DE3014500A1 - Automatic paint spraying system for flat components - has facility to scan component profile and acquire data to control spray head - Google Patents
Automatic paint spraying system for flat components - has facility to scan component profile and acquire data to control spray headInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Spritzen, insbesondere von flächigen Device for spraying, especially flat
Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzen, insbesondere von flächigen, durch eine Transportvorrichtung bewegten Werkstück mittels zwangsgeführt bewegter, automatisch gesteuerter Spritzpistolen, mit einer Abtasteinrichtung für die Konturen der Werkstücke, die Signale in einen elektronischen Speicher für die automatische Spritzpistolensteuerung eingibt. Workpieces The invention relates to a device for spraying, in particular of flat workpieces moved by a transport device by means of Forcibly moved, automatically controlled spray guns, with a scanning device for the contours of the workpieces, the signals in an electronic memory for the automatic spray gun control.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 2756162) wird aus dem elektronischen Speicher ein regelbares, beliebig verbreitertes oder gespreizten Ausgangssignal an die SpritzrBistole abgegeben. Die Verbreiterung oder Spreizen des Ausgangssignales führt zu einer Vorverlegung des Spritzbeginns und zu einer Verzögerung des Spritzbeendigungszeitpunktes. Bei der bekannten Vorrichtung treten also die Spritzpistolen bereits in Tätigkeit, bevor die in Förderrichtung gesehen vordere Kante des zu spritzenden Werkstücks unter die Spritzpistolen verlangt. Außerdem bleiben die Spritzpistolen auch dann noch eingeschaltet, wenn die in Förderrichtung gesehen hintere Kante des Werkstücks die Spritzpistblen bereits passiert hat. Die bekannte Vorrichtung führt also zu einer fiktiven "Vergrößerung" der insgesamt zu spritzenden Fläche. Die Steuerung ist so ausgebildet, daß die Spritzpistolen sich so verhalten, als ob das zu spritzende Werstück eine größere als die tatsächlich vorhandene Fläche aufweist.In a known device of this type (DE-OS 2756162) is from the electronic memory an adjustable, arbitrarily widened or spread Output signal sent to the spray gun. The broadening or spreading of the output signal leads to an advance of the start of injection and to a Delay in the time of the end of the injection. Step in the known device So the spray guns are already in action before seen in the conveying direction Requires the front edge of the workpiece to be sprayed under the spray guns. aside from that the spray guns remain switched on even if they are in the conveying direction seen the rear edge of the workpiece has already passed the spray nozzle. The well-known The device thus leads to a fictitious "enlargement" of the total to be injected Area. The control is designed so that the spray guns behave in such a way that as if the workpiece to be injected had a larger area than the actual available area having.
Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist die Tatsache, daß eine solche Steuerung die in der Praxis vorkommenden unterschiedlichen Spritzprobleme nicht ausreichend berücksichtigt.The disadvantage of the known device is the fact that a such control the different spray problems occurring in practice not sufficiently taken into account.
