CN102395519B - 用于浸渍处理的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对物体(204)进行浸渍处理的设备(200)，该设备与已知的输送系统(206)一起工作。为避免物体(204)与接近运动路径的硬的结构相碰撞，对于固定在保持架(212)上的物体的运动的每个可能的自由度各设置有一测量绝对值的位置传感器(274，274′，275，275′，276)。在一存储器中存储有第一边界面或边界线(270)，该第一边界面或边界线描述硬的结构沿物体(204)运动路径的走势分布。此外还存储有与第一边界面或边界线(270)间隔开的第二边界面或边界线(271)。最后，还存储有代表固定在保持架(212)上的物体(204)的走势的廓型(273)。控制装置(232)从其由位置传感器(274，275，276)提供的信号其他所存储的数据计算出，代表固定在保持架(212)上的物体(204)的廓型(273)与第二边界面或边界线(271)相交与否，并且在第一种情况下立即中断物体(204)的继续运动。

Description

用于浸渍处理的设备

技术领域

本发明涉及一种用于对物体尤其是车身进行浸渍处理尤其是浸渍涂装的设备，该设备具有

a)至少一个浸渍池，所述浸渍池可用处理液一直填充到确定的液面；

b)输送系统，待处理的物体可借助于所述输送系统被输送靠近所述浸渍池、进入到所述浸渍池中、从所述浸渍池出来以及离开所述浸渍池，所述输送系统具有引导装置以及至少一个可沿着该引导装置移动的运送车，所述运送车本身包括：

ba)用于使沿引导装置的移动发生的驱动马达；

bb)保持架，在该保持架上可固定至少一个物体；

bc)具有至少一个转动轴线或摆动轴线的浸入装置，保持架固定在所述浸入装置上；

c)控制装置，在所述控制装置中存储有用于所述固定在保持架上的物体的给定浸入曲线，并且所述控制装置控制所述固定在保持架上的物体的运动。

背景技术

以前的用于对车身进行浸渍涂装的设备使用摆式输送机/往复式输送机作为输送系统。在所述摆式输送机中，每个车身由两个摆式吊架支承在使摆式吊架的下端部彼此连接的滑板上。摆式吊架本身在上部固定在输送链上，所述输送链的高度分布曲线决定了被运送的车身的当地竖直位置。在这些甚至在今天有时也常用的设备中，基于所述结构，不会产生这样的危险：即被运送的车身撞击在与所述车身的运动路径相邻的硬的结构上，尤其是浸渍池的壁上或安置在两个浸渍池之间的处理装置例如喷环上。不需要为此采取特殊的保险措施。

类似的描述也适用于在DE 196 41 048 A1中描述的浸渍处理设备，在所述浸渍处理设备中，每个承载车身的转动托架借助于链条沿着一轨道系统被拉曳并且借助于一种机械滑槽引导装置被强制性地转入浸渍池中以及从所述浸渍池中再转出。在此，仅在机械引导装置之一失效的例外情况下才会考虑被处理的车身与相邻于运动路径的硬的结构的碰撞。

因为以摆式输送机工作的浸渍处理设备以及在DE 196 41 048 A1中描述的浸渍处理设备的灵活性都相对较低，所以最近，例如在DE 101 03 837B4中或DE 100 29 939 C1中描述的、开头所述类型的浸渍处理设备变得越来越重要。这些浸渍处理设备的共同点在于，所述浸渍处理设备使用可独立移动的、配备有自己的驱动马达的运送车，所述运送车将由其承载的物体借助于浸入装置浸入到浸渍池中以及从所述浸渍池取出。浸入运动在此包括至少一个绕至少一个转动轴线或摆动轴线的转动或摆动运动。运送车沿着相应的引导装置的直线运动以及浸入运动可独立于设备中的其它运送车的相应运动来控制。以此方式能得到总系统的在以前的、使用特殊输送链的设备中不可实现的灵活性。

但是，可自动移动的运送车所经受的、较小数量的机械强制引导提高了在确定的系统误差尤其是操作误差和软件误差的条件下待处理的物体与相邻于运动路径的硬的结构尤其是浸渍池的壁发生碰撞的危险。

