CN105492124B - 用于提供涂覆材料的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于粘性的或糊状的介质的涂覆设备，该涂覆设备包括输送单元(22)，该输送单元从存储容器(20)吸入涂覆材料并在高压下将涂覆材料输出到涂覆单元(10)。输送单元和插入被涂覆材料所流过的管路中的修改回路(32、34、46、38、40、42)分别设有局部可控的调整单元(*)，该调整单元从中央控制单元(62)仅获得对于工作模式的理论值。

Description

用于提供涂覆材料的装置

技术领域

本发明涉及一种用于提供涂覆材料的装置。

背景技术

许多工件必须完全地或在其部分边界面上以一种材料涂敷，该材料确保最终产品的特定的表面性质。对此典型的例子是消音物质、漆、绝缘材料和预定表面相对于特定化学物质的特性的材料。为了涂覆/施用这些材料使用不同的技术方法，该技术方法在此一般应理解为涂覆/施用方法。这特别包括喷涂方法和涂敷方法。

典型地，涂覆设备包括：用于提供涂覆材料的存储容器或供给管路；用于将涂覆材料从存储容器/供给管路(统称：材料源)输送到使用位置的输送单元，在该使用位置中典型地也实现涂覆材料所处位置的压力的升高；涂覆单元，该涂覆单元将材料涂装到待涂敷的工件上；典型地还包括设定或修改/改型/变更单元，其设定或改变——例如加热——材料。

对于在此首先观察的涂覆材料、即漆、蜡、胶、消音物质、车底防护化合材料、密封材料使用了输送泵，该输送泵适合于输送糊状的、凝胶状的或高粘性的材料。

首先在此也考虑工件的大批量生产、特别是车辆部件的涂敷。术语“涂覆/施用”应和不同的工件类型相结合地并和工件的初始加工状态无关地来理解。因此例如对未制造完成部件的粘合应用及对成品的粘合应用(例如将玻璃粘合在车辆车身中)都包含在概念“涂覆/施用”中。

在车辆或车辆部件的大批量生产及其它产品(如冰箱)的大批量生产中，涂覆单元以循环方式工作。该涂覆单元在预定时间段内将材料涂覆在工件或工件部段上。随后出现停顿，在该停顿中新的工件被移动接近涂覆单元或在正被加工的工件与涂覆单元之间设定新的相对位置。以及随后继续涂覆材料。在这个较短的停顿中涂覆单元不工作。

在许多生产设备中也是这样的情况，即生产设备的运行规律地在较长时间内被停止，例如在夜间。

在这种夜间工作阶段中必须维持特定的基本过程，以便能够在停顿之后没有问题地重新接通涂覆单元或整个涂覆设备。这特别表示，必须避免输送涂覆材料的管路的堵塞。基本过程的类型在此通常依赖于涂覆的中断的持续时间。类型在此应理解为描述基本过程的参数的总体。

WO 2012/045380 A1公开了一种涂覆设备，在该涂覆设备中，一个泵单元具有多个工作模式，在其中一个工作模式中加工材料在较低压力下通过设备的管路循环以使其保持自由，在第二工作模式中加工材料在高压下提供。为各个涂覆单元分配有控制单元，该控制单元与协调控制器共同工作，该协调控制器控制被布置在管路中的调整器和用于加工材料的不同材料源。

发明内容

通过本发明应简化这种具有多个工作模式的涂覆设备的控制。

所述目的通过根据本发明的用于提供涂覆材料的装置实现，该装置包括：涂覆单元；用于将涂覆材料从材料源输送到涂覆单元的输送单元；多个修改单元，所述多个修改单元能够对涂覆材料的流动路径和/或品质产生影响，其中，输送单元和修改单元具有不同的工作模式，该不同的工作模式能够通过控制信号设定，其中，所述修改单元分别具有多个离散的能够通过控制信号独立地设定的工作模式，所述修改单元分别包括可控的调整单元，该调整单元分别根据获得的控制信号来设定、监控和维持相应的工作参数，调整单元具有存储器，在该存储器中针对不同的工作模式存储用于修改单元的控制信号。所述修改单元具有至少一个阀布置结构，该至少一个阀布置结构预定路径的一部分，在该路径上输送涂覆材料流，以及所述阀布置结构能够预定短路流动路径，该短路流动路径从输送单元的出口返回到其入口，从而输送单元能够被单独地设定作为涂覆材料的循环路径。

