КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАСПЫЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
CHECK DEVICE AND METHOD OF VERIFYING COAT APPLICATOR SERVICEABILITY

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к устройству и способу проверки работоспособности распылительного устройства для нанесения покрытия.
Несмотря на то что настоящее изобретение может применяться во взаимосвязи с нанесением или с напылением самых различных покрытий на поверхность самых различных предметов или продуктов и во взаимосвязи с применяемыми для этого нанесения распылительными устройствами, настоящее изобретение и положенная в его основу проблематика ниже будет более подробно поясняться на примере нанесения лакокрасочного материала на кузов автомобиля.
Поверхности кузовов для транспортных средств, в частности для автомобилей, уже в течение длительного времени обрабатывают покрытиями большей частью в виде лака, чтобы защищать материал, из которого изготовлен кузов, с одной стороны, от воздействия коррозии, а с другой стороны, чтобы удовлетворить эстетические потребности покупателей в отношении оптического внешнего вида этих транспортных средств.
В качества материала для покрытия в данном случае используют, в частности, жидкие лакокрасочные материалы, в особенности, водорастворимые и растворимые в растворителях лаки в качестве грунтовочного лака, основного лака, покрывного лака и прозрачного лака, а также наполнители для выравнивания неровностей в качестве защиты от удара камней и для обеспечения точности цветового тона.
Лак и/или наполнитель могут при этом в большинстве случаев наноситься в несколько слоев, по меньшей мере, на участки внутренних и наружных поверхностей кузова или на подлежащие лакированию участки с помощью распылительного устройства в автоматических установках для нанесения лакокрасочных покрытий или с помощью робота для нанесения лакокрасочных покрытий. Покупатель автомобиля надеется, что в результате процесса нанесения лакокрасочного покрытия будет обеспечена равномерно лакированная, ровная и привлекательная поверхность. В свою очередь, у изготовителей транспортных средств возникает желание достичь эффективного и высокого качества лакированной поверхности при незначительных временных затратах. По этой причине возникло дополнительное требование в таких установках, которые в большинстве случаев обладают небольшими скоростями нанесения лакокрасочных покрытий, но имеют высокую степень доступности.
По этой причине в области автомобилестроения для нанесения лакокрасочных покрытий на кузов используют, в частности, ротационные распылители с быстровращающимся чашеобразным (чашечным) диском. Под воздействием центробежной силы на материал покрытия, который в данном случае представляет собой, например, жидкий лак, он распыляется, следовательно, распределяется на мельчайшие капельки и может в виде тумана распыления равномерно осаждаться на покрываемую поверхность.
Для нанесения максимально большей части израсходованного лака на обрабатываемую поверхность и для ограничения так называемого «избыточного распыления», то есть потерь, которые возникают в результате осаждения лакового тумана в ненужных местах, а именно на стенке кабины для нанесения лакокрасочных покрытий, для сведения до минимума отрицательного воздействия на окружающую среду и снижения затрат на чистку кабины для нанесения лакокрасочных покрытий, и одновременно для обеспечения оптимального качества поверхности покрываемого продукта в современных ротационных распылителях материал для нанесения покрытия можно подвергать электростатическому заряду. Такой способ называют способом ESTA. При осуществлении этого способа покрываемый кузов заземляют, так что капельки материала для нанесения покрытия могут перемещаться по силовым линиям магнитного поля до кузова. В результате этого можно достигнуть особо равномерного качества поверхности, а также обеспечить лучшее качество покрытия труднодоступных мест.
Такие высокоскоростные ротационные распылители с возможностью приобретения целенаправленного электростатического заряда материала для нанесения покрытия для повышения коэффициента полезного действия при нанесении покрытия заявителю известны в качестве внутреннего уровня техники. Частота вращения таких чашечных дисков ротационных распылителей может доходить до 70000 оборотов в минуту.
Для обеспечения равномерного качества лакированных поверхностей, а также непрерывной работы без простоев, как правило, сильно загруженных технологических линий для нанесения лакокрасочных покрытий на кузова, предпочтительно обеспечить техническое обслуживание ротационных распылителей через равномерные промежутки времени. Для этой цели при традиционных способах действия распылитель сначала демонтировали с робота для нанесения лакокрасочных покрытий или с установки для нанесения лакокрасочных покрытий. Последующее техническое обслуживание включает значительную разборку ротационного распылителя и проверку всех конструктивных элементов с целью выявления степени износа, а также на чистку и реставрацию. При необходимости конструктивные элементы можно заменить, отремонтировать или почистить.
В связи с требуемым высоким качеством и с необходимостью обеспечения равномерности покрываемых поверхностей неправильно работающий ротационный распылитель нельзя отрегулировать во время технологического процесса. Поэтому дополнительно к упомянутому техническому обслуживанию перед повторным вводом в эксплуатацию распылителя необходимо в обязательном порядке производить полную проверку его работоспособности.
Используемый до настоящего времени способ действия предусматривает, чтобы ротационный распылитель после завершения технического обслуживания был смонтирован на соответствующем роботе для нанесения лакокрасочных покрытий или снова был вмонтирован в установку для нанесения лакокрасочных покрытий, и там, впоследствии, протестирован. Однако такой способ действия оказался неудовлетворительным, так как в результате сильной загрузки технологических линий по нанесению лакокрасочных покрытий существуют только короткие временные окна для осуществления таких монтажных работ и проверки распылителя. Однако монтаж распылителя является трудоемким процессом и требует значительных временных затрат, а в том случае, если распылитель после проведения технического обслуживания и произведенного повторного встраивания не будет функционировать надлежащим образом и в результате этого снова возникнет необходимость в его демонтаже и полной чистке, то время простоя соответствующей установки для нанесения лакокрасочных покрытий или робота для нанесения лакокрасочных покрытий может возрасти в значительной степени. Это, в свою очередь, может послужить причиной отрицательного воздействия на предварительные и заключительные производственные процессы нанесения лакокрасочных покрытий на кузов. В результате этого время выхода из строя соответствующего распылителя также может значительно увеличиться.
Раскрытие изобретения
Поэтому в основу настоящего изобретения поставлена задача создать устройство и способ проверки, которые позволяют надежным образом и при незначительных затратах производить проверку работоспособности распылительного устройства для нанесения покрытия.
Поставленная задача решается с помощью контрольного устройства в соответствии с признаками п.1 формулы изобретения и способа проверки в соответствии с признаками п.13 формулы изобретения.
В соответствии с этим предусмотрено контрольное устройство для проверки работоспособности распылительного устройства для нанесения покрытия, в частности, распыления лака в области автомобилестроения. Контрольное устройство содержит установочное устройство для установки проверяемого распылительного устройства в предварительном рабочем положении. Далее контрольное устройство содержит устройство для подвода проверочного вещества, которое для подвода предварительно заданного необходимого для распыления проверочного вещества к установленному распылительному устройству подсоединено к установочному устройству. Далее предусмотрено управляющее устройство для осуществления проверочной эксплуатации установленного распылительного устройства. Проверочная эксплуатация производится в соответствии с предварительно заданной проверочной программой, которая предназначена для проверки предварительно заданной функции установленного распылительного устройства.
Наряду с этим согласно изобретению предусмотрен способ проверки работоспособности распылительного устройства для нанесения покрытия, в частности лака, в области автомобилестроения с помощью контрольного устройства. На одном этапе осуществления способа производится установка проверяемого распылительного устройства в предварительно заданном рабочем положении с помощью установочного устройства. На следующем этапе осуществления способа предварительно заданное необходимое для распыления проверочное вещество подводится к установленному распылительному устройству с помощью устройства для подвода проверочного вещества, подсоединенного к установочному устройству. На еще одном этапе осуществления способа проверочная эксплуатация установленного распылительного устройства осуществляется в соответствии с предварительно заданной проверочной программой с помощью управляющего устройства, чтобы таким образом проверить предварительно заданную функцию установленного распылительного устройства.
Идея настоящего изобретения заключается в том, чтобы распылительное устройство, которое, например, может использоваться для нанесения лакокрасочного покрытия на кузов транспортного средства, можно было испытывать на функциональную способность с помощью предназначенного для этого контрольного устройства. Таким образом, для проведения такой проверки уже отпадает необходимость монтировать распылительное устройство на или в устройство для нанесения покрытия, например, в робот или в установку для нанесения лакокрасочных покрытий. Более того, контрольное устройство и способ проверки позволяют производить проверочную эксплуатацию или тестовые испытания распылительного устройства независимо от наличия в распоряжении или от степени загруженности самого устройства для нанесения покрытия. Проверочную эксплуатацию можно произвести почти в любом свободно выбранном месте, например, в пределах цеха. При этом также не происходит и нарушение регулярной работы устройства для нанесения покрытия. Линии нанесения лакокрасочных покрытий на кузова транспортных средств загружены, например, часто почти все 24 часа в сутки, так что изобретение будет полезным, в частности, в области автомобилестроения. Подсоединенное к установочному устройству устройство для подвода проверочного вещества позволяет подводить к установленному распылительному устройству предварительно выбранное проверочное вещество. Это проверочное вещество может распыляться с помощью распылительного устройства вместо самого вещества для нанесения покрытия, чтобы таким образом произвести проверку работоспособности распылительного устройства. Если возникнет необходимость в повторном техническом обслуживании распылительного устройства при обнаружении его неудовлетворительного функционирования, то в таком случае за счет применения проверочного вещества можно исключить повторную трудоемкую чистку распылительного устройства после проверочной эксплуатации, чтобы очистить его от вещества для нанесения покрытия. Наряду с этим, благодаря использованию проверочного вещества, можно также исключить необходимость доставления распылительного устройства для проведения тестовых испытаний в кабину для нанесения покрытия или т.п. Осуществление проверочной эксплуатации с помощью управляющего устройства и в соответствии с предварительно заданной проверочной программой позволяет производить надежную, воспроизводимую проверку, в частности, одной или нескольких определенных как существенные функций распылительного устройства.
