CN105555419A - 施涂系统及相应的施涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种施涂系统并且涉及一种施涂方法，所述施涂系统和施涂方法用于将流体(例如：聚氯乙烯、粘合剂、油漆、润滑剂、防护蜡、密封剂或聚氨酯泡沫)施涂至部件(例如：机动车车体部件)，所述施涂系统和施涂方法包括流量测量单元(3)和评估单元(7)，所述流量测量单元用于测量所述流体的流量并用于生成对应于所测得的流量的测量信号，所述评估单元用于根据测量规则由流量测量单元(3)的测量信号确定出流量。本发明还提供一种校准设备(8)，以自动校准评估单元(7)的测量规则。

Description

施涂系统及相应的施涂方法

技术领域

本发明涉及一种用于将液体(例如：PVC，即聚氯乙烯)施涂至部件(例如：机动车车体部件)的施涂系统及相应的施涂方法。

背景技术

在用于涂覆机动车车体部件的现代涂覆系统中，待施涂的材料(例如：PVC)从材料供送部传输至施涂器，所述施涂器将所述液体施涂至部件。在此，流量测量器件布置在材料供送部与施涂器之间，所述流量测量器件例如可构造成纺锤体式测量单元并且生成与从材料供给部传输至施涂器的所述流体流量对应的适当的体积流量信号。在此，问题在于：由流量测量单元发出的体积流量信号与实际的体积流量之间的关系取决于所传输的流体的性质，这使得有必要进行适当的校准。以前，流量测量单元的上述校准手动地进行，其中：在校准期间，将由施涂器输出的所述流体传输至测量中断器内，同时测量测量单元的体积流量信号。依据测量中断器的已知的容积以及流量测量单元的测量值，则可推导测量规范，从而可以由流量测量单元的输出信号计算出所述流体的实际传输的体积流量。

该手动校准方法的缺点首先在于：所述校准必须手动地进行，这是易于出错的并且与额外的精力花费相关联。实际上，例如由于温度变化或负载变化，所述液体的材料性质改变，这使得更新的标定成为必要的、然而通常不会进行所述更新的标定。因此，实际上，不充足的标定经常导致所施涂的液体的目标量与实际量之间的偏差。

关于现有技术，还参考DE102007053073A1、DE102006021623A1、EP2185293B1和EP1854548A1。这些公开还披露了带有流量测量器件和评估单元的施涂系统，其中，评估单元根据测量规范由流量测量单元的测量信号确定出流经流量测量单元的流量(体积流量或质量流量)。此外，这些公开披露了：所述施涂系统可被校准。然而，在此，没有在评估单元中校准，而是作为一方的通过流量测量单元的流率与作为另一方的在流量处理器之后的下游的直接在施涂器处的压力情况和流动情况之间的关系。通常而言，流量测量单元与施涂器之间布置有相当长的软管，以使得流量测量单元处的压力情况和流动情况通常不能确切地再现施涂器处的压力情况和流动情况，而是由于软管的“呼吸”运动而出现偏差。在此，存储在评估单元中的测量规则没有被校准，而是保持不变。在所述校准的范畴下，只是校准了通过流量测量单元的流率与施涂器处的有兴趣的压力情况和流动情况之间的关系。因此，对于所述校准，可能未考虑流量测量单元的测量行为的改变(例如：由于所述流体的温度或粘度变化)，这会导致测量误差。

发明内容

因此，本发明的目的在于相应地改善所述校准。

该目的通过根据本发明的施涂系统和根据独立权利要求的对应的施涂方法来实现。

本发明提供：用于流量测量单元的测量规则的校准不是手动地进行，而是通过集成至施涂系统的校准设备自动地进行。

依据现有技术，根据本发明的施涂系统具有流量测量单元，待施涂的流体流经所述流量测量单元并根据流率生成测量信号。所述流率例如可以是流体的体积流量或质量流量。

然而，在本发明中所使用的流量测量单元的概念需要被广义地理解并且不局限于这样的流率计，在该流率计中待测量的流量(体积流量或质量流量)流经测量传感器本身。而是，所述流量测量单元的概念还包括以下流率传感器的类型：在所述流率传感器中，待测量的流量只流经管道，其中，流量测量单元测量通过管道的流率。

此外，依据现有技术，根据本发明的施涂系统包括评估单元，所述评估单元根据预设的测量规则由流量测量单元的测量信号确定出流经流量测量单元或流经管道的流量。由此，评估单元的所述测量规则用于描述流量测量单元的测量信号与流量单元所测量的流量之间的关系。

