CN102596422B - 具有对喷雾器转速和高压进行动态匹配的涂层方法和涂层设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂层方法和一种涂层设备，用于在涂层设备中借助喷雾器（4）以涂层剂对构件的构件表面进行涂层、尤其用于以漆涂装车辆车身构件，该方法包括以下步骤：使喷雾器（4）在待涂层的构件的构件表面上方运动或者使构件在喷雾射束中运动，并且借助喷雾器（4）将涂层剂涂敷到构件表面上，其中，喷雾器（4）以至少一个电的和/或运动学的运行参数（U，Q+，Q-）运行，所述电的和/或运动学的运行参数包括用于对涂层剂静电式充电的确定的高压（U）和/或喷雾器（4）的旋转式喷雾体的确定的转速。建议，所述喷雾器（4）的电的和/或运动学的运行参数（U，Q+，Q-）在所述喷雾器（4）的运动期间动态地改变。

Description

具有对喷雾器转速和高压进行动态匹配的涂层方法和涂层设备
技术领域
本发明涉及一种涂层方法和一种相应的涂层设备，用于以涂层剂对构件进行涂层，尤其是用于以漆涂装车辆车身构件。
背景技术
在用于涂装车辆车身构件的现代涂装设备中通常使用多轴式涂装机器人，其作为涂敷装置引导旋转式喷雾器。涂装机器人在此沿着编程轨迹在构件表面上方引导旋转式喷雾器，其中，轨迹典型地曲折形地相互排列。但是变换地也存在以下可能性：待涂层的构件借助合适的输送技术或通过机器人从喷雾器旁经过。与之前使用的涂装机（例如顶棚机和侧面机）不同，这类涂装机器人在其轨迹引导方面非常灵活。此外，通过使用涂装机器人强烈地减少了旋转式喷雾器的数量，然而这导致对面功率的较高要求并且由此也导致对涂装速度的较高要求。
在通过涂装机器人使旋转式喷雾器运动时，流出量（即漆流）和转向空气流动态地改变，以便实现最佳的涂装结果。例如，当希望大面积涂装时，例如在涂装车辆车身构件的大面积构件（例如发动机罩、顶部面）时，仅很少或甚至不施加转向空气。相反在细节涂装时，输出比较大的转向空气流，以便聚束喷雾射束。
在传统的涂装设备中，旋转式喷雾器的转速和静电式涂层剂充电的高压通过调节保持恒定。即在已知的涂装设备中在喷雾器的运动期间不进行转速和高压的动态匹配，而是仅进行流体的运行参数、例如漆流和转向空气流的动态匹配。虽然即便在已知的涂装设备中静电式涂层剂充电的高压也被改变，但是这不是动态地进行，而是仅仅在相继的车辆车身之间进行。
因此，传统涂装设备的缺点是在涂装时灵活性和动态性不令人满意。
发明内容
因此，本发明基于以下任务，提供相应改进的涂装设备。
该任务通过按照并列权利要求的根据本发明的涂层方法和相应的涂层设备解决。
本发明基于以下技术知识：在涂装设备的运行中有利的是，在喷雾器的运动期间不仅动态地改变流体的运行参数（例如漆流、转向空气流），而且动态地改变电和/或运动学的运行参数，例如旋转式喷雾器的转速或用以对待施加的涂层剂进行静电式充电的高压。
如上已经阐述那样，典型地在涂装或涂层期间、即在由涂层设备的程序控制装置预给定的涂层轨迹内进行电和/或运动学的运行参数、例如高压和/或转速的动态改变，通常涂装或涂层机器人使旋转式喷雾器在涂敷期间沿着该涂层轨迹在构件表面上方运动。公知地预给定的、被程序控制装置例如在教学方法中或以其它方式定义的轨迹点在该涂层轨迹上，对于轨迹点分别根据待涂层的构件的表面几何结构可以调节和改变需要的（称为刷的）运行参数组。尤其是在这些定义的轨迹点上也可以按本发明改变所述的电和/或运动学的运行参数。可想到在其它的、以定义的轨迹点为参照的部位上的这种改变，例如在相邻的轨迹点之间插补时。
迄今出于不同的理由没有进行在涂装设备的运行中也动态地改变转速和高压的实验。
一方面，传统的旋转式喷雾器的驱动通常气动地通过涡轮机实现，然而在涡轮机中可能的制动作用明显小于可能的加速作用。因此在调节技术上非常困难的是：控制涡轮机以使旋转式喷雾器的转速跟随确定的转速变化曲线。此外，旋转式喷雾器的转速的动态性受到大量因素影响，例如可供使用的用于驱动涡轮机的空气压力；钟形盘的质量，其可以根据使用的材料（铝、钢或钛）波动；钟形盘的直径；待涂敷的当前漆量；粘度以及固体含量和漆的质量。
