DE10013280A1 - Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Um bei einer Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken (12) zu gewährleisten, daß die Menge des am Werkstück (12) vorbeigesprühten Materials vermindert wird, wird vorgeschlagen, das Werkstück mit einer Mehrzahl transversal zur Werkstückförderrichtung verteilter Sprühköpfe (28) zu besprühen, die jeweils durch einen zugeordneten Werkstückfühler (56) gesteuert werden, der stromauf der Sprühkopfanordnung vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche kann z. B. der DE 195 44 016 A1 entnommen werden. Derartige Einrichtungen sind so ausgelegt, daß sie dann, wenn die Werkstücke mit vorgegebener konstan­ ter Geschwindigkeit an den Sprühköpfen vorbeibewegt werden, auf der Werkstückoberfläche eine vorgegebene Menge des aufzubringenden Materiales, z. B. im Falle von tiefzuziehenden Blechen ein Schmiermittel, aufbringen.

Verarbeitet man auf derartigen Einrichtungen Werkstücke unterschiedlicher Abmessungen, so geht dann, wenn sämtliche Sprühköpfe gleichzeitig angesteuert werden, wie beim Stand der Technik der Fall, ein Teil des erzeugten Materialnebels an den Werkstücken vorbei. Dieses Material muß dann weggeworfen oder neu aufbereitet werden.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken angegeben werden, welche die Kontour der zu besprühenden Werkstücke selbst bestimmt und die Abgabe der Materialnebel durch die Sprühköpfe entsprechend der Werkstückgeometrie steuert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 gestattet es, die Sprühköpfe auf sehr einfache Weise einerseits in der Intensität zu steuern, andererseits in Abhängigkeit von der Werkstückgeometrie zu steuern.

Gemäß Anspruch 3 kann man die Intensitätssteuerung der Sprühköpfe durch Impulsbreitenmodulation bewerkstelligen. Man kann so die abgegebene Materialmenge in weiten Grenzen und auch bis hin zu sehr kleinen Materialmengen präzise steuern.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 gestattet es, die Werkstückfühler stromauf der Sprühköpfe anzuordnen. Damit ist es möglich, der Trägheit der Sprüheinrichtung Rechnung zu tragen, insbesondere diejenige Zeitspanne zu berücksichtigen, die das zerstäubte Material braucht, um sich vom Ausgang der Sprühköpfe zur Oberfläche der Werkstücke zu bewegen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 gestattet auf einfache Weise eine Berücksichtigung des Wunsches, daß das Aufbauen eines Materialnebelkegels und sein Abbauen mit unterschiedlicher Zeitkonstante erfolgen sollen.

Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 6 erfolgt die Berück­ sichtigung von Vorlaufzeit bzw. Nachlaufzeit der Sprüh­ kopfaktivierung ähnlich wie bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 5, jedoch nicht auf Zeitbasis sondern in Abhängig­ keit vom Weg, welchen das Werkstück zurücklegt.

Eine Einrichtung nach Anspruch 7 kann das Einschalten und Ausschalten der Sprühköpfe sehr präzise mit einfachen elektronischen. Baukomponenten bewerkstelligen.

Dabei ist bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 8 gewähr­ leistet, daß das Besprühen der vorderen und hinteren Abschnitte der Werkstücke unabhängig von der Werkstück- Fördergeschwindigkeit zuverlässig erfolgt.

Für manche Anwendungsfälle wäre es vorteilhaft, wenn man die Werkstücke mit unterschiedlicher Geschwindigkeit an den Sprühköpfen vorbeibewegen könnte, trotzdem aber die aufgetragene Materialmenge konstant bleibt. Dies ist bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 9 gewährleistet.

Dadurch, daß man die Speiseeinrichtung für das aufzu­ bringende Material (Flüssigkeit oder Pulver) mit Akti­ vierungsimpulsen ansteuert, die von der Steuereinrichtung immer dann erzeugt werden, wenn eine Relativbewegung zwischen Sprüheinrichtung und Werkstück vorgegebener Größe eingetreten ist, erhält man auf sehr einfache Weise eine Unabhängigkeit der Auftragsmenge von der Fördergeschwindigkeit der Werkstücke. Über die Länge der einzelnen Aktivierungsimpulse kann man die Auftrags­ menge auf sehr einfache Weise präzise vorgeben.

