(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射銃（２）を有する熱溶射装置のデータ管理のためのシステムであって、
前記システムが、前記熱溶射装置のデータを記憶するために、メモリ（４）を有するデバイスであって、前記溶射銃に若しくは前記溶射銃の内部に、又は前記溶射銃の供給部に分散配置された少なくとも１つのデバイス（１）を含むこと、
前記データが、前記熱溶射装置の識別データ及び動作データを含むこと、並びに、
前記デバイス（１）が、前記データを伝送するためのバス・インタフェース（６）をさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記デバイス（１）は、前記バス・インタフェース（６）を介して電力の供給を受けることができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バス・インタフェース（６）は１本以上のデータ・ラインを含む、請求項１又は請求項２の一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記メモリ（４）は不揮発性メモリとして形成される、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記熱溶射装置において又は前記溶射銃（２）において工程パラメータ及び／又は動作条件を検出するために、前記デバイス（１）に接続された少なくとも１つのピックアップ・センサ（３，３．１，３．２）をさらに含む、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ピックアップ・センサが、電圧及び／又は温度及び／又は圧力及び／又は通過速度及び／又は火炎の存在に対する測定センサである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記デバイス（１）はハウジング（５）によって囲まれ、そのハウジングは、前記熱溶射装置若しくは前記溶射銃（２）内に且つ／又は前記熱溶射装置若しくは前記溶射銃（２）に、前記熱溶射装置若しくは前記溶射銃（２）上に直に装着することができ、したがって、装着された前記デバイスは、使用場所を変更する間にも、前記熱溶射装置及び／又は前記溶射銃に永久的に接続された状態を維持する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
溶射銃（２）を有する熱溶射装置のデータ管理のための方法であって、
前記熱溶射装置のデータが利用可能になされ、前記溶射銃に若しくは前記溶射銃の内部に、又は前記溶射銃の供給部に分散配置されたデバイス（１）のメモリ（４）に記憶されること、前記データが、前記熱溶射装置の識別及び動作データを含むこと、並びに、前記データが、前記デバイス（１）のバス・インタフェース（６）を介して伝送されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記デバイス（１）の電力供給は、前記バス・インタフェース（６）を介して行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
工程パラメータ及び／又は動作条件が、前記熱溶射装置において又は前記溶射銃において少なくとも１つのピックアップによって検出され、前記デバイス（１）に送られ、そこで前記メモリ（４）に記憶される、請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ピックアップによって、前記装置における電圧及び／又は温度及び／又は圧力及び／又は通過速度及び／又は火炎の存在が検出される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
プラズマ・トーチ又はＨＶＯＦトーチ又はフレーム溶射トーチ又はアーク溶射トーチを有する溶射銃と、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のシステムと、を含んだ熱溶射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分によれば、熱溶射装置の、特に溶射銃を有する熱溶射装置のデータ管理のためのシステムに関し、また、請求項７の前提部分によれば、熱溶射装置の、特に溶射銃を有する熱溶射装置のデータ管理のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、熱溶射装置などの熱被覆装置が、基材を被覆する目的で、多くの産業の製造所において使用されている。