另一方面，迄今没有考虑在涂装设备的运行中动态地改变静电的高压，尤其是因为这样的电压变化取决于涂层剂充电的电容量，该电容量通过多个在运行中可能变化的因素影响。例如，电容量可能根据漆类型和空气湿度波动。此外，所使用的高压级联通常具有或多或少大的延迟，这迄今同样已经阻止在涂装设备的运行中动态改变高压。视机器人上的涂敷结构而定（例如1K/2K，颜色数量，喷雾装置数量，漆的导电性，软管横截面），涂装设备的电容量改变。因此，几乎每个设备具有不同的电容量，它们必须被高压级联增加和重新减少。电的运行参数的惯性随着涂装设备的电容量增加。换言之，设备的特性的预测是困难的并且因此涂装结果的模拟也是困难的。因此人们在传统的涂装设备中尝试保持电的运行参数恒定。
本发明首次规定，在涂层设备的运行中，即在喷雾器沿着预给定的涂装轨迹运动期间，动态地匹配旋转式喷雾器的转速和/或静电式涂层剂充电的高压。这与转速或高压的在相继的涂装过程之间几乎静态的改变有区别。在本发明范围中使用术语动态改变优选针对的是，在涂装轨迹内改变电和/或运动学的运行参数（例如转速、高压）。此外，在本发明范围中也存在以下可能性：动态地改变喷雾器或涂装设备的另外的运行参数（例如转向空气流，漆流，流出量，机器人速度），例如流体的运行参数。
本发明的一个优点在于较高的动态性，由此能够实现较快的涂装，这又导致较短的节拍时间并且由此降低涂装时的单件成本（CPU：CostperUnit）。
本发明的另一个优点在于改善的涂装结果或者说较高的漆质量。
此外，电的运行参数（例如高压）的动态匹配能够减少高压电火花放电的数量，由此出现少的运行干扰，这又改善所谓的首轮率（First-Run-Rate），即在涂装设备的第一工序过程中的错误率。
另外本发明有利地实现空气节省并且由此降低涂装时的单件成本（CPU）。
在本发明的一种优选的实施例中，喷雾器的电和/或运动学的运行参数（例如转速、高压）和/或流体的运行参数（例如漆流、转向空气流）的变化的动态性如此大，使得在额定值变化时调节时间小于2s、1s、500ms、300ms、150ms、100ms、50ms、30ms或甚至小于10ms。调节时间在此是是在额定值变化时为了实现额定值变化的至少95%所需的时间间隔。
在本发明范围中使用的术语电和/或运动学的运行参数优选针对的是旋转式喷雾器的转速和静电式涂层剂充电的高压。在本发明范围中在此存在以下可能性：即仅转速被动态地改变，而高压以传统的方式调节。另外存在以下可能性：仅高压被动态地改变，而转速以传统的方式调节。然而优选地，不仅转速而且高压被动态地改变。另外提出，在本发明范围中使用的术语电和/或运动学的运行参数不限于旋转式喷雾器的转速和静电式涂层剂充电的高压，而是也包括喷雾器或涂装设备的其它的电和/或运动学的运行参数。例如，在本发明范围中也存在以下可能性：动态地改变静电式涂层剂充电的电流，这尤其是当涂层剂借助外部充电装置、即借助位于外部的电极充电时是有利的。
另外在本发明范围中使用的术语流体的运行参数优选指的是漆流和转向空气流，其中，在多个分开的转向空气流的情况中，它们也可以相互独立地被动态匹配。但是在本发明范围中使用的术语流体的运行参数不限于转向空气流和漆流，而是基本上也包括喷雾器或涂装设备的其它的流体的运行参数。
本发明的主要构思是，通过在转速和高压调节上的附加动态性不再如在现有技术中那样尽可能保持运行参数恒定，而是这些运行参数可以在换刷时高动态地（迄今的流出量和转向空气）参数化以优化涂装，例如内部区域、但是还有外部区域和细节区域的涂装。
优选地，通过涂装调节和数据场的控制装置是智能的，使得它能够自动地改变正确的参数，以便最佳地匹配待涂装的部位。在此应当在最高的效率和最高的涂装速度下实现可接受的质量。但是也可设想，人们给控制装置设置优化重点的级别序列。然后人们可以将重点放在最短的涂装时间、最高的效率、最少的涂装消耗、最低的流出量、机器人的保护（机器人的尽可能非动态的行驶）、最少的高压电火花放电风险、最好的层厚度分布、最低的漆干扰风险（转子、蒸煮器）、漆湿度的控制、色调等上。
在本发明的一种优选的实施例中，在喷雾器的运动期间连续地求出涂层设备的状态参数，其中，状态参数例如可以表明在涂料撞击点处的构件表面的几何结构。该状态参数然后被考虑用于动态地匹配电和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数。这意味着，电和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数的改变根据求出的状态参数进行，以便优化涂层结果。
状态参数的求出在本发明的范围中例如通过测量实现。但是变换地也可行的是，感兴趣的状态参数在控制装置中作为控制参数供使用并且仅必须被读出。