Die bekannte Steuerung erlaubt beispielsweise weder eine theoretische "Verkleinerung" der Spritzfläche noch deren Verlagerung gegenüber dem Zentrum des zu spritzenden Werkstücks.The known control does not allow, for example, a theoretical one "Reduction" of the spray surface still its displacement relative to the center of the workpiece to be sprayed.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die gesamte Spritzfläche bzw. deren Kontur gegenüber der Kontur des zu spritzenden Werkstücks beliebig verlagert, vergrößert und verkleinert werden kann. Unter der Spritzfläche ist diejenige Fläche zu verstehen, die auf einer mit der Transportvorrichtung weiter bewegten Unterlage während des Spritzvorgangs gespritzt wird.The invention is therefore based on the object of a controller of the type mentioned in such a way that the entire spray surface or its Contour displaced as desired compared to the contour of the workpiece to be injected, enlarged and can be reduced in size. The spray area is to be understood as the area on a base moved further with the transport device during the Spraying process is sprayed.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß durch einen Rechner für jeden Rasterschritt der Transportvorrichtung eine von der Abtasteinrichtung aufgenommene Signalreihe gespeichert und der Speicher des Rechners synchron mit der Transportvorrichtung zur Bildung eines elektronischen gerasterten Bildes (Werkstückraster) der Werkstückkontur im Speicher weitergeschaltet wird, wobei ein Vergleich des Werkstückrasters mit einem vorgegebenen, mit jeder Pistole synchron laufenden Schaltraster für deren Steuerung im Speicher des Rechners erfolgt.To solve this problem it is proposed according to the invention that by a computer for each grid step of the transport device one of the Scanning device recorded signal series stored and the memory of the computer synchronous with the transport device to form an electronic rasterized Image (workpiece grid) of the workpiece contour is switched on in the memory, a comparison of the workpiece grid with a predetermined one with each gun synchronously running switching grid for their control takes place in the memory of the computer.
Das Vorsehen eines synchron mit den Spritzpistolen verlaufenden Schaltrasters erlaubt eine beliebige Einstellung der Spritzzeiten bzw. Spritzwege. So ist es beispielsweise möglich, den Spritzbeginn unabhängig von dem Spritzende vorzuverlegen, um die mechanische Trägheit der Spritzpistolen zu berücksichtigen.The provision of a switching grid that runs synchronously with the spray guns allows any setting of the spray times or spray paths. This is how it is, for example possible to bring the start of injection forward independently of the end of injection in order to achieve the mechanical Take into account the inertia of the spray guns.
Ebenso kann das Spritzende soweit vorverlegt werden, daß der durch die mechanische Trägheit bedingte Nachlauf berücksichtigt ist. Die Wahl dieseW instellungen ist in jeder Koordinate möglich, also beispielsweise sowohl in Förderrichtung des Werkstücks als auch in einer dazu senkrechten Richtung. Bei nicht flächigen Teilen kann eine entsprechende Verstellung auch noch in zur Förderebene senkrechten Koordinatenebenen erfolgen. Durch die universelle Verstellmöglichkeit wird es möglich, auch komplizierte Teile, die bisher mit Spritzautomaten nicht oder nicht in einem Arbeitsgang behandelt werden konnten, problemlos zu spritzen.Likewise, the end of the injection can be brought forward so that the through the lag caused by mechanical inertia is taken into account. The choice of these settings is possible in every coordinate, for example both in the conveying direction of the Workpiece as well as in a direction perpendicular to it. For non-planar parts A corresponding adjustment can also be made in coordinate planes perpendicular to the conveying plane take place. The universal adjustability makes it possible, even complicated ones Parts that were previously not treated with automatic spray guns or not treated in one operation could be injected easily.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist jedg Spritzpistole ein eigener Schaltraster zu geordnet. Jede Spritzpistole kann also individuell eingestellt werden. Dies ermöglicht eine über die elektronische Steuerung erfolgende Kompensierung von möglichen Verschleißerscheinungen, ohne deshalb - wie dies früher notwendig war - die Spritzpistole frühzeitig auswechseln zu müssen.According to a further proposal of the invention, each is a spray gun assigned to a separate switching grid. Each spray gun can therefore be set individually will. This enables compensation to take place via the electronic control of possible signs of wear, without therefore - as was necessary in the past was - to have to change the spray gun early.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist jedes Schaltraster in seiner Lage gegenüber der Abtasteinrichtung bzw. Abtastachse in jeder Rasterkoordinate einstellbar.According to a further proposal of the invention, each switching grid in its position in relation to the scanning device or scanning axis in each grid coordinate adjustable.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zahl der Rasterpunkte und damit die Größe des Schaltrasters in jeder Rasterkoordinate einstellbar.According to a further feature of the invention is the number of grid points and thus the size of the switching grid can be set in each grid coordinate.