Ein Stellungsgeber, wie er im Anspruch 10 angegeben ist, z. B. ein eine Schlitzscheibe und eine Lichtschranke aufweisender Stellungsgeber, stellt Ausgangssignale bereit, die sich besonders einfach in der Steuereinrich­ tung in Aktivierungsimpulse umsetzen lassen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 gestattet es, bei einem inkrementalen Stellungsgeber das Weginkre­ ment des Werkstückes einzustellen, nach dessen Zurücklegen jeweils ein Aktivierungsimpuls für die Sprühköpfe erzeugt wird. Unter einem Frequenzumsetzer soll hier allgemein eine Schaltung verstanden werden, die einen Zug einlau­ fender Spannungsänderungen, die mit einer ersten Frequenz erfolgen, in einen Zug auslaufender Spannungsänderungen umsetzt, die mit einer zweiten Frequenz erfolgen. Das Frequenz-Umsetzverhältnis braucht keine geradzahlige Zahl zu sein, obwohl geradzahlige Frequenzumsetzer am bekanntesten sind und in Form von Frequenzteilern und Frequenzvervielfachern als preiswerte Standard-Baukompo­ nenten erhältlich sind.

Gemäß Anspruch 12 kann man die Erzeugung der Aktivierungs­ impulse abhängig von der Absolutlage des Werkstückes be­ züglich der Sprüheinrichtung vornehmen.

Dabei kann man gemäß Anspruch 13 dann wieder das Weginkre­ ment einstellen, nach welchem jeweils ein Aktivierungs­ impuls bereitgestellt wird.

Gemäß Anspruch 14 bzw. 16 kann man den Aktivierungs­ impuls unter Verwendung einer preisgünstigen elektroni­ schen Komponente erzeugen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 bzw. 17 gestattet es, auf sehr einfache Weise die Menge des von den Sprühköpfen abgegebenen Materiales einzustellen.

Verwendet man Sprühköpfe, bei denen das zu versprühende Material nicht nur unter Druck sondern auch unter gleich­ zeiger Zurhilfenahme von Zerstäubungsluft zerstäubt wird, so erhält man besonders feine Materialnebel und eine beson­ ders homogene Beschichtung der Werkstücke. Gemäß Anspruch 18 erfolgt das Zuführen der Zerstäubungsluft zu den Sprüh­ köpfen abgestimmt auf das Zuführen des zu zerstäubenden Materiales.

Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 19 hat man schon stationäre Strömungsverhältnisse für die Zerstäubungsluft, wenn das Zerstäuben des Materiales beginnt. Diese stationären Strömungsverhältnisse liegen auch noch dann vor, wenn das Zerstäuben des Materiales beendet worden ist. Das zeitliche Umschließen des ersten Aktivierungs­ impulses, also das Einbetten des zerstäubten Materiales in einen längeren Zerstäubungsluftimpuls hat auch den weiteren Vorteil, daß die Sprühköpfe von zu zerstäubendem Material zuverlässig freigeblasen werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild einer Anlage zum Beschichten von Blechen mit einem Schmiermittel;

Fig. 2: ein Blockschaltbild einer Steuereinheit der Anlage nach Fig. 1;

Fig. 3 und 4: ähnliche Blockschaltbilder wie Fig. 2, in welchen jeweils eine abgewandelte Steuerein­ heit gezeigt ist;

Fig. 5: einen abgewandelten Teil des Blockschaltbildes nach Fig. 4, welches in Verbindung mit analogen Stellungsgebern Verwendung findet;

Fig. 6: graphische Darstellungen des zeitlichen Verlaufes von Aktivierungsimpulsen für die Sprühköpfe, wie sie zum Aufbringen unterschiedlicher Schmier­ mittelmengen auf die Werkstücke verwendet werden; und

Fig. 7: graphische Darstellungen von Aktivierungsimpul­ sen in Abhängigkeit vom Werkstück-Förderweg, wie sie für unterschiedliche Auftragsmengen und unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten der Werkstücke verwendet werden.

In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt ein Endlosförderer bezeich­ net, der dazu dient, mit Schmiermittel zu beschichtende Bleche 12 an einer Sprüheinheit 14 vorbeizubewegen.

Der Endlosförderer 10 hat eine freilaufende Umlenkrolle 16 und eine angetriebene Umlenkrolle 18 sowie ein perfo­ riertes, z. B. aus einem netzähnlichen Material hergestell­ tes Förderband 20.

Die Umlenkrolle 18 wird durch einen Elektromotor 22 angetrieben, der mit einem Stellungsgeber 24 zusammen­ arbeitet. Der Stellungsgeber ist ein inkrementaler Stel­ lungsgeber, der jeweils nach einer Drehung von beispiels­ weise 5° einen Ausgangsimpuls bereitstellt.