例如如已经在上面简短提到的那样，在动态匹配电和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数时考虑的状态参数可以表明构件在涂料撞击点上的几何结构。在涂装大面积的、基本上平的构件表面时希望宽地扇形散开的喷雾射束，以便实现大的面功率，从而转向空气适宜地被关断。此外，可以选择比较大的漆流，以便能够实现相应大的面功率，其中，大的漆流可以仅通过旋转式喷雾器的相应大的转速涂敷。另外，在涂装大面积的、基本上平的构件表面时选择比较大的高压，因为这时电火花放电的风险比较小。相反，在涂装强烈弯曲的构件表面时，希望比较强烈地聚束的喷雾射束，使得选择比较大的转向空气流。此外，为了避免电火花放电，涂层剂充电的高压比较小。
另外存在以下可能性：在运行参数的动态匹配时考虑的状态参数说明：进行内部涂装还是外部涂装。在对车辆车身构件的内部空间的内部涂装时通常希望强烈聚束的喷雾射束，而在对车辆车身构件的外表面的外部涂装时通常希望比较强烈地扇形散开的喷雾射束，这导致对转向空气流的相应不同的要求。此外，内部涂装和外部涂装也在对涂层剂充电的高压上有区别，因为例如在内部空间中在任何情况下比较小的高压是可以的，以便避免电火花放电。
另外在本发明的范围中存在以下可能性：在运行参数的动态匹配时考虑的状态参数说明：当前通过还是不通过对涂层剂的静电式充电进行涂装。
另一个可能性在于，状态参数表明在涂料撞击点和电接地点之间的距离，在电接地点上待涂装的构件电接地。这样在涂装塑料材料（例如保险杠）时几何结构和动态性同样有决定性的意义，因为在那里部分地在电接地的构件上涂装并且部分地在电绝缘的构件上涂装，但是电绝缘的构件通过钢制的保持装置固定。静电式涂层剂充电的电流通过湿的漆向着接地点导出，接地点与构件连接。在几何结构的每个不同的点上，必须考虑相对于接地点的绝缘或接近，使得根据到接地点的距离动态地匹配高压带来优点。
在本发明范围中还存在以下可能性：在运行参数的动态匹配时考虑的状态参数说明：相应的构件是塑料构件还是由能导电的材料制成的构件，这导致上面提到的优点。
另一种可能性在于，在运行参数的动态匹配时考虑的状态参数说明：当前进行细节涂装还是面涂装。一方面在细节涂装时并且另一方面在面涂装时对漆流、转向空气流、转速和涂层剂充电的高压有不同的要求。
另外，在运行参数的动态匹配时考虑的状态参数说明：当前是否进行所述喷雾器的清洁或者所述喷雾器是否用于涂敷漆。一方面在喷雾器的清洁时并且另一方面在使用喷雾器涂敷漆时对漆流、转向空气流、转速和涂层剂充电的高压有不同的要求。
以上提到的用于状态参数的例子也可以在本发明范围中相互组合。例如，运行参数可以根据以上举例地提到的状态参数中的多个动态地匹配。此外，本发明在考虑用于动态匹配的状态参数方面不限于上面提到的例子，而是基本上也可通过其它的状态参数实现。
此外在本发明范围中也存在通过软件自动匹配运行参数的可能性。例如，运行参数（例如喷雾射束宽度）可以改变，然后其它的运行参数（例如转向空气、漆流、涂装速度、高压、转速）紧跟其后。
在这样的自动参数匹配的第一例子中，在喷雾器的运动期间连续地求出几何因子，该几何因子表明在涂料撞击点处的构件表面的几何结构。根据该几何因子然后相应地匹配喷雾射束宽度，这然后又导致相应地匹配转向空气流、漆流和/或涂装速度（即喷雾器的运动速度）。
在自动参数匹配的第二例子中，在内部涂装时由于相应的构件形状针在涂装轨迹上改变高压，这自动地导致相应地匹配漆流（流出量）和转向空气。
在以上两个举例地提到的例子中实现的参数或运行参数的匹配可以自动地通过软件或者说通过控制程序实现。但是也存在以下可能性：控制程序仅提出用于匹配的建议，该建议然后可以被编程员（教师）或设备操作者实现。
优选地，用于静电式涂层剂充电的高压借助高压级联产生，其中，高压的快速减少可以通过以下方式实现，即高压级联借助泄放开关或接地开关直接地或经由泄放电阻与地连接。用于静电式涂层设备的级联类型的高压发生器本身是普遍公知的并且早就是常见的（US6,381,109，US4,266,262，等）并且基本上含有连接在高压变压器下游的多级的高压级联，该高压级联的级由二极管和电容器组成。极其快速的、实际上无延迟的高压改变的一种特别适宜的可能性在于，传统级联的二极管通过耐高压的光电二极管代替，光电二极管可通过发光来控制并且通过其光控能够开关级联和适宜地开关每个单个的级联级以改变高压或者在其电流方面可以被控制。
另外在本发明范围中存在以下可能性：旋转式喷雾器通过电动机驱动，如例如由WO2008/037456本身公开的那样，以便能够实现大的转速动态性。
