CN101238245B - 电镀涂装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电镀设备，该设备以已知的方式包括涂料槽和输送装置，所述输送装置用于在连续式工艺中将要被覆层的工件(1a，1b，1c)浸入涂料槽中、运动通过该涂料槽并再从中移出。在涂料槽中沿工件(1a，1b，1c)的运动路径布置有电极，所述电极通过电压源(20)的一个极与该电压源相连接。所述电压源(20)的第二极与沿工件(1a，1b，1c)的运动路径延伸的接触轨(2)相连接。对于每个工件(1a，1b，1c)设置有与接触轨(2)相接触的接触装置(3a，3b，3c)。在各接触装置(3a，3b，3c)和相应的工件(1a，1b，1c)之间布置有可控制的电压调节单元(4a，4b，4c)。各工件(1a，1b，1c)的瞬时位置可由位置确定装置(7，8a，8b，8c)确定。控制系统(5)用于向相应的电压调节单元(4a，4b，4c)提供控制信号，以保持各工件(1a，1b，1c)在其通过涂料池的路径的各位置处具有所需的电压。

Description

电镀涂装设备

技术领域

本发明涉及一种电镀涂装设备，其具有

a)涂料槽；

b)输送装置，通过该输送装置，待涂装的工件可在连续式工艺中浸入涂料槽中、运动通过该涂料槽并再从中移出；

c)电压源；

d)在涂料槽中沿工件的运动路径布置的电极，这些电极与所述电压源的第一极相连接；

e)接触轨，该接触轨沿工件的运动路径延伸并与所述电压源的第二极相连接；

f)用于各工件的接触装置，其与接触轨相接触；

g)至少一个控制系统，利用该控制系统可设定各工件在其运动通过涂料槽的过程中所具有的电压。

背景技术

在电镀涂装(也称电泳涂装)中，涂料槽中的涂料成分在电场的作用下在工件上沉积。已经证明，在工件通过涂料槽的过程中，不使电场保持恒定，而是使其沿运动路径发生改变、特别是使其随走过的路程而增加是值得推荐的。采取该措施的原因在于，累积而成的涂料层表现出电阻，从而使涂料层的进一步累积变得困难。

由此产生这一问题，即，对于各工件在其通过涂料槽时如何使电压发生改变。在开头所述类型的电镀涂装设备中，如在DE 199 42 556 C2中所述，通过沿被涂装工件的运动方向分成独立的段的接触轨向工件提供电流，所述各段电流隔离，并与配属于各段的电压源的一个极相连接。沿工件的运动路径布置在涂料槽中的电极与电压源的另一极相连接。在该情况下不利的是，在控制方面沿接触轨的不同的段跟踪各独立的工件的路径和设法使工件无电势“跳跃”地从一个段过渡到另一个段是比较困难的。由于在电极和工件之间流动的电荷被用作已涂覆的层厚的量度，因此，必须随工件的运动逐段地“同时接通”对流向工件的电流的测量。最后，造成电流分离的在接触轨中的“切口”同时表现出在接触轨中的不平整，该不平整将导致与工件一起运动的接触装置的磨损。

在工件、例如工件的长度变化的情况下，或者在沉积曲线变化的情况下，在接触轨各段之间的切口的位置发生改变，从而必须更换设备以使涂层最佳。

发明内容

本发明的目的在于构造一种具有开头所述类型的电镀涂装设备，从而使其可更容易地被控制、灵活且对接触装置造成较少的磨损。

根据本发明，所述目的这样地实现，即：

h)接触轨在其通过涂料槽的整个伸展方向上不间断；

i)在各接触装置和相应的工件之间布置可控制的电压调节单元；

j)设置位置确定装置，所述位置确定装置确定各工件的瞬时位置并向控制系统发送相应的信号；

k)设计所述至少一个控制系统，使得该控制系统从位置确定装置提供的信号来确定各工件的要使工件位于该位置处所应具有的电压，并向相应工件的电压调节单元发送相应的控制信号。

因此，根据本发明，不进行与接触轨切口有关的把接触轨分成各段的操作，而是使用电流连续的接触轨。现在为了能够向都从同一接触轨获取其电压的不同的工件提供不同的电势、甚至是在运动过程中变化的电势，各工件配设有单独的电压调节单元。根据工件的位置控制所述电压调节单元，使得工件在每时每刻都具有所需的电势。按照这种方式可以实现比在已知的将接触轨分成单独的段的情况下要灵敏得多的对工件的电势的调节。只需通过程序设计措施便可毫无困难地转变到其它类型的工件。接触轨中不存在切口有利于接触装置的使用寿命。