典型的な基材には、例えば、内燃機関のシリンダ滑り面などの曲面を有するワークピース、さらなる表面処理の前に熱溶射によって防食を施される構成要素などの複数の半製品が挙げられるが、さらにまた、被覆物を蒸着によって溶射又は塗布されるウェーハ及びフォイルなどの基本的に平坦な基材が挙げられる。加えて、複数のさらなる用途が当業者には明らかである。例えば、プラズマ溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）、フレーム溶射及びアーク溶射用の装置は、周知の熱溶射装置に属する。熱溶射装置に共通する事実として、熱溶射装置はそれぞれ、トーチを有する別個の溶射デバイスを含んでおり、その溶射デバイスを以下では溶射銃と呼ぶことにする。英語では、溶射銃は主として銃と称される。溶射銃という用語は、主として、機能を指すものであって、実際の形状を指すものではなく、その形状は、銃又はピストルの形状と異なっていることもある。
【０００３】
従来の熱溶射装置における工程パラメータの監視は、この種の監視がなされるとしても、例えば、プラズマ銃及びアーク溶射銃内の電流、電圧若しくは電力、又はガス供給の圧力など、対応する電力又はガス供給で個々に検出される少数の要素に限定される。さらに、銃における電圧を測定するための測定ラインが存在する設計があり、その設計では、溶射銃からの安全距離で熱溶射装置の異なる部品において電圧の変換及び評価が行われる。
【０００４】
動作状態が圧力センサによって監視されるプラズマ溶射装置が、書類ＥＰ−Ａ−１  ６３５  ６２３に記載されている。記載されたこのプラズマ溶射装置は、プラズマ溶射銃を含んでおり、溶射粉体は、溶射中に搬送ガスによってそのプラズマ溶射銃に供給される。圧力センサは、搬送ガス・ラインに、又は、溶射粉体の供給に使用され、例えば溶射粉体供給の遮断など、誤った動作状態を検出するのに役立つラインに配置されている。
【０００５】
さらに高度な工程監視は、熱溶射装置においてこれまでのところ提供されていない。したがって、例えば、溶射銃において且つ／又は溶射銃内で工程パラメータの及び／又は動作条件の検出と記憶を成し遂げる監視は、未だに行われていない。熱溶射に必要な銃により、溶射銃における又は溶射銃内の環境条件は、工程パラメータ及び動作条件を検出し記憶するために電子回路を使用することには、十分に適していないと思われる。要するに、溶射銃内で使用するトーチの種類によっては、高電圧、高電流及び／又は高磁界が発生することがある。加えて、銃によって生じる温度、及び溶射銃の工業的利用における残りの環境条件は、電子部品にとって場合によっては危険なものとなる。さらに、熱溶射装置用の現行の溶射銃は、可能な限り小型に作られており、したがって、工程パラメータを検出し記憶するために利用可能なスペースが、溶射銃内にほとんど存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、熱溶射装置の及び／又は熱溶射装置の１つ以上の構成要素の識別及び監視を可能にする、熱溶射装置の、特に溶射銃を有する熱溶射装置のデータ管理のためのシステム及び方法を利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明によれば、請求項１において定義されるシステムによって、また請求項７において定義される方法によって満たされる。
【０００８】
熱溶射装置の、特に溶射銃を有する熱溶射装置のデータ管理のための本発明によるシステムは、少なくとも１つの分散配置されたデバイスを含み、そのデバイスはそれぞれ、熱溶射装置の及び／又はその熱溶射装置の１つ以上の構成要素からのデータを記憶するためにメモリを有し、そのデータは、熱溶射装置の及びその構成要素の識別データ及び動作データをそれぞれ含み、そのデバイスは、データを伝送するための、例えばデータを評価ユニットに伝送するためのバス・インタフェースをさらに含んでいる。データが分散的に検出される構成要素には、例えば、溶射銃及び／又は溶射粉体用の容器が挙げられ、その溶射銃及び／又は溶射粉体用の容器は、注入された溶射粉体のデータを記憶するための分散的及び／又は局所的デバイスを備えることができる。溶射粉体の記憶データは、例えば種類及び／又は製品バッチ及び／又は温度及び／又は水分などのデータを含むことができる。有利な変更例において、デバイスはバス・インタフェースを介して電力の供給を受けることができる。別の有利な変更例において、バス・インタフェースは１本以上のデータ・ラインを含み、またさらに有利な実施例において、メモリは、不揮発性メモリとして、例えば電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）として形成される。
【０００９】