变换地也存在以下可能性：旋转式喷雾器被液压地驱动，以便能够实现所需的转速动态性。
在此，在旋转式喷雾器上可以附加地设置一个电势分离装置，以便尽管对在运行中位于高压电势上的旋转式喷雾器的电或液压驱动仍能够实现静电式涂层剂充电。为此的可能性在以上提到的WO文献中说明。
优选地，旋转式喷雾器的驱动在很大程度上以传统方式气动地通过涡轮机实现。优选地，涡轮机不仅借助压缩空气加速，而且也借助压缩空气主动地制动，以便达到所需的转速动态性。为此例如可能适宜的是，为了加速希望的正或负的转速改变，通过一个或多个可开关的附加的供给通道给驱动涡轮机的涡轮输送附加的驱动或制动介质（例如空气），如原则上本身由EP1245292B1中公开那样。
另外提到，本发明首次实现了，喷雾器的电和/或运动学的运行参数（例如转速、高压）同步地与流体的运行参数（例如转向空气流，漆流）的改变。这意味着，不同的运行参数在额定值变化时同步地对额定值变化做出反应。
还提到，在本发明范围中使用的术语喷雾器的运动可以具有不同的含义。该术语的一种含义是，待涂层的构件静止，而喷雾器在静止的构件的构件表面上方运动。而该术语的另一种含义是，喷雾器静止，而构件以待涂层的构件表面沿着喷雾器运动。而该术语的第三种含义是，不仅喷雾器而且待涂层的构件在涂层期间运动并且在此执行相对运动。
最后提到，本发明也包括相应匹配的涂层设备，该涂层设备适合于动态匹配电和/或运动学的运行参数（例如转速、高压）。
附图说明
本发明的其它有利的扩展构型在从属权利要求中表征或者在下面与对本发明优选实施例的说明一起借助图详细阐述。其示出：
图1A-1C以流程图的形式示出按本发明的用于动态匹配喷雾器的运行参数的方法，
图2以流程图的形式示出自动参数匹配的第一例子，
图3以流程图的形式示出自动参数匹配的第二例子，以及
图4示出按本发明的涂装设备的强烈简化的视图。
具体实施方式
图1A-1C以流程图的形式示出涂层方法的按本发明的方法步骤。在该实施例中，涂层方法用于在涂装设备中涂装车辆车身构件，其中，涂装通过旋转式喷雾器进行，这些旋转式喷雾器分别由一个多轴式涂装机器人导向。另外提到，在下面详细描述的方法步骤在涂装运行中连续地重复，以便能够实现旋转式喷雾器的运行参数的动态匹配。
在第一步骤S1中首先求出：要进行车辆车身构件的内部空间的内部涂装还是车辆车身构件的外表面的外部涂装。该区分是重要的，因为一方面在内部涂装时并且另一方面在外部涂装时对旋转式喷雾器的运行参数（例如转向空气流、高压）提出不同的要求。在外部涂装时通常一个宽地扇形散开的喷雾射束是有意义的，以便能够尽可能大面积地涂装。与之相反，在内部涂装时，一个比较强地聚束的喷雾射束是希望的，以便能够在细节上更精确地涂装。
然后在下一个步骤S2中，根据涂装类型（内部涂装或外部涂装）转移到步骤S3或步骤S4。
在内部涂装的情况中，在步骤S3中将相应的标志设置为IL=1。
在外部涂装的情况中，标志IL在步骤S4中被删除IL=0。标志IL说明：应当进行内部涂装还是外部涂装，从而然后存储该标志IL以便稍后在旋转式喷雾器的运行参数（例如转向空气流、漆流、转速、高压）的动态匹配时考虑。
接下来在步骤S5中求出：应当进行细节涂装还是面涂装。该区分是重要的，因为一方面在细节涂装时并且另一方面在面涂装时对喷雾射束提出不同的要求。在细节涂装时，一个强列地聚束的喷雾射束是希望的，而在面涂装时力求实现一个强烈地扇形散开的喷雾射束，这与对转向空气流的相应不同的要求相关。
然后在下一个步骤S6中，根据涂装类型（细节涂装或面涂装）转移到步骤S7或步骤S8。
在细节涂装的情况中，在步骤S7中将相应的标志设置为DL=1。
在面涂装的情况中，标志DL在步骤S8中被删除DL=0。标志DL说明：应当进行细节涂装还是面涂装，从而存储该标志DL以便稍后在旋转式喷雾器的运行参数（例如转速、转向空气流、漆流、高压）的动态匹配时考虑。
然后在下一步骤S9中求出：应当通过静电式涂层剂充电还是不通过静电式涂层剂充电进行涂装。该区分是重要的，因为一方面在静电式涂层剂充电时必须维持至接地的车身构件的最小距离，以避免电火花放电。如果相反不进行静电式涂层剂充电，那么也就不存在电火花放电的危险，从而在定位旋转式喷雾器时在这方面不存在任何限制。
然后在下一个步骤S10中，根据静电式（ESTA：静电地）涂层剂充电的激活或者禁用转移到步骤S10或步骤S11。
在静电式涂层剂充电的情况中，在步骤S10中将相应的标志设置为HS=1。