发明内容

本发明的目的在于，这样构造开头所述类型的设备，使得待处理的物体与处于运动路径上的硬的结构发生碰撞的危险在很大程度上被排除。

根据本发明，所述目的这样来解决：

d)设置有碰撞避免系统，所述碰撞避免系统：

da)为所述固定在保持架上的物体的运动的每个可能的自由度各包括一个测量绝对值的位置传感器；

db)包括一存储器，在该存储器中存储有第一边界面或边界线，该第一边界面或边界线描述硬的结构沿物体运动路径的走势分布；

dc)包括一存储器，在该存储器中存储有与第一边界面或边界线间隔开的第二边界面或边界线，其中，在第一边界面或边界线与第二边界面或边界线之间形成有防碰撞区域；

dd)包括一存储器，在该存储器中存储有代表所述固定在保持架上的物体的轮廓走势的廓型；

其中，

e)控制装置由其由位置传感器提供的信号和所存储的关于第二边界面或边界线的数据以及所存储的关于代表所述固定在保持架上的物体的轮廓走势的廓型的数据，连续地或以确定的时间间隔计算出：所述廓型进入到防碰撞区域中与否，并且在第一种情况下使物体停止继续运动。

因此，根据本发明，处于物体运动路径上的硬的结构(其通过一至少接近其外轮廓的边界面或边界线来代表)由防碰撞区域包围，所述防碰撞区域的物理上不存在的边界面或边界线必须不与代表固定在保持架上的物体的轮廓走势的廓型相交。“代表”在此理解为至少逼近精确的几何形状，该逼近例如可按多边形的方式来构造。如果所述结构进入到防碰撞区域中，则立即使物体停止继续运动并且在必要时发出警报。以此方式可以可靠地避免所面临的碰撞。

一般来讲，运送车在侧向方向上被这样好地引导，使得在该方向上不必采取用于避免碰撞的特殊措施。于是，在包含传送方向的竖直平面中、例如在待处理的物体的竖直中心平面中的二维的观察就足够了。这简化了相关的几何参数的存储并且使碰撞检查过程中的计算耗费降低。

合宜的是，控制装置由运送车携带。以此方式使与信息传递联系在一起的时间延迟减少了。

有利地设置有验证/核查装置，所述验证装置验证所述位置传感器的正确功能。由于在待处理的物体与硬的结构碰撞时可能产生的高的损伤，必要的是，碰撞避免系统可靠地工作，尤其是该系统所基于的位置传感器正确地工作。这一点要由根据本发明的验证装置来确保。

验证装置可为位置传感器的至少一部分包括冗余的、类似的位置传感。只要两个彼此对应/配属的位置传感器基本上在容差窗内指示出同一个值，就可推断出位置传感器正确工作。但如果两个输出信号明显不同，则必须认为存在错误并且同样使物体的运动停止。

验证装置也可为位置传感器的至少一部分包括静止不动的装置，固定在保持架上的物体至少一次被引导从所述静止不动的装置旁边经过，在那里独立地确定所述物体的位置。在此情况下，验证装置不是连续地而是仅时间间隔地在保持架与固定在保持架上的物体被引导从所述验证装置旁边经过时工作。但这一般来讲足以及时地发现位置传感器上的错误。

所述静止不动的装置例如可包括在待处理的物体的一确定的位置中被隔断或释放的光电传感器/光垒(Lichtschranke)、或者超声波传感器或对金属起反应的传感器或直线扫描系统或类似装置。

特别合宜的是，防碰撞区域的宽度是物体速度的函数。以此方式能够虑及，待处理的物体在发现可能导致碰撞的错误与停止运动之间(所走过)的路径可随着物体的速度增大。

在此情况下应尽可能设置有车身类型识别系统，所述车身类型识别系统自动识别正要处理的车身的类型。所述车身类型识别系统例如可包括车身以水平和竖直的运动从其旁经过的多个光电传感器、或者一图像或代码识别系统。