Die Abtasteinrichtung besitzt vorzugsweise nebeneinander auf der Abtastachse angeordnete Fotozellen, welche die Kontur des zu spritzenden Werkstücks abtasten. Es ist jedoch auch jegliche andere geeignete Art der Abtastung möglich, beispielsweise auch mit Hilfe von Ultraschall.The scanning device preferably has side by side on the scanning axis arranged photocells that scan the contour of the workpiece to be sprayed. However, it is also any other suitable type of scanning possible, for example with the help of ultrasound.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind jeder Spritzpistole jeweils zwei Schaltraster zugeordnet, von denen eines beim Vorlauf und eines beim Rücklauf der Spritzpistole wirksam ist Das Vorsehen von jeweils zwei Schaltrastern pro Spritzpistole hat den Vorteil, daß die Anpassungsmöglichkeiten an die Spritzverhältnisse noch vermehrt bzw. verfeinert werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Achse der Spritzpistole eine Neigung gegenüber der Spritzebene aufweist. Es kann dann zweckmäßig sein, die Einschaltbedingungen der Spritzpistole im Vorlaufbetrieb anders zu wählen als im Rücklaufbetrieb. Dies gilt sowohl für Spritzpistolen, die auf einer Kreisbahn oder Ovalbahn als auch auf jeder anderen Bahn, beispielsweise auf einer geraden Linie hin- und herbewegt werden.According to a further feature of the invention, each are spray guns each assigned to two switching grids, of which one for the advance and one for the Return of the spray gun is effective The provision of two switch grids per spray gun has the advantage that it can be adapted to the spraying conditions can still be increased or refined. This is particularly useful when the axis of the spray gun has an inclination with respect to the spray plane. It It can then be useful to set the switch-on conditions for the spray gun in the pre-run mode to be selected differently than in return operation. This applies to both spray guns that on a circular path or oval path as well as on any other path, for example be moved back and forth in a straight line.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen: Figur 1 - eine persSktivische Darstellung eines Spritzautomaten mit eingezeichneten Koordinaten, Figur 2 - eine Darstellung des Rasterfeldes, Figur 3 - eine schematische Darstellung der gerasterten Transportebene mit eingezeichneten Schaltrastern bzw. Werkstückrastern.The invention is explained in detail below with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1 - a personal representation of an automatic spray gun with drawn in Coordinates, Figure 2 - a representation of the grid field, Figure 3 - a schematic Representation of the rasterized transport level with shown switching grids or Workpiece grids.
Die Transportebene wird durch die Transportachse oder Längsachse y und die Abtastachse oder Querachse x beschrieben. Die Transportebene ist die Ebene der Werkstückauflage des Transportsystems an der Oberfläche der Transportbänder gemäß Figur 1.The transport plane is defined by the transport axis or longitudinal axis y and the scanning axis or transverse axis x is described. The transport level is the level the workpiece support of the transport system on the surface of the conveyor belts according to Figure 1.
Entlang der Abtastachse x läuft eine Reihe von Fotozellen, die fortlaufend numeriert sind. Dies ergibt sich aus Figur 2. Der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten auf die Transportebene in der äußeren linken Fotozelle ist der Nullpunkt des Koordinatensystems.A row of photocells runs continuously along the scanning axis x are numbered. This can be seen from FIG. 2. The intersection of the vertical lines on the transport plane in the outer left photocell is the zero point of the coordinate system.
Die Transportachse oder Y-Achse verläuft vom Nullpunkt aus in der Transportebene, und zwar positiv in Transportrichtung.The transport axis or Y-axis runs from the zero point in the Transport level, positive in the transport direction.
Die Mittelsenkrechten durch die Fotozellen, welche die Kontur des Werkstücks abtasten, schneiden die Transportebene m der Abtastachse oder Querachse x.The vertical lines through the photocells, which form the contour of the Scan workpiece, cut the transport plane m the scanning axis or transverse axis x.