Предпочтительные формы выполнения и усовершенствованные варианты изобретения вытекают из последующих зависимых пунктов формулы изобретения во взаимосвязи с фигурами на чертеже.
В одном усовершенствованном варианте исполнения предусмотрен резервуар для проверочного вещества, который подсоединен с возможностью сообщения к устройству для подвода проверочного вещества и предназначенный для хранения предварительно заданного количества проверочного вещества. В результате этого контрольное устройство не зависит от подвода проверочного вещества извне и, таким образом, место его установки можно выбирать произвольно.
В предпочтительной форме выполнения устройства для осуществления проверки согласно изобретению устройство для подвода проверочного вещества снабжено насосным агрегатом, в частности пневматическим мембранным насосом для транспортирования проверочного вещества к установленному распылительному устройству. Это позволяет испытывать распылительные устройства, которые не могут самостоятельно засасывать вещество для нанесения покрытия, а также и проверочное вещество, и/или эксплуатация которого требует, чтобы проверочное вещество находилось под определенным давлением.
В следующей предпочтительной форме выполнения изобретения предусмотрено сообщающееся с установочным устройством устройство для подвода сжатого воздуха, предназначенное для подачи сжатого воздуха к установленному распылительному устройству. В результате этого можно производить проверочную эксплуатацию распылительных устройств с пневматическим приводом.
В типичной форме выполнения устройство для подвода сжатого воздуха снабжено несколькими трубопроводами сжатого воздуха для подачи сжатого воздуха к установленному распылительному устройству. Кроме того, в этом варианте выполнения для регулирования потока сжатого воздуха, по меньшей мере, в одном из трубопроводов для сжатого воздуха предусмотрен один или несколько клапанов, которые могут приводиться в действие с помощью управляющего устройства. Это особенно предпочтительно, когда отдельные функции распылительного устройства требуют, соответственно, раздельной подачи сжатого воздуха, в частности, с возможностью переключения или регулирования подачи сжатого воздуха через устройство для подвода сжатого воздуха, которое сообщается с установочным устройством.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту устройство для подвода сжатого воздуха снабжено устройством регулирования объема воздуха, которое сообщается с управляющим устройством, в частности пропорциональным регулирующим клапаном для регулирования объема воздуха, протекающего по одному из трубопроводов сжатого воздуха в зависимости от подготовленного управляющим устройством фактического значения и от подготовленного управляющим устройством заданного значения. Это предпочтительно, например, для того, чтобы можно было производить регулирование частоты вращения головки аппликатора ротационного распылителя с пневматическим приводом с помощью управляющего устройства.
В предпочтительной форме выполнения контрольного устройства согласно настоящему изобретению предусмотрен проверочный резервуар для улавливания распыленного во время проверочной эксплуатации проверочного вещества, в частности, для его повторного использования для непрерывной проверки работоспособности установленного распылительного устройства. Такой вариант исполнения позволяет снова собирать распыленное проверочное вещество, чтобы затем снова распылять его с помощью распылительного устройства. В результате этого возможна более продолжительная длительная проверочная эксплуатация распылительного устройства и тем самым надежная проверка при одновременном экономном и безвредном для окружающей среды использовании проверочного вещества.
Согласно одной форме выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению стенки проверочного резервуара ограничивают внутреннее пространство, причем одна из стенок выполнена в виде крышки, которая может открываться и закрываться, и в открытом состоянии обеспечивает доступ во внутреннее пространство. Таким образом, обслуживающий проверочное устройство персонал может эффективно защищаться от воздействия проверочного вещества, которое может вытекать во время проверочной эксплуатации вместо вещества для нанесения покрытия из распылительного устройства и предотвращать неконтролируемое фонтанирование проверочного вещества из проверочного резервуара, что необходимо предотвращать в соответствии с обеспечением техники безопасности. Однако, если все же, несмотря на всю тщательность производства сборочных работ и монтажа распылительного устройства произойдет нарушение функций распылительного устройства, во время которого могут отделиться от него конструктивные элементы, то в таком случае крышка может защитить обслуживающий персонал от разлетающихся конструктивных элементов и предотвратить возникновение опасности.
Согласно типичной усовершенствованной форме выполнения изобретения крышка проверочного резервуара может быть выполнена прозрачной. В результате этого будет обеспечена возможность для проведения наблюдения за установленным распылительным устройством во время проверочной эксплуатации и для быстрого определения возможных нарушений режима эксплуатации или неудовлетворительного функционирования распылительного устройства, и для выполнения необходимых действий.
Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения крышка проверочного резервуара выполнена в виде плиты из поликарбоната толщиной, например, 8 мм. Поликарбонат можно изготовить в виде прозрачного материала с благоприятными механическими характеристиками. Предпочтительно, когда крышка выполнена в виде защитной крышки для защиты оператора от разлетающихся конструктивных элементов. Наряду с этим поликарбонат обладает устойчивостью к воздействию воды, а это имеет преимущество в том случае, если в качестве проверочного вещества используется вода.
Согласно одной из предпочтительных усовершенствованных форм выполнения изобретения устройство выполнено из алюминиевых профилей и имеет, в частности, изготовленную из алюминиевых, полученных горячим прессованием профилей раму, на которой закреплены листы из алюминия и/или листы из предпочтительно высоколегированной, обладающей коррозионной стойкостью аустенитной стали, например, стали марок V2A (X5 CrNi 18 10) или V4A (X5 CrNiMo 17 12 2). Использование алюминиевых профилей позволяет изготовить устройство, которое имеет сравнительно небольшой вес. В связи с тем, что при работе устройства может возникнуть контакт с проверочным веществом, высокая степень коррозионной стойкости материалов имеет положительное значение.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения контрольного устройства резервуар изготовлен из обладающей стойкостью к воздействию коррозии стали, особенно из стали марок V2A (X5 CrNi 18 10) или V4A (X5 CrNiMo 17 12 2). Благодаря этому достигается длительный срок службы проверочного резервуара, который постоянно контактирует с проверочным веществом.
Согласно одному из предпочтительных усовершенствованных вариантов установочное устройство расположено и выполнено таким образом, что установленное распылительное устройство своим участком, из которого во время проверочной эксплуатации может вытекать проверочное вещество, находится в пределах проверочного резервуара. С помощью такой меры вытекающее и распыленное проверочное вещество почти по возможности полностью улавливается и не попадает в окружающую среду. Таким образом, можно предотвращать загрязнение окружающей среды и возможную угрозу для обслуживающего персонала под воздействием проверочного вещества.
В еще одном равным образом предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения установочное устройство расположено в пределах проверочного резервуара таким образом, что установленное распылительное устройство полностью находится в пределах проверочного резервуара. В результате этого обеспечивается еще более улучшенная защита от разбрызгиваемого проверочного вещества и улучшенная защита в случае нарушения работоспособности устройства для нанесения покрытия.
В одном из вариантов выполнения проверочного устройства согласно настоящему изобретению установочное устройство выполнено таким образом, что распылительное устройство с целью установки может соединяться с установочным устройством механическим способом с помощью установочного устройства с возможностью разъединения. Разъемное механическое соединение обеспечивает надежное удерживание устройства для распыления во время проверочной эксплуатации.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения установочное устройство выполнено для установки одного, двух или нескольких распылительных устройств одинакового или различного конструктивного исполнения. При этом, в частности, в предварительно заданный момент времени предварительно заданное количество распылительных устройств, например точно одно распылительное устройство, может устанавливаться в установочном устройстве. В результате этого диапазон использования контрольного устройства значительно расширяется. В различных устройствах для нанесения покрытий, например в установках для нанесения лакокрасочных покрытий и в роботах для нанесения лакокрасочных покрытий, используют распылительные устройства различного конструктивного исполнения, которые также могут иметь различные механические места срезов и различные устройства крепления. Следовательно, преимущество может достигаться, например, в том случае, если контрольное устройство будет снабжено установочным устройством, которое позволяет устанавливать распылительные устройства различного типа.
В одном из типичных вариантов исполнения установочное устройство снабжено, по меньшей мере, одним детекторным устройством, которое соединено с управляющим устройством, в частности датчиком приближения, для регистрации положения проверяемого распылительного устройства и передающим сигнал в управляющее устройство в том случае, если распылительное устройство достигнет предварительно заданного положения относительно установочного устройства. В этом варианте исполнения управляющее устройство позволяет проверять предварительно заданную функцию установленного распылительного устройства после получения этого сигнала. С помощью этой меры можно достичь преимуществ, заключающихся в том, что проверочное вещество и/или сжатый воздух не сможет подаваться устройством для подвода проверочного вещества и/или устройством для подвода сжатого воздуха до тех пор, пока распылительное устройство не будет установлено в надлежащее для обеспечения проверочной эксплуатации положение. Это может повышать безопасность при производстве работ с использованием контрольного устройства.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту выполнения детекторное устройство выполнено в виде индуктивного, емкостного, магнитного, электромагнитного или оптического датчика приближения. В результате этого необходимое положение распылительного устройства на или в установочном устройстве может быть обнаружено без прикосновения человеческих рук и надежным образом.
