Brevet FR2529808A1 — publié le 19840113

Procédé et dispositif de détection automatique de fonctionnement anormal d'un pistolet de peinture. La présente invention concerne la pulvérisation de peinture et vise plus particulièrement un procédé de détection automatique de fonctionnement anormal d'un pistolet de peinture du type à écla- tement par restriction d'orifice de pulvérisation et un disposi- tif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu qu'un tel pistolet pulvérise les produits par effet d'éclatement à haute pression au travers d'un orifice de très petites dimensions, notamment quelques dizièmes de millimètre, d'une pièce appelée insert. L'hétérogénéité des produits pulvérisés d'une part, les faibles dimensions de linsert d'autre part, et l'abrasion des produits dans les canalisations enfin, entraînent une déformation des jets de ces pistolets ou un arrêt de ces jets dû à un bouchage partiel ou total Ces déformations et ces arrêts se produisent de façon aléatoire et d'autant plus fréquemment que l'insert est réduit. Le montage de ces pistolets sur des machines automatiques de pul- vérisation requiert la présence de personnel pour contrôler l'ap- plication du produit à pulvériser. Des essais infructueux ont été tentés pour réaliser ce contrôle automatiquement; on a eu recours: à un capteur de pression sur le produit, à un système optique et à un émetteur/récepteur ultrasonore disposé de part et d'autre du jet. Dans le premier cas, les différences de pression se révèlent trop faibles pour être significatives Dans le second cas, des projec- tions parasites salissent très rapidement le système optique. 2 2529808 Dans le troisième cas, les résultats influencés par des pertur- bations ultrasonores de l'atelier ne s'avèrent pas significa- tives. La présente invention a pour but de résoudre le problème posé par le contrôle automatique du bon fonctionnement d'un pistolet du type à éclatement par restriction d'orifice de pulvérisation. A cet effet, l'invention propose un procédé pour détecter auto- matiquement un fonctionnement anormal de ce type de pistolet de pulvérisation de peinture Suivant une caractéristique de l'in- vention, ce procédé consiste, pour un insert et un produitàpulvéri- ser donnés, en un premier ajustage de la bande de fréquences spécifique aux vibrations engendrées par l'éclatement de ce pro- duit au droit de cet insert, et en un second ajustage des seuils haut et bas de déclenchement d'alarme à partir de l'amplitude moyenne de vibration dans cette bande de fréquences. La détermination de la bande de fréquences spécifique est pres- que immédiate avec l'utilisation d'un analyseur de fréquences. Bien que le réglage des seuils haut et bas de déclenchement d'alarme soit plus délicat que la détermination de la bande de fréquences spécifique, il ne présente pas de difficultés majeures dans la mesure o il suffit de fixer, par rapport au signal de référence, ces seuils correspondant respectivement à des bou- chages partiel et total du pistolet. Suivant une seconde caractéristique de l'invention, les signaux transitoires de début de pulvérisation sont éliminés par tempo- risation sur l'information d'ouverture du pistolet, ce qui per- met d'éviter un déclenchement d'alarme intempestif. Suivant une troisième caractéristique de l'invention, l'informa- tion d'alarme-est utilisée pour déclencher un cycle automatique de débouchage du pistolet Cette caractéristique permet de sup- primer les débouchages manuels du pistolet par un opérateur. -3 - D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple A cet effet, on se reportera aux dessins joints dans lesquels la figure 1 représente des spectres de signaux vibratoires de pulvérisation et permet d'expliquer le principe du procédé de détection conforme à l'invention la figure 2 représente un schéma synoptique du traitement du signal de pulvérisation la figure 3 est une vue en éclaté d'une tête de pistolet de pulvérisation utilisé pour l'invention la figure 4 est une vue partielle de la tête de pistolet de la figure 3 montrant la fixation d'un capteur de vibrations à un support d'insert de cette tête la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un insert relatif à la tête de pulvérisation de la figure 3 à l'état obstrué. Le