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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Betriebsparametern für den Betrieb zumindest einer Beschichtungsanlage zur Herstellung eines Materialauftrags mit vorgegebenen Eigenschaften auf eine Oberfläche eines Bauteils.
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US 2005/0106328 A1 beschreibt Verfahren und deren Anwendungen zur Vorhersage und Verwendung von Lackierparametern, so dass ein festgelegtes Lackierergebnis erzielt wird. In einer Ausführung umfasst das Verfahren Schritte zur Vorbereitung eines parametrisierten Lackauftragsmodells, zur Festlegung von Parametern zur Eingabe in das Modell, zur Bestimmung des Lackauftrags, der sich aus dem Modell und den eingegebenen Parametern ergibt, und zur Anwendung der Parameter auf den Lack oder die Lackiereinrichtung. In einer anderen Ausführung enthält das Verfahren Schritte zur Vorbereitung eines parametrisierten Lackauftragsmodells, zur Festlegung eines gewünschten Lackauftrags zur Eingabe in das Modell, zur Bestimmung von Lackierparametern, die sich aus dem Modell und dem gewünschten Lackauftrag ergeben, und zur Anwendung der Parameter auf den Lack oder die Lackiereinrichtung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Parameter für den Betrieb von Beschichtungsanlagen systematisch einzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem Verfahren zur Ermittlung von Betriebsparametern für den Betrieb einer Beschichtungsanlage zur Herstellung eines Materialauftrags mit vorgegebenen Eigenschaften auf eine Oberfläche eines Bauteils werden erfindungsgemäß ausgewählte Betriebsparameter der Beschichtungsanlage zu Betriebsparametersätzen zusammengefasst, wobei jeder Betriebsparametersatz eine Auftragsbreite des Materials bestimmt, die von den übrigen variablen Betriebsparametern unabhängig ist, und wobei für die Ermittlung der Betriebsparameter die Anzahl der Betriebsparametersätze durch Abstufung vorgegebener Auftragsbreiten begrenzt wird.
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Der Betriebsbereich einer Beschichtungsanlage wird über eine Vielzahl von im Allgemeinen kontinuierlich veränderbaren Betriebsparametern konfiguriert. Die Wahl von geeigneten Betriebsparametern wird dadurch erschwert, dass sich einige Betriebsparameter in ihrer Auswirkung auf das Fertigungsergebnis, d. h. auf Eigenschaften der aufgetragenen Materialschicht, gegenseitig beeinflussen. Geeignete Werte für alle Betriebsparameter können daher im Allgemeinen nicht durch aufeinanderfolgende Variation jeweils eines Betriebsparameters, sondern nur durch gleichzeitige Variation mehrerer Betriebsparameter gefunden werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird demgegenüber erzielt, dass der tatsächlich fertigungstechnisch genutzte Betriebsbereich einer Beschichtungsanlage mit einer minimalen Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten von Werten von Betriebsparametern betrieben wird. Dabei können die Betriebsparameter für verschiedene Beschichtungsmaterialien, verschiedene Bauteil-Geometrien, verschiedene Verfahrprogramme zur Bewegung des Bauteils bzw. der Beschichtungsanlage und für verschiedene Bauformen von Beschichtungsanlagen übergreifend eingesetzt werden. Dies erleichtert und beschleunigt das Einstellen der Anlage (d. h. das Ermitteln geeigneter Kombinationen von Betriebsparametern), verbessert die Qualität der Fertigungsergebnisse (da sich der Aufwand zur Feineinstellung auf eine geringere Anzahl von Arbeitspunkten konzentriert ein Arbeitspunkt jeweils durch einen vollständigen Satz von Werten für alle Betriebsparameter gegeben ist), verbessert die Analysemöglichkeiten bei Störungen der Beschichtungsanlage und erlaubt die Verwendung gleicher Betriebsparameter für Beschichtungsanlagen unterschiedlicher Bauformen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch mehrere Tabellen T1 bis T3 mit jeweils einer Zusammenstellung von Werten für Betriebsparameter BP1, BP2 zu Betriebsparametersätzen BPS, wobei einer Tabelle jeweils eine Auftragsbreite (= Strahlbreite) SB1 bis SB3 zugeordnet wird,
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2 schematisch mehrere Tabellen T4 bis T6 mit erweiterten Betriebsparametersätzen, wobei jedem erweiterten Betriebsparametersatz jeweils eine Schichtdicke zugeordnet wird und
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3 schematisch den Zusammenhang von in Tabellen zusammengestellten Betriebsparametersätzen für verschiedene Materialien.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Betriebsparametern BP1 bis BP5 dient dem Betrieb einer Beschichtungsanlage zur Herstellung eines Materialauftrags mit vorgegebenen Eigenschaften auf eine Oberfläche eines Bauteils. Beispielsweise ist das Verfahren zur Beschichtung eines Fahrzeugs mit einer Lackschicht vorgesehen, wobei das Fahrzeug sowohl mit einer Innenbeschichtung, beispielsweise im Falzereichen in Einstiegsbereichen als auch mit einer Außenhautbeschichtung versehen werden kann.