附图说明

下面借助于附图来描述本发明的实施例。附图示出：

图1示出用于车身的阳离子电泳浸渍涂装设备的侧视图；

图2以透视图示出图1浸渍涂装设备中所使用的运送车，连同在浸入到浸渍池中的浸入过程中的车身；

图3示出被设置用于避免碰撞的、图1的浸渍涂装设备的一部分的示意性侧视图，其中，固定在运送车上的车身没有受碰撞的危险；

图4示出类似于图3的视图，但在该视图中由运送车携带的车身具有受碰撞的危险。

具体实施方式

首先参考图1和图2。图中所示的并且总体上用附图标记200标示的阳离子电泳浸渍涂装设备仅是浸渍涂装设备的一个实施例，其中使用了根据本发明的碰撞避免系统。所述阳离子电泳浸渍涂装设备包括填充有液态涂料的浸渍池202。涂料颗粒在形成于车身204与阳极之间的电场中迁移到车身204上并且沉积在所述车身上，所述阳极沿着车身的运动路径设置并且出于清楚原因而未示出。

车身204借助于输送系统206被引导穿过所述设备、尤其是穿过浸渍池202和处于所述浸渍池中的涂料。所述输送系统包括多个运送车208，所述运送车本身具有驱动车210和保持架212，所述驱动车和保持架通过下面还要详细描述的伸缩装置214彼此联接。

如在传统的电气架空道中所使用的，驱动轨道216在浸渍池202上方延伸。车身204借助于输送系统206输送时的运动方向在图1中通过箭头220表示。驱动轨道216以浸渍池202的中心为参考在垂直于图1的绘图平面的方向上向外错开。

驱动车210是原则上由电气架空道已知的设计结构。每个驱动车210均具有一在专业用语中被称为“前驱部

的、在运动方向220上在前行进的走行机构222以及在专业用语中被称为“后驱部

的、在运动方向220上在后行进的另一走行机构224。前驱部222和后驱部224以已知的方式装备有引导和承载滚子，所述引导和承载滚子在此没有特意设置附图标记并且在驱动轨道216的I形型材的不同面上滚动。前驱部222和后驱部224的滚子中的至少一个用作驱动滚子并且为此可通过电机226或228转动。

每个驱动车210的前驱部222和后驱部224通过连接框架230彼此连接。所述连接框架也以已知的方式承载有控制装置232，所述控制装置能与浸渍涂装设备200的中央控制系统并且在必要时与存在于浸渍涂装设备200中的其它驱动车210的控制装置232通信。以此方式，不同的运送车208和安置在运送车上的可动部件可在很大程度上独立运动。

使驱动车210与保持架212相联接的伸缩装置214包括三件式的竖直延伸的伸缩臂234，所述伸缩臂的长度可变化。所述伸缩臂包括可彼此相对移动的上部伸缩件246、中部伸缩件254以及下部伸缩件256。未示出为此所需的由控制装置232调控的马达。

在下部伸缩件256的自由的下端部区域258上支承有转动栓260。所述转动栓定义了图2中所示的水平的转动轴线262。转动栓260可通过由伸缩件256携带的、在该附图中不可看到的变速马达264在两个转动方向上绕转动轴线262扭转，所述变速马达由运送车208的控制装置232驱控。

保持架212以已知的方式包括两个彼此平行延伸的纵梁266，图1和图2中分别仅可看到所述纵梁中的朝向观察者的一个。所述纵梁在中央通过横梁270彼此连接。转动栓260抗转动地与保持架212的一个纵梁266的外表面相连接。在纵梁266和268的端部上安置有固定装置272，待涂装的车身204可通过所述固定装置以本身已知的方式可拆松地固定在保持架212上。

保持架212因此仅在一侧上由转动栓260支承，由此，在保持架212正上方的空间中没有设置输送系统206的部件。车身204被从输送系统206的部件上掉落下来的污物例如灰尘、油或类似物污染的危险由此降低。

如上所述，伸缩臂234的伸缩件246、254和256可相对彼此运动。为此，各个伸缩件246、254和256的横截面这样彼此互补地构造，使得中部伸缩件254可在上部伸缩件246中移动并且下部伸缩件256可在中部伸缩件254中移动。

上述阳离子电泳浸渍涂装设备200在不受干扰的涂装运行中的“正常的”工作方式如下：

在图1中，待涂装的车身204以基本上水平的取向从预处理站被输入，在所述预处理站中，所述车身以已知的方式通过清洁、去油脂等为涂装过程做好准备。伸缩件246、254和256在此相互内缩，从而使伸缩臂234具有最小的可能的长度。相应的运送车208的驱动车210借助于电机226和228沿着驱动轨道216被输送到浸渍池202上，其中，所属的保持架212与固定在保持架上的车身204通过伸缩装置214携带。

