-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die zum Steuern eines Mischungsverhältnisses eines Hauptbeschichtungsmittels
und eines Härtungsmittels
geeignet sind, durch Anpassen eines Pumpendrucks, einer Temperatur
einer Heizungseinheit und einer Rotation einer Spindelmotoreinheit
in Übereinstimmung
mit einem Druck, einer Temperatur und einem Mischungsverhältnis, die
von einem Anwender eingegeben werden, wenn ein Beschichtungsvorgang
gestartet wird.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Wie
wohlbekannt ist, ist ein Beschichtungsvorgang bei einem Schiffsbauprozess
ein wichtiger Prozess, der erforderlich ist, um die Lebensdauer
eines Schiffes zu verlängern
und eine Korrosion von Stahl-Werkstoffen zu verhindern, die für einen
Rahmen des Schiffes verwendet werden. Herkömmlicherweise wurden Hochleistungs-Schutzbeschichtungs-Zusammensetzungen
für verschiedene
Teile des Schiffes verwendet, wie zum Beispiel für einen Schiffsrumpf, ein exponiertes
Deck, eine obere Struktur-Einheit, eine Halte-Einheit und einen
Ballasttank.
-
Der
Schiffsrumpf weist zum Beispiel auf: eine Unterseite, die immer
im Wasser liegt, eine Oberseite, die über dem Wasser liegt, und einen
Wasserpass, der sich abwechselnd unter Wasser befindet und der Luft
ausgesetzt wird, wobei der Wasserpass zwischen der Unterseite und
der Oberseite liegt. Wenn der Schiffsrumpf beschichtet wird, dann
muss ein Anstrichmittel für
die Oberseite wetterfest sein, da der Schiffsrumpf sowohl intensivem
Sonnenlicht als auch rauen Wellen ausgesetzt ist. Ein Anstrichmittel für die Unterseite
muss fäulnisfest
sein, da die Unterseite immer im Wasser liegt. Ein Anstrich für den Wasserpass
muss wetterfest, wasserdicht und fäulnisfest sein, da sich der
Wasserpass abwechselnd im Wasser befindet und der Luft ausgesetzt
ist.
-
Aus
diesem Grund wird zum Sicherstellen einer Verbundfestigkeit und
einer Korrosionsfestigkeit eine Mehrzahl von geeigneten Grundbeschichtungen verwendet,
um solche Teile mit entsprechenden Anstrichmitteln zu beschichten,
die die oben genannten Anforderungen erfüllen.
-
Der
herkömmliche
Beschichtungsvorgang kann mittels eines Ventilsteuerungsverfahrens,
eines pneumatischen Steuerungsverfahrens und mittels eines Steuerungsverfahrens
unter Verwendung einer Zahnradpumpe durchgeführt werden. Bei dem Ventilsteuerungsverfahren
werden Durchflussraten eines Hauptbeschichtungsmittels und eines
Härtungsmittels,
die von einer Ableitungsstelle zugeführt werden, mittels eines Durchflussraten-Sensors
gemessen, der an einem pneumatischen Teil oder einem hydraulischen
Teil angebracht ist, und mittels des Ventils gesteuert. Dieses Verfahren
ist jedoch sowohl dahingehend nachteilig, dass es durch die Genauigkeit
des Ventils, eine Temperatur, eine Viskosität und eine Durchflussrate beeinflusst
wird, als auch dahingehend, dass eine Durchflussrate eines Anstrichmittels nicht
durch das Ventil steuerbar ist. Dementsprechend ist es schwierig,
einen Beschichtungsvorgang mit hoher Qualität durchzuführen.
-
Bei
dem pneumatischen Steuerungsverfahren werden Durchflussraten eines
Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels durch die pneumatische
Steuerung der Zuführeinheit
gemessen und gesteuert. Bei diesem Verfahren können ein Druck und eine Durchflussrate
bei einem niedrigen Druck, jedoch nicht bei einem hohen Druck gesteuert werden.
Zum Beispiel wird ein Anstrichmittel bei einem Druck von ungefähr 100 Bar
bis 400 Bar in einer Plungerkolben-Beschichtungsvorrichtung abgeleitet.