В варианте исполнения контрольного устройства согласно настоящему изобретению управляющее устройство содержит запоминающе-программируемую систему управления (SPS). Это является преимуществом для гибкой, надежной и комфортной работы контрольного устройства, включая запуск распылительного устройства.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту выполнения установленное распылительное устройство содержит ротационный распылитель, в частности высокоскоростной ротационный распылитель с пневматическим приводом и вращающейся головкой аппликатора, в частности чашечным диском. Головка аппликатора может вращаться с высокой скоростью, например, для создания равномерного тумана распылительного типа и для высокой пропускной способности вещества для нанесения покрытия. Такие распылительные устройства применяют, в частности, при изготовлении кузовов автомобилей для нанесения грунтовочного лака, основного лака, покрывного лака и прозрачного лака, а также наполнителя с помощью роботов для нанесения лакокрасочных покрытий или установок для нанесения лакокрасочных покрытий, например, также и под электростатическим зарядом лака (так называемый способ ESTA).
Согласно еще одному усовершенствованному варианту при нанесении веществ для покрытия речь идет о лаке, в частности о водорастворимом лаке или о растворимом в растворителях лаке. Такие вещества для покрытия часто используют в области автомобилестроения для нанесения покрытия на кузова.
В одном из предпочтительных вариантов контрольного устройства согласно настоящему изобретению проверочное вещество представляет собой жидкость. Использование жидкости в качестве проверочного вещества позволяет используемое непосредственно на производственном предприятии вещество для нанесения покрытия заменять рабочей средой с подобными аэрогидродинамическими характеристиками, в частности, в том случае, если вещество для нанесения покрытия представляет собой жидкий лакокрасочный материал. В таком случае распылительное устройство можно проверять на функциональную способность в близких от реальных условий использования, благодаря чему результаты проверки дополнительно выигрывают в достоверности и надежности.
В одном из типичных вариантов исполнения проверочное вещество содержит воду, в частности полностью обессоленную воду. Вода в качестве проверочного вещества обладает преимуществом, заключающимся в том, что она по сравнению с подлинным веществом для нанесения покрытия является менее дорогостоящей, позволяет производить более обширные рабочие проверочные испытания и одновременно снижает отрицательное воздействие на окружающую среду и позволяет исключать отрицательное воздействие на здоровье персонала, обслуживающего устройство. Наряду с этим, также и предотвращается загрязнение устройства для подвода проверочного вещества, резервуара для проверочного вещества и других конструктивных элементов контрольного устройства, в отличие от случаев использования таких веществ для нанесения покрытия, как лаки, и могут сводиться до минимума расходы на чистку контрольного устройства после проверки работы распылительного устройства. Наряду с этим при использовании полностью обессоленной воды, которую также называют водой без минеральных солей или деминерализованной водой, можно исключить отложения, в частности отложение извести, которые наблюдаются при использовании обычной водопроводной воды, в устройстве для подвода проверочного вещества, в резервуаре для проверочного вещества и в других конструктивных элементах контрольного устройства, а также и в распылительном устройстве. Таким образом, можно предотвращать выход из строя контрольного устройства или распылительного устройства в результате таких отложений.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту изобретения проверочное вещество представляет собой, главным образом, воду, в частности полностью обессоленную воду, которая особенно наименее затратная и не приводит к загрязнению окружающей среды и к угрозе для обслуживающего персонала.
Согласно одному из усовершенствованных вариантов способа проверки согласно настоящему изобретению распылительное устройство, которое установлено с помощью установочного устройства, снабжено ротационным распылителем, в частности высокоскоростным ротационным распылителем с пневматическим приводом с вращающейся головкой аппликатора, в частности чашечным диском, и содержит вал, на котором закреплена головка аппликатора. Такие распылительные устройства применяют, в частности, для лакирования кузовов транспортных средств с помощью роботов для нанесения лакокрасочных покрытий или установок для нанесения лакокрасочных покрытий, например, также и под электростатическим зарядом лака (способ ESTA).
Согласно одному из вариантов исполнения способа проверки согласно настоящему изобретению во время проверочной эксплуатации установленного распылительного устройства в соответствии с предварительно заданной проверочной программой осуществляется первая частичная проверочная эксплуатация установленного распылительного устройства. При этом головка аппликатора перед первой частичной проверочной эксплуатацией прикрепляется на валу установленного распылительного устройства. Таким образом, можно перепроверить функциональную способность распылительного устройства с вмонтированной головкой аппликатора. Так, например, в этом варианте осуществления способа можно проверить, производится ли необходимое распыление проверочного вещества с помощью вращающейся головки аппликатора.
В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов исполнения способа проверки согласно изобретению во время проверочной эксплуатации установленного распылительного устройства по предварительно заданной проверочной программе перед первой частичной проверочной эксплуатацией производится вторая частичная проверочная эксплуатация установленного распылительного устройства. При этом головка аппликатора после завершения второй частичной проверочной эксплуатации прикрепляется на валу установленного распылительного устройства. Это является преимуществом, так как таким образом вторая частичная проверочная эксплуатация может осуществляться без смонтированной на валу распылительного устройства головки аппликатора. В результате этого можно в первую очередь проверить функциональную способность распылительного устройства без головки аппликатора. В частности, таким образом можно проверить, например, функциональную способность турбины, которая может приводить в действие вал распылительного устройства и проверить достигнутую частоту вращения при пониженном риске прочности.
Согласно следующему предпочтительному усовершенствованному варианту перед первой частичной проверочной эксплуатацией и после закрепления головки аппликатора на валу распылительного устройства в первую очередь проверяют концентричное вращение головки аппликатора. В результате этого еще в большей мере снижают опасность произвольного отсоединения головки аппликатора.
В одной из предпочтительных форм исполнения во время проверочной эксплуатации установленного распылительного устройства с помощью, в частности, лазерного луча, который отражается от взаимосвязанного с валом отражательного диска и обнаруживается с помощью подключенного к управляющему устройству оптоэлектрического датчика, неоднократно определяют фактическую частоту вращения вала. Таким образом, можно проверять характеристику частоты вращения турбины, вала и головки аппликатора распылительного устройства. Наряду с этим наличие данных о фактической частоте вращения может оказывать полезное действие для регулирования частоты вращения.
В следующей типичной форме исполнения во время выполнения предварительно заданной проверочной программы можно изменять и/или выдерживать в постоянном значении заданную частоту вращения вала по предварительно заданной схеме. В частности, заданная частота вращения повышается постепенно. Дополнительно или в качестве альтернативы к этому в этом варианте исполнения определенная фактическая частота вращения во время проверочной эксплуатации периодически сравнивается с заданной частотой вращения вала. Характеристику частоты вращения турбины, вала и головки аппликатора можно в результате этого испытывать в определенном диапазоне частот вращения и, таким образом, еще в большей мере подтверждать достоверность результатов проверки.
В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления способа проверки согласно настоящему изобретению во время исполнения предварительно заданной проверочной программы установленное распылительное устройство с помощью управляющего устройства запускается таким образом, что в результате такого запуска производится моделирование, по меньшей мере, части производственного процесса во время нанесения покрытия на изделие с помощью испытываемого распылительного устройства и/или во время процесса промывки испытываемого распылительного устройства. В результате этого можно целесообразно проверить, будет ли распылительное устройство во время отрегулированного точно в соответствии с используемым производственным процессом осуществлять в полной мере свою функциональную способность. Таким образом, можно еще в большей мере повысить надежность результатов испытаний, достигаемых с помощью способа проверки.
В одной из предпочтительных форм осуществления способа проверки согласно настоящему изобретению в качестве проверочного вещества используют вещество, которое содержит воду, в частности полностью обессоленную воду.
Описанные выше формы исполнения и усовершенствованные варианты можно, если это будет целесообразно, комбинировать любым образом друг с другом. Другие возможные формы исполнения, усовершенствованные варианты и реализации изобретения включают также и неназванные явные комбинации описанных выше или описываемых ниже со ссылками на примеры исполнения признаки изобретения. В частности, специалист сможет добавить также и отдельные аспекты в качестве усовершенствований или дополнений к соответствующей основной форме настоящего изобретения.
Краткий перечень фигур чертежей
Настоящее изобретение в дальнейшем более подробно объясняется на примерах осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры чертежа.
