmitteln 21a und 21b. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet hierbei die aufgebrachte Struktur. Das Bezugszeichen 90 kennzeichnet den

Triangulationswinkel zwischen der Kameraerfassungsrichtung und der Lichtausstrahlrichtung der Leuchtmittel. Der Triangulationswinkel ist hierbei besonders bevorzugt kleiner als 30° oder kleiner als 25°.

Fig. 23 zeigt ein Leuchtmittelpaar 21a, 21b. Die Leuchtmittel 21a und 21b des Leuchtmittelpaars sind bevorzugt gegenüber ein zentralen Ebene 92, insbesondere theoretischen Ebene, im gleichen oder im Wesentlichen im gleichen Winkel ausgerichtet. Diese Darstellung zeigt, dass alle Oberflächenanteile der Struktur 6 durch die Gesamtheit der Lichtstrahlen der Leuchtmittel 21a und 21 b ausgeleuchtet werden. Die von dem Leuchtmittel 21a emittierten Lichtstrahlen liegen in der gleichen Ebene bzw. im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie die von dem Leuchtmittel 21 b emittierten Lichtstrahlen.

Fig. 24 zeigt sechs durch Leuchtmitteleinheiten erzeugte Lichtlinien 21-26. Es ist ersichtlich, dass die sich benachbarten Lichtlinien kreuzen. Daher werden bevorzugt im Onlinebetrieb der Vorrichtung nicht alle Leuchtmitteleinheiten zeitgleich zum Erfassen der Kontur einer aufgebrachten Struktur erzeugt. Bevorzugt wird lediglich eine oder bevorzugt werden lediglich zwei oder bevorzugt werden lediglich drei Lichtlinien zeitgleich erzeugt. Der Anteil einer Lichtlinie der zum Ausbilden eines Polygons beiträgt ist bevorzugt größer als die Anteile einer Lichtlinie die nicht zum Ausbilden eines Polygons beitragen.

Fig. 25 zeigt eine Lichtlinie 21, die sich entlang der Struktur 6 und entlang des Substrats 7 erstreck. Die gezeigte Lichtlinie 21 resultiert bevorzugt bei der in Fig. 23 gezeigten Anordnung. Es ist ersichtlich, dass die Lichtlinie keine Abschattung bewirkt, was sich aufgrund der vorteilhaften Anordnung des ersten Leuchtmittels 21a und des zweiten Leuchtmittels 21 b ergibt. Dabei wird die gezeigte Laserlinie 21 gemeinsam durch das erste Leuchtmittel 21a und das zweite Leuchtmittel 21 b erzeugt. Wie aus Fig. 23 ersichtlich ist, so kann das erste Leuchtmittel 21 a nicht den gesamten Bereich der Kleberstruktur 6 beleuchten, da dies aufgrund der Neigung des ersten Leuchtmittels 21a gegenüber der zentralen Ebene nicht möglich ist. Dies gilt analog für das zweite Leuchtmittel 21b, welches den entsprechenden anderen Teil der Laserlinie 21 erzeugen kann, den das erste Leuchtmittel 21a nicht projizieren kann. Fig. 26a zeigt eine Anordnung, gemäß der ein erstes Bauteil 58 und ein zweites Bauteil 59 mittels einer Kleberaupe miteinander verbunden werden sollen. Die Bauteile 58 und 59 liegen dabei übereinander, wobei sich durch die Oberseite des ersten Bauteils 58 und die Stirnseite des zweiten Bauteils 59 zwei Flächen ergeben an denen die Kleberaupe angebracht bzw. erzeugt werden soll.

Gemäß der Darstellung von Fig. 26b weist die Kleberaupe 6 einen Fußpunkt 87 auf, der an der Stirnseite des zweiten Bauteils 59 anliegt und die Kleberaupe 6 weist ferner einen zweiten Fußpunkt 88 auf, der auf der Oberfläche des ersten Bauteils 58 liegt. Durch das Ausnutzen von sogenanntem Vorwissen, d.h. Kenntnissen zur Geometrie der Bauteile 58, 59 kann eine Detektion der Fußpunkte 87, 88 deutlich schneller und sicherer gefunden werden, aufgrund der Kenntnisse der Geometrien ein Bild einer Kamera ausgewählt werden kann, dass die aufgebrachte Struktur zeigt. Ferner können die Bilddaten aufgrund der Bewegungsdaten auf einen Ausschnitt reduziert werden, in dem die Struktur zu erwarten ist. Dies führt dazu, dass weniger Daten algorithmisch untersucht werden müssen, wodurch das Untersuchungsergebnis deutlich verbessert wird und die Untersuchungszeit deutlich reduziert wird.