-
Des
Weiteren weist das Steuerverfahren mittels einer Zahnradpumpe eine
konstante Durchflussraten-Eigenschaft auf, und eine Durchflussrate
eines Anstrichmittels kann durch das Steuern der Rotation eines
Zahnrades gesteuert werden. Wenn jedoch die Zahnradpumpe mit einer
Beschichtungsvorrichtung verbunden ist, müssen zwei Pumpen gereinigt
werden, wenn die Anstrichmittel ausgetauscht werden. Somit ist es
schwierig, Farben schnell auszutauschen, was eine Verschlechterung
der Produktivität zur
Folge hat. Wenn ausschließlich
die Beschichtungsvorrichtung verwendet wird, ist es schwierig, eine
konstante Durchflussrate und ein genaues Mischungsverhältnis sicherzustellen.
Dabei wird ein hoher Druck (maximal 100 Bar) kaum erzeugt, wenn ausschließlich die
Zahnradpumpe verwendet wird. Des Weiteren wird durch eine Farbstoffkomponente des
Anstrichmittels eine schwerwiegende Abnutzung verursacht, so dass
die Betriebskosten einschließlich der
Wartungskosten ansteigen. Dementsprechend kann dieses Verfahren
für eine
tatsächliche
Beschichtungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Schiff nicht verwendet
werden.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Angesichts
der weiter oben erläuterten Punkte
stellt die vorliegende Erfindung eine Beschichtungsvorrichtung,
wie zum Beispiel eine Schwenk-Zweikomponenten-Beschichtungsvorrichtung, die die Kolbenhübe einer
Hauptmittelpumpe und einer Härtungsmittelpumpe
steuert, und ein Beschichtungsverfahren bereit, die zum Durchführen eines
Beschichtungsvorgangs geeignet sind, wobei ein Mischungsverhältnis eines
Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels durch Anpassen
eines Pumpendrucks, einer Temperatur einer Heizungseinheit und einer
Rotation einer Spindelmotor-Einheit gemäß einem Druck, einer Temperatur
und einem Mischungsverhältnis,
die von einem Anwender zu Beginn eines Beschichtungsvorgangs eingegeben
werden, gesteuert wird.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung wird ein Beschichtungsvorgang durchgeführt, wobei
ein Mischungsverhältnis
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels auf der Grundlage
von 5% durch Steuern eines Pumpendrucks, einer Temperatur einer
Heizungseinheit und einer Rotation einer Spindelmotor-Einheit gesteuert
wird, um einem Druck, einer Temperatur und einem Mischungsverhältnis zu
genügen,
die von einem Anwender zu Beginn eines Beschichtungsvorgangs in
einer Schwenk-Zweikomponenten-Beschichtungsvorrichtung
eingegeben werden. Dementsprechend ist es möglich, die herkömmlichen
Probleme zu lösen,
bei welchen eine Beschichtung nicht mit hoher Qualität durchgeführt werden
kann, da eine Durchflussrate eines Anstrichmittels nicht durch ein
Ventil steuerbar ist, ein Druck und eine Durchflussrate nicht in
einer Hochdruck-Umgebung
gesteuert werden können, eine
Reinigung beim Auswechseln von Farben und ein schnelles Austauschen
von Farbe nicht durchgeführt
werden können,
wenn eine Zahnradpumpe und eine Beschichtungsvorrichtung verwendet
werden, die miteinander verbunden sind, und die Genauigkeit des
Mischungsverhältnisses
nicht verbessert werden kann, wenn ausschließlich eine Beschichtungsvorrichtung
verwendet wird.
-
Des
Weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung eine Schwenk-Zweikomponenten-Beschichtungsvorrichtung
mit einer Spindelmotor-Einheit bereitgestellt, und ein Schraubenteil
der Spindelmotor-Einheit ist in Eingriff mit einem oberen Abschnitt eines
Mischungsverhältnis-Steuerschaftes
einer Schwenk-Einheit zum Steuern der Hübe einer Hauptmittelpumpe und
einer Härtungsmittelpumpe.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine Rotationsanzahl der Spindel in regelmäßigen Zeitabständen von
einem Anfangspunkt bis zu einem Endpunkt des Schraubenteils, der mit
dem oberen Abschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes in Eingriff ist, aufgezeichnet,
und ein Mischungsverhältnis
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels wird durch Steuern der
Rotationsanzahl der Spindel gesteuert. Als Ergebnis kann eine optimale
Beschichtungsqualität
erhalten werden.