因此，优选地，评估单元确定流经流量测量单元自身的流量或至少流经直接位于流量测量单元处的管道的流量。本发明的一优选示例性实施例与上述不同之处在于流量并非流经位于施涂系统的另一处的、例如直接位于施涂器之前的管道的流量。具体地讲，根据本发明的所述校准应当考虑的是流量测量单元的测量行为的变化而不考虑施涂系统的另一部件(例如：位于流量测量单元与施涂器之间的柔性的呼吸软管)的变化。

在本发明的一优选示例性实施例中，评估单元具有计算机单元，所述计算机单元根据预设的计算规则由流量测量单元的测量信号计算出流量。由此，评估单元可实施为数字计算机中的硬件或软件。

根据本发明的施涂系统与现有技术的区别在于用于自动校准评估单元的测量规则的集成的校准设备。

在本发明的优选的示例性实施例中，以接收容器取代从现有技术中已知的用于手动校准的测量中断器，在校准期间，所述流体传输至所述接收容器内，其中，在材料传输至接收容器时测量流量测量单元的测量信号。

此外，与现有技术一致的是，根据本发明的施涂系统优选地包括施涂器(例如：喷嘴、雾化器等)，以便能够施涂所述流体。

此外，根据本发明的施涂系统优选地并与现有技术一致的是，包括材料供给部，所述材料供给部用于将所述流体通过流量测量单元传输至施涂器，其中，材料供给部通常包括泵(例如：计量泵)。

根据本发明的施涂系统的不同之处优选地在于第一阀装置，所述第一阀装置使得流量测量单元或位于流量测量单元之后的下游的管道能够选择性地连接至施涂器或接收容器。

在正常的涂覆操作中，第一阀装置将流量测量单元或位于流量测量单元之后的下游的管道连接至施涂器，以通过施涂器施涂所述流体。

然而，在实际校准期间，第一阀装置将流量测量单元或位于流量测量单元之后的下游的管道连接至接收容器，以将传输的流体导入接收容器。

根据本发明的校准设备连接至流量测量单元，以便能够在所述校准期间获得流量测量单元的测量信号。此外，校准设备连接至评估单元，以便能够对评估单元的测量规则进行校准。

在本发明的一个变型例中，接收容器具有可变的接收容积。在该变型例中，还设置有测量元件，以便在以所述流体填充接收容器时测量当前接收容积。在该变型例中，校准设备在输入侧上连接至流量测量单元并且还连接至测量元件，以便能够考虑流量测量单元的测量信号与实际传输的体积之间的关系。

然而，在本发明的另一变型例中，接收容器具有已知的接收容积，并且在所述校准期间被流经流量测量单元的所述流体完全填满。然后，校准设备根据接收容器的已知的接收容积以及流量测量单元所测得的总体积流量来确定测量规则。在本发明的该变型例中，接收容器的接收容积因此优选为恒定的(不可变的)。然而，在该变型例中仍存在以下可能性：接收容器的接收容积是可变的，但在所述校准过程中保持不变。

此外，根据本发明的施涂系统优选地具有流体压力控制器，所述流体压力控制器布置在材料供给部与流量测量单元之间以便能够控制流体压力。例如，可在流量测量单元的上游将流体压力控制为预定的目标值。

此外，根据本发明的施涂系统优选地具有控制元件，该控制元件用于设定接收容器的接收容积。例如，接收容器可构造成活塞-缸装置，其中，接收容器的活塞设置可以确定出接收容积。活塞的驱动例如可以气动地进行，然而其它的驱动类型也是可以的，例如电机驱动。

在本发明的上述具有接收容器的接收容积可变的变型例中，使得活塞在填充期间持续移位，其中，活塞水平传感器持续测量当前的填充水平。可在所述校准的过程中由活塞水平传感器的输出信号以及流量测量单元的测量信号得出测量规则。

此外，根据本发明的施涂系统优选地包括第二阀装置，以便将接收容器连接至材料供给部。这提供以下优点：使得所述校准期间流入接收容器的流体可以被导回至材料供给部并且因此不必被丢弃。

此外，根据本发明的施涂系统优选地包括第三阀装置，所述第三阀装置布置在流量测量单元与第一阀装置之间。

还应说明的是：用于设定接收容器的接收容积的控制元件优选地具有压缩空气源和第四阀装置，其中，第四阀装置控制从压缩空气源至接收容器的压缩空气流。这提供了以下可能性：使得接收容器能够以受控的方式、例如回到材料供给部地排空。例如，压缩空气源可以移动活塞-缸装置的活塞，以将容纳在所述缸(接收容器)中的流体从所述缸推出。