Fig- 27 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher lediglich eine Kamera 131 dargestellt ist, die an einem Kamerabefestigungsring 140 angeordnet ist. Die in Fig. 27 gezeigte Kamera 131 ist jedoch rein Beispielhaft zusammen mit einem Leuchtmittelpaar 121a, 121b dargestellt, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest noch eine weitere Kamera bzw. insbesondere insgesamtsechs Kameras aufweist, die im gleichmäßigen Abstand in Umfangsrichtung auf dem Kamerabefestigungsring 140 angeordnet sind. Ebenso ist erfindungsgemäß für jede nicht dargestellte Kamera jeweils ein Leuchtmittelpaar vorgesehen, wobei rein beispielhaft in Fig. 27 nur ein Leuchtmittelpaar 121a, 121 b dargestellt ist. Das Leuchtmittelpaar 121 a, 121b weist ein erstes Leuchtmittel 121a und ein zweites Leuchtmittel 121 b jeweils in Form einer Laseraussendeeinheit auf, die jeweils einen Laserstrahl aussendet. Gemäß der in Fig. 27 gezeigten Ausführungsform strahlt das erste Leuchtmittel 121a eine Laserlinie 221a auf einen Umlenkspiegel 151a, welcher in unmittelbarer Nähe des Leuchtmittels 121a derart angeordnet ist, dass die Laserlinie 221a auf den Sichtbereich der entsprechenden Kamera 131 umgelenkt wird. Das erste Leuchtmittel 121a und das zweite Leuchtmittel 121 b können miteinander verbunden sein, um die optische Ausrichtung des entsprechend ausgesendeten Laserstrahls zu vereinfachen. Analog zu dem Leuchtmittel 121a strahlt das zweite Leuchtmittel 121 b einen Laserstrahl aus, welcher von einem Umlenkspiegel 151 b derart umgelenkt wird, dass sich im Sichtbereich der zugeordneten Kamera 131 eine Laserlinie 321 auf dem Substrat ergibt, auf welches beispielsweise eine Kleberspur 6 aufzubringen ist, wie beispielsweise in Fig. 22 gezeigt, wobei die Laserlinie 321 sowohl aus dem ersten Laserstrahl 221a und dem zweiten Laserstrahl 221 b gebildet wird.

