Brevet FR2483647A1 — publié le 19811204

L'invention concerne un dispositif de commande, et plus particulièrement un dispositif de commande d'un appareil de revêtement électrostatique, destiné à maintenir un écarte- ment sensiblement constant entre un dispositif ou une tête d'atomisation et une cible à revêtir par des particules de matière de revêtement atomisées, distribuées par la tête. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est un schéma simplifié d'un appareil de revêtement comportant le dispositif de réglage de position selon l'invention; la figure 2 est un schéma partiellement détaillé d'une partie de l'appareil représenté sur la figure 1, cette vue montrant plus en détail le dispositif de réglage de posi- tion selon l'invention; et la figure 3 est une vue schématique d'une partie de l'appareil représenté sur la figure 1, montrant plus en détail le dispositif de réglage de position selon l'invention. La figure 1 représente un appareil automatique 10 d'application électrostatique sous haute tension d'une matière de revêtement au moyen d'une tête 12 d'atomisation et de char- ge qui dirige la matière de revêtement vers des articles 14, représentés sous la forme de caisses d'automobiles, se dépla- çant de manière à passer devant la tête 12 d'atomisation et de charge sur un transporteur 15 relié à la masse. Brièvement décrit, l'appareil comprend une source principale 16 d'alimen- tation qui produit un courant continu sous une tension inter- médiaire, par exemple 28 volts. De plus, une source auxiliaire 18 d'alimentation produit un courant continu sous une ou plu- sieurs tensions relativement basses, par exemple + 15 volts. L'appareil 10 comprend également un panneau 20 de commande et d'indication qui affiche en continu l'état de fonc- tionnement de l'appareil. Pour produire la tension élevée, né- cessaire au dépôt électrostatique, par exemple une tension né- gative de 140 kilovolts (kV), on utilise un circuit 22 de com- mutation et de régulation et un transformateur 24 à haute ten- sion. Le transformateur 24 à haute tension comprend un enrou- lement primaire 26 et un enroulement secondaire 28. 2 2483647 Un circuit redresseur et multiplicateur 30 à haute tension est connecté à l'enroulement secondaire 28 du trans- formateur 24. Les articles 14 sont maintenus au potentiel ou à une valeur proche du potentiel de l'une de deux bornes 32, 34 de sortie à-haute tension. Le circuit redresseur et multi- plicateur 30 à haute tension établit, entre les bornes 32, 34, un potentiel suffisant pour que des particules de matière de revêtement atomisées, par exemple de la peinture, soient attirées vers les articles 14 et se déposent sur ces derniers. Un circuit 38 d'horloge commande le circuit 22 de commutation et de régulation afin qu'il applique la tension de la source principale 16 d'alimentation aux bornes de l'en- roulement primaire 26 pour produire une tension élevée dans l'enroulement secondaire 28. Les articles 14 sont généralement déplacés par un transporteur 15 devant la tête 12 d'atomisation et de charge. Par conséquent, les articles 14 peuvent être déplacés par rap- port à la tête 12 d'atomisation et de charge et il est souhai- table de régler le potentiel entre les bornes de sortie 32, 34 de manière quelorsque les contours des artides 14 ou mn déplacement transversal sur le transporteur 15 tendent à réduire l'écarte- ment entre la tête 12 et la cible 14, un dispositif 50 de com- mande et de réglage de position tende à éloigner la tête 12 des articles 14,-pour maintenir ainsi à unevaleur sensible- ment constante l'écartement entre la tête 12 et la cible 14. De même, lorsqu'un déplacement des articles 14 transversale- ment à leur direction de mouvement sur le transporteur 15, ou bien lorsque les contours des articles 14 tendent à éloigner ces articles 14 de la tête 12 et donc à accroître l'écartement entre la tête 12 et la cible 14, le dispositif 50 de commande tend à rapprocher la tête 12 du transporteur 15, ce qui main- tient à une valeur sensiblement constante, de même que précé- demment, l'écartement entre la tête 12 et la cible 14. Le dispositif 50 de commande, destiné à régler la po- sition de la tête 12, sera à présent décrit en détail en re- gard des figures 2 et 3. La figure 2 représente plus en détail l'élément re- dresseur et multiplicateur 30 à haute tension et le circuit associé. 