На фигурах показаны:
Фигура 1 - схематическая блок-схема контрольного устройства для проверки работоспособности распылительного устройства для нанесения покрытия согласно первому варианту исполнения изобретения;
Фигура 2 - схематическая блок-схема контрольного устройства согласно второму варианту исполнения изобретения;
Фигура 3 - изображение в перспективе контрольного устройства согласно третьему варианту исполнения изобретения с видом спереди;
Фигура 4 - вид в перспективе части внутреннего пространства проверочного резервуара контрольного устройства согласно фиг.3 с установочным устройством с двумя фланцами для подсоединения к соответствующему распылительному устройству;
Фигура 5 - вид в перспективе части внутреннего пространства проверочного резервуара согласно фиг.4, причем на одном из двух фланцев закреплено распылительное устройство в виде ротационного распылителя;
Фигура 6 - вид в перспективе части внутреннего пространства проверочного резервуара согласно фиг.4, причем на втором из двух фланцев закреплено распылительное устройство в виде ротационного распылителя другого конструктивного исполнения;
Фигура 7 - частичный вид в перспективе контрольного устройства согласно третьему варианту исполнения, как это показано на фиг.3, причем проверочный резервуар с несколькими расположенными в нем конструктивными элементами показан крупным планом;
Фигура 8 - детальный вид внутреннего пространства проверочного резервуара контрольного устройства согласно фиг.3;
Фигура 9 - схематический вид и упрощенная блок-схема для пояснения подвода сжатого воздуха и проверочного вещества, а также для определения фактической частоты вращения контрольного устройства согласно третьему варианту исполнения;
Фигура 10 - изображение первой части пневматической блок-схемы контрольного устройства согласно фиг.3;
Фигура 11 - изображение второй части пневматической блок-схемы контрольного устройства согласно фиг.3, которая примыкает к первой части пневматической блок-схемы на фиг.10;
Фигура 12 - изображение третьей части пневматической блок-схемы устройства согласно фиг.3, которая примыкает ко второй части пневматической блок-схемы на фиг.11;
Фигура 13 - схематическая блок-схема устройства для подвода проверочного вещества контрольного устройства согласно фиг.3;
Фигура 14 - схематическое изображение верхней части открытого шкафа управления контрольного устройства согласно фиг.3;
Фигура 15 - пример характеристики фактической частоты вращения во время проверочной эксплуатации ротационного распылителя;
Фигура 16 - структурная схема примера осуществления способа проверки согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
На фигурах чертежей одни и те же позиции обозначают одинаковые или идентичные по работоспособности компоненты, если не указано ничего обратного.
На фиг.1 на блок-схеме схематически показан первый пример исполнения контрольного устройства 10 согласно настоящему изобретению. Контрольное устройство 10 снабжено установочным устройством 11, устройством 12 для подвода проверочного вещества, которое взаимосвязано с установочным устройством 11, и управляющим устройством 13. Контрольное устройство 10 служит для проверки работоспособности распылительного устройства 14 для нанесения покрытия, причем вещество для нанесения покрытия может представлять собой, например, лак для нанесения на кузов автомобиля. Для проверочной эксплуатации распылительного устройства 14 с помощью контрольного устройства 10 используют проверочное вещество 15, которое применяется вместо вещества для нанесения покрытия.
Как показано на фиг.1, установочное устройство 11 выполнено для установки проверяемого распылительного устройства 14. Это можно производить, например, с помощью частичного размещения выполненного соответствующим образом концевого участка 16 распылительного устройства 14 спереди в установочное устройство 11, как это показано на фиг.1 с помощью стрелки 17. Установочное устройство 11 можно выполнить, например, таким образом, что оно устанавливает распылительное устройство 14, по существу, таким же образом, как и соответствующее установочное устройство машины для нанесения лакокрасочного покрытия или робота для нанесения лакокрасочного покрытия. Для подвода распыляемого проверочного вещества 15 к установленному распылительному устройству 14 устройство 12 для подвода проверочного вещества соединено с установочным устройством 11.
Когда распылительное устройство 14 установлено в установочное устройство 11, оно находится в предварительно заданном рабочем положении, в котором может производиться проверочная эксплуатация распылительного устройства 14. Таким образом, после установки в установочное устройство 11 можно проверить, по меньшей мере, одну предварительно заданную функцию распылительного устройства 14. Так, например, можно производить пробное распыление проверочного вещества 15, которое в этом случае поступает с участка 18 распылительного устройства 14. Для осуществления проверочной эксплуатации по предварительно заданной проверочной программе предусмотрено управляющее устройство 13.
Второй пример исполнения контрольного устройства согласно настоящему изобретению поясняется со ссылками также на схематическую фиг.2. Показанное на фиг.2 контрольное устройство 20, также снабжено установочным устройством 21, устройством 22 подвода проверочного вещества и управляющим устройством 23. Как уже описывалось выше со ссылками на контрольное устройство 10 на фиг.1, контрольное устройство 20 позволяет проверять распылительное устройство 24, при этом с помощью устройства 22 подвода проверочного вещества производится подача проверочного вещества 25. После установки распылительного устройства 24 в установочное устройство 21, например, его концевого участка 26 в направлении, показанном стрелкой 27, можно производить проверочную эксплуатацию распылительного устройства 24, причем распыленное проверочное вещество 25 может поступать из участка 28 распылительного устройства 24.
Далее контрольное устройство 20 в соответствии со вторым примером выполнения снабжено устройством 29 для подвода сжатого воздуха для подачи сжатого воздуха к установленному распылительному устройству 24 с помощью нескольких трубопроводов 30 сжатого воздуха. На фиг.2 в качестве примера показаны только лишь два трубопровода 30 сжатого воздуха. Устройство 29 для подвода сжатого воздуха с трубопроводами 30 сжатого воздуха также сообщается с установочным устройством 21. Чтобы обеспечить возможность регулирования и перекрытия потока сжатого воздуха в первом из двух трубопроводов 30 сжатого воздуха, в этом трубопроводе 30 сжатого воздуха предусмотрен клапан 31, который приводится в действие с помощью управляющего устройства 23. Клапан 31 для этой цели с помощью сигнального провода 32 сообщается с управляющим устройством 23.
Далее во втором из двух трубопроводов 30 сжатого воздуха предусмотрено устройство для регулирования количества воздуха 33. Устройство для регулирования количества воздуха 33 предназначено для регулирования количества воздуха, протекающего по второму из двух трубопроводов 30 сжатого воздуха, в зависимости от подготовленной управляющим устройством 23 фактической величины и от подготовленной также управляющим устройством 23 принадлежащей заданной величины. Для этой цели управляющее устройство 23 во втором показанном примере выполнения с помощью сигнальных проводов 34 сообщается с устройством регулирования количества воздуха 33.
Установочное устройство 21 показанного на фиг.2 контрольного устройства 20 снабжено наряду с этим детекторным устройством 36, которое подсоединено с помощью сигнального провода 35 к управляющему устройству 23. Детекторное устройство 36 целесообразно выполнить в виде датчика приближения, который позволяет регистрировать положение проверяемого распылительного устройства 24. Для предотвращения, например, условий, при которых сжатый воздух и/или проверочное вещество подводится к установочному устройству 21, в то время как оператор контрольного устройства 20 еще занят установкой распылительного устройства 24 в установочное устройство 21, предусмотрено, чтобы детекторное устройство 36 посылало сигнал 37 в управляющее устройство 23 в том случае, если распылительное устройство 24 достигнет предварительно заданного положения в установочном устройстве 21. Будет целесообразно, если детекторное устройство 36 будет посылать сигнал 37 в управляющее устройство 23 только в том случае, если распылительное устройство 24 будет установлено в установочном устройстве 21 таким образом, чтобы можно было обеспечить надежную проверочную эксплуатацию. Далее предусмотрено, чтобы управляющее устройство 23 позволяло производить проверочную эксплуатацию установленного распылительного устройства 24 для проверки предварительно заданной функции распылительного устройства 24 после поступления этого сигнала. Благодаря описанному способу можно повысить безопасность труда оператора контрольного устройства 20.
Далее на фиг.2 показано, что предусмотрен еще и проверочный резервуар 40 для улавливания распыленного во время проверочной эксплуатации распылительного устройства 24 проверочного вещества 25. Установочное устройство 21 при этом расположено во внутреннем пространстве 41 проверочного резервуара 40 таким образом, что установленное распылительное устройство 24 полностью находится в пределах проверочного резервуара 40. В результате этого распылительное устройство 24 не выступает из внутреннего пространства 41. В показанном втором варианте выполнения контрольного устройства проверочный резервуар 40 выполнен в виде коробчатой конструкции. Верхняя стенка проверочного резервуара 40, ограничивающая внутреннее пространство 41, выполнена в виде крышки 42, которая может открываться и закрываться. В открытом положении крышки 42 обслуживающий персонал контрольного устройства 20 может иметь доступ во внутреннее пространство 41, в результате чего распылительное устройство 24 может помещаться во внутреннее пространство 41 для установки в установочное устройство 21. Как показано дальше на фиг.2, под проверочным резервуаром 40 расположен резервуар 44 для проверочной жидкости, который с помощью сливного трубопровода 43 находится в гидравлическом соединении с проверочным резервуаром 40. Кроме того, резервуар 44 для проверочной жидкости находится в гидравлическом соединении с устройством 22 для подвода проверочного вещества с помощью обратного трубопровода 45 и предназначен для удерживания предварительно заданного количества проверочного вещества 25. Описанный проверочный резервуар 40 с крышкой 42 и сливным трубопроводом 43 позволяет, таким образом, с одной стороны, по возможности полностью снова начать улавливать распыленное и разбрызганное во внутреннем пространстве 41 проверочное вещество 25 и сливать обратно по сливному трубопроводу 43 в резервуар 44 для проверочной жидкости. Благодаря крышке 42 окружающее пространство контрольного устройства 20 не загрязняется во время проверочной эксплуатации распылительного устройства 24 в результате неконтролируемого распространения брызг проверочного вещества 25 из проверочного резервуара 40. Наряду с этим обслуживающий персонал контрольного устройства 20 надежно защищается от воздействия распыленного проверочного вещества 25 и при этом улучшается техника безопасности. Однако, если, несмотря на тщательную сборку и добросовестные монтажные работы распылительного устройства 24 все же произойдет нарушение его работоспособности, в результате чего от него могут разлетаться с большой скоростью отсоединившиеся конструктивные элементы, то эти разлетевшиеся конструктивные элементы, например, отсоединившийся чашечный диск ротационного распылителя, могут удерживаться проверочным резервуаром 40 и крышкой 42 и при этом не нанести травмы оператору контрольного устройства 20. Резервуар 44 для проверочной жидкости, который имеет гидравлическое сообщение с проверочным резервуаром 40, позволяет оптимальным образом повторно использовать уже распыленное проверочное вещество 25. Для этой цели пролитое в проверочном резервуаре 40 проверочное вещество 25 через сливной трубопровод 43 возвращается в резервуар 44 для проверочной жидкости и из него по сливному трубопроводу 45 снова подводится с помощью устройства 22 для подвода проверочного вещества к распылительному устройству 24.