Erfindungsgemäß wird das erste Leuchtmittel 121a und das zweite Leuchtmittel 121 b durch eine Leuchtmittelansteuerungseinheit derart angesteuert, dass der erste Laserstrahl 221a zeitlich versetzt gegenüber dem zweiten Laserstrahl 221 b ausgesendet ist, wobei der zweite Laserstrahl 221 b um 0,01 bis 0,04 Millisekunden, insbesonders bevorzugt 0,02 bis 0,2 Millisekunden, zeitlich versetzt ausgesendet wird. Dabei wird die zu dem Leuchtmittelpaar 121 zugeordnete Kamera 131 synchron zur Ansteuerung des jeweiligen Leuchtmittels angesteuert, wobei abhängig von der Anzahl der Leuchtmittel mehrere Bildaufnahmen in kurzem zeitlichen Abstand von der Kamera 131 aufgenommen werden. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte neben dem ersten Leuchtmittel 121 a und dem zweiten Leuchtmittel 121b noch ein drittes oder viertes Leuchtmittel vorgesehen sein, wobei abhängig von der Anzahl der Leuchtmittel entsprechend viele Aufnahmen der zugeordneten Kamera 131 gemacht werden können. Die in kurzem zeitlichen Abstand von einander aufgenommenen Bilder der Kamera 131 sind insbesondere deshalb vorteilhaft, da eine exakte mechanische Ausrichtung der Leuchtmittel zueinander nicht zwingend erforderlich ist und der erste Laserstrahl 221a und der zweite Laserstrahl 221 b nacheinander aufgenommen werden, so dass es keine negativen Überlagerungen der Laserlinien ergibt, so dass eine gegenseitige Beeinflussung der Leuchtmittel vermieden wird. Gemäß der in Fig. 27 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kamera 131 derart gegenüber der Auftragsdüse angeordnet, dass die Auftragsdüse für den Klebstoff bzw Auftragseinrichtung (10) wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, im Wesentlichen im Zentrum des Kameraaufnahmerings 140 angeordnet ist. Jedoch ist die Kamera 131 sowie die weiteren nicht in Fig. 27 dargestellten Kameras im Gegensatz zu Fig. 1 im Wesentlichen orthogonal auf das Substrat ausgerichtet und das Leuchtmittelpaar 121a, 121 b ist derart angeordnet, dass die zugeordnete Kamera 131 in ihrer Position zwischen der Auftragsdüse und dem Leuchtmittelpaar 121a, 121b angeordnet ist. Das Leuchtmittelpaar 121a , 121b ist gegenüber dem Blickwinkel der Kamera bevorzugt in etwa um 20° geneigt zur Auftragsdüse angeordnet. Diese Anordnung der Kamera unmittelbar an der Auftragsdüse mit einem in Umfangsrichtung außen angeordneten Leutmittelpaar 121 hat den Vorteil, dass die aus Kameras und Leuchtmittelpaaren ergebenden Sensoreinheit kompakter ausgeführt werden kann, da die jeweiligen Leuchtmittelpaare gegenüber einer Kamera kompakter ausgeführt werden können, so dass sich ein sehr kompakter Aufbau und ein reduzierter Platzbedarf für die Aufnahmesensorik ergibt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung mit den gemäß Fig. 27 beschriebenen orthogonal zum Substrat ausgerichteten Kameras und nach innen geneigten Leuchtmittelpaaren ist darin zu sehen, dass eine starke geometrische Verzerrung der Bildaufnahme aufgrund der oktogonal ausgerichteten Kamera vermieden wird. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu dem orthogonal ausgerichteten Leuchtmittelpaares 121a, 121b und der geneigten Kamera 31 gemäß Fig. 22.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 28 den schematischen Aufbau der Aufnahmesensorik gemäß Fig. 27, wobei zusätzlich eine Flächenbeleuchtungseinrichtung 180 dargestellt ist, welche ein Vielzahl von LED- Dioden 181 aufweist, die um die Auftragseinrichtung 10 bzw. Auftragsdüse konzentrisch angeordnet sind. Die LED-Dioden 181 sind dabei unmittelbar neben den Kameras bzw. der Kamera 131 angeordnet, wobei die Kamera 131 in ihrer Blickrichtung durch die LED-Dioden 181 nicht gestört wird, d.h. dass der Bildaufnahmebereich 135 nicht durch die LED-Dioden 181 gestört wird. Des Weiteren sind die LED-Dioden 181 um die Auftragseinrichtung derart angeordnet, dass diese in Umfangsrichtung vor und nach der Kamera 131 angeordnet sind. Bevorzugt sind die LED-Dioden 181 in Umfangsrichtung von der Auftragseinrichtung kreisförmig angeordnet, wobei das Leuchtmittelpaar 121a, 121b unmittelbar angrenzend an die äussere kreisförmige Ausbildung der LED-Dioden 181 angeordnet ist. Die LED-Dioden 181 bilden somit eine Flächenbeleuchtung, welche zusätzlich zu den Leuchtmittelpaaren 121 vorgesehen sein kann und parallel zu den Leuchtmittelpaaren 121 angesteuert werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine 360° Aufnahme um die Auftragsdüse bzw. Auftragseinrichtung realisiert werden. Durch die Überlappung der Bildbereiche ist es dadurch möglich, eine weitere 2D und 3D Analyse der Oberfläche um die Auftragsdüse zu erfassen. Als weiterer Vorteil kann dadurch eine vorgelagerte 3D Lagekorrektur mit einer entsprechenden Sensorik realisiert werden, wie in der veröffentlichten Patentschrift EP 1701803 B1 der Anmelderin offenbart ist, auf welche hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.