3 2483647 L'élément redresseur et multiplicateur 30 à haute tension produit une tension négative d'amplitude élevée, par exemple une tension continue de 140 kV. Pour produire cette haute tension, les variations de tension induites dans l'en- roulement secondaire 28 du transformateur 24 à haute tension sont redressées et multipliées, par exemple par un facteur de six dans la forme de réalisation représentée, dans le cir- cuit 30. Douze diodes redresseuses 522-544 à haute tension sont montées en série entre une borne 546 de l'enroulement secondaire 28 et une borne 548 de haute tension négative. Six paires de condensateurs d'emmagasinage 550, 552; 554, 556; 558, 560; 562, 564; 566, 568 et 570, 572 sont montées en série respectivement entre l'anode de la diode 522 et l'anode de la diode 530, entre la cathode de la diode 524 et la catho- de de la diode 532; entre l'anode de la diode 530 et l'anode de la diode 538; entre la cathode de la diode 532 et la ca- thode de la diode 540; entre l'anode de la diode 538 et l'a- node d'une diode 580 de Zener dont la cathode est reliée à la borne 546; et entre la cathode de la diode 540 et l'autre borne 582 de l'enroulement secondaire 28. Une résistance 584 de valeur élevée est montée en sé- rie entre la borne 548 de haute tension négative et une borne 32 de sortie. Un montage en série d'une résistance 586 et des bornes 588, 590 d'un élément 36 de mise en court-circuit, est monté entre la borne 32 et la masse. Les bornes 588, 590 sont des bornes normalement fermées d'un relais électromagnétique. La bobine 592 de commande de ce relais est montée en série en- tre une borne 160 du panneau 20 de commande (figure 1) et la masse. Une diode bidirectionnelle 598 de Zener est également montée entre la borne 160 et la masse afin d'assurer une pro- tection contre toute tension excessive apparaissant aux bor- nes de la bobine 592. Lorsque cette dernière est excitée, une tension élevée est appliquée de la borne 548 à la borne 32 par l'intermédiaire de la résistance 584 et de l'élément 36. Toute coupure du courant circulant dans la bobine 592 ramène l'élément 36 dans la position montrée sur la figure 2 dans laquelle il établit un court-circuit entre la borne 32 de sor- tie et la masse, par l'intermédiaire d'une résistance 586. 4 2483647 Le circuit 30 à haute tension comprend également. cer- tains éléments de détection. Une première borne d'une résis- tance 600 de valeur très élevée est reliée à la borne 548 et -l'autre borne de cette résistance 600 est reliée au montage en parallèle d'un kilovoltmètre 602 et d'une résistance 604 déterminant l'échelle de mesure. Le montage en parallèle d'une résistance 606 de valeur élevée et d'un condensateur 608 est couplé entre une borne 398 et la masse. Dans le circuit com- prenant les résistances 600, 606, la valeur de la résistance du montage en parallèle du kilovoltmètre 602 et de la résis- tance 604 est négligeable par rapport aux valeurs des résis- tances 600 et 606. Par conséquent, ces résistances 600, 606 constituent un diviseur de tension à résistance extrêmement élevée, situé entre la borne 548 à potentiel négatif élevé et la masse. Comme mentionné précédemment, un signal de tension, directement proportionnel à la haute tension présente à la borne 548, est disponible à la borne 398. Une première borne d'un montage en parallèle d'un microampèremètre 610 et d'une résistance 612 de détermination de l'échelle de mesure est reliée à la borne 546 de l'enrou- lement secondaire 28. Un montage en parallèle d'un condensa- teur 614 et d'une résistance 616 de détection de courant est connecté entre l'autre borne 618 du circuit à microampèremè- tre et résistance de détermination de l'échelle de mesure, et la masse. Etant donné-que la jonction entre le condensateur 568 à haute tension et la diode 580 de Zener est à la masse, il apparaît que la borne 618 est maintenue à un potentiel lé- gèrement positif (inférieur ou égal à la tension inverse d'a- valanche de la diode 580 de Zener). Etant donné que le cir- cuit du microampèremètre 610 est monté entre la borne 546 de l'enroulement secondaire 28 et la masse, le courant passant par ce circuit est égal au courant circulant entre les bornes 32, 34 du circuit 30 à haute tension. La tension de la borne 618 est toujours directement proportionnelle au courant cir- culant entre les bornes 32, 34. La manière selon laquelle le signal produit par le circuit de détection de courant est utilisé sera à présent dé- crite