На фиг.3 показан вид спереди и в перспективе третьего варианта выполнения контрольного устройства. Контрольное устройство 100 состоит из профильной рамы 101 и пластинчатых элементов 102. Для изготовления рамы контрольного устройства 100 используют, в частности, алюминиевые профили 101, изготовленные горячим прессованием, причем открытые участки рамы в необходимых местах закрываются пластинами. С нижней стороны рамы в показанном примере выполнения предусмотрены опорные ножки 103, которые могут также быть выполнены также, например, в виде фиксируемых роликов или колес. Далее, как показано на фиг.3, предусмотрен распределительный шкаф 104 для размещения компонентов управляющего устройства, а также для расположения токопроводящих конструктивных элементов контрольного устройства 100. Управление контрольным устройством 100 осуществляется с помощью компьютера с сенсорным монитором, который ниже будет обозначаться сенсорной панелью компьютера 105. Рядом с сенсорной панелью компьютера 105 расположена легкодоступная кнопка аварийного выключения 106, которая позволяет производить быстрое отключение контрольного устройства 100 в случае возникновения аварийных ситуаций. На отделении 107 для пневматического оборудования, которое спереди также закрыто плитой, под сенсорной панелью компьютера 105 расположен целый ряд не показанных на фиг.3 пневматических конструктивных элементов контрольного устройства 100. Перед и, в некоторой степени, под отделением 107 для пневматического оборудования, расположен проверочный резервуар 140, который в данном случае выполнен в виде удлиненной, установленной на раме контрольного устройства 100 ванны. Ванна изготовлена предпочтительно из высоколегированной и устойчивой к воздействию коррозии стали, например, аустенитной стали марки V2A (X5 CrNi 18 10) или УДА (X5 CrNiMo 17 12 2). Как показано на фиг.3, проверочный резервуар 140 закрыт сверху крышкой 142. Для обеспечения доступа во внутреннее пространство 141 проверочного резервуара 140, которое здесь не видно, крышку 142 можно открывать с помощью ее откидывания по направлению вверх. Крышку 142 проверочного резервуара 140 изготовляют предпочтительно прозрачной, чтобы таким образом обеспечить возможность надежного слежения за протекающими в проверочном резервуаре 140 процессами при закрытой крышке 142. В варианте выполнения согласно фиг.3 крышка 142 имеет, по существу, форму плоской пластины, которая с целью защиты от брызг снабжена предпочтительно изогнутым по направлению вниз краем, имеет толщину примерно 8 мм и изготовлена из прозрачного поликарбоната. Поликарбонат благодаря своим благоприятным механическим характеристикам и стойкости к воздействию воды хорошо приемлем для использования по описанному здесь назначению.
Под проверочным резервуаром 140 в раме контрольного устройства 100 предусмотрено отделение 108 для проверочного вещества. В отделении 108 для проверочного вещества под сливным трубопроводом 143 проверочного резервуара 140 расположен резервуар 144 для проверочного вещества. Кроме того, в отделении 108 для проверочного вещества предусмотрена также и полка 109 для размещения инструментов или проверяемых или уже проверенных распылительных устройств 124.
На фиг.4 показан вид в перспективе части внутреннего пространства 141 проверочного резервуара 140 контрольного устройства 100 согласно фиг.3 при открытой крышке 142. В показанной части внутреннего пространства 141 расположено установочное устройство 121 для установки не показанных здесь распылительных устройств. В показанном примере выполнения установочное устройство 121 снабжено выполненными в виде участков разреза двумя фланцами 161, 162 с предусмотренными деталями для соединения двух распылительных устройств различного конструктивного исполнения. Левый фланец 161 может соединяться с ротационным распылителем для нанесения прозрачного лака и, соответственно, покровного лака с помощью робота для нанесения лакокрасочного покрытия, который ниже будет обозначаться как распылитель CC, в то время как правый фланец 162 соединяется с ротационным распылителем для нанесения наполнителя с помощью машины для нанесения лакокрасочного покрытия с использованием способа ESTA, то есть при электростатическом заряде лака, который ниже будет называться распылитель ESTA. Оба фланца 161 и 162 в показанном контрольном устройстве 100 расположены и закреплены во внутреннем пространстве 141 таким образом, что в предварительно заданный момент времени только один из двух фланцев может принимать присоединенное распылительное устройство. Это означает, что в показанном примере выполнения фланцы 161, 162 расположены таким образом, что исключается одновременная установка распылителя CC и распылителя ESTA. К фланцам 161 и 162 подсоединены трубопроводы проверочного вещества устройства 122 для подвода проверочного вещества и трубопроводы 130 сжатого воздуха устройства 129 для подвода сжатого воздуха. Далее в каждом из двух фланцев 161, 162 предусмотрено детекторное устройство 136, которое выполнено как детекторное устройство 36 контрольного устройства 20 согласно фиг.2. Обозначенное на фиг.4 штриховыми линиями детекторное устройство 136 соединено с управляющим устройством 123 и может посылать в него сигнал 137. Далее во внутреннем пространстве 141 проверочного резервуара 140 предусмотрен также и предохранительный выключатель 150. Не показанный здесь сопряженный выключатель 151 предохранительного выключателя 150 закреплен на крышке 142, которая может открываться и закрываться таким образом, что сопряженный выключатель 151 при закрывании крышки 142 может заводиться в отверстие предохранительного выключателя 150 и фиксироваться там при закрытой крышке 142.
На фиг.5 показан вид в перспективе части внутреннего пространства 141 проверочного резервуара 140 согласно фиг.4. Здесь на правом фланце 162 закреплено распылительное устройство 124 в виде ротационного распылителя с пневматическим приводом для установок ESTA (распылитель ESTA) с вращающейся с высокой скоростью аппликационной головкой 181. Предварительная установка распылительного устройства 124 с концевым участком 126 производится по направлению стрелки 127. Как очевидно на фиг.5, распылительное устройство 124 с головкой аппликатора 181, с помощью которого может производиться распыление проверочного вещества во время проверочной эксплуатации, заходит в непоказанную часть внутреннего пространства 141 проверочного резервуара 140. Таким образом, в области участка 128 во время проверочной эксплуатации может выходить проверочное вещество. При закрытой крышке 142 распыленное во время проверки проверочное вещество может улавливаться проверочным резервуаром 140, некоторые стенки которого на фигурах 4-6 обозначены позицией 140.
На фиг.6 снова показан вид в перспективе части внутреннего пространства 141 проверочного резервуара 140 согласно фиг.4. В данном случае здесь на фланце 161 установлено распылительное устройство 124. Распылительное устройство 124 согласно фиг.6 имеет иное конструктивное исполнение по сравнению с тем, что показано схематически на фиг.5, и выполнено в данном случае в виде ротационного распылителя с пневматическим приводом для нанесения прозрачного лака и, соответственно, покровного лака с помощью робота для нанесения лакокрасочного покрытия (распылитель CC). Показанное на фиг.6 распылительное устройство 124 также выполнено для распыления материала для покрытия или во время проверочной эксплуатации с помощью контрольного устройства 100 проверочного вещества с помощью быстро вращающейся головки аппликатора. Как очевидно на фиг.6, распылительное устройство снабжено валом 182, который соединен с непоказанной здесь турбиной с пневматическим приводом. Однако в показанном здесь состоянии на валу 182 не закреплена головка аппликатора 181, чтобы можно было сначала во время проверочной эксплуатации испытать турбину без головки аппликатора. Также на фиг.6 показано направление распыления распылительного устройства 124 от установочного устройства 121 в сторону не показанной части проверочного резервуара 140.
Часть контрольного устройства 100 с фиг.3 снова показана на фиг.7 в увеличенном масштабе в перспективе, причем взгляд направлен теперь сверху на проверочный резервуар 140, который удерживается рамными профилями 101 рамы контрольного устройства 100, так что через выполненную прозрачной крышку 142 можно видеть несколько расположенных во внутреннем пространстве 141 проверочного резервуара 140 конструктивных элементов. Дополнительно на фиг.7 можно видеть также и одну сторону распределительного шкафа 104, а также переднюю сторону отделения 107 для пневматического оборудования. На фиг.7 в качестве примера показан один из фланцев 162, а также два трубопровода 130 сжатого воздуха устройства 129 для подвода сжатого воздуха, чтобы наглядно показать их расположение в проверочном резервуаре 140. Из соображений обеспечения лучшей наглядности второй фланец 161 и другие конструктивные элементы устройства 129 для подвода сжатого воздуха, а также устройства 122 для подвода проверочного вещества на фиг.7 опущены.