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Herkömmlicherweise wird zum Betrieb, insbesondere zur Einstellung, der Beschichtungsanlage eine Vielzahl von gespeicherten, insbesondere experimentell ermittelten Betriebsparametern BP1 bis BP5 verwendet.
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1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Zusammenfassung und Reduzierung von Betriebsparametern BP1 bis BP5 zu Betriebsparametersätzen BPS1 bis BPSn zum Betrieb der Beschichtungsanlage.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Tabellen T1 bis T3 zur Hinterlegung von Betriebsparametersätzen BPS1 bis BPSn von zwei Betriebsparametern BP1, BP2 dargestellt. Jede Tabelle ist einer Strahlbreite SB1 bis SB3 zugeordnet. In jeder Tabelle sind für die jeweils zugehörige Strahlbreite SB1 bis SB3 Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn der zwei Betriebsparameter BP1 und BP2 hinterlegt.
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Beispielhaft für die gegenseitige Beeinflussung der Betriebsparameter BP1, BP2 ist die Auswirkung von Kombinationen der Betriebsparameter BP1, BP2 auf die jeweilige Strahlbreite SB1 bis SB3 des Materialauftrags. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es ausreichend, mit der Beschichtungsanlage eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Strahlbreiten SB1, SB2, SB3 zu erzeugen, wie im Ausführungsbeispiel anhand von drei Strahlbreiten gezeigt.
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Für den Betrieb einiger Bauformen von Beschichtungsanlagen ist das Verhältnis der Lackmenge LM zur Lenkluftmenge LL ausreichend zur Erzielung der Strahlbreiten SB1 bis SB3. Vorzugsweise werden daher nur die Lackmenge LM und die Lenkluftmenge LL als Betriebsparameter BP1, BP2 vorgegeben. Andere Betriebsparameter beeinflussen die Strahlbreite SB bei diesen Anlagen nicht wesentlich bzw. werden konstant gehalten.
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Des Weiteren brauchen bei der Ermittlung geeigneter Betriebsparameterwerte nicht mehr beliebige Wertekombinationen für die Betriebsparameter BP1, BP2, wie Lackmenge LM und Lenkluftmenge LL, untersucht werden. Die Untersuchung kann sich stattdessen auf Kombinationen von Werten beschränken, die eine der beispielsweise drei festgelegten Strahlbreiten SB1 bis SB3 ergeben.
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Für diese Bauformen von Beschichtungsanlagen, bei denen das Verhältnis der Lackmenge LM zur Lenkluftmenge LL die Strahlbreite bestimmt, ergibt sich daher eine Menge von beispielsweise sechs oder drei Kombinationen von Werten für die Betriebsparameter Lackmenge LM und Lenkluftmenge LL, um alle fertigungstechnisch vorgegebenen Schichtdicken SD1 bis SDn für eine fertigungstechnisch vorgegebene Strahlbreite SB1 bis SB6 zu erzeugen. Die Gesamtzahl zu untersuchender Wertekombinationen für alle fertigungstechnisch vorgegebenen Schichtdicken SD1 bis SDn und alle fertigungstechnisch vorgegebenen Strahlbreiten SB1 bis SB3 ergibt sich entsprechend durch Multiplikation mit der Anzahl der fertigungstechnisch vorgegebenen Strahlbreiten, beispielsweise drei.