在根据本发明的涂覆装置中，不同的修改单元具有配属的可控的调整单元且因此能够自身设定和/或维持和/或结束预定的工作模式。为了使各个修改单元程序化，向该修改单元提供代表分别所期望的工作模式的数字控制信号就足够了。

通过中央控制，对不同修改单元的工作的协调也得到简化，因为该控制仅需要输出关于修改单元的工作模式的控制信号且仅需要监控不同修改单元是否发回报告达到期望状态的信号。

因此能够实现整个装置的简单的重新程序化。也可以在中央控制单元中通过调用准备好整个设备的不同组的工作方式。

通过装置的根据本发明的设计更简单的是，通过试验来确定装置的整体功能的理想设定。

调整单元分别以本身已知的方式包含传感器，用于要设定的参数的实际值和该参数的理论值。在本地使得实际值达到理论值。中央控制仅需要预定理论值。

显而易见地，该理论值可以不仅仅直接包含物理参数，如温度、压力、涂覆材料的粘度、涂覆材料的流量、材料的液位。也可以将这些物理参数组合成一虚拟参数，该虚拟参数显示出是否以及在什么程度/范围使得不同的参数达到其理论值。优选地，中央控制单元向调整单元分别仅传输单个用于特定的期望运行状态的理论值，而调整单元本身包含用于在期望的工作模式中应设定的物理参数的理论值的表格。

在具体实施方式中给出本发明的有利的改进方案。

根据本发明的一个改进方案在输送单元的不同工作模式的简单且可靠的设定方面是有利的，特别是也有利于控制作为输送单元的组成部分的增压泵。

根据本发明的另一个改进方案能实现：为不同的工作模式预定不同的加工材料流动路径。

根据本发明的又一个改进的装置能实现：简单地预定涂覆材料的工作流动路径。

根据本发明的一些改进方案能实现：仅通常加载高压的管路或仅通常加载低压的管路或输送单元被单独地设定作为涂覆材料的循环路径。这因此是有利的，因为这些管路的管路横截面及其几何形状以及它们承受的环境温度可以是不同的。

本发明的另一个改进方案给出不同的修改单元，其可以特别有利地和本发明相结合地使用。

在根据本发明的一个改进的装置中可以在多个要使用的涂覆材料之间进行选择。也可以因此在不中断材料输出的情况下更换存储容器。

在根据本发明的一个改进的装置中，涂覆单元本身可以在不同的位置中运动，这些位置在工作停顿时或在涂覆期间被占据。

根据本发明的一个改进方案在装置的简单且紧凑的结构及装置在使用地点的简单安装方面是有利的。

附图说明

下面根据实施例参考附图详细说明本发明。图中示出：

图1示出用于给工件涂覆高粘度的涂覆材料的设备的线路图；和

图2示出根据图1的设备的修改单元的示意图。

具体实施方式

在图1中用10表示涂覆头，通过管路12向该涂覆头输送应涂覆到工件14的表面上的涂覆材料。

涂覆头10位于机器人18的用虚线表示的臂16上。

要涂覆的材料21位于存储容器20中且通过整体用22表示的输送单元在如对于相应的涂覆头10规定的高压下馈送到管路12中。

输送单元22在实践中可以是泵组合结构，其包括低压输送泵22F和高压泵22H。这些泵根据涂覆材料的性质选择。该泵特别可以是高浓度泵。

输送单元22分配有可控的调整单元24，该调整单元控制输送单元22的工作，特别是预定：在各种情况下包含在其中的泵中的哪一个应工作且整体上应提供多大的压力和输送量。调整单元的工作在下面参考图2更详细地说明。

在输送单元22的输出端处以从图中清晰可见的方法和方式连接有3/2电磁阀26。在附图中显示的电磁阀26位置中，输送单元22的输出端通过两个另外的3/2电磁阀28、30与其输入端连接。

在第二个、图中未示出的电磁阀26位置中，输送单元22的输出端与压力调整器32连接。

在压力调整器32之后沿涂覆材料的流动方向看设有加热单元34、随后是混合单元36、搅拌单元38、排气单元40以及流量分配单元42。流量分配单元的一个出口通过止回阀44与从电磁阀26延伸到电磁阀28的管路连接。