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Beschichtungsvorrichtung bereitgestellt,
die zum Steuern eines Mischungsverhältnisses geeignet ist, die
aufweist: eine Spindelmotor-Einheit mit einer Spindel, mit welcher
ein oberer Endabschnitt eines Mischungsverhältnis-Steuerschaftes in Eingriff
ist, wobei der obere Endabschnitt des Steuerschaftes auf der Spindel
gemäß der Rotation
der Spindel bewegt wird, und eine Steuereinheit zum Berechnen des
Mischungsverhältnisses
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels auf der Grundlage
von deren gemessenen Durchflussraten, und zum Steuern der Rotation
der Spindel, wenn das berechnete Mischungsverhältnis des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels
außerhalb
eines Toleranzbereichs eines voreingestellten Mischungsverhältnisses
liegt, wobei das Mischungsverhältnis
des Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels in Abhängigkeit
von den Positionen des oberen Endabschnitts des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes
auf der Spindel eingestellt wird.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Beschichtungsverfahren bereitgestellt, wobei
die Beschichtungsvorrichtung verwendet wird, die eine Spindelmotor-Einheit
mit einer Spindel zum Steuern eines Mischungsverhältnisses
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels aufweist, wobei
das Beschichtungsverfahren umfasst: Einstellen eines Mischungsverhältnisses
des Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels, Rotieren der
Spindel, um das voreingestellte Mischungsverhältnis zu erreichen, Messen
der Durchflussraten des Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels,
um ein Mischungsverhältnis
davon zu berechnen, Rotieren der Spindel, wenn das berechnete Mischungsverhältnis außerhalb
eines Toleranzbereichs in Bezug auf das voreingestellte Mischungsverhältnis liegt,
um das berechnete Mischungsverhältnis
einzustellen, und Pumpen des Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels mit
dem eingestellten Mischungsverhältnis.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
obigen und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen deutlich.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer Mischungsverhältnis-Steuerungs-Vorrichtung
zum Beschichten,
-
2 ein
Blockdiagramm einer Mischungsverhältnis-Steuerungs-Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
3 eine
perspektivische Ansicht einer Spindelmotor-Einheit aus 2,
-
4 eine
Querschnitts-Ansicht, die zeigt, dass ein Motor an einer Schwenk-Beschichtungsvorrichtung
angebracht ist,
-
5A und 5B eine
Darstellung einer Bewegung einer Beschichtungsvorrichtung auf der Grundlage
von Rotationspositionen der Spindelmotor-Einheit aus 2,
und
-
6A und 6B Ablaufdiagramme,
die aufeinanderfolgend einen mischungsverhältnisgesteuerten Beschichtungsprozess
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen.
-
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsform
-
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die einen Teil hiervon bilden.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 bis 6, stellt 2 ein
Blockdiagramm einer Beschichtungsvorrichtung dar, die zum Steuern
eines Mischungsverhältnisses
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Beschichtungsvorrichtung
weist auf: eine Steuereinheit 10, eine Spindelmotor-Einheit 20,
einen Druckregler 30, eine Hauptpumpe 40, einen
Hauptbeschichtungsmittel-Einlass 50, einen Härtungsmittel-Einlass 60,
eine Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70, eine
Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80, eine Härtungsmittel-Heizungseinheit 90,
eine Härtungsmittel-Sensoreinheit 100,
einen Mischer 110, eine Hochdruck-Spritzpistole 120 und eine Schwenk-Einheit 130. 1 stellt
hier eine dreidimensionale Ansicht dar, die schematisch die Beschichtungsvorrichtung
zeigt, die ausgehend von einem konzeptionellen Blockdiagramm der 2 entwickelt
ist. 3 stellt eine perspektivische Ansicht der Spindelmotor-Einheit 20 aus 2 dar.