en regard de la figure 3. Le signal représentatif du courant circulant entre les bornes 32, 34 du circuit 30 à 2483647 haute tension est transmis de la borne 618 à un filtre actif tripolaire 620. Ce filtre 620 est du type Butterworth qui com- prend trois résistances 622, 624, 626 montées en série entre la borne 618 et la borne d'entrée directe, broche 3, d'un am- plificateur 628 dont la borne de sortie, broche 6, est reliée par une résistance 630 de réaction à la borne d'entrée d'in- version, broche 2, de ce même amplificateur 628. Un condensa- teur 632 est monté entre la jonction des résistances 622, 624 et la masse, de même qu'une diode 634 de Zener dont l'anode est reliée à la masse. Un condensateur 636 est monté entre la broche 3 et la masse. Un condensateur 638 est monté entre la broche 6 et la jonction des résistances 624, 626. La broche 2 est reliée à la masse par une résistance 640. Un circuit in- dicateur 642, comprenant une diode électroluminescente com- mandée par transistor, donne une indication visuelle de la présence du signal à la borne de sortie de l'amplificateur 628 du filtre 620. Le signal présent à la borne de sortie de l'amplifi- cateur 628 du filtre 620 est un signal ne contenant pratique- ment pas de composantes de courant alternatif de fréquence su- périeure à la fréquence de coupure du filtre 620. Ce signal comprend une composante continue et une composante à basse fré- quence et il correspond au courant circulant entre la tête 12 et la cible 14. Par conséquent, il est en relation avec le dé- bit de transfert de la matière de revêtement entre la tête 12 et la cible 14. Il apparaît donc qu'un signal contenant une information concernant le débit de transfert de la matière de revêtement entre la tête 12 et la cible 14 donne une informa- tion concernant l'écartement entre la tête 12 et la cible 14. A cet effet, il convient de se rappeler que l'écartement en- tre la tête 12 et la cible 14 est détecté par l'élément redres- seur et multiplicateur 30 à haute tension et par les bornes 32, 34 sous la forme d'une résistance de charge variable dont la valeur correspond essentiellement à l'écartement entre la tête 12 et la cible 14. Plus cet écartement est grand, plus grande est la résistance et, par conséquent, plus le débit de trans- fert de la matière de revêtement et plus le courant sont fai- bles. Inversement, plus l'écartement diminue, plus la résis- tance diminue et plus le courant et le débit de transfert de 6 2483647 la matière de revêtement augmentent.. Il est évident que d'au- tres facteurs affectent la circulation du courant entre la tête 12 et la cible 14. Cependant, en général, dans la gamme de valeurs de courant utïlisée dans le dispositif selon l'in- vention, ces autres facteurs peuvent être pratiquement ignorés. Comme représenté sur les figures i et 3, le dispo- sitif 50 de commande comprend un circuit 52 de servocommande qui comprend des entrées 54, 56. L'entrée 54 est reliée à un potentiomètre 58 de réaction de position de la tête 12. Un circuit 472 de réglage de la tête 12 en position normale éta- blit un écartement dit 'normal"' entre la tête 12 et la cible 14. Il convient de noter que cette position est établie d'a- près la position moyenne de la surface de l'article 14 adja- cente à la tête 12. Autrement dit, pendant que la surface de l'article 14 adjacente à la tête 12 varie sensiblement de f a- çon continue avec-le contour ou profil changeant de l'article 14, ce contour prend une certaine position moyenne. Le cir- cuit 472 de réglage de posïtLon fonctionne en se basant sur cette position moyenne. Le circuit 472 comprend un amplificateur 474 dont la borne d'entrée d'inversion (-) est reliée par une résis- tance 476 en série à la borne de sortie, broche 6, de l'am- plificateur 628. Un potentiomètre 478 de réglage de position est monté entre une alimentation +V et la masse. Le curseur du potentiomètre 478 est relié à la borne d'entrée directe ()de l'amplificateur 474 dont la borne de sortie est reliée par une résistance 488 de réaction à la borne d'entrée d'in- version (-) de ce même amplificateur. La borne de sortie de l'amplificateur 474 est reliée par deux résistances 490, 492 en série au pôle 493 d'un com- mutateur 494 comprenant un transistor à effet de champ. Une borne 495 du commutateur 494 est reliée à la borne d'entrée 56 du circuit 52 de servocommande et l'autre borne 497, à sa- voir la borne de "validation", du commutateur 494 est- reliée au collecteur d'un transistor 788 de temporisation au démuar- rage. L'émetteur du transistor 788 es t relié à la masse. La borne 497 est également reliée à une alimentation +V par une résistance 500. 