CN105772262A - 静电涂覆设备及导电性检查方法 - Google Patents

静电涂覆设备及导电性检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了静电涂覆设备及导电性检查方法。静电涂覆设备包括：涂覆枪(20)，其朝向被涂覆物(10)喷射涂覆材料；高电压施加设备(22)，其给涂覆枪(20)施加高电压；钟形侧电流计算单元，其计算从涂覆枪(20)流向被涂覆物的钟形侧电流(i1)；接地侧电流测量单元(15)，其测量从被涂覆物(10)流向大地的接地侧电流(i2)；以及接地检查单元(23)，其取决于在静电涂覆时计算的钟形侧电流(i1)与接地被正确连接时的钟形侧电流(i1)之间的量值关系以及在静电涂覆时测量的接地侧电流(i2)与接地被正确连接时的接地侧电流(i2)之间的量值关系来检测被涂覆物的异常接地状态。

Description

静电涂覆设备及导电性检查方法
技术领域
本发明涉及静电涂覆设备及其中的导电性检查方法，并且例如涉及要求在被涂覆物涂覆有导电底漆之后确认该被涂覆物的导电性的静电涂覆设备及其中的导电性检查方法。
背景技术
存在静电涂覆作为用于执行对被涂覆物的涂覆的方法。在静电涂覆中，给涂覆枪等施加高电压，并且在涂覆枪和被涂覆物之间生成电场。然后，在静电涂覆中，将通过高电压使其带电的涂覆材料从涂覆枪喷射至被涂覆物，并且由此执行对被涂覆物的涂覆。在这种情况下，在被涂覆物是导电性低的部件如树脂部件的情况下，在被涂覆物的被涂覆表面上施加导电底漆，并且在导电性得以确保之后执行静电涂覆。在以这种方式在被涂覆物上预先施加导电底漆的情况下，在施加导电底漆之后，必须确认的是，导电性得以确保。通过确认被涂覆物是否接地来执行对导电性的确认。因此，日本专利申请公开第2012-071224号公开了用于确认被涂覆物的接地状态的示例性技术。
在JP2012-071224A中描述的静电涂覆设备包括：涂覆枪，其向被涂覆物喷射涂覆材料；机械臂，其支承涂覆枪，使得可以移动涂覆枪；高电压生成设备，其生成要被施加至涂覆枪的高电压，并且通过检测在涂覆枪与被涂覆物之间生成的放电电流对所生成的高电压进行调节。然后，JP2012-071224A中的静电涂覆设备进行以下操作：当涂覆枪不朝向被涂覆物喷射涂覆材料时，通过形成从涂覆枪朝向被涂覆物的电场来使用电荷以使被涂覆物带电；以及当高电压生成设备不给涂覆枪施加高电压时，通过带电的被涂覆物的电荷对在涂覆枪与被涂覆物之间生成的放电电流进行检测。
然而，在JP2012-071224A中描述的技术中，除了静电涂覆过程之外，还必须提供用于确认接地状态的过程。即，在JP2012-071224A中描述的技术中，涂覆过程包括用于确认接地状态的过程，这会引起用于涂覆过程的总时间长的问题。
发明内容
本发明缩短用于涂覆过程的时间。
本发明的第一方面涉及静电涂覆设备，该静电涂覆设备包括：涂覆枪，其朝向被涂覆物喷射涂覆材料；高电压施加设备，其包括钟形侧(bell-side)电流计算单元并且给涂覆枪施加高电压，该钟形侧电流计算单元计算从涂覆枪流向被涂覆物的钟形侧电流；接地侧电流测量单元，其测量从被涂覆物流向大地的接地侧电流；以及接地检查单元，其取决于在静电涂覆时计算的钟形侧电流与接地被正确连接时的钟形侧电流之间的量值关系以及在静电涂覆时测量的接地侧电流与接地被正确连接时的接地侧电流之间的量值关系，来检测被涂覆物的异常接地状态。
本发明的第二方面涉及静电涂覆设备中的导电性检查方法，该静电涂覆设备包括：涂覆枪，其朝向被涂覆物喷射涂覆材料；高电压施加设备，其包括钟形侧电流计算单元并且给涂覆枪施加高电压，该钟形侧电流计算单元计算从涂覆枪流向被涂覆物的钟形侧电流；以及接地侧电流测量单元，其测量从被涂覆物流向大地的接地侧电流。该方法包括：在静电涂覆时，计算钟形侧电流作为第一测量值，并且测量接地侧电流作为第二测量值；以及取决于所计算的第一测量值与接地被正确连接时的钟形侧电流之间的量值关系以及所测量的第二测量值与接地被正确连接时的接地电流之间的量值关系，来检测被涂覆物的异常接地状态。
在根据本发明的静电涂覆设备和导电性检查方法中，当在静电涂覆过程中将涂覆材料喷射至被涂覆物时，可以在喷射涂覆材料的同时确认被涂覆物的接地是否不良。