当运送车208接近浸渍池202的处于入口侧的端壁时，车身204通过伸缩臂234的外伸而逐渐降低。一旦车身204的前部越过浸渍池202的该端壁伸入浸渍池202的内部，转动栓260进而保持架212连同固定在保持架上的车身204就借助于上述的变速马达绕转动轴线262扭转。因此，在该阶段，车身204的总运动理解为三个运动的叠加，即一个沿着驱动轨道216的水平直线运动(箭头220)、一个相应于伸缩臂234纵向轴线的竖直直线运动和一个绕转动栓260的转动轴线262的转动运动。在此，车身204“翻转”越过浸渍池202的输入侧的端壁。图2中立体地示出了该相应的位置。

在车身204继续降低以及绕转动栓260的转动轴线262继续转动的情况下，最后到达车身204基本上竖直的位置。在此，车身204仍然比较靠近浸渍池202的输入侧的端壁。在运送车208继续运动并且由此车身204的中心与浸渍池202的输入侧的端壁之间的距离增大的范围内，转动栓260以及由此车身204继续顺时针扭转，从而，车身204开始背部朝下。最迟在车身204完全“背部朝下”并由此又水平放置的瞬间，车身204完全浸没到液态涂料中。

车身204首先在该位置中借助于运送车208被继续输送穿过浸渍池202，直到车身接近浸渍池202的输出侧的端壁。

然后开始车身204的出浴过程。所述出浴过程也表现为三个运动的叠加，即在输送方向220上的水平直线运动、沿着伸缩臂234纵向轴线的竖直运动和绕转动栓260的转动轴线262的转动运动。在此，在伸缩臂234缩短并由此保持架212向上运动、以及继续转动运动的情况下，车身204“翻转”越过浸渍池202的输出侧的端壁离开，直到在输送方向220上在浸渍池202后面重新到达新涂装的车身204的水平位置。

所描述的运动过程在存储在由各个不同的运送车208携带的控制装置232中的程序的作用下进行，在必要时在浸渍涂装设备200的上级的中央控制系统的合作下进行。

如在所有技术装置中那样，在上述浸渍涂装设备200中也会产生错误。所述错误在无下述附加措施的情况下可导致待涂装的车身204与硬的结构尤其是浸渍池202的壁之间发生碰撞。所述错误可以是操作人员的错误，例如对于分别加工的车身错误选择的浸渍曲线，或者控制装置232所执行的编程中的错误。错误也可在所谓的“手动运行”中产生，在所述手动运行中，各个运送车208与悬挂的车身204在“手动指令”下、即在不调用编程入控制装置232中的浸渍曲线的情况下运动。最后，在控制装置232所使用的不同的程序中也可能存在未知错误，所述未知错误在不可预见的时刻在一定的情况下发生作用并且可对使车身204通过浸渍涂装设备200的正确引导产生损害。

出于此原因，前面借助于图1和图2描述的浸渍涂装设备200附加地设置有碰撞避免系统，下面借助于图3和图4描述所述碰撞避免系统。

所述碰撞避免系统由“软件部分”和“硬件部分”组成。

“软件部分”包括存储在各个不同的浸渍车208的控制装置232中的碰撞避免程序，所述碰撞避免程序以后面描述的方式干涉“正常的”、存在于车身204的未受干扰的运动过程中的程序，以便避免所面临的碰撞。

为此，不仅将浸渍涂装设备200的“硬的”静止不动的结构的几何条件、而且将待处理的车身204的几何条件编程入各个不同的控制装置232中。“硬的”结构尤其是理解为不同的浸渍池202的壁，但也可理解为设置在浸渍池202上游或下游或者使两个浸渍池202彼此连接的结构。两个浸渍池之间的处理装置例如喷环也包括在内。其位置可与正要处理的车身204的类型相关。

当然，硬的结构的几何形状与车身204的几何形状一样本来都是三维的。但因为通过驱动轨道216保证了对车身204的可靠的在侧面的引导，所以，避免碰撞的问题可降低到在包含运行方向220的竖直平面中的二维的考察，例如在图1、图3和图4中所示的那样。在所述二维的考察中，由面变成线。