In 3 ist ein Motor 36 mit einer Spindel 26 in
Eingriff, an deren Endabschnitt sich ein Schraubenteil 26a befindet. 4 ist
eine Querschnittsansicht, die zeigt, dass ein Motor 36 an
einer konventionellen Schwenk-Beschichtungsvorrichtung angebracht
ist. In 4 weist ein Schwenkteil 130 einen
Mischungsverhältnis-Steuerschaft 131 und
ein Schwenk-Element 132 auf, in dem der Schraubenteil 26a mit
einem oberen Abschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in Eingriff
ist. Bei der herkömmlichen Schwenk-Beschichtungsvorrichtung
werden ein Hub einer Hauptbeschichtungsmittelpumpe 41 und
ein Hub einer Härtungsmittelpumpe 42 durch
eine horizontale Position des Schwenk-Elements 132 gesteuert,
das durch den Mischungsverhältnis-Steuerschaft 131 bewegt
wird, wobei auf eine ausführliche
Beschreibung davon verzichtet wird. 5A und 5B stellen
die Bewegung der Beschichtungsvorrichtung auf der Grundlage von
Rotationspositionen der Spindel 26 dar. 6A und 6B stellen
ein Ablaufdiagramm dar, das sequenziell einen mischungsverhältnisgesteuerten
Beschichtungsprozess veranschaulicht.
-
In
der Steuereinheit 10 wird im Voraus eine Rotationsanzahl
der Spindel 26 gemäß Mischungsverhältnissen,
zum Beispiel Grund-Mischungsverhältnissen
von 2:1, 3:1 und 4:1 gespeichert. Die jeweilige Rotationsanzahl
wird durch Berechnen der Rotationsanzahl der Spindel 26 erhalten,
die erforderlich ist, um eine entsprechende Position eines oberen
Endabschnitts des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 entsprechend
einem jeweiligen Grund-Mischungsverhältnis zu erreichen. Wenn ein
Mischungsverhältnis,
eine Temperatur und ein Druck von einem Anwender zum Starten eines
Beschichtungsvorgangs eingegeben werden, dann steuert die Steuereinheit 10 die
Spindelmotor-Einheit 20,
so dass sich der obere Endabschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 gemäß dem eingegebenen
Mischungsverhältnis
bewegt. Als nächstes
berechnet die Steuereinheit 10 Durchflussraten des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels
unter Verwendung eines Durchflussmessers 85, der an der
Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und
der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 eingerichtet
ist. Luft in einem Anschlussteil und einem Schlauch, der mit der
Beschichtungsvorrichtung verbunden ist, muss entfernt werden. Aus
diesem Grund werden Daten, die während
eines anfänglichen
vorbestimmten Zeitraums (zum Beispiel 2 Minuten) nach dem Starten
der Beschichtungsvorrichtung erhalten werden, vernachlässigt, und
Durchflussraten, die nach dem anfänglichen vorbestimmten Zeitraumgemessen
werden, werden als Daten verwendet. Ein Mischungsverhältnis des
Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels wird auf der
Grundlage der obigen Daten berechnet. Wenn das berechnete Mischungsverhältnis innerhalb
eines Toleranzbereichs des eingegebenen Mischungsverhältnisses
liegt (zum Beispiel innerhalb von ±5%), dann wird die Position
des oberen Endabschnitts des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131, der mit dem
Schraubenteil 26a der Spindelmotoreinheit 20 in Eingriff
ist, so gesteuert, dass sie fixiert ist. Wenn es sich jedoch außerhalb
des Toleranzbereichs befindet, das heißt, wenn es +5% übersteigt,
dann wird die Spindelmotor-Einheit 20 so gesteuert, dass
sie um 360° rotiert,
so dass sich der obere Endabschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in
Richtung zum „0”-Punkt S1 des Schraubenteils 26a bewegt, der
in 3 dargestellt ist. Wenn es dagegen unter –5% liegt,
dann wird die Spindelmotor-Einheit 20 so gesteuert, dass
sie um 360° rotiert,
so dass sich der obere Endabschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in
Richtung zu dem „End”-Punkt
S1 des Schraubenteils 26a bewegt, der in 3 dargestellt ist.
-
Des
Weiteren steuert die Steuereinheit 10, wenn ein Mischungsverhältnis, eine
Temperatur und ein Druck von einem Anwender zum Starten eines Beschichtungsvorgangs
eingegeben werden, das Aufheizen der Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und
der Härtungsmittel-Heizungseinheit 90,
indem Daten dorthin zurückgeführt werden,
die von dem Temperatursensor 95 gemessen werden, der mit
der Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 verbunden
ist, so dass die Temperatur nahe der Eingabetemperatur gehalten
werden kann.
-
Hier
kann die Steuereinheit 10 eine Temperatur so steuern, dass
sie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, indem eine Leistungsschalter-Vorrichtung 75 mit
einer Bimetall-Vorrichtung
verwendet wird, die an der Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und
der Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 installiert
ist.