已简要地说明了：流量测量单元所测量的流量优选为体积流量，并因此代表每单位时间所传输的体积。然而，替代地，仍然存在以下可能性：流量测量单元所测量的流量为质量流量，所述质量流量因此代表每单位时间所传输的质量。

还应说明的是：第一阀装置优选为位于流量测量单元与施涂器之间的5/2路阀。

还应说明的是：本发明不局限于根据本发明的上述施涂系统。而是，本发明还要求保护一种对应的施涂方法，在所述施涂方法中，用于由流量测量单元的测量信号确定所述流量的测量规则被自动地校准。

在本发明的一个变型例中，接收容器具有可变的接收容积，并且接收容器在所述校准期间被流经流量测量单元的流体完全填满。在填充期间，持续测量接收容器的可变的接收容积、即接收容器的当前填充水平。此外，在所述校准期间，测量填充接收容器期间通过流量测量单元的流量。然后，由所测得的接收容器的填充水平(接收容积)以及流量测量单元的测量信号来确定测量规则、例如呈特征曲线形式的测量规则。

然而，在本发明的另一变型例中，具有已知的接收容积的接收容器被完全填满，其中，在填满接收容器之后测量流量测量单元的测量信号。由接收容器的已知的接收容积以及流量测量单元的测量信号得出测量规则，所述测量规则给出流量测量单元的测量信号与实际流量之间的关系。本发明的该变型例使得可以省略额外的用于测量接收容器的当前填充水平的测量元件。

优选地，在所述校准期间，来自材料供给部的流体流被全部导入接收容器，以能够在所述校准期间中断通过施涂器的所述流体的施涂。

此外，在所述校准期间，接收容器在填充之前被完全排空，其中，所述排空例如可气动地执行。

最后，还应说明的是：所述测量规则的校准可以以特定的时间间隔时控式地进行。例如，所述校准可以相应地以一个小时、一天或一周的时间间隔来进行。替代地或附加地，存在以下可能：例如当所述流体改变时，手动地启动所述校准。

还存在以下可能：在两个部件的处理之间、例如在两个相继的机动车车体单元的涂覆之间分别相应地执行所述校准。

在本发明的优选的示例性实施例中，所述施涂系统施涂聚氯乙烯(PVC)。然而，根据本发明的自动校准的原理也适用于施涂其它流体，例如：粘合剂(单组分粘合剂或双组分粘合剂)、油漆、润滑剂(例如：润滑脂、润滑油)、防护蜡、密封剂(例如：用于施涂密封珠)或PU(聚氨酯)泡沫。

附图说明

参照附图，本发明的其它有利扩展在从属权利要求中公开，或结合本发明的优选的示例性实施例的说明在下文中予以详细地说明，附图包括：

图1示出了根据本发明的具有集成的校准设备的施涂系统的一示例性实施例的示意图，以及

图2以流程图的形式示出了根据本发明的具有自动校准的施涂方法。

具体实施方式

图1以示意性方式示出了根据本发明的施涂系统的一示例性实施例，所述施涂系统具有材料供给部1、材料压力控制器2、流量测量单元3、可控阀4、5/2路阀5以及施涂器6。材料供给部1将待施涂的流体(例如：PVC)通过材料压力控制器2、流量测量单元3、阀4和5/2路阀5传输至施涂器6，然后所述施涂器6将所述流体施涂至部件(例如：机动车车体部件)。

流量测量单元3测量从材料供给部1传输至施涂器6的体积流量并向评估单元7发送相应的电测量信号。

然后，评估单元7根据预设的测量规则由流量测量单元3的电测量信号计算出实际体积流量。

在此，校准设备8以特征曲线的形式给出流量测量单元3的电测量信号与产生的体积流量之间的关联。

在校准过程中，5/2路阀5使来自材料供给部1的流体流转向至接收容器9，其中，测量元件10测量接收容器9的当前填充水平并将相应的测量信号传递至校准设备8。由此，在校准期间，校准设备8接收值对，所述值对由流量测量单元3的与所测得的体积流量对应的电测量信号、以及测量元件10所测得的与接收容器9的当前接收容积对应的测量信号组成。校准设备8由这些值对计算出特征曲线，随后所述特征曲线作为测量规则存储在评估单元中并在正常的施涂操作期间用于确定从流量测量单元3的测量信号对体积流量的计算。