流量分配单元42的第二输出端与另一混合单元46的输入端连接，该另一混合单元的输出端连接于管路12。

如根据附图显示，电磁阀26用于使得输送单元22的吸入侧选择性地与其输送侧连接，如上所述，且通过材料更换单元48与存储容器20连接。在从材料更换单元48引导到存储容器20的管路中插入另一加热单元50和另一3/2电磁阀52。

如图1所示，电磁阀28的第二出口同样与材料更换单元48连接且通过电磁阀52返回到存储容器20。在附图中所示的电磁阀52位置是在正常工作时所占据的位置，以便将涂覆材料从存储容器20输送到涂覆头10。

在第二个、在图1中未被占据的位置中，电磁阀52将回流管路与存储容器20中的吸入管路相连。

如果将分别在图中示出的阀位置用“+”表示，而将另外的阀位置用“-”表示，那么可以在图1中所示的设备中设定下面的循环：

(涂覆)头一侧的循环：电磁阀26“-”，电磁阀28“+”，电磁阀30“+”。

泵循环：电磁阀26“+”，电磁阀28“+”，电磁阀30“+”。

存储侧的循环：电磁阀26“+”，电磁阀28“-”，电磁阀30“-”，电磁阀52“-”。

工作循环：电磁阀26“-”，电磁阀28“-”，电磁阀30“-”，电磁阀52“+”。

对涂覆材料的温度、组成、混合、排气和分配负责的不同的单元分别分配有可控的调整单元，该调整单元在逻辑上类似于对于输送单元22那样构造。出于简明的原因用标记“*”表示该这些单元。

如果下面提到这些单元中的各个单元，则这通过以标记“*”加以补充的对附属的修改单元的附图标记的说明来实现。

图2示意性地示出调整单元54。该调整单元包括具有天线58和60的数据通信模块56，该天线用于接收或发送数据到图1中用62表示的中央控制单元。

在调整单元54上连接有一传感器64和一执行器66。在此也可以设有多个传感器和多个执行器。例如传感器64可以是温度传感器，执行器66可以是加热器。另选地，传感器64可以测量涂覆材料的粘度，执行器66可以要么同样是加热器要么也可以是混合阀，通过该混合阀将稀释剂输送给涂覆材料。能够检测和影响加工材料的化学或物理性质的传感器和执行器的各种组合是可以考虑的。特定的流动路径的预定也可以理解为修改。

典型的传感器是用于温度、压力、粘度、流量、液位、涂覆材料的所沉积的层的性质等的传感器。典型的执行器是加热器、混合器、确定泵的输送压力的调整构件、用于补充存储容器的阀、能够开通和阻断流动路径的阀等。

调整单元54包括过程控制计算机68，该过程控制计算机与数据存储器70共同工作。如果过程控制计算机68通过通信模块56获得数字命令，所述数字命令被约定作为对于特定的期望工作方式的编码，则过程控制计算机68从数据存储器70中载入那些设置用于该工作模式的理论值。

过程控制计算机68随后这样操控执行器66，从而最小化在传感器64的输出端信号与预先规定的理论值之间的差。

这按照意义适用于以下情况：调整单元54与多个传感器共同工作且必要时也操控多个执行器。在此包括：通过多个传感器的输出端信号控制多个执行器，执行器的数量可以少于传感器的数量，但也可以多于传感器的数量。

在图2中用72表示一接口，过程控制计算机68通过该接口控制传感器64，用74表示另一接口，过程控制计算机68通过该接口与执行器66协作。

如根据图1所示，可以通过材料更换单元48将涂覆头10与不同的存储容器相连。相反还可以将另外的工作头10连接到输送单元22上，如通过分支管路76所示。另外的涂覆头和在内部流动地前置的修改单元可以在逻辑上如另外的、前置于工作头10的修改单元一样地处理。

在上述实施例的修改方案中也可以将高压泵22H放置在电磁阀26后面，如在图1中用虚线表示地。

混合单元46的入口能够通过经由马达78驱动的转换开关80与多个管路82连接，通过这些管路能够向涂覆材料添加不同的液体。它们特别是试剂，这些试剂启动、促进或引起涂覆材料的硬化。又设有调整单元*，其表明根据图2的结构。