На фиг.8 показан вид в деталях внутреннего пространства 141 проверочного резервуара 140 контрольного устройства 100 согласно фиг.3. Также и на этом виде можно увидеть фланец 161. Из соображений обеспечения лучшей наглядности на этом виде соединения проводов наполовину не показаны, за исключением сигнального провода 152, который соединяет управляющее устройство 123 с также показанным здесь предохранительным выключателем 150. На фиг.8 очевидно, каким образом закрепленный на нижней стороне крышки 142, которая находится в показанном случае в полуоткрытом положении, сопряженный выключатель 151 заходит в соответствующее отверстие предохранительного выключателя 152. При полном закрывании крышки 142 сопряженный выключатель 151 входит в зацепление с предохранительным выключателем 150 таким образом, что крышка 142 удерживается с помощью сопряженного выключателя 151 и открывается только при запуске предохранительного выключателя 150 управляющего устройства 123.
На фиг.9 очевидно, каким образом может производиться целесообразным способом измерение фактической частоты вращения установленного в установочном устройстве 121 распылительного устройства 124. Для определения фактической частоты вращения в контрольном устройстве 100 для каждого фланца 161, 162 предусмотрен оптоэлектронный датчик 172. Для обеспечения наглядности здесь показан только один из двух датчиков 172. Датчик 172 с помощью линии сигнализации 170 соединен с управляющим устройством 123. Из оптоэлектронного датчика 172 по светодиоду 171 в распылительное устройство 124 подается лазерный сигнал, который отражается вращающимся вместе с валом отражающим диском 173. Определение частоты вращения производится с помощью отраженного отражающим диском 173 лазерного сигнала. На фиг.4 на примере фланца 161 можно распознать конец светодиода 171.
На фиг.10, 11 и 12 для разъяснения пневматического конструктивного исполнения показана пневматическая блок-схема контрольного устройства 100 согласно фиг.3. Для обеспечения размещения блок-схема разделена на три части, которые показаны на фигурах 10, 11 и, соответственно, 12. Блок-схема для этой цели в местах разделения A и AA разделена дважды и мысленно в этих местах снова соединяется.
При наличии штуцера 200 для сжатого воздуха, с помощью которого контрольное устройство 100 можно подсоединять к внешнему источнику снабжения сжатым воздухом, например к сети сжатого воздуха, вблизи предусмотрен подготовительный узел 201 для подготовки поступающего извне сжатого воздуха. Подготовка производится в контрольном устройстве 100 с помощью отделения жидкости и фильтрования сжатого воздуха в узле фильтрования-сепарации 202. К нему подключается еще и регулятор давления 203. В показанном примере выполнения с помощью регулятора давления 203 давление доводится, например, до показателя 6 бар. Это давление можно проверять на подключенном манометре 204. К подготовительному узлу 201 подключаются дополнительные ступени фильтрования и сепарации 205, 206.
Подготовительный узел 201 и узлы фильтрования и сепарации 205, 206 предназначены для подготовки сжатого воздуха, который по качеству будет пригоден для ротационного распылителя с пневматическим приводом. Такие ротационные распылители целесообразно снабжать сжатым воздухом высокой степени чистоты, например сжатым воздухом класса 1 в соответствии с требованиями стандарта DIN ISO 8573-1. Для гарантирования условия, чтобы сжатый воздух содержал только незначительное количество воды, масла и пыли, в показанном контрольном устройстве 100 используют несколько ступеней фильтрования 202, 205, 206.
Вниз по течению ступени фильтрования 206 поток воздуха распределяется на два ответвления, на ответвление 207 и ответвление 230 для подачи воздуха в подшипник двигателя. В ответвлении 207 последовательно расположен первый главный клапан 208 и второй главный клапан 209. Главные клапаны 208, 209 здесь выполнены в виде 3/2-ходовых клапанов с положением запирания-покоя и могут приводиться в действие с помощью управляющего устройства 123 с электрическим приводом. Вниз по течению трубопровод снова разделяется на ответвление 220 и ответвление 210 для подачи воздуха в подшипник двигателя. Ответвление 220 будет описано ниже со ссылками на фигуру 11. В ответвлении 210 для подачи воздуха в подшипник двигателя предусмотрено устройство регулирования количества воздуха 133, в данном случае в виде пропорционального регулировочного клапана. Устройство регулирования количества воздуха 133 предназначено для регулирования, подведенного в распылительном устройстве 124, которое может быть выполнено в виде ротационного распылителя с пневматическим приводом, такого количества воздуха для двигателя, чтобы была достигнута, например, установленная управляющим устройством 123 заданная частота вращения аппликационной головки 181 распылительного устройства 124. Поэтому устройство регулирования количества воздуха 133 можно называть также и устройством регулирования частоты вращения. В показанном примере выполнения в качестве устройства регулирования частоты вращения используют, например, пропорциональный регулировочный клапан ("MSR-аппарат") 133. Пропорциональный регулировочный клапан 133 с помощью так называемой шины Profibus подключен к программируемому контроллеру (SPS) 305, выполненному в виде части управляющего устройства 123, который будет еще описан, так что с ним может производиться обмен данными. Регулировочная характеристика пропорционального регулировочного клапана 133 соответствует, по существу, пропорционально-интегральному регулятору.
Вниз по течению устройства регулирования количества воздуха 133 расположен клапан 211, предназначенный для подвода воздуха в двигатель, который выполнен в виде 5/3-ходового клапана с возвратной пружиной и запиранием в состоянии покоя. Запуск клапана 211 для подвода воздуха в двигатель делает возможным выборочное снабжение подключенного к фланцу 161 распылителя 124 CC или подключенного к фланцу 162 распылителя 124 ESTA воздухом для двигателя, чтобы приводить в действие распылитель 124. Для соединения соответствующего распылителя 124 с выходами клапана 211 для подвода воздуха в двигатель предусмотрен штуцер 212 для подвода воздуха в двигатель распылителя CC и штуцер 213 для подвода воздуха в двигатель распылителя ESTA.
В ответвлении 230 для подачи воздуха в подшипник двигателя расположен, прежде всего, главный клапан 231 для подачи воздуха в подшипник двигателя, который выполнен в виде 3/2-ходового клапана. Вниз по течению от него расположен клапан 232 регулирования давления с манометром для контроля давления. Через запуск клапана 233 для подачи воздуха в подшипник двигателя через штуцеры 234 и 235 для подачи воздуха в подшипник двигателя для распылителей CC и, соответственно, распылителей ESTA попеременно подводится воздух в подшипник двигателя. В связи с тем, что в ротационном распылителе с пневматическим приводом турбина может получить повреждение при ее эксплуатации при отсутствии или недостаточном количестве воздуха для подшипника двигателя, управляющее устройство 123 запускает клапан 233 для подачи воздуха в подшипник двигателя таким образом, что установленное распылительное устройство снабжается достаточным количеством воздуха для подшипника двигателя в том случае, если существует возможность производить проверочную эксплуатацию распылительного устройства. Давление воздуха для подшипника двигателя во время проверочной эксплуатации составляет в любой момент времени предпочтительно минимум 5,5 бар. Таким образом, можно также предотвратить неожиданное блокирование вала. Блокирование вала может привести к нежелательному отсоединению головки аппликатора (чашечного диска) 181 отвала 182.
На фиг.11 показано дальнейшее прохождение ответвления 220, начиная от точки A. Ответвление 220 разделяется на ответвление 240 и ответвление 260. В ответвлении 260 установлен регулирующий клапан 275 для регулирования давления последующих распределительных воздушных клапанов, которые на фиг.11 не показаны. Дальнейшее прохождение ответвления 260 будет описано со ссылками на фигуру 12. В ответвлении 240 установлены с параллельным соединением три 5/3-ходовых клапана 244, 252, 256 с предварительно включенными регулирующими клапанами 243, 251, 255. Воздушный клапан 244 для проверочного вещества при запуске с помощью управляющего устройства 123 подает через штуцера 241, 242 для проверочного вещества сжатый воздух для запуска клапана 149 для проверочного вещества, как это очевидно на фиг.13. Клапан 252 для создания струи воздуха при запуске с помощью управляющего устройства 123 подает через штуцер 249 для струи воздуха струю воздуха для распылителя CC и через штуцер 250 для струи воздуха для распылителя ESTA. Клапан 256 для тормозного воздуха при включении обеспечивает соответствующий установленный распылитель 124 через штуцеры 253, 254 тормозным воздухом для торможения головки аппликатора 181. Далее предусмотрен продувочный клапан 247 кратковременного действия в виде 5/3-ходового клапана, который через штуцера 245, 246 для кратковременного продувочного воздуха может подавать в течение короткого времени продувочный воздух для вытеснения проверочного вещества из установленного распылительного устройства.