此外，根据本发明的施涂系统包括压缩空气源，所述压缩空气源通过阀12连接至接收容器9并能够排空接收容器9。因此，接收容器9构造成活塞-缸装置，其中，活塞在接收容器9中的位置对应于当前接收容积。当阀12打开时，压缩空气流入接收容器9内并使接收容器9中的活塞移位，以将位于接收容器9中的流体推出接收容器9。

此外，接收容器9通过阀13连接至材料供给部。该连接可以使得接收容器9在校准期间所收集的流体能够被推回至材料供给部1，这使得该流体能够被重新使用。

最后，本发明还包括控制单元14，所述控制单元14控制校准设备8、阀4、阀12、阀13以及5/2路阀。由此，控制单元14可执行评估单元7的自动校准。这些校准的执行例如可以以特定的时间间隔或在两个相继的部件的涂覆之间进行。此外，校准也可在需要的情况下被手动启动。

在上述根据本发明的施涂系统的操作的一个变型例中，接收容器9在校准期间被完全填满，以能够结合接收容器9的已知的最大容积与流量测量单元3所测得的体积流量来给出流量测量单元3的测量信号与产生的体积流量之间的函数关系。

另一方面，在根据本发明的另一变型例中，在校准期间持续填充接收容器9，其中，测量元件10持续测量当前接收容积。通过这种方式，可测量多个值对，这能够实现精确的校准。

现在将参照图2的流程图描述根据本发明的校准方法。

在第一步S1中，首先使接收容器9向材料供给部1排空。为此，控制单元14控制阀12、13以打开阀12、13。然后，压缩空气源11控制接收容器9中的活塞，以将位于接收容器9中的流体从接收容器9推出。然后，将从接收容器9推出的流体通过阀13推回至材料供给部1。

然后，在第二步S2中，在材料供给部1与施涂器6之间建立流体压力。在此，关闭阀12和13。此外，关闭流量测量单元3与5/2路阀之间的阀4，以建立所述压力。

在建立该压力之后，在步骤S3中，通过打开的阀4以及5/2路阀5来填充接收容器9。在此，流量测量单元3持续测量体积流量并向校准设备8发送相应的电测量信号。此外，在填充接收容器9期间，测量元件10持续测量接收容器9的当前接收容积并向校准设备8发送相应的测量信号。

然后，在步骤S4中，校准设备8基于值对确定出特征曲线，所述值对包括流量测量单元3的电测量信号、以及测量元件10的测量信号。

在步骤S5中，将该特征曲线作为测量规则储存在评估单元7中，并且在正常的施涂操作期间用于从流量测量单元3的电测量信号计算体积流量。

本发明不局限于前述优选的示例性实施例。可存在相当多的变型例和派生，所述变型例和派生也利用本发明的概念并因此落在保护范围内。尤其，本发明还声明保护独立于所参照的权利要求的从属权利要求的主题和特征。

附图标记列表

1材料供给部

2材料压力控制器

3流量测量单元

4阀

55/2路换向阀

6施涂器

7评估单元

8校准设备

9接收容器

10测量元件

11压缩空气源

12阀

13阀

14控制单元

Claims (12)

1.一种施涂系统，所述施涂系统用于将液体、尤其是聚氯乙烯、粘合剂、油漆、润滑剂、防护蜡、密封剂或聚氨酯泡沫施涂至部件、尤其是机动车车体部件，所述施涂系统带有：

a)流量测量器件(3)，所述流量测量器件(3)用于测量所述液体的流量并用于根据所测得的流量生成测量信号，以及

b)评估单元(7)，所述评估单元(7)用于依据所述流量测量单元(3)的测量信号根据测量规范、确定流量，

其特征在于，所述施涂系统还包括：

c)校准设备(8)，所述校准设备(8)用于自动校准所述评估单元(7)的所述测量规则。

2.如权利要求1所述的施涂系统，其特征在于，所述施涂系统包括：

a)用于施涂所述液体的施涂器(6)，

b)材料供给部(1)，所述材料供给部(1)用于通过所述流量测量单元(3)将流体传输至施涂器(6)，

c)接收容器(9)，所述接收容器(9)用于在标定期间、接收流经所述流量测量单元(3)的流体，以及

d)第一阀装置(5)，所述第一阀装置(5)用于将所述流量测量单元(3)可控地连接至所述接收容器(9)、以引导流经所述流量测量器件(3)的所述液体进入接收容器(9)内，

e)其中，所述校准设备(8)连接至所述流量测量单元(3)，并且所述评估单元(7)的所述测量规则根据所述流量测量单元(3)的测量信号来校准。

3.如权利要求2所述的施涂系统，其特征在于，

a)所述接收容器(9)具有可变的接收容积，

b)设置有测量元件(10)，所述测量元件(10)用于测量所述接收容器(9)的接收容积并根据所测得的接收容积生成测量信号，并且

c)所述校准设备(8)还连接至所述流量元件(10)，并且所述评估单元(7)的所述测量规则根据所述流量测量单元(3)的测量信号并且还根据所述测量元件(10)的测量信号来校准。