硬的结构的边界线在图3和图4中用附图标记270来标示。如所述的那样，所述边界线存储在各个不同的控制装置232中。因为如上文已经描述过的那样所述边界线可与所处理的车身204的类型有关，所以在所示的设备区段上游连接有一自动工作的车身类型识别装置。按照所述车身类型识别装置的结果来分别选择所使用的边界线270。

同样也存储有防碰撞区域272的与硬的结构的边界线270平行延伸的、朝向车身204运动路径的边界线271，所述防碰撞区域处于所述边界线271与硬的结构的边界线270之间。

防碰撞区域272的宽度以及由此边界线271与270之间的距离可以是固定的或者在必要时也可以是动态的。在后面这种情况中，防碰撞区域272的宽度随着车身204的运动速度增大。边界线271的位置于是通过控制装置232由硬的结构的边界线270的已知位置和对于控制装置232本来就已知的、车身204的运动速度计算出。车身204的“运动速度”在最简单的情况下可理解为水平方向上的运动分量；最可靠的是，在此考虑在由三个运动类型叠加而成的总运动期间车身204的一个点所达到的最大速度。

此外，固定在保持架212上的车身204的几何形状也存储在控制装置232中。如图3和图4中所示的，在这里所采用的二维考察中，所述几何形状通过包围车身204和保持架212的多边形273或其它数学定义的包络线来近似。

对于输送系统206的每个直线运动自由度，碰撞避免系统的“硬件部分”在每个运送车208上包括两个进行绝对测量的位置传感器274、274′、275、275′：

用于运送车208的在箭头220的方向上沿着驱动轨道216的直线运动的位置传感器例如可与代码条共同工作，所述代码条沿着驱动轨道216延伸并且所述代码条的代码分别给出所述位置传感器所处的位置。所述代码分别由两个阅读头274、274′读出，所述阅读头由运送车208携带。图3和图4中仅非常示意性地示出了阅读头274、274′。

基于类似原理的、具有阅读头275、275′的位置传感器设置在伸缩臂234上用以检测竖直直线运动。阅读头275、275′的在图3和图4中所示的位置仅象征性地来理解：所述阅读头在实际的实施形式中从外部不可被看到地设置在伸缩臂234内部。

最后，保持架212绕转动轴线260的转动自由度由转角传感器276来监测，所述转角传感器固定在保持架212上。原则上，可给所述转角传感器276配设一相同构造的第二转角传感器。但在当前情况下，取代这种第二转角传感器，设置有两个静止不动的光电传感器277、278，所述光电传感器被这样定位，使得所述两个光电传感器在车身204的某一确定位置中不被遮断。

为了运行碰撞避免系统，本身仅需要阅读头274、275和转角传感器276。另外的阅读头274′、275′和光电传感器277、278是冗余的并且用于提高可靠性。

所述的碰撞避免系统在控制装置232中的正常的程序进程的背景下如下工作和/或在手动运行中在由操作人员给出的操作指令的背景下如下工作：

由配设给各个不同的承载车208的阅读头274分别为承载车208的控制装置232传递关于承载车208在驱动轨道216上的瞬时位置的信息，以及由阅读头275传递关于相应的伸缩臂234的长度、进而相应配设的转动轴线260的高度的信息。转角传感器276本身传递关于保持架212与车身204绕转动轴线262所占据的角位置的信息。现在，控制装置232由这些信息以及由存储在控制装置232中的关于防碰撞区域272的边界线271和固定在保持架212上的车身204的理想化的廓型273的信息计算出：理想化的廓型273是处于防碰撞区域272外部(如图3所示)，还是进入到防碰撞区域272中(如图4所示)。在后面这种情况中，控制装置232发出警报并且在盖过正常程序的情况下使车身204的继续运动立即停止。以此方式，避免了车身204与通过边界线270象征性表示的硬的结构之间所面临的碰撞。