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Die nunmehr begrenzte Zahl von Wertekombinationen für die Betriebsparameter BP1 bis BP5 kann zweckmäßig tabellarisch dargestellt werden (1). Jede Zeile innerhalb einer Tabelle T1 bis T3 entspricht einer Wertekombination für die Betriebsparameter (Betriebsparametersatz BPS1 bis BPSn), die einer Schichtdicke SD zugeordnet sind. Jede Tabelle T1 bis T3 umfasst Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSt, die einer Strahlbreite SB1 bis SB6 zugeordnet sind.
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Für andere Bauformen von Beschichtungsanlagen bestimmt die Kombination von zwei Lenkluftmengen LL1, LL2 die Strahlbreite SB4 bis SB6, wie beispielhaft in 2 gezeigt. Andere Betriebsparameter beeinflussen die Strahlbreite bei diesen Anlagen nicht wesentlich bzw. werden konstant gehalten. Daher brauchen bei der Ermittlung geeigneter Betriebsparameterwerte nicht mehr beliebige Wertekombinationen für die Betriebsparameter Lenkluftmenge LL1 und Lenkluftmenge LL2 untersucht werden. Die Untersuchung kann sich stattdessen auf Kombinationen von Werten beschränken, die eine der beispielsweise drei festgelegten Strahlbreiten SB1 bis SB3 ergeben.
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Die Anzahl zu untersuchender Kombinationen von Werten von Betriebsparametern BP1 bis BP5 kann durch Berücksichtigung weiterer fertigungstechnischer Vorgaben zusätzlich reduziert werden. So ist es ausreichend, mit der Beschichtungsanlage eine begrenzte Anzahl – beispielsweise sechs oder drei – unterschiedliche Schichtdicken SD zu erzeugen. Da die erzeugte Schichtdicke SD direkt von der aufgebrachten Lackmenge LM abhängt, ist die Beschränkung auf beispielsweise sechs oder drei unterschiedliche Werte für den Betriebsparameter BP Lackmenge LM möglich.
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Für gewisse Bauformen von Beschichtungsanlagen, bei denen die Kombination von zwei Lenkluftmengen LL1 und LL2 die Strahlbreite bestimmt, ergibt sich daher eine Menge von beispielsweise sechs oder drei Kombinationen von Werten für die Betriebsparameter BP Lackmenge LM und Lenkluftmengen LL1 und LL2, um alle fertigungstechnisch vorgegebenen Schichtdicken SD1 bis SDn für eine fertigungstechnisch vorgegebene Strahlbreite SB zu erzeugen. Die Gesamtzahl zu untersuchender Wertekombinationen für alle fertigungstechnisch vorgegebenen Schichtdicken SD1 bis SDn und alle fertigungstechnisch vorgegebenen Strahlbreiten SB4 bis SB6 ergibt sich entsprechend durch Multiplikation mit der Anzahl der fertigungstechnisch vorgegebenen Strahlbreiten SB4 bis SB6, beispielsweise drei.
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Die nunmehr begrenzte Zahl von Wertekombinationen für die Betriebsparameter BP1 bis BP5 kann zweckmäßig tabellarisch dargestellt werden (2). Jede Zeile innerhalb einer Tabelle T4 bis T5 entspricht einer um die Lackmenge LM erweiterten Wertekombination für die Betriebsparameter (erweiterter Betriebsparametersatz EBPS), die einer Schichtdicke SD zugeordnet sind. Jede Tabelle T4 bis T5 umfasst Betriebsparametersätze BPS, die einer Strahlbreite SB zugeordnet sind.
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Durch Berücksichtigung weiterer fertigungstechnischer Vorgaben, beispielsweise für Mindestausflussmengen, für die maximale Ausflussmenge, für die Partikelgröße der Zerstäubung oder für die Gleichmäßigkeit der Beschichtung, entfallen einige der theoretisch möglichen Betriebsparametersätze. Die Menge der verbleibenden möglichen Betriebsparametersätze wird weiter eingeschränkt, um den Fertigungsprozess zu homogenisieren und den Einstellaufwand zu verringern.
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Die in den 1 und 2 dargestellten und in Tabellen T1 bis T6 hinterlegten Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn für stufenweise vorgegebene Strahlbreiten SB1 bis SB6 können bei baugleichen Beschichtungsanlagen und baugleichen zu beschichtenden Bauteilen anlagenübergreifend verwendet werden.