相反在没有静电式涂层剂充电的情况中，标志HS在步骤S11中被删除HS=0。标志HS说明：是否应当在运行中进行静电式涂层剂充电，从而存储该标志HS以便稍后在旋转式喷雾器的运行参数（例如转速、高压、转向空气流、漆流）的动态匹配时考虑。
标志IL、DL和HS指的是状态参数，其表明了涂装设备的当前状态，其中，这些状态参数例如能够从涂装设备的设备控制装置中获得。
然后在步骤S12中求出希望的喷雾射束宽度SB，其同样是预编程的并且因此通常可以简单地从所属的程序存储器中读出，程序存储器控制涂装过程。喷雾射束宽度SB指的是构件表面上的涂装带的宽度，在该宽度内层厚度是最大层厚度的至少50%。
然后在另一个步骤S13中作为状态参数求出一个几何因子GF，该几何因子表明了涂料撞击点处的构件几何结构。因此在涂装基本上平的构件表面时对旋转式喷雾器的运行参数（例如转向空气流、漆流、高压、转速）的要求不同于在涂装强烈弯曲的构件表面时对旋转式喷雾器的运行参数的要求。几何因子GF可以例如在设备控制装置中从待涂装的车辆车身构件的所存储的CAD模型（CAD：计算机辅助设计）推导出来，使得不需要任何测量来确定几何因子。
然后在下一个步骤S14中，求出在待涂装的构件上的涂料撞击点与构件的电接地点之间的距离A，其中，该构件在接地点电接地。因此在静电式涂层剂充电时电流通过湿的漆向着接地点导出，使得在每个不同的涂料撞击点应当考虑相对于接地点的绝缘或靠近，以便实现最佳的涂装结果。
此外，在另一个步骤S15中求出涂装机器人的目标速度v，其中，目标速度v是这样一个速度，涂装机器人在涂装期间以该速度在构件表面上方运动。因此在目标速度v很小时也仅仅需要比较小的漆流，而漆流随着目标速度v的增加必须相应地增加，以便实现保持不变的层厚度。
然后在另一个步骤S16中求出：待涂装的构件是塑料构件还是金属构件，由此也可以在运行参数（例如转速、高压、漆流、转向空气流）的动态匹配时考虑该差别。
然后在步骤S17中根据待涂装构件的类型（塑料构件或金属构件）转移到步骤S18或步骤S19。
在金属构件的情况中，在步骤S18中将相应的标志设置为MA=1，以便指出待涂装的构件是金属构件。
相反在塑料构件的情况中，标志MA在步骤S19中被删除MA=0。
接下来在步骤S20中求出：是否应当清洁旋转式喷雾器或者是否旋转式喷雾器在正常的涂装运行中涂敷漆。
然后在步骤S21中，根据运行方式（清洁或涂敷）转移到步骤S22或步骤S23。在清洁运行的情况中，在步骤S22中将相应的标志设置为RB=1。相反在正常的涂敷运行的情况中，标志RB在步骤S23中被删除RB=0。
以上阐述的图1A和1B示出了对涂装设备的状态参数的求取，这些状态参数在旋转式喷雾器的运行参数（例如转速、高压、漆流、转向空气流）的动态考虑时应当被考虑，以便实现最佳的涂装结果。
而图1C以步骤S24-S28示出，如何根据之前求出的状态参数（例如几何因子GF、喷雾射束宽度SB等）动态地匹配旋转式喷雾器的运行参数（例如转速、高压、转向空气流、漆流）。
因此在步骤S24中，漆流Q漆的确定按照预给定的函数f1根据之前求出的状态参数IL、DL、HS、A、MA、RB、v、GF和SB确定。该函数f1可以在此以特征曲线的形式存储在设备控制装置中。
然后在步骤S25中，转向空气流Q转向空气按照函数f2根据状态参数IL、DL、HS、A、MA、RB、v、GF和SB确定，其中，函数f2能够以特征曲线的形式存储在设备控制装置中。
然后在步骤S26中，以类似方式按照函数f3根据之前求出的状态参数IL、DL、HS、A、MA、RB、v、GF和SB确定用于静电式涂层剂充电的高压U。函数f3也可以以特征曲线的形式存储在设备控制装置中。
然后在步骤S27中，按照函数f4根据之前求出的状态参数IL、DL、HS、A、MA、RB、v、GF和SB确定旋转式喷雾器的转速n。
然后在步骤S28中通过电或者说运动学的运行参数U和n以及通过流体的运行参数Q漆和Q转向空气来控制旋转式喷雾器。
以上描述的和在图1A-1C中示出的方法步骤在连续的涂装运行中在旋转式喷雾器的运动期间连续地重复，使得旋转式喷雾器的运行参数U、n、Q漆和Q转向空气在旋转式喷雾器的运动期间被连续地、动态地匹配，以便实现最佳的涂装结果。
图2示出通过软件自动匹配参数的第一例子。
在第一步骤S1中求出几何因子GF，该几何因子表明了涂料撞击点处的构件几何结构。
然后在下一个步骤S2中，按照预给定的函数f1根据几何因素GF确定喷雾射束宽度SB。在强烈弯曲的构件几何结构时希望具有相应小的喷雾射束宽度SB的相应强烈聚束的喷雾射束。相反在涂装基本上平的构件表面时，希望具有相应大的喷雾射束宽度SB的扇形散开的喷雾射束。