На фиг.12 представлено дальнейшее прохождение ответвления 260, начиная от точки AA. Ответвление 260 снабжает сжатым воздухом 3/2-ходовые клапаны 263, 264, 267, 268, 271, 272 и 274, которые запускаются управляющим устройством 123. При запущенном клапане 274 насоса для проверочного вещества насос 146 для проверочного вещества через штуцер 273 для сжатого воздуха снабжается сжатым воздухом, чтобы обеспечить подачу проверочного вещества 125, как это более подробно показано на фиг.13. 3/2-ходовые клапаны 263, 264, 267, 268, 271 и 272 используются в качестве распределительных воздушных клапанов для запуска клапана, который установлен в самом распылительном устройстве и служит для подачи вещества для покрытия, для осуществления кратковременной продувки и для рециркуляции вещества для покрытия. Главные распределительные игольчатые клапаны 263 и 264 при запуске подают воздух управления для главного игольчатого клапана распылителя CC и, соответственно, распылителя ESTA через штуцеры 261 и 262 главных распределительных игольчатых клапанов. Распределительные клапаны 267 и 268 для кратковременной продувки снабжают распылитель CC и, соответственно, распылитель ESTA через штуцера 265 и, соответственно, 266 для кратковременной продувки распределительным воздухом для кратковременной продувки. Далее оба распределительные регулирующие воздушные клапаны 271 и 272 снабжают распылитель CC или распылитель ESTA через штуцера 269 и, соответственно, 270 распределительным регулирующим воздухом.
На фиг.13 показана блок-схема устройства 122 для подачи проверочного вещества контрольного устройства 100, и она служит также и для того, чтобы наглядно показать, в каких местах соединены друг с другом трубопроводная система для подачи сжатого воздуха и трубопроводная система для подачи проверочного вещества. Устройство 122 для подачи проверочного вещества снабжено насосом 146 для проверочного вещества с приводом от сжатого воздуха, который символически показан на фиг.13 и выполнен предпочтительно в виде мембранного насоса с пневматическим управлением. С помощью насоса 146 для проверочного вещества проверочное вещество 125, которое в данном случае представляет собой полностью обессоленную воду, можно засасывать из резервуара 144 для проверочного вещества, в котором хранится запас проверочного вещества 125. Насос 146 для проверочного вещества приводится в действие пневматическим приводом, причем запуск производится посредством включения или отключения подачи сжатого воздуха с помощью клапана 274 насоса для проверочного вещества. С расположением клапана 274 насоса для проверочного вещества в пределах пневматической системы контрольного устройства 100 можно ознакомиться с помощью общего рассмотрения фигур 10, 11 и 12. Вниз по течению насоса 146 для проверочного вещества примыкает регулирующий клапан 147 для регулирования давления проверочного вещества, причем заданное давление проверочного вещества 125 предпочтительно можно регулировать. В показанном примере выполнения заданное давление проверочного вещества устанавливается, например, до максимального показателя 2 бар. Это можно контролировать на подключенном манометре 148. В зависимости от конструктивного исполнения элементов для подвода проверочного вещества и в зависимости от конструктивного исполнения распылительного устройства 124 целесообразным может быть также и иное давление проверочного вещества. После регулирующего клапана 147 и манометра 148 следует клапан 149 для проверочного вещества, который в данном случае обозначен общим символом. Как схематически показано на фиг.13, клапан 149 для проверочного вещества запускается с помощью пневматического включения воздушного клапана 244 для проверочного вещества. Далее предусмотрен клапан 247 для кратковременной продувки, который позволяет нагнетать через обратный клапан сжатый воздух в трубопровод для проверочного вещества вниз по течению клапана 149 для проверочного вещества. На фиг.13 для обеспечения лучшей наглядности вниз по течению клапана 149 для проверочного вещества показана только одна ветвь трубопровода, которая проходит к установленному распылительному устройству 124. Следующая ветвь трубопровода может быть установлена таким же образом для второго фланца для установки следующего распылительного устройства. Такое расположение позволяет производить продувку с помощью сжатого воздуха трубопровода для проверочного вещества и распылительного устройства 124. Во время этого процесса проверочное вещество 125 выдувается с помощью сжатого воздуха из трубопровода для проверочного вещества и распылительного устройства 124. Вниз по течению точки разветвления, в которой отходящая от клапана 247 для кратковременной продувки ветвь заходит в трубопровод для проверочного вещества, трубопровод для проверочного вещества подключается к установочному устройству 121, в котором производится установка распылительного устройства 124 в таком состоянии, как это показано на фиг.13. Установочное устройство 121 и распылительное устройство 124 находятся, как это показано схематически, в пределах проверочного резервуара 140 с крышкой 142, которая обозначена штрих-пунктирной линией.
На фиг.14 схематически показан вид верхней части распределительного шкафа 104 в открытом положении. В отделении для снабжения напряжением 301 расположены конструктивные элементы, предназначенные для снабжения напряжением оборудования контрольного устройства 100. На фиг.14 в отделении для снабжения напряжением 301 в качестве примера показаны предохранители 302 и трансформатор 303. Под ним расположено отделение 304 для управления модульным программируемым контроллером. В нем расположен так называемый модульный программируемый контроллер (МПК) 305. МПК 305 с помощью ЛВС (локальной вычислительной сети) сообщается с сенсорной панелью компьютера 105. Благодаря этому обеспечивается возможность обмена данными между МПК 305 и сенсорной панелью компьютера 105. Отдельно предусмотрен блок питания МПК 306 для снабжения напряжением МПК, центральный процессор МПК 307, карты ввода и вывода МПК 308, модуль развязки МПК 309, защитная входная карта МПК 310 и защитная выходная карта МПК 311. Модуль развязки МПК 309 в случае сбоя служит для защиты предохранительных модулей от перенапряжений. Расположенные в отделении 301 для снабжения напряжением предохранители 302 служат для защиты распределения электрического напряжения 230 В в трансформатор 303, блок питания МПК 306 и в сенсорную панель компьютера 105. Трансформатор 303 служит для подачи напряжения 24 В. Под отделением МПК 304 предусмотрено отделение для реле 312, в котором расположены реле 313 для запуска пневматических клапанов контрольного устройства 100, как это описано на фигурах 10, 11 и 12, с помощью взаимодействующих выходов МПК 305. Некоторые реле 313 соответствующим образом взаимно блокированы таким образом, чтобы исключать запуск пневматического клапана в том случае, если уже запущен соответствующий второй пневматический клапан. Далее в распределительном шкафу 104 предусмотрены отделения для зажимов 314, чтобы можно было обеспечить обзорное подключение электрических линий и линий сигнализации.
В показанном контрольном устройстве 100 предусмотрен модульный программируемый контроллер (МПК) 305. МПК 305 в контрольном устройстве 100 запрограммирован и имеет такую конфигурацию, что он позволяет запускать распределительные воздушные клапаны 263, 264, 267, 268, 271 и 272, клапаны 244, 247, 252 и 256, а также клапан 211 для подачи воздуха в двигатель и клапан 233 для подачи воздуха в подшипник двигателя. Далее МПК 305 предназначено также и для запуска клапана 274 насоса для проверочного вещества. Наряду с этим МПК 305 запрограммирован таким образом, что он может производить обмен данными с устройством 133 для регулирования количества воздуха. Запуск главных клапанов 208, 209 и главного клапана 231 для подачи воздуха в подшипник двигателя производится с помощью программы защиты МПК 305. Также и опрос состояний детекторных устройств 136 и состояния предохранительного выключателя 150, другими словами, улавливание сигналов детекторного устройства 136 и предохранительного выключателя 150, производится с помощью программы защиты МПК 305. Удерживание крышки 142 и ее отпирание с помощью предохранительного выключателя 150 производится посредством МПК 305. Это обеспечивается, в частности, благодаря тому, что производится запуск клапанов, предназначенных одному из фланцев 161, 162 установочного устройства 121 с установленным в нем распылительным устройством 124. Наряду с этим программа защиты МПК за счет опроса состояния предохранительного выключателя 150 и/или приема от него сигналов способствует тому, чтобы при открытой крышке 142 главные клапаны 208, 209 и главный клапан 231 для подвода воздуха в подшипник двигателя не могли открыться и чтобы при открытой крышке 142 не могла производиться проверочная эксплуатация распылительного устройства 124. Наоборот, разблокировка предохранительного выключателя 150 производится, в частности, только в том случае, если не запущены главные клапаны 208, 209, 231, следовательно, если они находятся в перекрытом состоянии.
Далее будет описана проверка работоспособности распылительного устройства 124 с помощью контрольного устройства 100 согласно фиг.3. Сначала контрольное устройство 100 через предусмотренное для этой цели соединение будет подключено к электрической сети и к локальной системе сжатого воздуха. Резервуар 144 для проверочного вещества заполняется предварительно установленным количеством проверочного вещества 125. В описанном примере выполнения это проверочное вещество представляет собой, по существу, полностью обессоленную воду. Использование воды снижает потребность в чистке, не оказывает вредного влияния на здоровье и на окружающую среду, наряду с этим применение полностью обессоленной воды дополнительно предотвращает образование на конструктивных элементах контрольного устройства и в распылительном устройстве отходов, в частности известковых отложений.