必要に応じて、このシステムは、熱溶射装置において又はその構成要素において工程パラメータ及び／又は動作条件を検出するための、デバイスに接続された少なくとも１つのピックアップ、例えば、電圧及び／又は温度及び／又は圧力及び／又は通過速度及び／又は火炎の存在に対する測定センサをさらに含むことができる。
【００１０】
さらに有利な実施例において、そのデバイスは、ハウジング又はハウジング部品によって囲まれており、そのハウジング又はハウジング部品は、熱溶射装置内に且つ／若しくは熱溶射装置に、特に熱溶射装置の上に直に、又は例えば溶射銃などの構成要素のうちの１つに装着することができ、したがって、装着されたデバイスは、使用場所を変更する間にも、熱溶射装置又はその構成要素に永久的に接続された状態を維持する。
【００１１】
熱溶射装置の、特に、例えば溶射銃などの１つ以上の構成要素を有する熱溶射装置のデータ管理のための本発明による方法は、熱溶射装置の及び／又はその熱溶射装置の１つ以上の構成要素からのデータが利用可能になされ、分散配置されたデバイスのメモリに記憶されること、そのデータが、熱溶射装置の識別及び動作データを含むこと、並びに、そのデータが、デバイスのバス・インタフェースを介して、例えば評価ユニットに伝送されることを特徴とする。この方法の有利な実施例において、デバイスの電力供給はバス・インタフェースを介して行われる。
【００１２】
さらに有利な実施例において、工程パラメータ及び／又は動作条件は、熱溶射装置において且つ／又はその構成要素のうちの１つ以上において、少なくとも１つのピックアップによって検出され、デバイスに送られ、そのデバイスにおいてメモリに記憶される。この接続では、例えば、熱溶射装置において又は溶射銃において電圧及び／又は温度及び／又は圧力及び／又は通過速度及び／又は火炎の存在を検出することができる。
【００１３】
さらに有利な実施例において、熱溶射装置は、トーチ、例えばプラズマ溶射用のトーチ又はＨＶＯＦ溶射用のトーチ又はフレーム溶射用のトーチ又はアーク溶射用のトーチを有する溶射銃を含んでいる。
【００１４】
本発明は、溶射銃を有する熱溶射装置と、上述の実施例のうちの１つ以上によるシステムとをさらに含み、その溶射銃は、トーチ、例えばプラズマ溶射銃用のトーチ又はＨＶＯＦ溶射用のトーチ又はフレーム溶射用のトーチ又はアーク溶射用のトーチを具備することができる。
【００１５】
本発明によるシステム及び方法は、溶射銃の識別データ、溶射銃の若しくはその溶射銃の部品の動作時間などの動作データ、又は工程パラメータを、溶射銃内で又は溶射銃において記憶することができるという利点を有している。記憶された識別データにより、各溶射銃を使用場所とは独立して自動的に識別することができ、したがって、溶射銃の交換だけでなく品質保証もまた単純化される。溶射銃内で又は溶射銃において記憶された動作期間は例えば、ノズル又は電極など、摩耗を受ける部品を点検したり交換したりする目的で、点検が間近であることを示すために使用することができる。このシステム及び方法において設けられるバス・インタフェースにより、記憶データはまた、１０ｍ以上のより長いラインの長さにわたって伝送することができる。さらに、工程パラメータを溶射銃内で又は溶射銃において検出すると共に記憶することにより、従来技術と比較して、熱溶射法をより良好に監視することが可能となっている。
【００１６】
実施例及び変更例の上記の説明は、単に一例として示すものである。さらに有利な実施例を従属請求項及び図面から理解することができる。さらに、本発明の範囲内で、新たな実施例を形成するために、説明した又は図示した実施例及び変更例の個々の特徴を互いに組み合わせることができる。
【００１７】
本発明について、実施例を参照して、また図面を参照して、以下でより詳しく説明することにする。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明による熱溶射装置のデータ管理のための、特に熱溶射装置の溶射銃２のデータ管理のためのシステムの実施例を示す。このシステムは、熱溶射装置の又は溶射銃のデータを記憶するために、メモリ４を有する分散配置されたデバイス１を含んでおり、そのデータは、熱溶射装置の又は溶射銃の識別データ及び動作データを含んでおり、デバイス１は、データを伝送するためのバス・インタフェース９をさらに含んでいる。図１に示すように、このシステムは評価ユニット８をさらに含むことができ、評価ユニット８は、バス・インタフェース６を介してデバイス１に接続されている。図１に示すように、溶射銃は、トーチ２ａ、例えばプラズマ溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）、フレーム溶射又はアーク溶射用のトーチを具備することができる。さらに、図１に示すように、溶射銃２は供給ライン９に接続することができ、供給ライン９は、加工を供給するのに役立つものである。利用する溶射方法に応じて、電力供給、ガス供給用の、並びに／又は、溶射粉体及び／若しくはワイヤの供給用の供給ラインを設けることができる。