然后在下一个步骤S3中根据希望的喷雾射束宽度SB按照预给定的函数f2确定转向空气流Q转向空气，其中，除了希望的喷雾射束宽度SB也可以考虑其它的状态参数，这在此仅示意地被示出。
然后在另一个步骤S4中，根据希望的喷雾射束宽度SB按照预给定的函数f3确定漆流Q漆。因此在大的喷雾射束宽度SB时也需要相应大的漆流Q漆，以便实现希望的层厚度。
然后下一个步骤S5规定，根据希望的喷雾射束宽度SB按照预给定的函数f4确定涂装机器人的目标速度v。
然后在步骤S6中通过求出的运行参数Q漆、Q转向空气控制旋转式喷雾器并且使涂装机器人以优化的目标速度v在构件表面上方运动。
即在该例子中求出几何因子GF，以便由此推导出最佳的喷雾射束宽度SB。喷雾射束宽度SB的确定然后导致转向空气流Q转向空气、漆流Q漆和目标速度v的相应匹配。自动的参数匹配在涂装机器人的运行中在旋转式喷雾器的运动期间连续地重复，使得运行参数动态地匹配于构件在涂料撞击点上的几何结构。
图3示出在涂装期间的自动参数匹配的第二例子，其中，在图3中示出的方法步骤S1-S5在连续的涂装运行中在旋转式喷雾器的运动期间连续地重复，以便能够实现对旋转式喷雾器的运行参数的动态匹配。
在第一步骤S1中又求出几何因子GF，其表明了涂料撞击点处的构件几何结构。
然后在步骤S2中根据几何因子GF按照预给定的函数f1确定用于静电式涂层剂充电的高压U。
此外然后在步骤S3中根据几何因子GF按照函数f2确定漆流Q漆。
另外在步骤S4中也根据几何因子GF按照预给定的函数f3确定转向空气流Q转向空气。
然后在步骤S5中通过这样匹配的运行参数U、Q漆和Q转向空气控制旋转式喷雾器。
以上描述的步骤S1-S5在涂装设备的连续运行中在旋转式喷雾器的运动期间连续地重复，以便使运行参数U、Q漆和Q转向空气在旋转式喷雾器的运动期间动态地匹配于构件几何结构，从而实现最佳的涂装结果。
图4以强烈简化的形式示出按本发明的具有多轴式涂装机器人1的涂装设备，该涂装机器人引导作为涂敷装置的静电的旋转式喷雾器2，如通过虚线的方框箭头表示。
涂装机器人在此通过机器人控制装置3控制，其中，机器人控制装置3预给定涂装机器人1的工具中心点（TCP）的位置并且由此使旋转式喷雾器2在预给定的、编程的涂装轨迹上运动。
相反旋转式喷雾器2被一个控制单元4控制，如下面描述的那样。
因此，旋转式喷雾器2例如具有一个转向空气阀5，该转向空气阀由控制单元4控制，使得控制单元4调节转向空气流Q转向空气，该转向空气流被旋转式喷雾器2排出以形成喷雾射束。
此外，旋转式喷雾器具有漆阀6，该漆阀被控制单元4控制，使得控制单元4通过适当地控制漆阀6来控制漆流Q漆，该漆流被旋转式喷雾器2排出。
此外，旋转式喷雾器2具有一个气动的涡轮机7，该涡轮机驱动旋转式喷雾器2的钟形盘。涡轮机7的特殊之处在于，涡轮机7可以气动地、主动地被加速和制动，以便实现高的转速动态性。控制单元4可以为此调节加速空气流Q+和制动空气流Q-，以便调节出旋转式喷雾器2的希望的转速。补充地，为此参照上面已经提到的EP1245292B1。
另外，旋转式喷雾器2具有一个高压电极8，以便对涂敷的涂层剂静电地充电，这导致高的施加效率。高压电极8可以选择地作为内部电极或作为外部电极实施并且被一个高压级联9提供确定的高压U，其中，高压级联9同样被控制单元4控制，以便实现希望的高压U。
此外，高压级联通过泄放电阻10和泄放开关11与地连接，以便能够快速地降低高压U。泄放开关11同样被控制单元4控制，由此能够快速地减少高压U，如果在动态参数匹配的范围中希望如此的话。高压级联可以尤其是也可通过为此设置的光电二极管控制，如在上面已经阐述的那样。
另外，涂装设备具有一个设备控制装置2，其与机器人控制装置3和控制单元双向通信并且例如给控制单元4提供涂装设备的状态参数，由此在转向空气流Q转向空气、漆流Q漆、加速空气Q+、制动空气Q-和高压U的动态匹配中可以考虑这些状态参数。
本发明不限于以上描述的优选实施例。而是可以实现大量变型和改变，它们同样用到了本发明构思并且因此落在保护范围中。
附图标记清单
1涂装机器人
2旋转式喷雾器
3机器人控制装置
4控制单元
5转向空气阀
6漆阀
7涡轮机
8高压电极
9高压级联
10泄放电阻
11泄放开关
12设备控制装置

Claims (20)

1.用于在涂层设备中借助喷雾器(4)以涂层剂对构件的构件表面进行涂层的涂层方法，该方法包括以下步骤：