7 2483647 La jonction de résistances 490, 492 est reliée à la masse par des diodes de Zener 502, 504 montées en série. Le signal de sortie de l'amplificateur 474 et le si- gnal de position de la tête 12, présent sur le curseur 662 du potentiomètre 58, sont additionnés en un point 654 de somma- tion. Le signal combiné présent au point 654 de sommation est appliqué à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un comparateur 668 de la servocommande 52. La borne de sortie du comparateur 668 est reliée par une résistance 674 en série à la borne d'en- trée d'inversion (-) d'un amplificateur 692 de servocommande. La servocommande 52, qui est représentée relativement schéma- tiquement sur la figure 3, peut être de l'un quelconque de divers types connus. Les bornes 700 de sortie de la servocom- mande 52 commandent l'écoulement d'un fluide hydraulique dans une servovalve 702 à deux voies, entre une source 704 d'ali- mentation en fluide hydraulique et un moteur 706 à fluide, par sexemple un élément moteur à piston et cylindre hydraulique, qui commande l'avance et le retrait de la tête 12 et, par con- séquent, l'écartement entre la tête 12 et la cible 14. Lorsque la haute tension entre les bornes 32, 34 (fi- gures 1 et 2) est coupée ou s'élève jusqu'à son régime stable, le transistor 788 de temporisation au démarrage est conducteur, son collecteur étant alors sensiblement au potentiel de masse. Ce potentiel de masse, appliqué à la borne 497 de validation du commutateur 494 à transistor à effet de champ, ouvre le- dit commutateur 494 et isole la sortie de l'amplificateur 474 de la borne d'entrée 56. Cependant, lorsque la haute ten- sion appliquée aux bornes 32, 34 atteint un régime stable a- vant le début d'une opération de revêtement, le transistor 788 se bloque et le commutateur 494 commute vers la position montrée sur la figure 3. Le signal de sortie de l'amplifica- teur 474 est ainsi appliqué à la borne 56 de la servocomman- de 52. L'amplificateur 474 est monté en comparateur dont le signal de sortie est positif lorsque le signal correspondant au courant de retour et apparaissant à la sortie de l'ampli- ficateur 628 est inférieur à une valeur de référence établie à la borne d'entrée directe (+) de l'amplificateur 474-par le potentiomètre 478. Lorsque la tête 12 est dans sa posi- tion neutre et que le potentiomètre 58 est équilibré, avec 8 2483647 une tension pratiquement nulle au curseur 662, une tension positive apparaissant à la sortie de l'amplificateur 474 et, par conséquent, à l'entrée 56 de la servocommande 52, provo- que la mise en marche du moteur 706 à fluide, par l'intermé- diaire de la servovalve 702, de manière que l'atomiseur 12 soit déplacé vers la cible-14 qui est à la masse, ce qui ac- croît l'intensité du courant circulant entre la tête 12 et la cible 14 lorsque le signal représentatif du courant et pré- sent à la borne de sortie de l'amplificateur 628 dépasse la valeur de référence établie par le potentiomètre 478, le si- gnal de sortie de l'amplificateur 474 devient négatif, de sorte que la servovalve 702 actionne le moteur à fluide 706 pour éloigner la tête 12 de l'article 14 qui est à la masse, ce qui réduit l'intensité du courant circulant entre la tête 12 et la cible 14. L'amplitude du mouvement de la tête 12 par rapport à l'écartement dit "normal" est limitée par les ten- sions d'avalanche des diodes de Zener 502 et 504. Ainsi, pour un courant très faible entre la tête 12 et la cible 14, cou- rant qui peut être interprété, par exemple, comme l'absence de mise à la masse de l'article 14, la diode 504 de Zener se déclenche, empêchant la poursuite du mouvement de la tête 12 vers la cible 14. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 9 2483647 REVENDICAT IONS 1. Dispositif de réglage de la position d'un appa- reil (12) de distribution de matière de revêtement, caracté- risé en ce qu'il comporte un élément (50) destiné à déplacer et positionner sélectivement l'appareil par rapport à une ci- ble (14) à revêtir de ladite matière distribuée par cet appa- reil, un élément (52) de commande de l'élément de positionne- ment, un élément (30) destiné à détecter l'écartement entre l'appareil de distribution et la partie de la cible directe- ment adjacente à l'appareil de distribution et à produire un signal représentatif de cet écartement, et un élément destiné à relier l'élément de détection à l'élément de positionnement de manière que, lorsque l'écartement tend à.diminuer, l'appa- reil de distribution tende à s'éloigner de la cible et que, lorsque l'écartement tend à-augmenter, l'appareil de distri- bution tende à se rapprocher de la cible. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (15) de transport faisant pas- ser les cibles les unes à-la suite des autres devant l'appa- reil de distribution. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cibles sont montées sur les moyens (15) de trans- port de manière qu'elles puissent se déplacer librement dans des directions perpendiculaires à.la direction du mouvement des moyens de transport afin que l'écartement entre l'appareil de distribution et les cibles- puisse varier indépendamment de la position relative d'une cible sur les moyens de transport. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cibles présentent des profils ou contours qui font varier l'écartement entre l'appareil de distribution et lesdites cibles. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de détection de l'écartement entre l'appa- reil de distribution et Uoe cible comprend une source (16, 18) de tension, une première borne (32) adjacente au trajet suivi par les cibles passant devant l'appareil de distribution, un élément (24) destiné à relier la source d'alimentation à la première borne et aux cibles pour établir un champ entre la- dite première borne et les cibles, et un élément (30) destiné à détecter le courant circulant entre les cibles et la première borne et à produire un signal de commande en fonction de ce courant. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de détection de l'écartement entre l'appa- reil de distribution et la cible comprend une source (16, 18) de tension, une première borne (32), un organe de montage de la première borne afin qu'elle puisse se déplacer avec l'ap- pareil de distribution, un élément (24) destiné à relier la source d'alimentation à la première borne et à la cible pour établir un champ entre ladite premiere borne et ladite cible, et un élément (30) destiné 'à détecter le courant circulant entre la première borne et la cible et à produire un signal de commande en fonction de ce courant. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la première borne est montée sur l'ap- pareil de distribution. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisé en ce que l'élément de détection du courant circu- lant entre les cibles et la première borne comprend un filtre (620) destiné à éliminer pratiquement toutes les composantes de courant alternatif; supérieures à une fréquence choisie, dudit courant pour produire le signal de commande. 9. Procédé de réglage de l'écartement entre une ci- ble (14) à revêtir d'une matière de revêtement et un appareil (12) de distribution de la matière de revêtement, pouvant être déplacé sélectivement, caractérisé en ce qu'il consiste à dé- tecter l'écartement entre l'appareil de distribution et la par- tie de la cible adjacente à l'appareil de distribution, et à déplacer ce dernier en fonction de l'écartement détecté. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le déplacement de l'appareil de distribution en fonc- tion de l'écartement détecté consiste à déplacer ledit appareil de manière que, lorsque l'écartement tend à diminuer, l'appa- reil de distribution tende à s'éloigner de la cible, lorsque l'écartement tend à augmenter, l'appareil de distribution tende à se rapprocher de la cible et, lorsque l'écartement tend à rester sensiblement constant, l'appareil de distribution tende à rester en position sensiblement fixe par rapport à la cible. 11. Dispositif de réglage de l'écartement entre une cible (14) à revêtir d'une matière de revêtement et un appa- reil (12) de distribution de la matière de revêtement, carac- térisé en ce qu'il comporte un élément (706) de montage de l'appareil de distribution, destiné à déplacer sélectivement ce dernier, un élément (30) qui détecte l'écartement entre l'ap- pareil de distribution et la partie de la cible adjacente à cet appareil et qui produit un signal en fonction de cette dé- tection, et un élément (52) destiné à transmettre le signal à l'élément de montage, mobile sélectivement.