pistolet de pulvérisation de peinture utilisé dans le cadre de l'invention est du type courant à éclatement par restriction d'orifice de pulvérisation, notamment un pistolet de peinture airless Les vibrations engendrées par une pulvérisation airless peuvent être analysées par des spectres tels qu'illustrés à la figure i et représentant les niveaux d'intensité vibratoires en fonction des fréquences Le spectre 1 illustre un fonctionnement normal d'un pistolet airless tandis que le spectre 2 illustre un fonctionnement anormal d'un pistolet airless complètement bouché. Le schéma synoptique du traitement du signal de pulvérisation représenté à la figure 2 montre successivement un capteur de vibrations piézoélectrique 6, un amplificateur sélectif 7 de bandes de fréquences, une carte d'analyse 8 à fréquence réglable et à seuils haut et bas réglables, un relai 9 à temporisation à l'ouverture du pistolet et une alarme 10. Comme le montrent les figures 3 et 4, la tête de pistolet 12, utilisée sur des machines automatiques pour pulvériser des pein- tures ou des mastics sur des pièces, comprend essentiellement un corps de tête de pistolet 13 dans lequel se loge un support d'in- sert 14 et sur lequel s'adapte une clef d'inversion de buse 15, un insert 16 bloqué à l'intérieur du support 14 par une vis de serrage 17 et des joints 18, 19 Le capteur de vibrations piézo- électrique 6 est fixé sur le support d'insert 14 au moyen d'un goujon de fixation 20 et d'un écrou de blocage 21 (figure 4). Le procéde de détection automatique de fonctionnement anormal d'un pistolet de peinture airless, conforme à l'invention, est décrit ci-après de manière plus précise. Dans le type de pistolet airless précédemment décrit, le produit à pulvériser éclate eau droit de l' insert i 6 en engendrant une vibration En analysant le spectre vibratoire par tracé d'un ana- lyseur de fréquences, une bande de fréquences spécifique,dans laquelle le niveau d'intensité du signal vibratoire est sensi- blement constant, peut tre mise en évidence Cette bande de fré- quences est propre à l'éclatement que l'on désire contrôler avec l'insert 16 et le produit à pulvériser donnés, par exemple une octave centrée sur 16 k Hz, soit 12,5 aà 20 k Hz dans notre cas Ces fréquences se révèlent plus élevées que celles des vibrations courantes de l'atelier qui ne provoquent par conséquent que peu de perturbations Cette bande de fréquences est représentée à la figure 1 par le segment AB. Lorsque le produit à pulvériser éclate normalement dans l'insert 16, le niveau d'intensité vibratoire présente l'allure de la courbe 1 Par contre, lorsqu'il éclate anormalement dans l'insert 16, le jet de pulvérisation est déformé; des turbulences plus importantes sont produites au droit de l'insert 16, ce qui en- traîne une augmentation du niveau d'intensité vibratoire Le spectre du signal vibratoire se déplace alors vers le seuil haut 4 de la figure 1 o cet insert se retrouve partiellement bouché. -5 - Lorsque l'insert 16 devient totalement bouché, le niveau d'inten- sité vibratoire diminue, ce qui se traduit sur la figure l par un déplacement du spectre du signal vers le seuil bas 5 o cet in- sert se retrouve presque totalement bouché. Le principe de la surveillance de fonctionnement correct consiste donc, pour un insert 16 et un produit à pulvériser donnés à ajuster la bande de fréquences spécifique AB au moyen du cap- teur 6 et de l'amplificateur sélectif 7 représentés schémati- quement à la figure 2; et à ajuster les seuils haut et bas de déclenchement d'alarme 4 et 5 à partir de l'amplitude moyenne de vibration 3 dans cette bande de fréquences AB au moyen de la carte d'analyse 8 Par exemple, le seuil haut est situé à + 15 % et le seuil bas à %. Pour régler correctement ces seuils 4 et 5, il convient de noter que le passage d'un fonctionnement normal à un fonctionnement avec un jet de pulvérisation déformé ne s'effectue pas de manière franche, d'une part, et qu'un fonctionnement à jet déformé pré- sente un caractère d'instabilité, d'autre part L'opération de réglage des seuils 4 et 5 est donc délicate puisqu'il convient de ne pas déclencher inutilement l'alarme 10 par le relais 9; on écartera par conséquent au maximum les seuils 4 et 5 de la valeur nominale d'intensité 3 Toutefois, si on les écarte trop, cer- taines anomalies de fonctionnement insuffisamment franches ne seront pas détectées Si le fonctionnement anormal par ailleurs instable persiste, il y aura franchissement de seuil et alors détection. Lorsque la pulvérisation est fermée, le seuil bas de déclenche- ment d'alarme 5 est atteint; elle doit donc être conditionnée par l'information d'ouverture du pistolet En outre, l'ouverture du pistolet génère des signaux transitoires de début de pulvérisation. 