a)使喷雾器(4)在待涂层的构件的构件表面上方运动，并且在此
b)借助喷雾器(4)将涂层剂涂敷到构件表面上，其中，喷雾器(4)以至少一个电的和/或至少一个运动学的运行参数运行，所述电的和/或运动学的运行参数包括用于对涂层剂静电式充电的确定的高压U和/或喷雾器(4)的旋转式喷雾体的确定的转速，
c)所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数在所述喷雾器(4)的运动期间动态地改变，
其特征在于，
d)借助具有多个由二极管和电容器构成的级的高压级联(9)产生用于静电式涂层剂充电的高压U，
e)所述高压级联的二极管是耐高压的光电二极管，其能够通过发光来控制，
f)为了改变用于所述静电式涂层剂充电的高压U，通过发光控制所述光电二极管。
2.根据权利要求1的涂层方法，其特征在于，
a)所述喷雾器(4)以流体的运行参数运行，其中，所述流体的运行参数表明涂层剂流和/或转向空气流，和
b)所述喷雾器(4)的流体的运行参数在所述喷雾器(4)的运动期间动态地改变。
3.根据权利要求1或2的涂层方法，其特征在于以下步骤：
a)求出涂层设备的至少一个状态参数，和
b)在所述喷雾器(4)的运动期间根据涂层设备的求出的状态参数动态匹配所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数。
4.根据权利要求3的涂层方法，其特征在于，
a)涂装设备的状态参数HS表明：通过还是不通过对涂层剂的静电式充电进行涂装，和/或
b)涂装设备的状态参数IL表明：进行构件的内部涂装还是外部涂装，
c)涂装设备的状态参数GF表明构件在涂层剂撞击点处的几何结构，
d)涂装设备的状态参数A表明涂层剂撞击点和电接地点之间的距离，构件在该接地点处电接地，
e)涂装设备的状态参数MA表明：相应的构件是塑料构件还是由能导电的材料制成的构件，
f)涂装设备的状态参数DL表明：进行细节涂装还是面涂装，和/或
g)涂装设备的状态参数RB表明：是否进行所述喷雾器(4)的清洁或者所述喷雾器(4)是否涂敷涂层剂。
5.根据权利要求1-2、4中任一项的涂层方法，其特征在于以下步骤：
a)求出在涂料撞击点处构件表面的几何因子，涂层剂在涂料撞击点处撞击到构件表面上，其中，几何因子表明涂料撞击点处构件表面的形状，
b)根据几何因子匹配希望的喷雾射束宽度SB，
c)根据喷雾射束宽度SB或几何因子匹配所述喷雾器(4)的以下运行参数中的至少一个：
漆流Q漆，
转向空气流Q转向空气，
涂装速度v，所述喷雾器(4)以该涂装速度在构件表面上方运动。
6.根据权利要求1-2、4中任一项的涂层方法，其特征在于以下步骤：
a)求出在涂料撞击点处构件表面的几何因子，涂层剂在涂料撞击点处撞击到构件表面上，其中，几何因子表明涂料撞击点处构件表面的形状，和
b)根据几何因子动态匹配用于对涂层剂静电式充电的高压U，和
c)根据几何因子和/或高压动态匹配漆流Q漆，和/或
d)根据几何因子和/或高压U动态匹配转向空气流Q转向空气。
7.根据权利要求1-2、4中任一项的涂层方法，其特征在于，
a)所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数在额定值变化时具有少于2s、1s、500ms、300ms、150ms、100ms、50ms、30ms或甚至少于10ms的调节时间，其中，在所述调节时间内实现额定值变化的至少95％，和/或
b)所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数与所述喷雾器(4)的流体的运行参数同步地改变。
8.根据权利要求1-2、4中任一项的涂层方法，其特征在于，
借助泄放开关(11)和/或泄放电阻(10)高动态地减少高压。
9.根据权利要求1-2、4中任一项的涂层方法，其特征在于，
a)所述喷雾器(4)被电动机驱动，以便能够实现大的转速动态性，或
b)所述喷雾器(4)被液压地或电地驱动，以便能够实现大的转速动态性，和/或设置电势分离装置，以便尽管液压或电的驱动仍能够实现对涂层剂的静电式充电，或
c)所述喷雾器(4)气动地通过涡轮机驱动，其中，所述涡轮机能够通过压缩空气加速和制动。
10.根据权利要求1所述的涂层方法，所述涂层方法是一种用于以漆涂装车辆车身构件的涂层方法。
11.涂层设备，用于在涂层设备中借助喷雾器(4)以涂层剂对构件的构件表面进行涂层，所述涂层设备包括：