-
Des
Weiteren steuert die Steuereinheit 10 den Druckregler 30 so,
dass der gemessene Druck innerhalb des maximalen/minimalen Druckbereichs liegt,
wenn ein Druck, der durch den Drucksensor 105 gemessen
wird, der mit der Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und
der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 verbunden
ist, außerhalb
eines maximalen/minimalen Druckbereichs des eingegebenen Drucks
liegt.
-
Die
Spindelmotor-Einheit 20 ist ein elektrischer oder mechanischer
Motor, der unter der Steuerung der Steuereinheit 10 betrieben
wird. Wie es in der Schnittansicht der Spindelmotor-Einheit 20 der 3 dargestellt
ist, weist die Spindelmotor-Einheit 20 auf: Lager 32,
die an entgegengesetzten Seiten eines fixierten Schaftes 28 ausgebildet
sind, eine Kupplung 34 zum Rotieren eines Rotationsteils 26b einer
Spindel 26 und einen Motor 36 mit einer (nicht dargestellten)
Rotationsunterbrechung zum Rotieren und Stoppen der Kupplung 34.
Der Schraubenteil 26a ist an einer Seite der Spindel 26 ausgebildet,
und der Rotationsteil 26b ist an der anderen Seite der Spindel 26 ausgebildet.
Die Spindel 26 durchdringt den fixierten Schaft 28.
Nuten 28a sind an entgegengesetzten Seiten des fixierten
Schaftes 28 ausgebildet, so dass die Lager 32 dicht
an dem fixierten Schaft 28 angebracht werden können, und
eine Mutter 31 ist an einer Seite des Lagers 32 ausgebildet.
-
In
dem Fall, dass die Spindelmotor-Einheit 20 ein Elektromotor
ist, wird der Motor 36, dessen Rotationsunterbrechung durch
eine elektromagnetische Kraft betrieben wird, unter der Steuerung
der Steuereinheit 10 zum Rotieren der Kupplung 34 angetrieben.
Als nächstes
rotiert der Rotationsteil 26b, so dass ein Mischungsverhältnis eines
Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels in der Hauptpumpe 40 gesteuert
werden kann. Hier wird die Spindel 26, wenn der Rotationsteil 26b der
Spindelmotor-Einheit 20 rotiert, gemeinsam damit rotiert.
-
Wenn
der Druck außerhalb
des maximalen/minimalen Druckbereichs liegt, dann passt der Druckregler 30 unter
der Steuerung der Steuereinheit 10 den Druck so an, dass
er innerhalb des minimalen/maximalen Druckbereichs liegt. Des Weiteren
beseitigt der Druckregler 30 einen inneren Druck durch Blockieren
eines Drucks, der der Hauptpumpe 40 zugeführt wird,
wenn der Beschichtungsvorgang beendet ist.
-
Die
Hauptpumpe 40 weist die Hauptbeschichtungsmittelpumpe 41 und
die Härtungsmittelpumpe 42 auf
und pumpt das Hauptbeschichtungsmittel und das Härtungsmittel, die jeweils von
dem Hauptbeschichtungsmittel-Einlass 50 und dem Härtungsmittel-Einlass 60 injiziert
werden, zu dem Mischer 110, wobei deren Mischungsverhältnis durch die
Rotation der Spindel 26 gesteuert wird. Des Weiteren pumpt
die Hauptpumpe 40 das Hauptbeschichtungsmittel und das
Härtungsmittel
zu dem Mischer 110 mit einem Druck, der innerhalb des maximalen/minimalen
Druckbereichs liegt, mittels der Drucksteuerung des Druckreglers 30.
-
Der
Hauptbeschichtungsmittel-Einlass 50 injiziert unter der
Steuerung der Steuereinheit 10 ein Hauptbeschichtungsmittel
in die Hauptpumpe 40, und der Härtungsmittel-Einlass 60 injiziert
unter der Steuerung der Steuereinheit 10 das Härtungsmittel
in die Hauptpumpe 40.