【００１９】
図１に示すように、デバイス１を溶射銃２内に配置することができ、また、必要に応じて、１つ以上の測定センサ３に接続することができ、その測定センサ３によって、溶射銃の近くの物理的パラメータ、例えば、溶射銃内の若しくは溶射銃における、又は溶射銃の近くの温度、或いは、例えば、トーチの供給電圧、又はセンサにおける、特にフレームセンサにおける電圧など、溶射銃内で又は溶射銃において印加された電圧を検出することができる。雑音電圧及び静電気放電（ＥＳＤ）に対する耐力の高い集積回路を、温度測定用、アナログ・デジタル変換用、及びデータ管理用のデバイス１内に選択すると有利である。必要に応じて、例えば、デバイスを、プラズマ・トーチのトリガ電圧が最大９ｋＶ以上に達しうるプラズマ溶射銃と共に使用する場合、さらなるＥＳＤ保護をデバイス内に設けることができる。
【００２０】
有利な設計変更例において、デバイスはバス・インタフェースを介して電力の供給を受けることができる。さらに有利な設計変更例において、バス・インタフェースは、１本、２本、３本、又は３本を超えるデータ・ラインを任意選択により含む。ここでは２本のワイヤ又は心線でもデータ通信には十分であるため、単一のデータ・ラインを使用して、特に簡潔なバス・インタフェースを組み立てることができる。さらに、２本のワイヤをその場その場でデバイス１の電力供給に使用することができ、したがって、デバイス１の電気接続の費用及び複雑性を減じることができる。典型的な配線においては、低電力回路、例えば低電力集積回路と、約１０キロビット〜１００キロビットの比較的低い伝送速度を有するバス・インタフェースが、デバイス内で使用される。さらに有利な設計変更例においては、メモリが、不揮発性メモリとして、例えば電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）として形成される。
【００２１】
図２は、本発明による熱溶射装置のデータ管理のための、特に熱溶射装置の溶射銃２のデータ管理のためのシステムの第２の実施例を示す。本発明によるシステムは、分散配置されたデバイス１を含んでおり、第２の実施例は単に、デバイス１の配置において、図１に示す第１の実施例と異なっている。このため、第２の実施例については、設計変更例及び細部に関して第１の実施例の上記の説明を参照して、以下で簡潔に説明するにとどめることにする。デバイス１は、熱溶射装置の又は溶射銃のデータを記憶するためにメモリ４を具備しており、そのデータは、熱溶射装置の及び／又は溶射銃の識別データ及び動作データを含んでおり、デバイス１は、データを伝送するためのバス・インタフェース６をさらに含んでいる。このシステムは、図２に示すように、評価ユニット８をさらに含むことができ、評価ユニット８は、バス・インタフェース６を介してデバイス１に接続されている。さらに、図２に示すように、溶射銃はトーチ２ａを具備することができる。
【００２２】
図２に示すように、第２の実施例において、デバイス１は、溶射銃２に又は溶射銃２の近くに又は溶射銃２上に直に配置されており、必要に応じて１つ以上の測定センサ３に接続することができ、その測定センサ３によって、物理的パラメータ、例えば溶射銃における又は溶射銃内の温度及び／又は電圧を、溶射銃の近くで検出することができる。有利な設計変更例において、デバイス１はハウジング５によって囲まれており、ハウジング５は、溶射銃２内に又は溶射銃２に又は溶射銃２上に直に装着することができ、したがって、装着されたデバイスは、熱溶射装置の及び／又は溶射銃の使用場所を変更する間にも、溶射銃に永久に連結された状態を維持する。
【００２３】
図３は、本発明による熱溶射装置のデータ管理のための、特に溶射銃２を有する熱溶射装置のデータのためのシステムの第３の実施例を示す。本発明によるこのシステムは、熱溶射装置の及び／又は溶射銃のデータを記憶するために、メモリ４を有する分散配置されたデバイス１を含んでおり、そのデータは、熱溶射装置の及び／又は溶射銃の識別データ及び動作データを含んでおり、デバイス１は、データを伝送するためのバス・インタフェース６．１、６．２をさらに含んでいる。図３に示すように、このシステムは評価ユニット８をさらに含むことができ、評価ユニット８は、バス・インタフェース６．１、６．２を介してデバイス１に接続されている。
【００２４】