Die Höhenachse oder Z-Achse verläuft vom Nullpunkt n aus senkrecht zur Transportebene positiv nach oben.The height axis or Z-axis runs vertically from the zero point n positive upwards to the transport level.
Mit Spritzort ist der Schnittpunkt der in Arbeitsstellunq stehenden Spritzdüsenachse mit der Transportebene bezeichnet. Der Nennspritzort ist der Schnittpunkt, der in Arbeitsstellung stehenden Spritzdüsenachse bei Nullstellung des Spritzaggregats.The point of intersection with the spray point is the one in the working position Spray nozzle axis referred to with the transport plane. The nominal injection point is the intersection, the spray nozzle axis in the working position when the injection unit is in zero position.
Unter Spritzlinie ist die vom Spritzort in Richtung der Abtastachse beschriebene Linie auf der Transportebene bei laufendem Spritzautomaten zu verstehen.Under the spray line is the one from the spray point in the direction of the scanning axis to understand the line described on the transport level with the automatic spray gun running.
Mit Spritzfläche ist die vom Spritzort ausgehende, bei eingeschalteter Spritzpistole und eingeschalteten Transportaggregaten beschichtete Fläche. Die Spritzfläche weicht in den meisten Fällen von der zu spritzenden Fläche des Werkstücks ab. Die Spritzflache ist gegenüber der zu spritzenden WerkstückflAche beliebig veränderbar, und zwar bezüglich der Lage und der Ausdehnung.With the spraying area is the one emanating from the spraying location, when switched on Spray gun and switched on transport units coated surface. The splash area in most cases deviates from the surface of the workpiece to be sprayed. the The spray area can be changed as required compared to the workpiece area to be sprayed, namely with regard to the location and the extent.
Die Funktion des Anmeldungsgegenstandes ist am besten anhand von Figur 3 zu erläutern.The function of the subject of the application is best based on the figure 3 to explain.
In der Zeichnungsfigur 3 sind unterschiedliche Werkstücke bzw.In the drawing figure 3 different workpieces or
Werkstückraster abgebildet, und zwar in unterschiedlichen Phasen.Workpiece grid mapped, in different phases.
Das Werkstück 1 mit der angegebenen Werkstückkontur läuft mittels der durch Transportriemen 2 gebildeten Werkstückauflage unter dem Abtastorgan hindurch, das zahlreiche nebeneinander angeordnetE entlang der Abtastachse x angeordnete Fotozellen 3 aufweist.The workpiece 1 with the specified workpiece contour runs by means of the workpiece support formed by the conveyor belt 2 under the scanning element, the numerous photocells arranged next to one another along the scanning axis x 3 has.
Der Abstand der Fotozellen beträgt in einem möglichen Ausführungsbeispiel 25 mm, er kann aber beliebig gewählt werden.In one possible embodiment, the distance between the photocells is 25 mm, but it can be chosen as desired.
Von dem Transportaggregat werden Signale an den Speicher des Rechners bzw. Mikroprozessors ebenfalls mit einem Schrittabstand von 25 mm gegeben. Es entstehen alsoRasterquadrate mit 25 mm Seitenlänge. Nach Durchlaufen der Abtasteinrichtung ist im Speicher des Mikroprozessors ein Werkstückraster 4 abgebildet, das der gerasterten Werkstückkontur entspricht. In Figur 3 besitzt das Werkstückraster aus Gründen der besseren Darstellung eine andere Form als die Werkstückrasterkontur des Werkstücks 1.The transport unit sends signals to the memory of the computer or microprocessor also given with a step spacing of 25 mm. It arise i.e. grid squares with a side length of 25 mm. After passing through the scanning device a workpiece grid 4 is mapped in the memory of the microprocessor, that of the rasterized Corresponds to the workpiece contour. In Figure 3, the workpiece grid for reasons of a different shape than the workpiece grid contour of the workpiece 1.