-
Die
Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und die Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 erhitzen
das Hauptbeschichtungsmittel beziehungsweise das Härtungsmittel,
die in den Mischer 110 strömen, um deren Temperaturen
unter der Steuerung der Steuereinheit 10 zu steuern. Hier
sind die Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und die
Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 mit
der Leistungsschaltervorrichtung 75 versehen, die eine
Bimetall-Vorrichtung
aufweist, und die Temperatur der Mittel kann so gesteuert werden,
dass sie die voreingestellte Temperatur der Steuereinheit 10 nicht überschreitet.
-
Die
Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und die Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 weisen einen
Durchflussmesser 85, den Temperatursensor 95 und
den Drucksensor 105 auf. Der Durchflussmesser 85 misst
eine Durchflussrate, und die Durchflussrate wird der Steuereinheit 10 bereitgestellt,
die durch den Temperatursensor 95 erhaltenen Daten werden
der Steuereinheit 10 bereitgestellt, und ein durch den
Drucksensor 105 gemessener Druck wird der Steuereinheit 10 bereitgestellt.
Hier variiert die Durchflussrate, die von dem Durchflussmesser 85 gemessen
wird, in Abhängigkeit
von der Genauigkeit des Durchflussmessers 85, so dass eine
Kalibrierung des Durchflussmessers bevorzugt wird, die dadurch erfolgt,
dass überprüft wird,
ob eine Variation zwischen einer gemessenen Durchflussrate in Bezug auf
die Viskosität
des verwendeten Fluids, zum Beispiel ein Volumen, das aus einem
gemessenen Gewicht pro Zeiteinheit mit bekannter spezifischer Schwerkraft
des Fluids konvertiert wird, und einer Durchflussrate pro Minute,
die von dem Durchflussmesser gemessen wird, innerhalb einer Genauigkeit von
1% liegt.
-
Der
Mischer 110 mischt das Hauptbeschichtungsmittel und das
Härtungsmittel,
die mit einem gesteuerten Mischungsverhältnis von der Hauptpumpte 40 gepumpt
werden, und dann wird das gemischte Mittel von der Hochdruck-Spritzpistole 120 gesprüht, wodurch
ein tatsächlicher
Beschichtungsvorgang erfolgt. Wenn der Beschichtungsvorgang beendet
ist, dann wird der Mischer 110 mit der Mischung des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels durch
Injizieren eines Reinigungsmittels (zum Beispiel eines Lösungsmittels)
gereinigt.
-
Aus
diesem Grund erfolgt bei der vorliegenden Erfindung ein Beschichtungsvorgang
in einer Schwenk-Zweikomponenten Beschichtungsvorrichtung, wobei
ein Mischungsverhältnis
eines Hauptbeschichtungsmittels und eines Härtungsmittels durch Steuern
eines Pumpendrucks, einer Temperatur einer Heizungseinheit und einer
Rotation einer Spindelmotor-Einheit gemäß einem Druck, einer Temperatur
und einem Mischungsverhältnis,
die von einem Anwender eingegeben werden, wenn ein Beschichtungsvorgang
gestartet wird, gesteuert wird. Folglich ist es möglich, die
folgenden herkömmlichen
Probleme zu lösen,
die darin bestehen, dass: ein Beschichten nicht mit hoher Qualität erfolgen
kann, da eine Durchflussrate eines Anstrichmittels nicht durch ein Ventil
steuerbar ist, ein Druck und eine Durchflussrate nicht bei einer
Hochdruckumgebung gesteuert werden können, ein Reinigen beim Austauschen
von Anstrichmitteln und ein schneller Wechsel von Farbe nicht erfolgen
können,
wenn eine Zahnradpumpe und eine Beschichtungsvorrichtung verwendet
werden, die miteinander verbunden sind, und die Genauigkeit des
Mischungsverhältnisses
nicht verbessert werden kann, wenn ausschließlich eine Beschichtungsvorrichtung
verwendet wird.
-
Im
Nachfolgenden wird ein mischungsverhältnisgesteuerter Beschichtungsprozess
beschrieben, der unter Anwendung der Beschichtungsvorrichtung durchgeführt wird,
die wie weiter oben beschrieben eingerichtet ist.
-
6A und 6B sind
Ablaufdiagramme, die sequenziell einen mischungsverhältnisgesteuerten
Beschichtungsprozess gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen.
-
Zuerst
werden die von einem Anwender eingegebenen Daten überprüft, wenn
ein Beschichtungsvorgang gestartet wird (S401).