在控制单元62上连接有操作区82以及监视器84。

上述涂覆设备以如下方式工作：

1.工作模式

阀52位于“+”位置中。阀30以及同样地阀28位于“-”位置中。阀26位于“-”位置中。

不同的修改单元32、34、36、38、40、42从控制器62获得信号“1”，该信号将其设定于该工作模式(模式1)。不同的修改单元随后从其存储器70中载入那些对于输出涂覆材料所期望的理论值。其随后分别这样致动执行器66，使得达到理论值。在涂覆头10的入口处因此获得了涂覆材料，该涂覆材料在组成、压力、温度、粘度、均匀性和气体自由性以及量方面符合于预定值。该材料被作为喷射物82输出。

不被涂覆头10所需要的涂覆材料被从流量分配单元42通过止回阀44、电磁阀28、更换单元48及电磁阀52返回到存储容器20中。

2.涂覆头循环/回路

在该工作模式中，电磁阀30位于“+”位置中，电磁阀26位于“-”位置中，电磁阀28位于“+”位置中。输送单元22的吸入侧因此直接与材料回流侧相连。材料被输送单元22输送到涂覆头10且从那里又返回输送到输送单元22。

以这种方式使得涂覆材料在设备的处于高压下的部分中循环且保持相应的管路部段为可通过的。

3.低压区域循环

在该工作模式中，涂覆材料在存储容器20与输送单元22之间运动。为了实现这一点，电磁阀30位于“-”位置中，电磁阀26位于“+”位置中，电磁阀28位于“+”位置中，电磁阀52位于“-”位置中。涂覆材料因此仅在设备的那些存在低压的部分中循环。

选择性地可以在该工作模式中使得电磁阀52也位于“+”位置中，因此循环的材料返回到存储容器20中且从该存储容器中通过输送单元22重新吸入。

4.泵循环

在该模式中，涂覆材料仅通过输送单元22循环。电磁阀30为此位于“+”位置中，电磁阀26位于“+”位置中，电磁阀28位于“+”位置中。

在所有刚刚描述的循环2至4中，与工作循环相比，可以改变——通常是降低——压力和/或流量。可以在该循环中在必要时也通过可控的旁路绕过高压泵22H。

在上述的涂覆设备中可以在逻辑上相同地处理所有引导涂覆材料的路径和所有改变涂覆材料的品质的单元。以这种方式不仅简单地使得控制器62程序化而且也简单地优化确定涂覆结果的不同参数。

上述实施方式可以如下所述地概括：

涂覆设备或用于提供涂覆材料的装置包括至少以下组件/设备部件：

a)供给/提供涂覆材料，

b)从材料源向消耗位置/使用位置运输和输送涂覆材料，

c)用于提高涂覆材料所处压力的泵，

d)用于将涂覆材料涂覆到工件上的涂覆单元，

e)可选的用于涂覆材料的修改单元，其可以布置在输送单元前面或后面。

涂覆材料可理解为所有适合于/确定于涂覆到工件上的材料。其特别是漆、蜡、胶、车底防护化合材料、消音物质、密封材料等。

根据本发明但也可以控制涂覆设备中的另外的液体流，特别是单个部分，涂覆材料从其中混合在一起。

典型的涂覆材料包括从糊状的、凝胶状的及高粘性的直到低粘性的液体的范围。

涂覆本身可以连续地或分段地实现。涂覆材料可以被自动地或手动地涂覆到工件上。如果在此提到工件，则也可以始终理解为工件部段。

本发明首先涉及材料在车辆部件上的涂覆。

工件不限于由特定材料制成。工件的加工状态也可以是不同的。工件可以是未制造完成部件或成品。因此例如可以在未制造完成车辆部件上和在成品车辆部件上使用胶(玻璃粘合)。

位于设备中的输送单元和修改单元通过集成的或直接安设的、经调整的测量传感器和执行器以及附属的分析逻辑装置提供了便利的和简单的可能性，以便优化设备的工作质量。

为此该设备典型地包括：用于接收/反馈对于输送单元、涂覆单元、修改单元和涂覆材料源的测量值或控制信号的接口。这包括温度值、压力值、粘度值、流量值和对象。

通过接口实现了以下述方式交换控制信号和数据：输送单元的特性符合于工作模式的占主导地位的条件、特别是在设备的高压部分和低压部分中的条件。

因此可引起输送装置在存储容器达到低允许液位时从一个存储容器切换到第二存储容器。

泵参数可以这样设定，使得朝向涂覆单元的方向在切换到另一材料源时确保了无干扰的继续运行。

还设有用于接收/反馈涂覆单元的测量值或控制信号的接口。这些(值或信号)例如是温度值、压力值、粘度值、流量值和周期时间。这些接口允许交换控制信号和/或数据，以便使得输送单元的特性、特别是其压力泵的工作符合于涂覆装置中的所要求的条件。