Die Sprüheinheit 14 weist einen Tragbalken 26 auf, auf welchem in zur Zeichenebene senkrechter Richtung beab­ standet eine Vielzahl von Sprühköpfen 28 vorgesehen ist. Jeder der Sprühköpfe 28 ist über eine Schmiermittel- Speiseleitung 30 und ein 2/2-Magnetventil 32 mit dem durch einen Druckregler 34 geregelten Ausgangsdruck einer Schmiermittelpumpe 36 verbunden, die aus einem Schmiermitteltank 38 ansaugt.

Ferner ist jeder der Sprühköpfe 28 mit einer Zerstäubungs­ luft-Speiseleitung 40 verbunden, die über ein 2/2-Magnet­ ventil 42 und einen Druckregler 44 mit dem Ausgang eines Verdichters 46 verbunden ist.

Die Sprühköpfe 28 haben jeweils eine Düseneinheit 48, die eine zentrale Schmiermittel-Zerstäubungsdüse und eine letztere umgebende koaxiale Zerstäubungsluftdüse aufweisen. Einzelheiten des inneren Aufbaues des Sprüh­ kopfes 28 können so sein, wie in der DE 198 06 254 A1 beschrieben, auf die diesbezüglich Bezug genommen wird.

Die senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 angeordneten Sprühköpfe 28 erzeugen jeweils einen Schmiermittelnebel­ kegel 50, dessen Achse senkrecht auf der Förderfläche der Bleche 12 steht. Beim Vorbeibewegen der Bleche 12 an der Sprüheinheit 14 werden somit die Oberseiten der Bleche 12 mit Schmiermittelnebel belegt, so daß man auf dem Blech eine feine Schmiermittelschicht erhält.

Es versteht sich, daß man unter Verwendung einer abge­ wandelten Fördereinrichtung für die Bleche 12 auch deren Unterseiten mit einem Schmiermittelfilm versehen kann, indem man unter der Förderebene der Bleche 12 eine zwei­ te Sprüheinheit vorsieht, die analog arbeitet, wie die hier dargestellte und hier im einzelnen beschriebene Sprüh­ einheit 14.

Unterhalb des Endlosförderers 10 ist eine Auffangwanne 52 dargestellt, welche überschüssiges Schmiermittel auffängt und in den Schmiermitteltank 38 zurückleitet.

Zur Ansteuerung der Magnetventile 32 und 42 sowie zum Ansteuern des Elektormotors 22 ist eine Steuereinheit 54 vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Ausgang des Stellungsgebers 24 verbunden ist.

Stromauf der Sprüheinheit 14 ist ein Werkstückfühler 56 vorgesehen, der anspricht, wenn ihm ein Blech 12 gegenübersteht. Im Prinzip kann es sich hierbei um einen taktilen oder nicht taktilen Fühler handeln, z. B. einen optischen Fühler oder einen induktiven oder kapazitiven Fühler. Der Fühler 56 ist hier unterhalb des Arbeitstrums des Förderbandes 20 liegend eingezeichnet. Es versteht sich, daß man ihn stattdessen auch mit der Oberseite des Bleches 12 zusammenarbeitend anordnen kann.

Das Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56 ist mit einem weiteren Eingang der Steuereinheit 54 verbunden. Wo Bleche 12 unterschiedlicher Breite oder mit nicht recht­ eckiger Randkontour besprüht werden, ist für jeden Sprüh­ kopf 28 ein Werkstückfühler 56 vorgesehen, der mit dem zugeordneten Sprühkopf 28 in zur Förderrichtung der Werkstücke senkrechter, transversaler Richtung fluchtet.

Dadurch, daß die Werkstückfühler 56 stromauf der Sprüh­ köpfe 28 angeordnet sind, kann man die Sprühköpfe 28 jeweils so rechtzeitig einschalten, daß der Schmiermittel­ kegel 50 gerade dann voll aufgebaut ist, wenn die Vorder­ kante des Bleches 12 unter dem Schmiermittelkegel 50 hindurchläuft, und dann ausschalten, wenn der Hinterkante des Bleches den Schmiermittelkegel gerade verlassen hat. Dies wird später unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 noch genauer erläutert.

Zur Kontrolle der Arbeitsweise der gesamten Sprühanlage und zur Eingabe von Arbeitsparametern wie Fördergeschwin­ digkeit der Werkstücke und gewünschte Auftragsmenge des Schmiermittels ist die Steuereinheit 54 mit einem Monitor 58 sowie einem Tastenfeld 60 verbunden.