2529808. -6 - Il convient donc d'en éliminer les effets par temporisation sur l'information d'ouverture du pistolet au moyen du relais à tem- porisation 9. Comme les vibrations de pulvérisation sont très faibles, les pré- cautions nécessaires consistent essentiellement à visser sur la buse- support 14 de l'insert 16 le capteur de vibrations piézo-électrique 6 le plus près possible de cet insert à sélectionner un capteur 6 dont la fréquence propre de réso- nance est proche de la bande de fréquences spécifique de pul- vérisation et à isoler mécaniquement le pistolet de l'ensemble-support de pistolet (non représenté) susceptible de générer des vibrations perturbatrices, notamment par une entretoise et une rondelle en matériau souple approprié (non représentés). L'arrivée du produit à pulvériser sur l'insert 16 se faisant dans un embout conique 22 (figure 5) suivant le sens de pulvérisation fi le grain solide parasite ou impureté d'obstruction 23 est coincé par la pression du produit au fond de cet embout Pour déboucher le pistolet, il suffit d'inverser le sens de l'embout conique 22 par rotation d'un demi-tour de celui-ci; l'impureté 23 se trouve alors chassée par la pression du produit. Cette opération peut être réalisée sur déclenchement d'alarme par un vérin hydraulique rotatif non représenté. Le procédé de détection conforme à l'invention et le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé permettent de contrôler automatiquement et en permanence le bon fonctionnement d'un pis- tolet de peinture du type à éclatement par restriction d'orifice de pulvérisation, et de déclencher un cycle automatique de -7 - débouchage en utilisant une information d'alarme Ils quent particulièrement aux machines automatiques pour des peintures ou des mastics. s'appli- pulvériser -8 _ REVENDICATIONS l Procédé de détection automatique de fonctionnement anormal d'un pistolet de peinture du type à éclatement par restriction d'orifice de pulvérisation, caractérisé en ce qu'il consiste, pour un insert ( 16) et un produit à pulvériser donnés à ajuster la bande de fréquences (AB) spécifique aux vibrations engendrées par l'éclatement dudit produit au droit dudit insert ( 16); et à ajuster les seuils haut et bas de déclenchement d'alarme ( 4, 5) à partir de l'amplitude moyenne de vibration ( 3) dans cette bande de fréquences (AB). 2 Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les effets propres au: signaux transitoires de début de pulvérisation sont éliminés par temporisation sur l'information d'ouverture dudit pistolet. 3 Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'information d'alarme est utilisée pour déclencher umn cycle automatique de débouchage du pistolet. 4 Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les effets propres à des vibra- tions perturbatrices générées par l'ensemble-support du pistolet sont éliminés par isolement mécanique du pistolet dudit ensemble- support. Dispositif de détection automatique de fonctionnement anormal d'un pistolet de peinture du type à éclatement par restriction d'orifice de pulvérisation pour la mise en oeuvre du procédé de détection conforme à l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce qu'il comprend successivement: _ 9 - un capteur de vibrations piézo-électrique ( 6) fixé sur une buse-support ( 14) de cet insert de pistolet ( 16); un amplificateur sélectif de bandes de fréquences ( 7); une carte d'analyse ( 8) à fréquence réglable et à seuils haut et bas réglables; un relais ( 9) à temporisation à l'ouverture dudit pistolet; et une alarme ( 10). 6 Dispositif de détection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur de vibrations piézo-électrique ( 6) est vissé sur la busesupport ( 14) de l Vinsert ( 16), le plus près possible dudit insert.