4.如权利要求2所述的施涂系统，其特征在于，

a)所述接收容器(9)具有已知的接收容积，并且所述接收容器(9)在校准期间被流经所述流量测量单元(3)的流体完全填满，并且

b)所述校准设备(8)根据所述接收容器(9)的已知的接收容积并且还根据所述流量测量单元(3)的测量信号来校准所述评估单元(7)的所述测量规则。

5.如前述权利要求2至4中任一项所述的施涂系统，其特征在于，所述施涂系统还包括：

a)流体压力控制器(2)，所述流体压力控制器(2)在材料供送部(1)与流量测量器件(3)之间所述液体压力控制器(2)用于控制流体压力、尤其以流体压力的可调节的目标值控制流体压力，和/或

b)控制元件(11，12)，所述控制元件(11，12)用于设定所述接收容器(9)的接收容积、尤其以气动驱动装置设定所述接收容器(9)的接收容积。

6.如前述权利要求2至5中任一项所述的施涂系统，其特征在于，

a)设置有第二阀装置(13)，所述第二阀装置(13)用于将所述接收容器(9)可控地连接至所述材料供给部(1)，以便将接收容器(9)排空至材料供送部(1)内，和/或

b)在流量测量器件(3)与第一阀装置(5)之间设置第三阀装置(4)，和/或

c)用于接收容器(9)的控制元件(11，12)包括压缩空气源(11)和第四阀装置(12)，所述第四阀装置(12)位于压缩空气源(11)与接收容器(9)之间用于可控地排空接收容器(9)。

7.如前述权利要求中任一项所述的施涂系统，其特征在于，

a)所述流量测量单元(3)所测得的流量为体积流量，和/或

b)第一阀装置(5)包括5/2路阀。

8.一种施涂方法，所述施涂方法用于将流体、尤其是聚氯乙烯、粘合剂、油漆、润滑剂、防护蜡、密封剂或PU泡沫施涂至部件、尤其是机动车车体部件，所述施涂方法具有以下步骤：

a)通过材料供给部(1)将所述流体传输至施涂器(6)，

b)通过所述施涂器(6)施涂所述流体，

c)通过所述材料供给部(1)与所述施涂器(6)之间的流量测量单元(3)测量所述流体的流量，其中，流量器件输出代表所述液体的流量的测量信号，

d)根据测量规则由所述流量测量单元(3)的测量信号确定流体的流量，

e)校准所述测量规则，

其特征在于，

f)校准设备(8)自动地校准所述测量规则。

9.如权利要求8所述的施涂方法，其特征在于，所述施涂方法包括用于校准所述测量规则的以下步骤：

a)以流经所述流量测量单元(3)的流体填充具有可变的接收容积的接收容器(9)，

b)在填充所述接收容器(9)时测量所述接收容器(9)的可变的接收容积，

c)在填充所述接收容器(9)时测量通过所述流量测量单元(3)的流量，

d)在填充所述接收容器(9)时根据所述流量的测量值以及所述接收容器(9)的接收容积的测量值，确定所述测量规则。

10.如权利要求8所述的施涂方法，其特征在于，所述施涂方法包括用于校准所述测量规则的以下步骤：

a)以流经所述流量测量单元(3)的流体完全填满具有已知的接收容积的接收容器(9)，

b)在填充所述接收容器(9)时测量通过所述流量测量单元(3)的流量，以及

c)在填充所述接收容器(9)时根据所述接收容器(9)的已知的接收容积以及流量的测量值来确定所述测量规则。

11.如权利要求8或9所述的施涂方法，

其特征在于，

a)在校准期间，来自材料供给部(1)的流体流全部流入接收容器(9)内，和/或

b)为了校准，使借助于所述施涂器(6)的所述流体的施涂中断，和/或

c)在校准期间，在填充所述接收容器(9)之前完全排空所述接收容器(9)，和/或

d)使得接收容器(9)被气动地排空。

12.如权利要求8至10中任一项所述的施涂方法，其特征在于，

a)测量规范的标定以特定的时间间隔时控式地进行，和/或

b)手动地启动所述校准，和/或

c)在两个部件的处理之间分别相应地执行所述校准。