Der wesentliche Aufbau der Steuereinheit 54 ergibt sich aus dem Blockschaltbild von Fig. 2:

Der Ausgang des Stellungsgebers 24 ist - falls gewünscht unter Zwischenschaltung eines vorzugsweise einstellbaren oder programmierbaren Frequenzumsetzer 62, der z. B. ein Frequenzteiler sein kann, - mit dem Eingang eines Signal­ formkreises 64 verbunden, dessen Ausgang scharfe Steuer­ impulse bereitstellt.

Der Ausgang des Signalformkreises 64 ist mit dem Eingang einer ersten monostabilen Kippschaltung 66 verbunden. Diese hat eine Steuerklemme C, an welcher die Periode des von der Kippschaltung 66 erzeugten Impulses durch ein entsprechendes elektrisches Signal eingestellt wer­ den kann.

Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung 66 ist mit ersten Eingängen von UND-Gliedern 68 verbunden, deren Ausgang jeweils über einen Leistungsverstärker 70 mit dem Stellmagneten eines zugeordneten der Magnetventile 42 verbunden ist.

Der Ausgang des Signalformkreises 64 ist ferner über ein Verzögerungsglied 72 mit dem Eingang einer zweiten monostabilen Kippstufe 74 verbunden. Über Kontrollklem­ men C können die Perioden des Verzögerungsgliedes 72 bzw. der monostabilen Kippschaltung 74 eingestellt wer­ den. Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung 74 ist mit den ersten Eingängen von UND-Gliedern 76 verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder 76 sind über jeweils einen Leistungsverstärker 78 mit dem Stellmagneten eines der Magnetventile 32 verbunden.

Die Ausgangssignale der Leistungsverstärker 70, 78 stellen somit die Aktivierungssignale für die einzelnen Sprühköpfe 28 dar, die noch nicht geUNDeten Ausgangssignale der Kipp­ schaltungen 66 und 74 Aktivierungsgrundsignale, die noch bezüglich der Werkstückgeometrie modifiziert werden müssen.

Die zweiten Eingänge zum gleichen Sprühkopf 28 gehörender UND-Glieder 68 und 76 sind jeweils über einen Aktivie­ rungskreis 79 mit dem zugeordneten Stellungsgeber 56 verbunden, dessen Aufbau nachstehend noch genauer be­ schrieben wird und der grob so arbeitet, daß er das Aktivierungssignal eine vorgegebene einstellbare Zeitspanne nach demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die Vorderkante eines Bleches 12 den Werkstückfühler 56 passiert, erzeugt und das Aktivierungssignal eine vorgegebene Zeitspanne nach demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die hintere Kante eines Bleches 12 bei dem Werkstückfühler 56 vorbeiläuft, beendet.

Die Steuereingänge der monostabilen Kippschaltungen 66 und 74 sowie der Steuereingang des Verzögerungsglie­ des 72 sind mit zugeordneten Ausgängen eines Mengensteuer­ kreises 80 verbunden. Dieser erhält an seinem Eingang ein einstellbares Signal, welches der gewünschten Schmier­ mittel-Auftragsmenge auf den Blechen 12 zugeordnet ist und durch einen einstellbaren Widerstand 82 veranschaulicht ist.

Der Mengensteuerkreis 80 arbeitet grob gesprochen so, daß er die Periode der monostabilen Kippschaltung 74 gemäß der gewünschten Auftragsmenge pro Werkstück-Vor­ schubinkrement einstellt und die Periode der monostabi­ len Kippschaltung 66 um einen vorgegebenen Betrag größer wählt als die Periode der monostabilen Kippschaltung 74.

Das vom Mengensteuerkreis 80 dem Verzögerungsglied 72 zugeführte Steuersignal ist so bemessen, daß die anstei­ gende Flanke des Ausgangsimpulses B der monostabilen Kippschaltung 74 gegenüber der ansteigenden Flanke des Ausgangsimpulse A der monostabilen Kippschaltung 66 etwa um die Hälfte des Periodenunterschiedes zwischen diesen beiden Ausgangsimpulsen ist, so daß der Ausgangsimpuls B der monostabilen Kippschaltung 74 symmetrisch um die Mitte des Ausgangsimpulses A der monostabilen Kippschaltung 66 verteilt ist, wie schematisch oben links in Fig. 2 dargestellt. Damit hat man schon vor Schmiermittelabgabe und noch nach Schmiermittelabgabe konstante Zerstäubungs­ luft-Strömungsverhältnisse.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erfolgt die Steuerung der Erzeugung der Schmiermittelkegel 50 im wesentlichen wegabhängig also abhängig von der Relativlage zwischen Blech 12 und Sprüheinheit 14. Nur innerhalb eines Sprühzyklus findet teilweise eine zeitab­ hängige Steuerung statt, nämlich bezüglich der Einstellung der Phasenlagen zwischen den Ausgangsimpulsen A und B der monostabilen Kippschaltungen 66 und 74, was durch das programmierbare Verzögerungsglied 72 besorgt wird.