可在确定的短的时间间隔内基本上实时地执行各个不同的进行绝对测量的位置传感器274、275和276的所述信息传递以及在此之后的计算。

为了避免碰撞避免系统在位置传感器274、275或276故障时不能工作，设置有冗余的阅读头274′、275′和光电传感器277、278。由阅读头对274、274′、275、275′发出的信息可同时被调用以及相互比较；如果所述信息间的偏差大于预先给定的容差窗，则也给出警报并且使车身204的继续运动停止。这样监控转角传感器276的工作方式：在绝对测量的位置传感器274、275和276对车身204的一个姿态进行信号化(在此信号化过程中光电传感器277、278的连续性必须存在)的时刻检验所述光电传感器277、278的连续性。但如果所述光电传感器277、278之一在所述时刻中断，则这意味着，进行绝对测量的位置传感器274、275或276之一工作不正常。在此情况下，也触发警报并且立即停止车身204的继续运动。

上述碰撞避免系统有利地不仅可在本申请具体描述的输送系统206中使用，而且可在一切要将物体、尤其是车身在至少一个直线运动和至少一个转动运动或摆动运动相叠加的情况下放入浸渍池中并且从浸渍池再取出的领域中使用。

Claims (10)

1.一种用于对物体进行浸渍处理的设备，具有

a)至少一个浸渍池，所述浸渍池能用处理液一直填充到一确定的液面；

b)输送系统，待处理的物体能借助于所述输送系统被输送靠近所述浸渍池、进入到所述浸渍池中、从所述浸渍池出来以及被运离所述浸渍池，所述输送系统具有引导装置以及至少一个能沿着所述引导装置移动的运送车，所述运送车本身包括：

ba)用于沿着所述引导装置的所述移动的驱动马达；

bb)保持架，在所述保持架上能固定至少一个所述物体；

bc)具有至少一个转动轴线或摆动轴线的浸入装置，所述保持架固定在所述浸入装置上；

c)控制装置，在所述控制装置中存储有固定在所述保持架上的所述物体的给定浸入曲线，所述控制装置对固定在所述保持架上的所述物体的运动进行控制；

其特征在于：

d)设置有碰撞避免系统，所述碰撞避免系统：

da)对于固定在所述保持架（212）上的所述物体（204）的运动的每个可能的自由度各包括一个测量绝对值的位置传感器（274，275，276）；

db)包括一存储有第一边界面或边界线（270）的第一存储器，该第一边界面或边界线描述硬的结构沿着所述物体（204）运动路径的走势分布；

dc)包括一存储有与所述第一边界面或边界线（270）间隔开地延伸的第二边界面或边界线（271）的第二存储器，其中，在所述第一边界面或边界线（270）与所述第二边界面或边界线（271）之间形成有防碰撞区域（272）；

dd)包括一存储有一廓型（273）的第三存储器，该廓型代表固定在所述保持架（212）上的所述物体（204）的轮廓的走势；

其中，

e)所述控制装置（232）从其由所述位置传感器（274，275，276）提供的信号和所存储的关于所述第二边界面或边界线（271）的数据以及所存储的关于代表固定在所述保持架（212）上的所述物体（204）的所述廓型（273）的数据，连续地或以确定的时间间隔计算出：所述廓型（273）进入到所述防碰撞区域（272）中与否，并且在所述廓型进入到所述防碰撞区域中的情况下使所述物体（204）停止继续运动。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述物体是车身。

3.根据权利要求1的设备，其特征在于：浸渍处理是浸渍涂装。

4.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述控制装置（232）由所述运送车（208）携带。

5.根据权利要求1－4之一的设备，其特征在于：设置有验证装置（274′，275′，277，278），所述验证装置验证所述位置传感器（274，275，276）的正确功能。

6.根据权利要求5的设备，其特征在于：所述验证装置（274′，275′，277，278）为了所述位置传感器的至少一部分（274，275）包括冗余的、与所述位置传感器类似的其他位置传感器（274′，275′）。

7.根据权利要求5的设备，其特征在于：所述验证装置（274′，275′，277，278）为了所述位置传感器的至少一部分（276）包括静止不动的装置（277，278），固定在所述保持架（212）上的所述物体（204）至少一次被引导从所述静止不动的装置旁边经过，在那里独立地确定所述物体的位置。

8.根据权利要求7的设备，其特征在于：所述静止不动的装置包括至少一个光电传感器（277，278）。

9.根据权利要求1－4之一的设备，其特征在于：所述防碰撞区域（272）的宽度是所述物体（204）速度的函数。

10.根据权利要求1－4之一的设备，其特征在于：设置有自动工作的车身类型识别装置。

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