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Darüber hinaus kann bei analogen Geometrien verschiedener zu beschichtender Bauteile für verschiedene Bauformen von Beschichtungsanlagen eine identische Parametrierung verwendet werden. Voraussetzung für die Verwendung von identischen Parametern an analogen Geometrien sind Bahn- oder Verfahrprogramme mit identischem Bahnabstand und identischer Bahngeschwindigkeit.
- • Der Programmablauf und die Programmstruktur werden an den verschiedenen Fahrzeugtypen gleichgehalten. Nur typspezifische, geometrische Besonderheiten werden separat behandelt.
- • Die Lackiergeschwindigkeit sollte innerhalb eines Typs und bei verschiedenen Fahrzeugtypen gleichgehalten werden.
- • An geometrisch gleichen Stellen werden gleiche Strahlbreiten SB1 bis SB6 und auch Lackmengen LM eingesetzt. Daraus resultieren dieselben Schichtdicken SD.
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Unterschiede in der Bewegungsgeschwindigkeit können durch proportionale Unterschiede in der Materialmenge kompensiert werden.
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Ein Betriebsparametersatz BPS1 für eine Bewegungsgeschwindigkeit v1 mit einer Lackmenge LM1 führt zum gleichen Beschichtungsergebnis wie ein anderer Betriebsparametersatz BPS2 für eine Bewegungsgeschwindigkeit v2 und eine Lackmenge LM2, wenn v1 und v2 sowie LM1 und LM2 im gleichen Verhältnis stehen und die übrigen Parameter gleich sind. Die Zahl erforderlicher Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn wird dadurch reduziert, dass die Abstufung der Bewegungsgeschwindigkeit in gleicher Weise vorgenommen wird wie die Abstufung der Schichtdicken SD bzw. Lackmengen LM.
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Die Farben und Beschichtungsmaterialien M2 bis M6 werden entsprechend ihren Eigenschaften systematisch parametriert bzw. in Gruppen MG1, MG2 zusammengefasst. Das gewünschte Schichtdickenprofil ist für alle Farben und Beschichtungsmaterialien M2 bis M6 gleich. Die Werte der Betriebsparameter BP1 bis BP5 zum Erzielen dieser Schichtdicke SD können für verschiedene Farben und Beschichtungsmaterialien M2 bis M6 unterschiedlich sein. Sie hängen aber über einen sogenannten Korrekturfaktor KF1 oder KF2 voneinander ab. Dieser Korrekturfaktor KF1, KF2 wird so gewählt, dass eine jeweilig definierte, bevorzugt möglichst gleiche, Zielschichtdicke SD für die verschiedenen Materialien M2 bis M6 erzielt wird, wie in 3 gezeigt.
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Farben mit identischen Korrekturfaktoren KF1 oder KF2, also auch identischen Absolutwerten für die Betriebsparameter BP1, BP2, werden in Gruppen MG1, MG2 zusammengefasst, so dass nur eine diskrete Anzahl unterschiedlicher Korrekturfaktoren KF1, KF2 berücksichtigt zu werden braucht.
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Ein Betriebsparametersatz BPS1 für eine Bewegungsgeschwindigkeit v1 für ein Material M2 mit einem Korrekturfaktor KF1 führt zum gleichen Beschichtungsergebnis wie ein anderer Betriebsparametersatz BPS2 für eine Bewegungsgeschwindigkeit v2 für ein Material M5 mit einem Korrekturfaktor KF2, wenn v1 und v2 sowie KF1 und KF2 im gleichen Verhältnis stehen und die übrigen Parameter gleich sind. Die Zahl erforderlicher Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn wird dadurch reduziert, dass die Abstufung der Bewegungsgeschwindigkeit proportional zu den ermittelten Korrekturfaktoren KF1, KF2 vorgenommen wird.
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Zur Umsetzung eines robusten Prozesses werden die Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn experimentell so gewählt, dass der Schichtauftrag auch bei Variation der Fertigungsbedingungen (z. B. Veränderung des so genannten Override) den Vorgaben für den Absolutwert oder Homogenität der Schichtdicke SD entspricht. Die Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn werden z. B. mit einem Override von ±10% geprüft. Kritische Stellen werden über Parameteroptimierung oder Programmänderung entschärft.