Mit 5 ist ein anderes Werkstück mit einer zugehörigen Werkstückrasterkontur auf dem Transportaggregat gekennzeichnet.With 5 is another workpiece with an associated workpiece grid contour marked on the transport unit.
Die chaotisch aufgelegten Werkstücke durchlaufen die Abtastachse x . Durch die in der Abtastachse angeordneten Fotozellen 3 wird vom Mikroprozessor für jeden Rasterschritt des Transportaggregats eine Signalreihe von der Werkstückkontur aufgenommen.The randomly placed workpieces pass through the scanning axis x . The photocells 3 arranged in the scanning axis are used by the microprocessor a signal series from the workpiece contour for each grid step of the transport unit recorded.
Diese Signalreihe wird gespeichert und der Speicher des Mikroprozessors mit der Rastergeschwindigkeit in der Transportrichtung y weitergeschaltet. So entsteht im Speicher des Mikroprozessors ein elektronischcs, gerastertes Bild der Werkstückkontur: das Werkstückraster mit der Werkstückrasterkontur.This series of signals is stored and the memory of the microprocessor advanced at the raster speed in the transport direction y. This is how an electronic, raster image of the workpiece contour in the memory of the microprocessor: the workpiece grid with the workpiece grid contour.
Das Werkstückraster bewegt sich, synchron mit der Transportgeschwindigkeit, ebenso durch den Speicher, wie das Werkstück durch den Spritzautomaten. So wie sich das Werkstückraster in der Längsrichtung, also in Richtung der Transportachse bewegt, bewegt sich ein Schaltraster als elektronisches Bild der am Schaltpult gewählten Einstellungen in Richtung der Abtastachse, also in x-Richtung durch den Speicher. Sobald ein Schaltraster mit einem Werkstückraster zur Deckung kommt, wird die zu diesem Schaltraster gehörende Spritzpistole eingeschaltet. Ist das Schaltraster nicht mehr mit einem Werkstückraster in Deckung wird die Spritzpistole ausgeschaltet. Die Zahl der vorzusehenden Spritzpistolen ist beliebig. Jeder Spritzpistole ist für jede Spritzlinie ein eigenen Schaltraster zugeordnet. Dieses Schaltraster ist, unabhängig vom sonstigen Betriebszustand des Spritzautomaten, vom Schaltpult aus einstell- und veränderbar.The workpiece grid moves synchronously with the transport speed, as well through the memory, like the workpiece through the automatic spray gun. Just like that Workpiece grid moved in the longitudinal direction, i.e. in the direction of the transport axis, a switching grid moves as an electronic image of the one selected on the control panel Settings in the direction of the scanning axis, i.e. in the x-direction through the memory. As soon as a switching grid is aligned with a workpiece grid, it becomes The spray gun belonging to this switching grid is switched on. Is the switching grid the spray gun is no longer switched off with a workpiece grid in cover. The number of spray guns to be provided is arbitrary. Every spray gun is a separate switching grid is assigned for each spray line. This switching grid is regardless of the other operating status of the automatic spray gun, from the control panel adjustable and changeable.
Das neue Steuerungsprinzip ermöglicht es also, alle Parameter zur Schaltung der Spritzpistolen am laufenden Spritzautomaten präzise einzustellen und sich damit den Betriebserfordernissen optimal und wirtschaftlich anzupassen. Daraus ergibt sich eine hohe Beschichtungsqualität bei geringsmöglichem Spritzmittelverbrauch.The new control principle makes it possible to control all parameters Set the switching of the spray guns on the running automatic spray gun precisely and thus adapting to the operating requirements optimally and economically. From it the result is a high coating quality with the lowest possible spraying agent consumption.