-
Wenn
in Schritt S401 geprüft
ist, dass die eingegebene Information ein Mischungsverhältnis ist (S403),
dann steuert die Steuereinheit 10 die Spindelmotor-Einheit 20 so,
dass der obere Endabschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in Übereinstimmung
mit dem eingegebenen Mischungsverhältnis bewegt wird, indem die
oben genannten vorgespeicherten, auf das Mischungsverhältnis bezogenen
Daten, verwendet werden.
-
Anschließend misst
die Steuereinheit 10 Durchflussraten des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels
mittels der Durchflussmesser 85, die an der Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und
an der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 installiert
sind. Es ist erforderlich, dass zuerst Luft in dem Anschlussstück und dem
Schlauch, der mit der Beschichtungsvorrichtung verbunden ist, entfernt wird.
Aus diesem Grund werden Daten, die während eines anfänglichen
vorbestimmten Zeitraums (zum Beispiel 2 Minuten) nach der Inbetriebnahme
der Beschichtungsvorrichtung erhalten werden, vernachlässigt, und
eine Durchflussrate, die nach dem anfänglichen vorbestimmten Zeitraum
gemessen wird, wird als Information verwendet. Ein Mischungsverhältnis des
Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels wird auf der
Grundlage der obigen Daten berechnet (S407).
-
Anschließend überprüft die Steuereinheit 10, ob
das errechnete Mischungsverhältnis
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (zum Beispiel ±5%) des von
dem Anwender eingegebenen Mischungsverhältnisses liegt, oder nicht
(S409).
-
Wenn
in Schritt S409 überprüft ist,
dass es innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, dann wird die
Spindelmotor-Einheit 20 so
gesteuert, dass sie stoppt. Dann stoppt in der Spindelmotor-Einheit 20 der
Motor 36, der eine Rotationsunterbrechung aufweist, unter
der Steuerung der Steuereinheit 10, wodurch der Rotationsteil 26b gestoppt
wird (S411).
-
Wenn
in Schritt S409 überprüft ist,
dass es außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt (S413), zum Beispiel wenn es über +5%
liegt, dann wird die Spindelmotor-Einheit 20 so gesteuert,
dass sie um 360° rotiert,
so dass sich der obere Endabschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in
Richtung zu dem „0”-Punkt
S1 des Schraubenteils 26a dreht, der in 3 dargestellt
ist (S415). Wenn es dagegen unter –5% liegt, dann wird die Spindelmotor-Einheit 20 so
gesteuert, dass sie um 360° rotiert,
so dass sich der obere Abschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 in
Richtung zu dem „End”-Punkt
S2 des Schraubenteils 26a aus 3 bewegt
(S417).
-
Auf
diese Weise wird der Motor 36, der eine Rotationsunterbrechung
aufweist, die von einer elektromagnetischen Kraft betrieben wird,
in dem Fall, dass es sich um einen Elektromotor handelt, in der Spindelmotor-Einheit 20 unter
der Steuerung der Steuereinheit 10 zum Rotieren der Kupplung 34 und des
Rotationsteils 26b angetrieben. Folglich wird die Spindel 26,
wenn der Rotationsteil 26b rotiert, zusammen damit rotiert,
wodurch die Position des oberen Endabschnitts des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131,
der mit dem Schraubenteil 26a in Eingriff ist, gesteuert
wird. Der Hub der Hauptmittelpumpe 41 und der Härtungsmittelpumpe 42,
die an der Hauptpumpe 40 installiert sind, werden gemäß den Positionen
des oberen Endabschnittes des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes 131 auf
dem Schraubenteil 26a gesteuert, wodurch ein Mischungsverhältnis des
Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels gesteuert wird.
-
Hier
berechnet die Steuereinheit 10 ein tatsächliches Mischungsverhältnis durch
Messen in Echtzeit von Durchflussraten des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels,
und überprüft erneut,
ob sich das berechnete Mischungsverhältnis innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs (±5%)
des eingegebenen Mischungsverhältnisses
befindet oder nicht, und steuert die Rotation der Spindelmotor-Einheit 20,
bis das berechnete Mischungsverhältnis
innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
-
Anschließend pumpt
die Hauptpumpe 40 (S419) das Hauptbeschichtungsmittel und
das Härtungsmittel,
die von dem Hauptbeschichtungsmittel-Einlass 50 und dem
Härtungsmittel-Einlass 60 aus
injiziert werden, zu dem Mischer 110, wobei ein Mischungsverhältnis davon
durch die Rotation der Spindelmotor-Einheit 20 gesteuert wird.