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Eine konsequente Umsetzung dieses Konzepts ermöglicht die Verwendung identischer Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn in baugleichen Beschichtungsanlagen.
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Das beschriebene Konzept kann prinzipiell auf alle Materialsysteme und Bauformen von Beschichtungsanlagen übertragen werden. Die Übertragbarkeit von einzelnen Detailelementen ist dabei umso größer, je kleiner die Modifikationen zum bereits bekannten System sind.
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Im Folgenden werden Umsetzungsbeispiele zur Anwendung der Erfindung bei der Lackierung von Kraftfahrzeug-Karosserieteilen beschrieben. Dabei werden Beschichtungsanlagen unterschiedlicher Bauart für den Außenbereich (Außenstation) und den Innenbereich (Innenstation) der Karosserie eingesetzt.
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Um homogene Qualitätseigenschaften auf der Karosserie zu erzielen, ist ein homogenes Schichtdickenprofil eine Grundvoraussetzung.
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Bei der Erarbeitung der Grundeinstellung für eine erste Farbe (im Weiteren Mastermaterial MM genannt) muss deshalb darauf geachtet werden, dieses sehr genau einzustellen, da auf der Grundeinstellung sämtliche weiteren Einstellungen basieren. Liegt die Grundeinstellung bereits grenzwertig in Bezug auf die gewünschte Schichtdicke oder andere Prozessparameter, kann dies bei den späteren Einstellungen zu einer Überschreitung des erlaubten Bereichs und zu Problemen im Lackierprozess führen.
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Das Prinzip des homogenen Schichtdickenprofils wird bei Außenstationen- und Innenstationen angewendet, Ausnahme dabei ist lediglich die Außenstation für den Zweitauftrag des Basislacks.
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Für eine Außenstation gilt: Das Schichtdickenprofil soll möglichst homogen über die Karosserie sein. Es wird ein möglichst genaues Erreichen einer Zielschichtdicke angestrebt. Bei Neuanläufen erfolgt die Ersteinstellung des Schichtdickenprofils mithilfe von Vorversuchen an so genannten Brushblechen. Anhand derer wird sowohl Strahlbreite SB als auch zu erwartende Schichtdicke SD abgeschätzt.
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Für eine Außenstation für einen Zweitauftrag eines Basislacks gilt: Mit einer entsprechenden Beschichtungsanlage werden Eigenschaften wie Wolkigkeit und Farbton bestimmt. Die Parameter für eine Farbe werden dabei nach den Ergebnissen dieser Eigenschaften festgelegt. Für unterschiedliche Farben können identische Einstellungen verwendet werden (Bildung von Farbgruppen).
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Wie an den Außenstationen ist auch an den Innenstationen ein möglichst homogenes Schichtdickenprofil entscheidend für die Homogenität aller Eigenschaften des Lackaufbaus.
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Für die Innenstation gilt: Die Einstellung des Schichtdickenprofils im Falz erfolgt ebenfalls in Vorversuchen nach Schichtdicke SD, die mit Hilfe von Brushblechen überprüft wird. Anschließend wird der Auftrag am Fahrzeug optisch (z. B. die Abdeckung auf Magerstellen bzw. nasse Stellen) und messtechnisch, z. B. mittels einer Schichtdickenmessung im Falz, geprüft.
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Eine vorgegebene Strahlbreite SB wird im Ausführungsbeispiel erzielt:
- a) bei Außenstationen: durch die Vorgabe Lackmenge LM/Lenkluftmenge LL = konstant (wobei andere Betriebsparameter, z. B. Hochspannung und Drehzahl, konstant gelassen werden)
- b) bei Innenstationen: durch ausgewählte Kombinationen aus Lenkluftmenge LL1 und Lenkluftmenge LL2 (wobei andere Betriebsparameter, z. B. Hochspannung und Drehzahl, konstant gelassen werden)
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Der Zusammenhang muss je nach eingesetzter Applikationstechnik (Zerstäuber etc.) neu erarbeitet werden. Es muss überprüft werden, inwieweit der Zusammenhang für alle an einer Station lackierten Materialien M2 bis M6 (z. B. mehrere Farben) näherungsweise gilt.