所述至少一个控制系统可以是设备的中央控制系统。这特别是在所述输送装置包括输送链且所有的工件以相同的速度运动的情况下是合适的。

现代的设备具有带独立运动的滑架的输送系统，每个滑架支承至少一个工件。由于这些滑架本身通常是“智能化”的，从而具有分散式的控制系统，因此，也可将该分散式的控制系统用于本发明的目的。

在本发明的特别有利的实施例中，位置确定装置具有位置码母线以及用于各工件的读数头，所述读数头与工件一起运动，并能够读出位置码母线的当前码。适合于此目的的位置码母线可较便宜地从市场上获得，并具有高精度水平。

可选择地，可使用导航系统、例如激光控制系统或基于全球定位系统(GPS)的系统作为位置确定装置。

另外，也可使位置确定装置包括在工件通过涂料槽的运动路径的起点处的出现传感器以及用于工件的速度传感器，其中，控制系统设计成使其能够从测得的速度和自出现传感器发出响应起所用的时间来计算各工件的瞬时位置。

也可直接记录走过的路程来代替速度和自经过出现传感器起所用的时间，并由此计算各工件的瞬时位置。在通过运输链工作的输送系统中，路程的测量可通过对已运行通过的链节计数来进行；而在通过轮子工作的输送系统中，路程的测量可通过对轮子的转数计数来进行。

附图说明

下面参照附图更加详细地说明本发明的实施例；唯一的附图示意性地示出对电镀涂装槽中的汽车车身的电压供给。

具体实施方式

附图共示出三个汽车车身1a、1b、1c，可以设想这些汽车车身浸入在装满涂装液的涂料池中，如上文已经提及的DE 199 42 556 C2所述。在图1中未示出涂料池，也未示出用来使不同的汽车车身1a、1b、1c连续地或间歇地运动通过该涂料池的输送装置。例如在DE 199 42 556 C2中所述的用作输送装置12的悬挂式输送机、工件可移动地保持在其上的链式输送机、以及使用可独立运动且可控制的单独的滑架的输送装置都是可行的。

如同样地可从DE 199 42 556 C2中得知，在未示出的涂料池中，沿汽车车身1a、1b、1c的运动路径按已知的方式定位有对电极、特别是阳极。在涂装液中，在产生于对电极和汽车车身1a、1b、1c之间的电场中发生涂料成分在汽车车身1a、1b、1c上的沉积。在经过涂料池时在对电极和汽车车身之间流过的安培小时数表示沉积的涂料层厚度的直接量度。

为了产生涂料的电泳沉积所需的电场，汽车车身1a、1b、1c在其运动通过涂料池的过程中必须与直流电压源20的相应的极相连接，在常用的阳极沉积涂装的情况下与直流电压源的负极相连接。

所述连接按下述方式进行：

接触轨2沿汽车车身1a、1b、1c的引导通过涂料池的运动路径、但在涂装液外延伸。该接触轨2在其整个长度上是不间断的，从而不具有在现有技术中常见的“切口”——即接触轨的不同的段电隔离地彼此联接的部位。接触轨2与直流电压源20的一个极、优选为负极相连接。通常，若直流电压源20能够提供与将施加在汽车车身1a、1b、1c上的最大电压相当的恒定的输出电压就足够了。直流电压源20的另一极与沿运动路径布置的电极、优选为阳极相连接。

各汽车车身1a、1b、1c配设有触靴3a、3b、3c，所述触靴沿接触轨2滑行并建立起电连接。触靴3a、3b、3c并不直接地而是经由可控制的电压调节单元4a、4b、4c与各自的汽车车身1a、1b、1c相连接。所述电压调节单元4a、4b、4c设计成使得能够根据控制系统5经由导线6a、6b、6c供给它们的控制信号而将接触轨2上的电压以不变的或变化的、通常是减小的形式传递到相应的汽车车身1a、1b、1c。

同样在涂装液外平行于接触轨2延伸有位置码母线7。该位置码母线7沿其纵向伸展方向在所有点处承载一可读的码，该可读的码表示所涉及的点的位置。各汽车车身1a、1b、1c配设有读数头8a、8b、8c，所述读数头能从位置码母线7上读出相应的汽车车身1a、1b、1c的当前位置。由读数头8a、8b、8c读出的信号分别经由导线9a、9b、9c输送给控制系统5。

控制系统5包括一存储器，对于需要用所述设备处理的各种类型的汽车车身1a、1b、1c，在所述存储器中以对于各汽车车身1a、1b、1c的合适的方式或以任何方式存储有在沿所涉及的汽车车身1a、1b、1c的运动路径上的哪一点提供何种电压(的信息)。