Auch beim Steuern von Anfang und Ende des Besprühens eines Bleches, welches der Aktivierungskreis 79 besorgt, erfolgt die Steuerung auf Zeitbasis, allerdings auf von der Fördergeschwindigkeit des Werkstückes abhängiger Zeitbasis:

Mit weiteren Ausgängen des Mengensteuerkreises 80 sind ein Einschalt-Zeitglied 84 und ein Ausschalt-Zeitglied 86 verbunden. Der Mengensteuerkreis 80 programmiert diese so, daß sie derjenigen Zeitspanne entsprechen, in der die Sprüheinheit 14 bei der betrachteten Förder­ geschwindigkeit der Bleche 12 noch nicht eingeschaltet werden zu braucht, nachdem die Vorderkante des Bleches 12 den Werkstückfühler 56 passiert hat, bzw. derjenigen Zeitspanne entsprechen, für welche die Aktivierung der Sprüheinheit 14 noch aufrecht erhalten werden muß, nachdem die Hinterkante des Bleches 12 am Werkstückfühler 56 vorbeigelaufen ist.

Das Anstoßen des Einschalt-Zeitgliedes 84 erfolgt direkt durch das Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56, das Anstoßen des Ausschalt-Zeitgliedes durch das durch einen Inverter 88 invertierte Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56.

Das Ausgangssignal des Einschalt-Zeitgliedes 84 wird auf den Setzeingang S, das Ausgangssignal des Ausschalt- Zeitgliedes 86 auf den Rückstelleingang R einer bistabilen Kippschaltung 90 gegeben. Deren "1"-Ausgang ist mit den zweiten Eingängen der zugeordneten UND-Glieder 68 und 76 verbunden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 2 grob gesprochen dadurch, daß auch innerhalb der einzelnen Arbeitszyklen eine Steuerung der Sprüheinheit 14 streng auf der Basis des vom Werkstück zurückgelegten Weges erfolgt. Anstelle der Komponenten 62, 72 ist ein mehrstelliger Zähler 92 vorgesehen, und der Eingang der monostabilen Kippschaltung 66 ist mit einem Ausgang des Zählers 92 verbunden, der vor demjenigen. Ausgang mit Signal beaufschlagt wird, an welchen der Eingang der monostabilen Kippschaltung 74 angeschlossen ist. Auch auf diese Weise erhält man die in Fig. 3 links oben gezeigte gewünschte Verschachtelung der Aktivierungsimpulse A für die Magnetventile 42 und der Aktivierungsimpulse B für die Magnetventile 32.

In der Aktivierungsschaltung 79 ist nun der Setzeingang S der bistabilen Kippschaltung 90 mit dem Ausgang eines Einschalt-Komparators 94 verbunden, der Rückstelleingang R mit dem Ausgang eines Ausschalt-Komparators 96. Referenz­ eingänge der beiden Komparatoren 94 und 96 sind mit Ausgängen eines Schaltpunkt-Bestimmungkreises 98 verbunden.

Dieser erhält eingangsseitig das im Signalformkreis 64 aufgearbeitete Ausgangssignal des Stellungsgebers 24. Aus dem zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse des Signalformkreises 64 bestimmt der Schaltpunkt-Bestimmungskreis 98 die momentane Förderge­ schwindigkeit, mit welcher der Endlosförderer 10 läuft und berechnet hieraus gemäß einem eingegebenen Programm oder unter Zuhilfenahme in einem Speicher abgelegter Tabellen eine Einschaltkoordinate, bei deren Erreichen die Sprüheinrichtung 14 unter Berücksichtigung der momen­ tanen Blechgeschwindigkeit (und der Nebelgeschwindigkeit senkrecht zur Blech-föderrichtung) eingeschaltet werden muß, und eine Ausschaltkoordinate, bei deren Erreichen durch die Blechhinterkante die Sprüheinheit 14 abgeschaltet werden kann. Diese Koordinaten werden als Referenzwerte auf die Komparatoren 94 und 96 gegeben.