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Die Strahlbreiten SB1 bis SB6 werden auf Außenhaut und im Falzbereich, wie im folgenden Schema gezeigt, angewendet. Dabei werden große Flächen (Geometrien) mit einem breiten Standardstrahl lackiert, für Konturen werden dagegen die schmaleren Strahlbreiten verwendet.
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Das Schema der Strahlbreiten SB1 bis SB6 wird über alle Fahrzeugtypen gleich angelegt und erst bei der Feinoptimierung der Konturen gegebenenfalls geringfügig variiert.
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Es werden nur Lackmengen LM verwendet, die eine Schichtdickenabstufung Von ca. 10% ergeben. Daraus resultieren Tabellen T1 bis T6 für die einzelnen Beschichtungsanlagen und Strahlbreiten SB1 bis SB6. 1 zeigt beispielhaft Werte für die Lackmenge LM und die Lenkluftmenge LL für verschiedene Strahlbreiten SB1 bis SB3. Jede Tabelle T1, T2 und T3 fasst mehrere, abgestufte Lackmengen LM und Lenkluftmenge LL, die zu einer der jeweiligen Tabelle T1 bis T3 zugeordneten Strahlbreite SB1, SB2, und SB3 führen, zusammen.
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Für das Beispiel der Innenstation ist die Kombination aus den Lenkluftmengen LL1 und LL2 maßgebend für die Strahlbreiten SB4 bis SB6 (2). In dem in 2 gezeigten Beispiel sind dies die Varianten LL1 = 400 ml, kombiniert mit LL2 = 200 ml, 400 ml und 600 ml. Die Strahlbreite SB4 bis SB6 ist in diesem Beispiel unabhängig von der Lackmenge LM.
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Der endgültig verwendete Betriebsparametersatz BPSx ergibt sich durch Überprüfung des Lackierergebnisses an der Karosserie. Es folgt eine Feinoptimierung durch Wechsel zum Betriebsparametersatz mit der nächst höheren oder -niedrigeren Lackmenge LM innerhalb der festgelegten Strahlbreite SB1 bis SB6. An Konturen oder im Falzbereich kann auch der Wechsel der Strahlbreite erforderlich sein. Erste Option ist aber auch hier die Änderung der Lackmenge LM.
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Mit einer ersten Basislack-Außenstation werden beispielsweise die Schichtdicken SD des Wasserbasislacks gesteuert. Anhand einer Masterfarbe, die als Mastermaterial MM vorgegeben wird, werden die optimalen Lackmengen LM für jeden Fahrzeugtyp ermittelt, wobei Typanalogien berücksichtigt werden. Die Parameter der anderen Materialien M2 bis M6 werden anhand der sogenannten Korrekturfaktoren KF1, KF2 berechnet. Verschiedene Materialien M2 bis M6 können dabei in Materialgruppen MG1, MG2 (mit je einem Korrekturfaktor pro Materialgruppe) zusammengefasst werden. Dabei werden die Materialgruppen MG1, MG2 so gewählt, dass sich die zugeordneten Korrekturfaktoren KF1, KF2, und damit, bei gleicher gewünschter Schichtdicke SD, die Werte für die Lackmenge LM, etwa um 10% unterscheiden.
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Ist der Korrekturfaktor KF1, KF2 eines Materials M2 bis M6 (bzw. der entsprechenden Materialgruppe MG1, MG2) am Beispiel eines Karosserietyps festgelegt, so sind damit auch für alle anderen Typen die Betriebsparametersätze BPS(M2) bis BPS(M6) dieser Farbe (= Material M2 bis M6) über die Berechnung aus dem Betriebsparametersatz BPS(MM) der Masterfarbe (= Mastermaterial MM) bekannt.
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Der Beitrag nachfolgender Lackierungen zur Wasserbasislack-Schichtdicke bei Metallic-Farben wird über die Karosserie als konstant angenommen und bei den Berechnungen berücksichtigt.
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Die Einstellung der Masterfarbe MM wird mit einem zweiten Material (z. B. andere Farbe M2) kontrolliert, das relativ hohe Absolutwerte der Parameter benötigt. Gut geeignet dafür sind so genannte uni-Farben, da hier der zweite Basislackauftrag entfällt. Gegebenenfalls wird dann aufgrund dieses Ergebnisses der Betriebsparametersatz BPS(MM) der Masterfarbe MM nochmals leicht korrigiert, um über alle Materialien hinweg ein gutes Ergebnis zu erzielen.