第３の実施例においては、デバイスを１本以上の供給ライン９に取り付けるために、ファスナ要素がデバイス１の付近に設けられており、その供給ラインは、加工の供給を確実にするために溶射銃２に接続されている。必要に応じて、デバイスを１つ以上の測定センサ３．１、３．２に接続することができ、その測定センサ３．１、３．２によって、供給ラインの及び溶射銃の付近における物理的パラメータ、例えば温度及び／又は電圧及び／又は圧力を検出することができる。有利な設計変更例において、デバイス１はハウジング５によって囲まれており、そのハウジング５は、取付け要素によって供給ライン９のうちの１本以上に取り付けることができ、したがって、デバイスは、溶射銃の使用場所が変更されても、その供給ライン９のうちの１本以上に永久的に接続された状態を維持することができる。
【００２５】
必要に応じて、バス・コンバータ７を、実際の実施例から独立したバス・インタフェース内に設けることができる。したがって、一例として、バスにデータ・ラインを１本のみ与えて、簡潔な二線式リードを例えばバス・インタフェースの第１の区間６．１において、また例えばＲＳ２３２規格に従うシリアル・バス・インタフェース接続を第２の区間において使用することが可能である。結果として、評価ユニットへのバス・インタフェースの接続がより簡潔になり、評価ユニットを例えばコンピュータ又はパーソナル・コンピュータで実現することができる。
【００２６】
さらなる実施例及び第３の実施例に関する詳細は、第１及び第２の実施例の説明から引用することができる。
【００２７】
熱溶射装置の、特に溶射銃２を有する熱溶射装置のデータ管理のための本発明による方法の実施例について、図１から３を用いて以下で説明する。その方法において、熱溶射装置の、より正確には溶射銃のデータが利用可能になされ、分散配置された装置１のメモリ４に記憶され、そのデータは、熱溶射装置の及び／又は溶射銃の識別データ及び動作データを含み、また、そのデータは、デバイス１のバス・インタフェース６、６．１、６．２を介して、例えば評価ユニット８に伝送される。この方法の有利な設計変更例において、デバイスの電力供給はバス・インタフェースを介して行われる。デバイス１に記憶されるデータは、例えば次のデータのうちの１つ以上を含むことができるが、そのデータとはすなわち、シリアル番号、必要に応じて調整しうる器具識別名、熱溶射装置及び／若しくは溶射銃についての情報、例えば溶射銃内の電圧など供給ライン９の及び溶射銃２の付近の物理的パラメータの測定値、デバイス１内の並びに／若しくは溶射銃の及び供給ラインの付近の温度、溶射銃及び供給ライン９内の圧力及び通過速度、最小及び最大測定値、物理的パラメータの測定のための較正情報、トーチ内の火炎の状態などの動作状態情報、溶射銃の及び溶射銃の部品の動作期間、又はサービス情報である。
【００２８】
この方法の有利な設計変更例において、デバイス１の電力供給はバス・インタフェース６、６．１、６．２を介して行われる。さらに有利な設計変更例において、供給線の及び溶射銃の付近における物理的パラメータ及び／又は動作状態は、少なくとも１つのピックアップ３、３．１、３．２によって検出され、デバイスに供給され、メモリに記憶される。この接続において、溶射銃における又は溶射銃内の電圧及び／又は温度及び／又は圧力及び／又は通過速度及び／又は火炎の存在を例えば検出することができる。
【００２９】
本発明は、溶射銃を有する熱溶射装置と、上述の設計変更例のうちの１つ以上によるシステムとをさらに含み、その溶射銃は、トーチ、例えばプラズマ・トーチ又はＨＶＯＦトーチ又はフレーム溶射トーチ又はアーク溶射トーチを具備する。
【００３０】
上記の説明に従うシステム及び方法は、溶射銃内での又は溶射銃におけるデータ管理によって、従来技術と比較して、品質保証をより容易にし、溶射工程をより良好に監視することを可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による熱溶射装置のデータ管理のためのシステムの実施例を示す図である。
【図２】本発明による熱溶射装置のデータ管理のためのシステムの第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明による熱溶射装置のデータ管理のためのシステムの第３の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  デバイス
２  溶射銃
２ａ  トーチ
３  測定センサ
４  メモリ
５  ハウジング
６  バス・インタフェース
８  評価ユニット
９  供給ライン
【図１】
0005449684.tif 000002
【図２】
0005449684.tif 000003
【図３】
0005449684.tif 000004