在根据本发明的静电涂覆设备和导电性检查方法中，静电涂覆过程包括接地确认过程，并且由此可以省略接地确认过程。
附图说明
下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且在附图中：
图1是根据第一实施方式的静电涂覆设备的框图；
图2是根据第一实施方式的钟形涂覆机和高电压施加设备的框图；
图3是用于描述根据第一实施方式的静电涂覆设备的操作的流程图；
图4是用于描述根据第一实施方式的静电涂覆设备中的电流值的变化的曲线图；以及
图5是用于描述根据第一实施方式的静电涂覆设备中的由于接地状态而导致的钟形侧电流与接地侧电流之间的差异的表格。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。为了清楚地进行说明，适当地省略和简化了下面的描述和附图。在附图中，针对相同的要素分配相同的附图标记，并且在必要时省略重复的描述。
图1示出了根据第一实施方式的静电涂覆设备1的框图。该静电涂覆设备1是使用涂覆枪20对被涂覆物10执行涂覆的设备。如图1所示，静电涂覆设备1包括被涂覆物固定件11、绝缘体12、底座部分13、接地电极14、接地侧电流测量单元(例如电流表15)、涂覆枪20、高电压施加设备22和接地检查单元23。
被涂覆物固定件11使被涂覆物10固定。被涂覆物固定件11通过绝缘体12来固定底座部分13。绝缘体12使被涂覆物固定件11和底座部分13绝缘。该底座部分13电接地。此外，被涂覆物固定件11具有通过导电线连接的接地电极14。与被涂覆物10连接的接地电极14将被涂覆物10与接地线连接。接地电极14通过电流表15接地。此外，被涂覆物固定件11与接地电极连接。电流表15检测(测量)从被涂覆物10流向大地的电流作为接地侧电流i2。
涂覆枪20从喷射部件(钟形杯)喷射涂覆材料21。从高电压施加设备22给涂覆枪20施加高电压。涂覆枪20通过高电压生成涂覆枪20与被涂覆物10之间的电场，并且使涂覆材料带电。高电压施加设备22生成要被施加至涂覆枪20的高电压，并且计算从涂覆枪20流向被涂覆物10的钟形侧电流i1。
接地检查单元23基于钟形侧电流i1和接地侧电流i2来检测被涂覆物10的接地状态的异常。在此，在本实施方式中，在确定被涂覆物10的接地状态异常的情况下，接地检查单元23使得能够输出使高电压施加设备22停止生成高电压的控制信号CNT。后面将描述在接地检查单元23中针对被涂覆物10的导电性检查方法的细节。
在此，将更详细地描述涂覆枪20和高电压施加设备22。图2示出了根据第一实施方式的钟形涂覆机和高电压施加设备的框图。如图2所示，涂覆枪20是钟形涂覆机30的一部分。此外，高电压施加设备22由高电压控制器40和钟形涂覆机30中的高电压生成器31构成。然后，例如通过6至8芯电缆CAB来连接钟形涂覆机30和高电压控制器40。
除了涂覆枪20以外，钟形涂覆机30还包括高电压生成器31。此外，在钟形涂覆机30中，设置了泄漏电流检测单元36。高电压生成器31包括升压器电路32、高电压测量电阻器33a、高电压测量电阻器33b、总电流测量电阻器34和泄漏电流测量电阻器35。升压器电路32通过驱动脉冲对从高电压控制器40提供的输入电压进行升压，并且生成要被提供至涂覆枪20的高电压HV。例如，可以将考克饶夫-瓦尔顿(Cockcroft-Walton)升压器电路(CW电路)用作升压器电路32。此外，在升压器电路32中设置了变压器，并且在变压器的次级线圈的一端与给其提供接地电压的接地线之间设置了总电流测量电阻器34。那么，在总电流测量电阻器34的高电压生成器31侧的端子处生成电压V0。电压V0除以总电流测量电阻器34的电阻值，从而由此可以计算总电流IM。
此外，高电压测量电阻器33a和高电压测量电阻器33b串联连接在高电压生成器31的输出端子和接地线之间。高电压测量电阻器33a和高电压测量电阻器33b之间的连接点处的电压V1是以下电压：所述电压通过高电压测量电阻器33a和高电压测量电阻器33b对从高电压生成器31输出的高电压HV进行分压而得到。在此，高电压测量电阻器33a和高电压测量电阻器33b的电阻值是已知的，并且因此可以根据电压V1来计算高电压HV的电压值。此外，分压器电流IM1流经高电压测量电阻器33a和高电压测量电阻器33b。还可以通过将高电压HV除以高电压测量电阻器33a的电阻值和高电压测量电阻器33b的电阻值之和来计算分压器电流IM1。