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Sämtliche Lackmengen LM eines Betriebsparametersatzes BPS(MM) der Masterfarbe MM werden mit einem Korrekturfaktor KF1, KF2 multipliziert und ergeben so den Betriebsparametersatz BPS(M2) bis BPS(M6) der entsprechenden Farbe M2 bis M6. Für Außenstationen werden die Lenkluftwerte entsprechend dem für die gewünschte Strahlbreite SB1 bis SB6 ermittelten Verhältnis von Lackmenge LM zu Lenkluftmenge LL mitberechnet. Die Werte für die Lackmenge LM werden immer auf 10 ml-Schritte gerundet. Geometrisch analoge Flächen werden bei allen Fahrzeugtypen soweit möglich gleich parametriert (z. B. Seitenflächen).
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Bei Einführung wird ein neues Material M2 einer bestehenden Gruppe MG1 zugeordnet. Nach der Schichtdickenmessung erfolgt gegebenenfalls eine Umgruppierung anhand des ermittelten materialspezifischen Korrekturfaktors KF1, KF2. Über den Korrekturfaktor KF1, KF2 ergibt sich die Korrespondenz zum Mastermaterial MM, und damit zu den Betriebsparametersätzen BPS1 bis BPSn für alle Fahrzeugtypen.
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Materialmodifikationen können im Lauf der Zeit eventuell eine Umgruppierung zufolge haben.
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Sind die Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn für alle Typen und alle Farbgruppen für eine bestehende Anlage ermittelt, verliert das Mastermaterial MM seine Bedeutung, da nun alle Farben gleichrangig behandelt werden und den Gruppen zugeteilt sind. Es ist auch nicht mehr zwingend notwendig, dass der dem Mastermaterial MM zugeordneten Materialgruppe MG1, MG2 stets ein Material zugeordnet ist, da nun auch bei den anderen Materialien M2 bis M6 genügend Möglichkeiten zur Überprüfung des Profils bestehen. Das Mastermaterial MM dient nur der Ersterstellung eines Master-Betriebsparametersatzes BPS(MM) und wird später durch eine „fiktive” Masterfarbe ersetzt, die nur noch der Berechnung dient.
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Bei Änderungen der Bahngeschwindigkeit an einer Beschichtungsanlage können die Materialgruppen MG1, MG2 wie folgt weiterverwendet werden:
Falls keine anderen Einflüsse im Lackierprozess überwiegen, bewirkt eine Änderung der Bahngeschwindigkeit um ca. 10% eine Änderung der Schichtdicke SD um ca. 10%. Dem kann durch eine Änderung der Lackmengen LM um wiederum 10% gegengesteuert werden.
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Eine Änderung der Bahngeschwindigkeit Von ca. 10% ist damit etwa so groß wie der Unterschied zwischen den Lackmengen LM der Materialgruppen MG1, MG2. Deshalb können alle Materialien M2 bis M6 bei Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Bahngeschwindigkeit um 10% um eine Gruppe nach oben (höhere Lackmenge LM) bzw. nach unten (geringere Lackmenge LM) verschoben werden. Am unteren bzw. oberen Ende (kleinste bzw. größte Lackmenge LM) wird eine weitere Materialgruppe ergänzt.
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Wie an den Außenstationen ist auch an den Innenstationen ein möglichst homogenes Schichtdickenprofil entscheidend für die Homogenität aller Eigenschaften des Lackaufbaus.
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Auch hier erfolgt die Zusammenfassung mehrerer Materialien zu einer Gruppe, d. h. zu einer identischen Parametrierung.
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Eine Zusammenfassung von Farben zu Gruppen bewirkt zudem eine Homogenisierung des Schichtdickenprofils. Einige Farben einer Gruppe sind z. B. wegen schlechteren Abdeckverhaltens besser geeignet, magere, trockene Stellen zu erkennen. Andere Farben/Materialien wiederum sind geeignet, um nasse Stellen zu erkennen. Dies führt dazu, dass nach der Optimierungsphase das resultierende Schichtdickenprofil für eine Gruppe von Farben homogener ist als ein Profil, das für eine Farbe separat erarbeitet wird.