a)用于将涂层剂涂敷到构件表面上的喷雾器(4)，
b)用于使喷雾器(4)在构件表面上方运动的涂层机器人，和
c)控制单元，
c1)所述控制单元以至少一个电的和/或至少一个运动学的运行参数控制所述喷雾器(4)，所述电的和/或运动学的运行参数包括用于对涂层剂静电式充电的确定的高压和/或所述喷雾器(4)的旋转式喷雾体的确定的转速，
c2)其中，所述控制单元在所述喷雾器(4)的运动期间动态地改变所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数，
其特征在于，
d)为了产生用于静电式涂层剂充电的高压U设有具有多个由二极管和电容器构成的级的高压级联(9)，
e)所述高压级联的二极管是耐高压的光电二极管，其能够通过发光来控制，
f)为了改变所述高压U，通过发光控制所述光电二极管。
12.根据权利要求11的涂层设备，其特征在于，
a)所述控制单元以流体的运行参数控制所述喷雾器(4)，其中，所述流体的运行参数表明涂层剂流和/或转向空气流，
b)所述控制单元在所述喷雾器(4)的运动期间动态地改变所述喷雾器(4)的流体的运行参数。
13.根据权利要求11至12中任一项的涂层设备，其特征在于，
a)所述控制单元求出所述涂层设备的至少一个状态参数，
b)所述控制单元在所述喷雾器(4)的运动期间根据所述涂层设备的求出的状态参数动态匹配所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数。
14.根据权利要求13的涂层设备，其特征在于，
a)涂装设备的状态参数HS表明：通过还是不通过对涂层剂的静电式充电进行涂装，和/或
b)涂装设备的状态参数IL表明：进行构件的内部涂装还是外部涂装，
c)涂装设备的状态参数GF表明构件在涂层剂撞击点处的几何结构，
d)涂装设备的状态参数A表明涂层剂撞击点和电接地点之间的距离，构件在该接地点处电接地，
e)涂装设备的状态参数MA表明：相应的构件是塑料构件还是由能导电的材料制成的构件，
f)涂装设备的状态参数DL表明：进行细节涂装还是面涂装，和/或
g)涂装设备的状态参数RB表明：是否进行所述喷雾器(4)的清洁或者所述喷雾器(4)是否涂敷涂层剂。
15.根据权利要求11-12、14中任一项的涂层设备，其特征在于，
a)所述控制单元求出在涂料撞击点处构件表面的几何因子，涂层剂在涂料撞击点处撞击到构件表面上，其中，几何因子表明涂料撞击点处构件表面的形状，
b)所述控制单元根据几何因子动态匹配希望的喷雾射束宽度SB，
c)所述控制单元根据喷雾射束宽度SB或几何因子动态匹配所述喷雾器(4)的以下运行参数中的至少一个：
漆流Q漆，
转向空气流Q转向空气，
涂装速度v，所述喷雾器(4)以该涂装速度在构件表面上方运动。
16.根据权利要求11-12、14中任一项的涂层设备，其特征在于，
a)所述控制单元求出在涂料撞击点处构件表面的几何因子，涂层剂在涂料撞击点处撞击到构件表面上，其中，几何因子表明涂料撞击点处构件表面的形状，和
b)所述控制单元根据几何因子动态匹配用于对涂层剂静电式充电的高压U，和
c)所述控制单元根据几何因子和/或高压U动态匹配漆流Q漆，和/或
d)所述控制单元根据几何因子和/或高压U动态匹配转向空气流Q转向空气。
17.根据权利要求11-12、14中任一项的涂层设备，其特征在于，
a)所述喷雾器(4)的电的和/或运动学的运行参数和/或流体的运行参数在额定值变化时具有少于2s、1s、500ms、300ms、150ms、100ms、50ms、30ms或甚至少于10ms的调节时间，其中，在所述调节时间内实现额定值变化的至少95％，和/或
b)设有一涂层剂充电装置，该涂层剂充电装置具有小于2nF的电容量。
18.根据权利要求11-12、14中任一项的涂层设备，其特征在于，
设有一泄放开关(11)和/或一泄放电阻(10)，用于高动态地减少高压。
19.根据权利要求11-12、14中任一项的涂层设备，其特征在于，
a)设有一用于驱动喷雾器(4)的电动机，或
b)设有一用于所述喷雾器(4)的液压驱动器，和/或设有一电势分离装置，以便尽管液压驱动仍能够实现对涂层剂的静电式充电，或
c)设有用于气动地驱动所述喷雾器(4)的涡轮机(7)，其中，所述涡轮机(7)能够通过压缩空气加速和制动。
20.根据权利要求11所述的涂层设备，所述涂层设备用于以漆涂装车辆车身构件。
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