此外，在钟形涂覆机30上，后板侧泄漏电流IM2与该钟形涂覆机30的外表面的灰尘相关联地流动。因此，钟形涂覆机30使用泄漏电流检测单元36来检测后板侧泄漏电流IM2。具体地，在泄漏电流检测单元36和接地线之间设置泄漏电流测量电阻器35。因此，流经泄漏电流检测单元36的后板侧泄漏电流IM2通过泄漏电流测量电阻器35流向接地线。由此，在泄漏电流测量电阻器35的泄漏电流检测单元36侧处生成电压V2。因此，可以通过将电压V2除以泄漏电流测量电阻器35的电阻值来计算后板侧泄漏电流IM2。
高电压控制器40包括计算单元41、高电压生成控制单元42、总电流测量单元43、电压测量单元44和泄漏电流测量单元45。高电压生成控制单元42生成要被提供至高电压生成器31的驱动脉冲和输入电压。在此，高电压生成控制单元42响应于来自计算单元41的指令来改变输入电压的电压电平、驱动脉冲的占空比等。总电流测量单元43获得电压V0，基于所获得的电压V0计算总电流IM，并且将所计算的总电流IM的值输出至计算单元41。电压测量单元44测量电压V1，并且将所测量的电压值输出至计算单元41。泄漏电流测量单元45获得电压V2，基于所获得的电压V2计算后板侧泄漏电流IM2，并且将所计算的后板侧泄漏电流IM2的值输出至计算单元41。
计算单元41基于从电压测量单元44获得的电压V1来计算高电压HV的电压值，并且基于所计算的高电压HV的值来控制高电压生成控制单元42。此外，计算单元41具有下述功能：响应于从接地检查单元23提供的控制信号CNT，通过停止高电压生成控制单元42的操作来停止输出高电压HV。此外，计算单元41包括钟形侧电流计算单元。该钟形侧电流计算单元基于以下来计算钟形侧电流i1：从总电流测量单元43获得的总电流IM、基于从电压测量单元44获得的电压V1而计算的分压器电流IM1以及从泄漏电流测量单元45获得的后板侧泄漏电流IM2。然后，计算单元41将所计算的钟形侧电流i1输出至接地检查单元23。
在此，将描述计算钟形侧电流i1的方法。被包括在计算单元41中的钟形侧电流计算单元基于公式(1)来计算钟形侧电流i1。
i1＝IM－IM1－IM2(1)
在公式(1)中，总电流IM和后板侧泄漏电流IM2是测量值。另一方面，分压器电流IM1是根据由升压器电路32输出的高电压HV以及高电压测量电阻器33a的电阻值和高电压测量电阻器33b的电阻值所计算的计算值。
在此，在根据第一实施方式的静电涂覆设备1中，通过从总电流IM中减去分压器电流IM1而得到的值被称为理论输出电流值。
接下来，将描述根据第一实施方式的静电涂覆设备1的操作。图3示出了用于描述根据第一实施方式的静电涂覆设备1的操作的流程图。如图3所示，根据第一实施方式的静电涂覆设备1在执行静电涂覆的同时执行对被涂覆物10的导电性的检查。
当涂覆枪20将带电涂覆材料21喷射至被涂覆物10时，静电涂覆设备1计算钟形侧电流i1(步骤S1)。此外，静电涂覆设备1在静电涂覆期间使用电流表15来检测从被涂覆物10流向大地的接地侧电流i2(步骤S2)。然后，静电涂覆设备1基于钟形侧电流i1和接地侧电流i2来确定被涂覆物10的接地状态(步骤S3)。
在此，将描述在静电涂覆设备1中确定接地状态的方法。在静电涂覆设备1中，在被涂覆物10的接地正确地起作用(在下文中，被称为接地导通状态)的情况下与在被涂覆物10的接地不正确地起作用(在下文中，被称为接地隔离状态)的异常状态之间，钟形侧电流i1和接地侧电流i2存在较大的差异。图4示出了用于描述根据实施方式1的静电涂覆设备1中的电流值的变化的图。在图4中，在左侧示出了静电涂覆设备1在接地导通状态下的电流变化，而在右侧示出了静电涂覆设备1在接地隔离状态下的电流变化。如图4所示，取决于接地是否起作用，总电流IM和接地侧电流i2之间存在较大的差异。
此外，图5示出了在接地导通状态和接地隔离状态之间对钟形侧电流i1和接地侧电流i2进行比较的表格。在图5所示的示例中，在钟形侧电流i1中，取决于接地状态，存在大约两倍的差异。在接地侧电流中，存在三倍或更多倍的差异。甚至在对钟形侧电流i1和接地侧电流的比率进行比较的情况下，取决于接地是否起作用，存在32％的差异。