-
Wenn
in Schritt S401 überprüft ist,
dass die eingegebene Information eine Temperatur ist (S421), dann
wird währenddessen
das Aufheizen der Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und der
Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 gesteuert,
indem die durch die Temperatursensoren 95 gemessenen Daten,
die mit der Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 verbunden
sind, dorthin zurückgeführt werden,
so dass die Temperatur nahe bei der eingegebenen Temperatur gehalten
werden kann.
-
Die
Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und die Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 erhitzen
die Mittel, die in den Mischer 110 strömen, um die Temperatur davon
unter der Steuerung der Steuereinheit 10 zu steuern (S423).
Hier weisen die Hauptbeschichtungsmittel-Heizungseinheit 70 und die
Härtungsmittel-Heizungseinheit 90 die
Leistungsschalter-Vorrichtung 75 auf,
die eine Bimetall-Vorrichtung aufweist, so dass die Temperatur gesteuert werden
kann, damit sie nicht die voreingestellte Temperatur der Steuereinheit 10 übersteigt.
-
Wenn
in S401 ermittelt ist, dass die eingegebene Information ein Druck
ist (S425), dann wird ferner der Druckregler 30 so gesteuert,
dass ein Druck, der von dem Drucksensor 105 gemessen wird,
der mit der Hauptbeschichtungsmittel-Sensoreinheit 80 und
der Härtungsmittel-Sensoreinheit 100 verbunden ist,
innerhalb des maximalen/minimalen Bereichs des eingegebenen Drucks
liegt. Wenn der Druck außerhalb
des maximalen/minimalen Druckbereichs liegt, dann wird der Druckregler 30 so
gesteuert, dass der gemessene Druck unter der Steuerung der Steuereinheit 10 in
den maximalen/minimalen Druckbereich gelangt (S427).
-
Die
Hauptpumpe 40 pumpt das Hauptbeschichtungsmittel und das
Härtungsmittel
mit einem Druck innerhalb des maximalen/minimalen Druckbereichs
unter der Steuerung des Druckreglers 30 zu dem Mischer 110.
-
Der
Mischer 110 mischt (S429) das Hauptbeschichtungsmittel
und das Härtungsmittel,
die von der Hauptpumpe 40 in einem gesteuerten Mischungsverhältnis gepumpt
werden, und das gemischte Mittel wird durch die Hochdruck-Spritzpistole 120 gesprüht, wodurch
ein tatsächlicher
Beschichtungsvorgang erfolgt (S431). Zu diesem Zeitpunkt, wenn der
Beschichtungsvorgang beendet ist, wird der Mischer 110,
der die Mischung des Hauptbeschichtungsmittels und des Härtungsmittels
aufweist, durch Injizieren eines Reinigungsmittels (zum Beispiel
eines Lösungsmittels)
gereinigt. Des Weiteren beseitigt der Druckregler 30 durch
Blockieren eines Drucks, der der Hauptpumpe 40 zugeführt wird,
einen Innendruck.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Schwenk-Zweikomponenten-Beschichtungsvorrichtung
mit der Spindelmotor- Einheit
vorgesehen, und der Schraubenteil der Spindelmotor-Einheit ist mit dem
oberen Abschnitt des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes einer Schwenk-Einheit
im Eingriff, um den Hub einer Hauptmittelpumpe und einer Härtungsmittelpumpe
zu steuern. Zu diesem Zeitpunkt werden die Rotationsanzahlen der
Spindel, die Positionen des oberen Endabschnitts des Mischungsverhältnis-Steuerschaftes
auf dem Schraubenteil von einem Anfangspunkt zu dessen Endpunkt
entsprechen, gespeichert, und ein Mischungsverhältnis des Hauptbeschichtungsmittels
und des Härtungsmittels wird
durch Steuern der Rotationsanzahl der Spindel gesteuert. Als Ergebnis
kann eine optimale Beschichtungsqualität erreicht werden.
-
Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen dargestellt und
beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass zahlreiche Änderungen
und Modifizierungen durchgeführt werden
können,
ohne dabei vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in
den folgenden Ansprüchen
definiert ist.