上述电镀涂装设备工作如下：

一旦汽车车身1a、1b、1c之一到达接触轨2的区域、并因此到达涂料池的区域，则会借助于触靴3a、3b、3c建立起与接触轨2的电连接；各自的读数头8a、8b、8c进入位置码母线7附近，并检测汽车车身1a、1b、1c的瞬时位置。现在将相应的信息发送给控制系统5，控制系统5从其存储器中读取所需的电压，该电压是在所涉及的汽车车身1a、1b、1c的各点处将占主导的电压。现在控制系统5经由导线6a、6b、6c向相应的电压调节单元4a、4b、4c发送相应的信号，所述信号确保电压调节单元4实际上从在接触轨2上占主导的电压产生出所需的电压，并将其提供给汽车车身1a、1b、1c。

在汽车车身1a、1b、1c通过涂料池的过程中不断重复上述过程。这时，随着输送的进行，读数头8a、8b、8c连续地或者在通过小的路程增量后传输各个位置；控制系统5经由电压调节单元4a、4b、4c对相应的汽车车身1a、1b、1c上的电压进行再调节。

显然，按照这种方式能够为连接在同一接触轨2上的所有的汽车车身1a、1b、1c设定出在其运行通过涂料池的过程中的非常精确的电压特性。

自然也可以用其它的位置确定装置代替在上述实施例中由位置码母线7和读数头8a、8b、8c构成的定位装置。例如，可使用基于激光控制系统或全球定位系统的导航系统。在最简单的情况下，甚至可以在通过涂料池的运动通路的入口处设置一传感器，该传感器报告汽车车身的进入。这样，从汽车车身的被连续确定和监测的速度及所用的时间来计算汽车车身的各个位置。

也可以使用配属于各汽车车身并随汽车车身一起运动的分散式控制系统代替中央控制系统。

Claims (11)

1.一种电镀涂装设备包括：

a)涂料槽；

b)输送装置，通过该输送装置，待涂装的工件可在连续式工艺中浸入涂料槽中、运动通过该涂料槽并再从中移出；

c)电压源；

d)在涂料槽中沿工件的运动路径布置的电极，这些电极与所述电压源的第一极相连接；

e)接触轨，该接触轨沿工件的运动路径延伸并与所述电压源的第二极相连接；

f)用于各工件的接触装置，其与接触轨相接触；

g)至少一个控制系统，利用该控制系统可设定各工件在其运动通过涂料槽的过程中所具有的电压；

其特征在于，

h)所述接触轨在其通过涂料槽的整个伸展方向上不间断；

i)在各接触装置(3a，3b，3c)和相应的工件(1a，1b，1c)之间布置有可控制的电压调节单元(4a，4b，4c)；

j)设有位置确定装置(7，8a，8b，8c)，所述位置确定装置确定各工件(1a，1b，1c)的瞬时位置并向所述至少一个控制系统(5)发送相应的信号；

k)所述至少一个控制系统(5)设计成使得该控制系统从所述位置确定装置(7，8a，8b，8c)提供给该控制系统的信号来确定各工件(1a，1b，1c)的要使工件(1a，1b，1c)位于该位置处所应具有的电压，并向相应工件(1a，1b，1c)的电压调节单元(4a，4b，4c)发送相应的控制信号。

2.根据权利要求1所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述至少一个控制系统是设备的中央控制系统。

3.根据权利要求1所述的电镀涂装设备，其特征在于，为各工件设有随工件一起运动的分散式控制系统。

4.根据权利要求1至3之一所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置具有位置码母线(7)和用于各工件(1a，1b，1c)的读数头(8a，8b，8c)，所述读数头随工件(1a，1b，1c)一起运动并能够读取位置码母线(7)的当前码。

5.根据权利要求1至3之一所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置是导航系统。

6.根据权利要求5所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置是激光控制系统。

7.根据权利要求5所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置是基于全球定位系统的系统。

8.根据权利要求1至3之一所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置包括在工件通过涂料槽的运动路径的起点处的出现传感器和用于各工件的速度传感器，其中，所述控制系统设计成使得该控制系统能够从测得的速度和自出现传感器发出响应起所用的时间来计算各工件的瞬时位置。

9.根据权利要求1至3之一所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述位置确定装置包括在工件通过涂料槽的运动路程的起点处的出现传感器和用于各工件的用于记录走过的路程的装置，其中，所述控制系统设计成使得该控制系统能够从自出现传感器发出响应起所测得的路程来计算各工件的瞬时位置。

10.根据权利要求9所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述输送装置包括一运输链；所述用于记录走过的路程的装置具有用于已运动通过的运输链的链节的计数装置。

11.根据权利要求9所述的电镀涂装设备，其特征在于，所述输送装置对于每个工件包括至少一个转动的轮；所述用于记录走过的路程的装置具有用于所述轮的转数的计数装置。

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