Will man eine gleichmäßige Beschichtungsgüte bei sparsamstem Spritzmittelverbrauch erzielen, ist die Spritzpistole an einem optimalen Punkt vor dem Erreichen der Werkstückkontur einzuschalten und an einem anderen optimalen Punkt nach dem Verlassen der Werkstückkontur auszuschalten. Dabei ist zu beachten, daß auch die Ränder und Kanten des Werkstücks einwandfrei beschichtet werden. Erfahrungsgemäß ist die optimale Einstellung nicht im voraus berechenbar sondern empirisch zu ermitteln. Die mechanische Einstellung der optimalen Schaltpunkte für die Spritzpistole bei laufender Maschine wäre aufwendig.If you want a uniform coating quality with the most economical spraying agent consumption achieve, the spray gun is at an optimal point before reaching the workpiece contour to be switched on and at another optimal point after leaving the workpiece contour turn off. It should be noted that the edges and edges of the workpiece be properly coated. Experience has shown that the optimal setting is not calculable in advance but to be determined empirically. The mechanical setting the optimal switching points for the spray gun while the machine is running would be time-consuming.
Die Lage und Größe des elektronischen Schaltrasters im Speicher des Mikroprozessors kann aber in einfacher Weise verändert werden um die geforderte Optimierung zu erreichen.The position and size of the electronic switching grid in the memory of the Microprocessor can be changed in a simple manner to the required To achieve optimization.
Eine Vergrößerung des Schaltrasters bewirkt ein früheres Lin-und ein späteres Ausschalten der Spritzpistole in Transport-und in Abtastrichtung. Bei der praktischen Maschinenausführung gibt es eine oder zwei Spritzlinien für jede Spritzpistole.An enlargement of the switching grid causes an earlier Lin and Ein later switching off the spray gun in the transport and in the scanning direction. In the practical machine design, there are one or two spray lines for each spray gun.
Die Spritzlinie hat einen bestimmten Abstand von der Abtastlinie, der in einer Anzahl von Rastern gemessen wird. Für eine montierte und ausgerichtete Spritzpistole ist der Spritzlinienabstand fest.The spray line has a certain distance from the scan line, which is measured in a number of grids. For an assembled and aligned Spray gun, the spray line distance is fixed.
Dieser Spritzlinie wird nun eine Schaltlinie im Speicher des Mikroprozessors zugeordnet. Wählt man den Schaltlinienabstand Y 1 gleich dem Spritzlinienabstand, so wird die Spritzpistole genau dann eingeschaltet , wenn das Werkstück die Spritzlinie erreicht. Eine Vergrößerung des Schaltlinienabstandes Y 1 schaltet die Spritzpistole später, eine Verkleinerung früher ein.This spray line now becomes a switching line in the memory of the microprocessor assigned. If you choose the switching line spacing Y 1 equal to the spray line spacing, so the spray gun is switched on exactly when the workpiece crosses the spray line achieved. An increase in the switching line distance Y 1 switches the spray gun later, a downsizing earlier.
Die Nullstellung des Spritzaggregates wird durch einenNullstellungsinitiator am Spritzaggregat bestimmt. In der Nullstellung hat der Nennspritzort einen bestimmten Rasterabstand von der Transportachse, der entlang des Spritzweges zu messen ist. Dem Spritzort wird nun ein Schaltort im Speicher des Mikroprozessors zugeordnet. Wählt man den Schaltortabstand X 1 ~1~ gleich dem Nennspritzortabstand, so wird (Schaltraster = 1) unmittelbar beim Erreichen des Werkstücks ein und nach Verlassen des Werkstücks ausgeschaltet. Der Schaltort ist in einer bevorzugten Ausführungsform einstellbar von 0 bis 999 Raster.The zero position of the injection unit is carried out by a zero position initiator determined on the injection unit. In the zero position, the nominal injection location has a specific one Grid distance from the transport axis, which is to be measured along the spray path. A switching location in the memory of the microprocessor is now assigned to the spray location. If you choose the switching location distance X 1 ~ 1 ~ equal to the nominal spray location distance, then (Switching grid = 1) immediately upon reaching the workpiece and after exiting it of the workpiece switched off. The switching location is in a preferred embodiment adjustable from 0 to 999 grid.
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