还设有用于报告材料供给和/或修改单元和/或涂覆单元中的干扰的接口和传感器，这则实现了以下述方式调整输送单元和/或修改单元和/或涂覆单元的工作参数：维持设备工作且确保尽可能无干扰的继续运行。

泵参数也可以根据属于输送单元的传感器的输出端信号且在包含另外的过程参数检测传感器的情况下改变。这种控制信号和控制数据例如也可以由修改单元提供。

在根据本发明的涂覆设备中也可以影响输送路径参数：可以接通和断开另外的输送路径，可以控制涂覆材料流，也可以预定涂覆材料所处的压力。

如上面所示，可以混合或移除加工材料的成分。因此例如可以在粘合材料的粘合剂成分的混合单元中混合硬化剂成分。在另一修改单元中也可以回调之前仅为了建立更好的输送性能而被调高的参数。因此例如可以为了输送目的将涂覆材料的温度调节为比在涂覆单元中所需要的高很多且直接在涂覆单元前面设置冷却单元。

为了协调不同设备部件的工作，设有在分级方面在上级的中央控制器。由于不同的设备部件具有局部智能，因此足够的是，中央控制单元为设备部件仅预定少许外部参数、例如周期预定值或工件类型。设备的重新程序化通过这种在中央智能与局部智能之间的任务分配而简化。也可以因此通过实验容易地查明对于整个设备的分别理想的运行条件。

设备在使用地点的安装是简单明了的，因为设备本身是自给自足的且不需要额外的接口和/或需要到外部控制器的连接端的数据转换器。

Claims (8)

1.一种用于提供涂覆材料的装置，该装置包括：涂覆单元(10)；用于将涂覆材料(21)从材料源输送到涂覆单元(10)的输送单元(22)；多个修改单元(26、28、30、52；32、34、36、38、40、42；18)，所述多个修改单元能够对涂覆材料(21)的流动路径和/或品质产生影响，其中，输送单元(22)和修改单元(26、28、30、52；32、34、36、38、40、42；18)具有不同的工作模式，该不同的工作模式能够通过控制信号设定，

其特征在于，

所述修改单元(26、28、30、52；32、34、36、38、40、42；18)分别具有多个离散的能够通过控制信号独立地设定的工作模式，所述修改单元分别包括可控的调整单元(68、70)，该调整单元分别根据获得的控制信号来设定、监控和维持相应的工作参数，调整单元(68、70)具有存储器(70)，在该存储器中针对不同的工作模式存储用于修改单元(26、28、30、52；32、34、36、38、40、42；18)的控制信号，

所述修改单元(26、28、30、52；32、34、36、38、40、42；18)具有至少一个阀布置结构(26、28、30、52)，该至少一个阀布置结构预定路径的一部分，在该路径上输送涂覆材料(21)流，以及

所述阀布置结构(26、28、30、52)能够预定短路流动路径，该短路流动路径从输送单元(22)的出口返回到其入口，从而输送单元能够被单独地设定作为涂覆材料的循环路径。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输送单元(22)包括可控的调整单元(54)，该调整单元与中央控制单元(24)共同工作。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阀布置结构(26、28、30、52)预定工作流动路径，该工作流动路径从存储容器(20)通过涂覆单元(10)返回到存储容器(20)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阀布置结构(26、28、30、52)能够预定至少一个备用流动路径，该至少一个备用流动路径从存储容器(20)通过输送单元(22)返回到存储容器(20)或从输送单元(22)延伸到涂覆单元(10)并从该涂覆单元返回到输送单元(22)。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述修改单元还包括至少一个在下组中列举的单元：压力调整单元(32)、加热单元(34)、混合单元(36)、搅拌单元(38)、排气单元(40)、流量分配单元(42)、定位单元(18)。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述输送单元(22)的入口能够选择性地与多个存储容器(20)之一连接。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设有至少一个另外的修改单元(16)，该至少一个另外的修改单元包括可控的调整单元(54)，用于根据设备的相应设定的工作模式改变涂覆单元(10)的位置。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，中央控制单元(24)与输送单元(22)组合成一结构单元。