Ein Einschaltzähler 100 und ein Ausschaltzähler 102 sind an ihren Zähleingängen mit demselben Ausgangssignal des Zählers 92 beaufschlagt, welches auch auf den Eingang der monostabilen Kippschaltung 74 gegeben wird.

Eine Rückstellklemme R des Einschaltzählers 100 ist mit dem Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56 beauf­ schlagt; eine Rückstellklemme R des Ausschaltzählers 102 erhält wieder das über einen Inverter 88 invertierte Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56.

Damit wird die Sprüheinheit 14 insgesamt eingeschaltet, wenn die Vorderkante des Bleches 12 um eine vorgegebene erste Strecke hinter dem Werkstückfühler 56 liegt, und ausgeschaltet, wenn die Hinterkante eines Bleches 12 eine vorgegebene zweite Strecke hinter dem Ort des Werkstückfühlers 56 liegt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ähnelt weitgehend demjenigen nach Fig. 3, nur erfolgt auch die Steuerung der Sprüheinheit 14 innerhalb eines einzigen Arbeitszyklus wegabhängig.

Die Funktion des Zählers 92 übernimmt, soweit die Erzeugung von Zählimpulsen für den Einschaltzähler 100 und den Ausschaltzähler 102 betroffen ist, ein Frequenzteiler 104, der ähnlich ausgebildet sein kann wie der Frequenz­ teiler 62 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.

An den Ausgang des Signalformkreises 64 sind die beiden Taktklemmen CLK zweier Schieberegister 106, 108 angeschlos­ sen, deren Ausgangssignale anstelle der Ausgangssignale der monostabilen Kippschaltungen 66 und 74 von Fig. 3 verwendet werden und auf die einen Eingänge der UND-Glieder 68 bzw. 70 gegeben werden.

Die Schieberegister 106, 108 haben Rückstellklemmen R, die mit dem Ausgangssignal des Werkstückfühlers 56 beauf­ schlagt sind. Bei Erhalt eines Impulses vom Werkstückfühler 56 lesen die Schieberegister 106, 108 an Programmierklemmen P Steuersignale von dem Mengensteuerkreis 80 ein, welche die aktive Länge des Schieberegisters und die im Schiebere­ gister umgewälzten Bitmuster darstellen. Durch geeignete Wahl dieser Bitmuster erhält man die gewünschte Verschach­ telung der Aktivierungsimpulse A für die Magnetventile 42 und der Aktivierungsimpulse B für die Magnetventile 32 sowie die Gesamtlänge eines Arbeitszyklus und damit das Tastverhältnis der Aktivierungssignale und die Sprühdosis.

Abgesehen von der exakt wegabhängigen Steuerung der Sprüheinheit 14 auch innerhalb eines einzigen Arbeitszyklus arbeitet die Schaltung nach Fig. 4 gleich wie diejenige nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Stellungsgeber 24 verwendet wird, der ein linear mit der Drehung seiner Welle ansteigendes analoges Ausgangssignal bereitstellt, welches bei Errei­ chen einer Null-Grad-Stellung auf Null zurückfällt. Dieses sägezahnförmige Ausgangssignal des Stellungsge­ bers 24 wird über einen A/D-Wandler 110 auf einen Kom­ parator 112 gegeben, der immer dann einen Ausgangsimpuls bereitstellt, wenn das Eingangssignal einen einer Viel­ zahl von Referenzwerten erreicht, die von einem Fest­ wertspeicher 114 bereitgestellt werden. Letzterer wird von einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen überge­ ordneten Einheit mit den Sollpositionen gefüllt, bei denen jeweils die Abgabe eines Sprühimpulses erfolgen soll.

In nochmaliger Abwandlung der Erfindung kann man den Komparator 112 auch so ausbilden, daß er immer dann, wenn das auf ihn gegebene Eingangssignal um einen vor­ gegebenen Betrag zugenommen hat, der durch einen wieder durch eine übergeordnete Einheit beschreibbaren Fest­ wertspeicher 114' vorgegeben ist, einen Ausgangsimpuls bereitstellt. Dabei addiert der Komparator 112 dann zu seinem Eingangsignal jeweils die Amplitude des Sägezahns, den der Stellungsgeber 24 erzeugt, wenn die Größe des gerade erhaltenen Signales abrupt abfällt (abfallende Sägezahnflanke).