С помощью сенсорной панели компьютера 105 можно осуществлять размыкание предохранительного выключателя 150, с помощью которого удерживается в закрытом положении крышка 142. После размыкания предохранительного выключателя 150 крышку 142 открывают вручную и таким образом получают свободный доступ во внутреннее пространство 141 проверочного резервуара 140. После технического обслуживания и полной сборки, за исключением чашечного диска, ротационный распылитель 124 с пневматическим приводом насаживают на один из фланцев 161, 162 таким образом, что соответствующий фланец и установленный на распылителе 124 его сопряженный элемент правильно заходят друг с другом в зацепление и позволяют производить эксплуатацию распылителя 124. Далее распылитель 124 крепится, например, с помощью расположенного на одном из фланцев 161, 1652 потайного штифта или т.п., так что он не может отсоединиться от установочного устройства 121 во время проверочной эксплуатации. Если распылитель будет установлен на одном из фланцев 161, 162 таким образом, что можно будет осуществлять проверочную эксплуатацию, и на взаимодействующий с этим фланцем датчик 136 приближения будет нанесено покрытие, то в таком случае расположенный на фланце датчик 136 приближения подаст сигнал на управляющее устройство 123. После этого крышка 142 закроется, при этом сопряженный выключатель 151 зайдет в отверстие предохранительного выключателя 150 и зафиксируется там. Крышка 142 удерживается с помощью предохранительного выключателя 150.
После закрывания крышки 142 с помощью управляющего устройства 123 можно осуществлять проверочную эксплуатацию установленного в установочном устройстве 121 распылителя 124. Эта проверочная эксплуатация производится в соответствии с предварительно заданной проверочной программой 400 и позволяет проверять, по меньшей мере, одну предварительно заданную функцию установленного распылителя 124.
Управляющее устройство 123 с помощью выполненной модульным программируемым контролером 305 программой и сенсорной панели компьютера 105 позволяет производить, например, ручное выключение распределительных воздушных клапанов 263, 264, 267, 268, 271 и 272, а также ручное выключение воздушного клапана 244 для проверочного вещества и, тем самым, ручной запуск клапана 149 для проверочного вещества. В том случае, если будет открыт воздушный клапан 244 для проверочного вещества, в установленный распылитель 124 поступит проверочное вещество 125 и может распыляться ним в том случае, если установлена головка аппликатора 181. Наряду с этим управляющее устройство 123 позволяет производить ручной запуск клапана 252 для подачи управляющего воздуха, клапана 211 для подачи воздуха в двигатель, клапана 247 для кратковременной продувки и устройства регулирования количества воздуха или устройства 133 регулирования частоты вращения. В частности, с помощью сенсорной панели компьютера 105 можно устанавливать необходимую частоту вращения головки аппликатора 181 распылителя 124, которая затем подается в качестве заданной величины в устройство 133 регулирования частоты вращения. Воздушный клапан 233 для подшипника двигателя во время проверочной эксплуатации непрерывно запускается, так что ротационный распылитель 124 снабжается воздухом для подшипника двигателя, чтобы таким образом предотвратить повреждения распылителя. На фиг.9 схематически показано, каким образом может производиться снабжение установленного распылительного устройства 124 сжатым воздухом и проверочным веществом через запуск отдельных клапанов.
Далее с помощью отработки проверочной программы можно автоматизировать предварительно определенные функции установленного распылительного устройства 124 без ручного вмешательства оператора. Так, например, заданную частоту вращения вала 182 ротационного распылителя 124 можно изменять по предварительно заданной схеме и/или удерживать в постоянном значении. Обычно заданная частота вращения вала 182 повышается постепенно, например, от 0 оборотов/минуту до 50000 оборотов/минуту. К этому тесту частоты вращения может примыкать моделированный процесс лакирования с помощью распылительного устройства. Для этого установленное распылительное устройство 124 с помощью управляющего устройства 123 запускается таким образом, что можно моделировать, по меньшей мере, часть производственного процесса во время нанесения вещества для покрытия на изделие, например на кузов транспортного средства. Дополнительно можно также моделировать и процесс продувки распылительного устройства 124 с помощью контрольного устройства 100.
Проверочная программа позволяет предпочтительно составлять протокол испытаний, который содержит определенные фактические частоты вращения и другие события во время проверочной эксплуатации распылительного устройства 124, так что испытание работоспособности можно воспроизвести позднее. На фиг.15 показан пример, каким образом может выглядеть такая, определенная по вышеописанному способу с помощью контрольного устройства 100, характеристика фактической частоты вращения n[U/мин] вала 182 ротационного распылителя 124 в зависимости от времени t[мин]. Если смотреть по направлению слева на диаграмму фигуры 15, то заданная частота вращения сначала постепенно возрастает и нанесенная фактическая частота вращения n[U/мин] следует, по существу, за этим возрастанием. Затем частота вращения быстро снижается, чтобы в заключение моделировать кратковременный процесс лакирования при частоте вращения значительно ниже максимальной частоты вращения.
На фиг.16 показана структурная схема примера выполнения способа проверки работоспособности распылительного устройства 124 для нанесения вещества для покрытия. На этапе 401 крышка 142 проверочного резервуара 140 открывается после размыкания предохранительного выключателя 150, как это было описано выше. Примыкающий этап 402 заключается в креплении распылительного устройства 124, здесь также называемый просто распылителем, на фланце 161, 162 установочного устройства 121. Другими словами, на этапе 402 производится установка распылительного устройства 124 в установочном устройстве 121. При этом речь идет, в частности, о ротационном распылителе, например высокоскоростном ротационном распылителе с пневматическим приводом с вращающейся головкой аппликатора 181, например чашечным диском, который можно закреплять на валу 182 распылительного устройства 124. На этапе 403 производится закрывание крышки 142 и фиксирование сопряженного выключателя 151 в предохранительном выключателе 150. На этапе 403 головка аппликатора 181 еще не закреплена на валу распылительного устройства 124. Затем на этапе 404 производится проверочная эксплуатация распылительного устройства 124 с помощью контрольного устройства 100 и проверочной программы 400. Эта вторая частичная проверочная эксплуатация 404 установленного распылительного устройства 124 производится без головки аппликатора 181, чтобы таким образом сначала проверить функциональную способность турбины распылителя 124 с пневматическим приводом. В том случае, если турбина функционирует с погрешностями, проверочную эксплуатацию завершают и на этапе 405 открывается крышка 142 после размыкания предохранительного выключателя 150, распылитель 124 на этапе 406 извлекается из установочного устройства 121 или демонтируется и на этапе 407 снова подвергается техническому обслуживанию. После этого процесс снова начинается с этапа 402. Если же турбина, напротив, функционирует нормально, то в таком случае крышка 142 на этапе 408 снова открывается после размыкания предохранительного выключателя 150, на этапе 409 головку аппликатора 181, например чашечный диск, насаживают на вал 182 распылительного устройства 124 и на этапе 410 проверяют круговое движение головки аппликатора 181. Если круговое движение нарушено, то в таком случае необходимо произвести этап 411, на котором проверяют и монтируют надлежащим образом головку аппликатора 181 или чашечный диск. Если круговое движение протекает надлежащим образом, то в таком случае осуществляют этап 412, то есть закрывают крышку 142. Этапы 413 и 414 вместе представляют собой первую частичную проверочную эксплуатацию распылительного устройства 124. Этап 413 включает проверочную эксплуатацию головки аппликатора 181, причем здесь проверяют, обеспечивается ли фактическая частота вращения вала 182 в соответствии с заданной частотой вращения, как, например, постепенное вращение с предварительно заданным допуском. Таким образом, фактическая и заданная частота вращения сравнивается во время проверочной эксплуатации. Этап 414 включает дальнейшее испытание работоспособности распылительного устройства 124, причем на этапе 414, в частности, происходит подвод проверочного вещества 125 к распылительному устройству 124 с помощью устройства 122 подвода проверочного вещества и его распыление. На последующем этапе 415 можно составить, как уже упоминалось, протокол испытаний. В том случае, если результат испытаний соответствует требованиям, осуществляют этап 416, на котором происходит открывание крышки 142 после размыкания предохранительного выключателя 150. На этапе 417 успешно испытанный распылитель 124 извлекается из установочного устройства 121.
Несмотря на то что изобретение описано выше со ссылками на предпочтительные варианты выполнения, оно не ограничивается этими вариантами, а может различным образом изменяться, не отклоняясь от предмета настоящего изобретения.
В частности, изобретение не ограничивается применением распылительных устройств для нанесения покрытий, как это имеет место во взаимосвязи с машинным лакированием кузова автомобиля. Более того, возможно также и применение во взаимосвязи с лакированием других дорожных транспортных средств, например, двухколесных транспортных средств, грузовых автомобилей и т.п., а также других предметов, в частности, таких, которые изготовляют промышленным способом в большой количестве или в которых необходимо покрывать чрезмерно большие поверхности. Так, например, изобретение можно также использовать и для испытания распылительных устройств во взаимосвязи с лакированием других подвижных транспортных средств, например самолетов, но также и для нанесения покрытий на бытовые приборы.
Само собой разумеется, что наряду с этим изобретение можно выполнить и таким образом, что одновременно можно испытывать функциональную способность нескольких распылительных устройств, в частности, одинакового конструктивного исполнения с помощью контрольного устройства в достаточно большом проверочном резервуаре.
Далее, в частности, контрольное устройство и способ проверки можно усовершенствовать таким образом, что можно также осуществлять и проверку используемой в способе ESTA возможности электростатической зарядки вещества для нанесения покрытия и взаимосвязанных с этим функций распылительного устройства.