由于图4和图5中所示的电流之间的差异，所以根据第一实施方式的静电涂覆设备1的接地检查单元23通过第一确定方法和第二确定方法中的任意方法来确定接地的异常。
在第一确定方法中，预先将接地正确地起作用时的钟形侧电流i1和接地侧电流i2分别设置为第一标准值和第二标准值。然后，在第一确定方法中，当计算的钟形侧电流i1和第一标准值之间的差以及测量的接地侧电流i2和第二标准值之间的差中的任意一个变成预先确定的阈值或大于预先确定的阈值时，确定已经发生了接地异常。
在第二确定方法中，预先将接地正确地起作用时的钟形侧电流i1和接地侧电流i2的比率(例如i2/i1)设置为标准值。然后，在第二确定方法中，当计算的钟形侧电流i1和测量的接地侧电流i2的比率与标准值之间的差变成预先确定的阈值或大于预先确定的阈值时，确定已经发生了接地异常。
在第一确定方法中，必须知道正常时的电流值并设置阈值。此外，在正常时的电流值取决于涂覆条件、被涂覆物等的差异而变化，并且因此，在第一确定方法中，必须针对每个涂覆条件或每种被涂覆物设置阈值。另一方面，在第二确定方法中，基于钟形侧电流i1和测量的接地侧电流i2的比率来确定接地状态。因此，在第二确定方法中，即使当涂覆条件、被涂覆物等存在差异时，比率也不会变化很大。因此，在第二确定方法中，无论涂覆条件、被涂覆物等的差异如何，都可以设置固定阈值。
然后，如图3所示，在基于上面的确定方法检测到被涂覆物10的接地状态异常的情况下，根据第一实施方式的静电涂覆设备1使得能够从接地检查单元23输出控制信号CNT，并且停止静电涂覆(步骤S4中的否)。另一方面，在基于上面的确定方法确定被涂覆物10的接地状态不处于异常的情况下(步骤S4中的是)，根据第一实施方式的静电涂覆设备1继续静电涂覆(步骤S5)，并且完成该静电涂覆。
如上所述，在根据第一实施方式的静电涂覆设备1及其中的导电性检查方法中，可以在静电涂覆过程期间基于在静电涂覆设备1中流动的电流来检测被涂覆物10的接地状态的异常。因此，在根据第一实施方式的静电涂覆设备1及其中的导电性检查方法中，无需单独提供用于检查被涂覆物10的接地状态的过程，并且因此可以缩短用于涂覆过程的时间。
在上面的描述中，已经基于实施方式具体描述了由发明人提出的本发明，但是本发明不限于已经描述的实施方式。

Claims (4)

1.一种静电涂覆设备，包括：
涂覆枪，其朝向被涂覆物喷射涂覆材料；
高电压施加设备，其包括钟形侧电流计算单元并且给所述涂覆枪施加高电压，所述钟形侧电流计算单元计算从所述涂覆枪流向所述被涂覆物的钟形侧电流；
接地侧电流测量单元，其测量从所述被涂覆物流向大地的接地侧电流；以及
接地检查单元，其取决于在静电涂覆时计算的钟形侧电流与接地被正确连接时的钟形侧电流之间的量值关系以及在静电涂覆时测量的接地侧电流与接地被正确连接时的接地侧电流之间的量值关系来检测所述被涂覆物的异常接地状态。
2.根据权利要求1所述的静电涂覆设备，其中，
所述接地检查单元基于在静电涂覆时测量的钟形侧电流和接地侧电流的比率与标准值之间的差来检测所述被涂覆物的异常接地状态，所述标准值基于接地被正确连接时的钟形侧电流和接地侧电流的比率设置。
3.一种静电涂覆设备中的导电性检查方法，所述静电涂覆设备包括：涂覆枪，其朝向被涂覆物喷射涂覆材料；高电压施加设备，其包括钟形侧电流计算单元并且给所述涂覆枪施加高电压，所述钟形侧电流计算单元计算从所述涂覆枪流向所述被涂覆物的钟形侧电流；以及接地侧电流测量单元，其测量从所述被涂覆物流向大地的接地侧电流，
所述导电性检查方法包括：
在静电涂覆时，计算所述钟形侧电流作为第一测量值，并且测量所述接地侧电流作为第二测量值；以及
取决于所计算的第一测量值与接地被正确连接时的钟形侧电流之间的量值关系以及所测量的第二测量值与接地被正确连接时的接地侧电流之间的量值关系来检测所述被涂覆物的异常接地状态。
4.根据权利要求3所述的导电性检查方法，其中，
基于在静电涂覆时计算的钟形侧电流和在静电涂覆时测量的接地侧电流的比率与标准值之间的差来检测所述被涂覆物的异常接地状态，所述标准值基于接地被正确连接时的钟形侧电流和接地侧电流的比率设置。
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