Fig. 6 zeigt, wie man die Schmiermittel-Auftragsmenge variieren kann. In drei übereinander liegenden Graphen ist der zeitliche Verlauf eines am Ausgang der monosta­ bilen Kippschaltung 74 oder des Schieberegisters 108 erhaltenen Aktivierungsimpulses B dargestellt. Unterstellt, daß bei der gerade angetroffenen Geschwindigkeit des Endlosförderers 10 vom Stellungsgeber 24 alle 10 ms ein Stellungsimpuls abgegeben wird, kann man die Sprühdosis dadurch z. B. in Zehnerschritten einstellen, daß man die Breite des Aktivierungsimpulses B zwischen 1 ms und 10 ms variiert. Für die in Fig. 4 eingetragenen Impulsbreiten von 1 ms, 5 ms und 9 ms erhält man somit Sprühleistungen, welche 10%, 50% bzw. 90% der maximalen Sprühleistung betragen.

Fig. 7 veranschaulicht die Breite der von der Sprüh­ einheit 14 abgegebenen Sprühimpulse in Abhängigkeit vom Weg, welchen das zu besprühende Werkstück zurück­ gelegt hat, und zwar für unterschiedliche Förderge­ schwindigkeiten und unterschiedliche Sprühleistungen.

In der obersten Darstellung ist angenommen, daß die Sprühleistung 25% der maximalen Sprühleistung betrifft, und die Fördergeschwindigkeit 1,25 m/s ist.

Die Fördergeschwindigkeit der Bleche 12 ist in der mitt­ leren Darstellung gegenüber der oberen Darstellung ver­ doppelt (2,5 m/s), und die Sprühleistung beträgt nun 50% (Länge der Aktivierungsimpulse ist 5 ms, Periode der Aktivierungsimpulse beträgt 10 ms).

In der unteren Teildarstellung ist ein Aktivierungsgrund­ impuls für das Auftragen der maximalen Schmiermittelmenge bei der höheren Blech-Fördergeschwindigkeit von 2,5 m/s wiedergegeben.

Aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ersichtlich, daß man bei der beschriebenen Anlage zum Besprühen von Blechen mit einem Schmiermittel einen konstanten Schmiermittelauftrag auch dann erhält, wenn sich die Fördergeschwindigkeit der Bleche ändert. Die hierzu benötigten Mittel sind einfach: Man braucht nur einen Stellungsgeber vorzusehen, der die Relativbewegung der Bleche 12 zur Sprüheinheit 14 direkt oder mittelbar (hier über die Bewegung des Endlosförders 10) mißt. Ausgehend vom Ausgangssignal dieses Stellungsgebers wird dann jeweils nach Zurücklegen eines vorgegebenen Weginkrementes die Abgabe eines Sprühstosses durch die Sprüheinheit 14 veranlaßt.

Es versteht sich, daß man die oben unter Bezugnahme auf den Schmiermittelauftrag auf Bleche beschriebene Anlage gleichermaßen zum Lackieren von Blechen oder zum Auftragen anderer Flüssigkeiten auf Bleche verwenden kann. Die Erfindung läßt sich gleichermaßen auch dann verwenden, wenn auf Werkstücke ein Pulver aufgebracht werden soll, z. B. beim Pulverlackieren oder beim Bestäu­ ben von zum Zusammenkleben neigenden. Produkten mit einem Trennpuder.

Bei der oben gegebenen Beschreibung von Schaltungsbeispie­ len wurden diskrete Baukomponenten verwendet, um bestimmte Signalverarbeitungen durchzuführen. Es versteht sich, daß man stattdessen auch programmierbare Baukomponenten in Verbindung mit entsprechenden Programmen verwenden kann.

Claims (19)

1. Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken (12) mit einem Material, mit einer Mehrzahl das Material abgebender Sprühköpfe (28), mit mindestens einer Speise­ einrichtung (30 bis 38), welche das zu versprühende Material den Sprühköpfen (28) zuführt, mit einer Steuer­ einheit (54), welche die Speiseeinrichtung (30 bis 38) steuert, und mit einer Fördereinrichtung (10), welche eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken (12) und den Sprühköpfen (28) erzeugt, wobei die Sprühköpfe (28) in zur Förderrichtung der Werkstücke (12) transversaler Richtung verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Sprühköpfen (28) oder Gruppen von Sprühköpfen (28) jeweils mindestens ein Werkstückfühler (56) zugeordnet ist, der anspricht, wenn dem betrachteten Werkstückfühler (56) ein Werkstück (12) gegenübersteht, und daß die Steuerein­ richtung (54) für jeden der Sprühköpfe (28) oder für jede Gruppe von Sprühköpfen (28) Aktiverungsgrundsignal (B) bereitstellt, die von den Ausgangssignalen der zugeordneten Werkstückfühler (56) abgeleitet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsgrundsignale (B) und die Ausgangs­ signale der Werkstückfühler (56) durch UND-Glieder (76) verknüpft werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktivierungsgrundsignale (B) Akti­ vierungsimpulse umfassen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückfühler (56) über ein vorzugsweise programmierbares Verzögerungsnetzwerk (79) mit den UND-Gliedern (76) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsnetzwerk (79) Verzögerungskreise (84, 86) aufweist, deren Verzöge­ rungszeit getrennt programmierbar (80) ist und von denen der eine durch das unveränderte Ausgangssignal des Werk­ stückfühlers (56), der andere durch das invertierte (88) Ausgangssignal des Werkstückfühlers (56) aktiviert wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsnetzwerk (79) zwei Zähler (100, 102) aufweist, deren Zählklemmen mit Weg­ impulsen beaufschlagt sind, die von einem mit der Förder­ einrichtung (10) oder dem Werkstück (12) zusammenarbei­ tenden inkremental arbeitenden Stellungsgeber (24) bereit­ gestellt werden, getrennt rückstellbar sind und von denen der eine durch das unveränderte Ausgangssignal des Werkstückfühlers (56), der andere durch das invertierte (88) Ausgangssignal des Werkstückfühlers (56) zurückge­ stellt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, den Zählern (100, 102) Komparatoren (94, 96) nachge­ schaltet sind, die mit unterschiedlichen Referenzwerten beaufschlagt sind und von denen der eine eine bistabile Kippschaltung (90) setzt, der andere diese bistabile Kippschaltung (90) löscht, und daß ein Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung zur Ansteuerung des dem Verzöge­ rungsnetzwerk zugeordneten Sprühkopfes (28) dient.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwerte von einem Rechenkreis (98) in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit der Förderein­ heit (10) bzw. des Werkstückes (12) bereitgestellt werden, wobei letztere vorzugsweise über den Abstand der vom Stellungsgeber (24) bereitgestellten Wegimpulse bestimmt wird.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Werkstücken (12) oder mit der Fördereinrichtung (10) ein Stellungsgeber (24) gekop­ pelt ist und daß die Steuereinrichtung (54) mit dem Ausgangssignal des Stellungsgebers (24) beaufschlagt ist und immer dann einen Aktivierungsimpuls vorgegebener Länge an die Speiseinrichtung (30 bis 38) abgibt, wenn eine vorgegebene Änderung im Ausgangssignal des Stellungsgebers (24) festgestellt wird, z. B. eine Amplitudenänderung oder die Abgabe eine Impulses.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsgeber (24) ein inkremental arbeiten­ der Stellungsgeber ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Stellungsgebers (24) ein Frequenz­ umsetzer (62) nachgeschaltet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsgeber ein analoger oder digitaler Absolut-Stellungsgeber ist und seinem Ausgang ein Kompa­ rator (112) nachgeschaltet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (112) mit einer einstellbaren Referenzsignalquelle (114; 114') verbunden ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) eine den Aktivierungsimpuls (B) bereitstellende monostabile Kippstufe (74) aufweist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der monostabilen Kippstufe (74) einstellbar (80, 82) ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) ein den Aktivierungsimpuls (B) bereitstellendes Schiebere­ gister (108) aufweist, welches ein Bitmuster enthält und gemäß dem Ausgangssignal des Werkstückfühlers (56) getaktet wird.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (108) durch einen Steuerkreis (80) mit unterschiedlichen den Aktivierungsimpuls vorge­ benden Bitfolgen ladbar ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei die Sprühköpfe (28) durch eine erste Speiseeinrichtung (30 bis 38) mit dem zu versprühenden Material und durch eine zweite Speiseeinrichtung (40 bis 46) mit Zerstäu­ bungsluft beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (54) einen ersten Aktivierungs­ impuls (B) für die erste Speiseeinrichtung (30 bis 38) und einen zweiten Aktivierungsimpuls (A) für die zweite Speise­ einrichtung (40 bis 46) bereitstellt, die beide vom Ausgangsignal des Stellungsgebers (24) abgeleitet sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aktivierungsimpuls (A) länger ist als der erste Aktivierungsimpuls (B) und letzteren zeitlich umschließt.