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Sind bei der Falzlackierung zwei Basislack-Aufträge erforderlich, müssen die Parametersätze bzw. die Farbgruppen für Auftrag 1 und 2 miteinander harmonisieren.
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An einer Innenstation erfolgt die Abstufung der Farben gegebenenfalls nicht gemäß der Abstufung an einer Außenstation, sondern es werden stattdessen möglichst viele Farben in einer Gruppe zusammengefasst:
- • Es werden vier Farbgruppen in einer Abstufung von 10%-Schritten in der Lackmenge/Schichtdicke erarbeitet. Die Farben werden zunächst theoretisch nach ihrem Trockendeckvermögen diesen Farbgruppen zugeteilt, später nach der Erprobung und Erfahrung mit dem farbspezifischen Abdeckverhalten gegebenenfalls einer anderen Gruppe zugeordnet.
- • Die Einstellungen werden so gewählt, dass die Anforderungen an die Gesamtschichtdicke im Falz erreicht werden.
- • Im Falzbereich ist eine gute Abdeckung erforderlich. Je nach Untergrund können z. B. dunkle Farben kritischer als helle sein (d. h. keine Abstufung analog Basislack-Außenstation außen).
- • Die größte Schwierigkeit im Falzbereich ist, eine möglichst homogene Einstellung zu finden. Die Zusammenfassung von möglichst vielen Farben zu einer Gruppe hilft, als Endresultat ein möglichst homogenes Schichtdickenprofil zu erreichen. Die Anzahl der Parametersätze soll aus Gründen der Übersichtlichkeit möglichst gering gehalten werden.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel verdeutlicht die Idee der Erfindung. Zur Verringerung der Kombinationsvielfalt von Werten für Betriebsparameter BP1 bis BP5 werden vier wesentliche Elemente verwendet:
- • Einschränkung der verwendeten Strahlbreiten SB1 bis SB6
- • Einschränkung der verwendeten Lackmengen LM bei diesen Strahlbreiten
- • Fahrzeugtyp übergreifende Verwendung von Betriebsparametersätzen BPS1 bis BPSn an analogen Flächen (Analogien zwischen Fahrzeugtypen)
- • Verwendung gleicher Betriebsparametersätze BPS1 bis BPSn für verschiedene Gruppen MG1, MG2 von Materialien M2 bis M6, die über Korrekturfaktoren KF1, KF2 in Beziehung gesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- BP1–BP5
- Betriebsparameter 1–Betriebsparameter 5
- BPS
- Betriebsparametersatz
- EBPS
- erweiterter Betriebsparametersatz
- HW
- Zusammenhang zwischen einer Schichtdicke für ein Mastermaterial und einem hilfsweise verwendbaren Betriebsparametersatz oder einem hilfsweise verwendbaren erweiterten Betriebsparametersatz
- KF1
- Korrekturfaktor 1: Zusammenhang zwischen der gewünschten Schichtdicke für ein Material und der nominalen Schichtdicke für das Mastermaterial, deren zugeordnete Betriebsparameter die gewünschte Schichtdicke für das Material erzielen
- KF2
- Korrekturfaktor 2: Zusammenhang zwischen der gewünschten Schichtdicke für ein Material und der nominalen Schichtdicke für das Mastermaterial, deren zugeordnete Betriebsparameter die gewünschte Schichtdicke für das Material erzielen
- LM
- Lackmenge
- LL
- Lenkluftmenge
- LL1
- Lenkluftmenge 1 (bei durch Lenkluft gesteuerter Strahlbreite)
- LL2
- Lenkluftmenge 2 (bei durch Lenkluft gesteuerter Strahlbreite)
- MM
- Mastermaterial
- M2
- –M6 Material 2–Material 6
- MG1
- Materialgruppe 1 (Materialien mit gleichem Korrekturfaktor)
- MG2
- Materialgruppe 2 (Materialien mit gleichem Korrekturfaktor)
- SB1
- –SB6 Strahlbreite 1–Strahlbreite 6
- SD
- Schichtdicke
- T1–T6
- Tabelle von Betriebsparametersätzen für Schichtdicke 1 – Schichtdicke
- VZ
- Zusammenhang zwischen einer Schichtdicke für ein Mastermaterial und einem bevorzugten Betriebsparametersatz oder einem bevorzugten erweiterten Betriebsparametersatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0106328 A1 [0002]
