DE10392643T5 - Oberflächenrotationsgeschwindigkeitsfeststellung in Sprühsystemen - Google Patents

Oberflächenrotationsgeschwindigkeitsfeststellung in Sprühsystemen Download PDF

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DE10392643T5
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Lenzie Cleveland Heights Borders
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Abstract

Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers mit
einem Antriebsmechanismus zum Rotieren eines Körper;
einem Sprühmechanismus zum Besprühen einer Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert; und
einem Steuerungsmechanismus zum Steuern des Sprühmechanismusses als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.

Description

  • Verwandte Anmeldung
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/378,008 eingereicht am 13. Mai 2002 für Dosenrotationsfeststellung und Sprühgewichtkorrektursystem, deren gesamte Offenbarung hiermit vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sprühen von Material auf eine rotierende Oberfläche. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Besprühen einer Oberfläche eines rotierenden Körpers als Funktion oder auf Grund einer festgestellten Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das Sprühen von Material auf eine Oberfläche eines rotierenden Körpers ist üblich. Zum Beispiel werden innere Oberflächen von Metallgetränkedosen beschichtet, um den Geschmack des Inhalts davor zu schützen, dass er sich auf Grund des Kontakts mit einer Metalloberfläche verändert. Eine Vielzahl von Sprühsystemen wurde im Laufe der Zeit entwickelt. In der Dosenindustrie wird das Doseninnere unter Verwendung eines oder mehrerer Sprühapplikatorgeräte mit einer oder mehreren Düsen, die nahe dem Doseninneren positioniert sind, besprüht. Material wird auf die Dosenoberflächen gesprüht, während die Dose rotiert wird. Dosenoberflächen können innere und äußere Oberflächen einschließen.
  • In vielen Anwendungen ist es wichtig zu gewährleisten, dass die gesamte Oberfläche beschichtet ist. Die Menge an Material, das auf die Oberfläche aufgetragen wird, wird gewöhnlich in Bezug auf das Beschichtungsgewicht gemessen. In anhaltenden Bemühungen, die Kosten zu reduzieren, wurden auch die Beschichtungsgewichte reduziert. Aber geringere Beschichtungsgewichte erfordern strengere Steuerung des Beschichtungsprozesses. Es gibt viele Prozessvariablen, die das Beschichtungsgewicht beeinflussen, dazu gehören Temperatur, Druck, Viskosität, Sprühdauer, Düsendurchflussrate und Musterkontrolle, und Sprühapplikatorposition. In typischen bekannten rotierenden Beschichtungsapplikationssystemen wird jede Ablagerung von Material auf eine Umfangsfläche des Dosenkörpers eine Umhüllung genannt. In einem bekannten Dosenbeschichtungssystem kann eine Dose mit einer einzigen Umhüllung oder zwei oder mehr Umhüllungen beschichtet werden.
  • Die Menge an Material, das auf eine rotierende Oberfläche aufgetragen wird, ist eine Funktion der oben erwähnten Prozessvariablen, der Zahl der Umhüllungen und auch der Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit immer eine bekannte Konstante wäre, dann könnte die Menge an Material, das auf die Oberfläche aufgetragen wird, besser im Rahmen der Fähigkeiten des Herstellers, die anderen Prozessvariablen zu steuern, gesteuert wer den. Aber in der Praxis ist es sehr schwierig, eine konstante Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche, die besprüht wird, aufrechtzuerhalten. Im Ergebnis haben die anderen oben erwähnten Prozessvariablen einen viel größeren Einfluss auf das Beschichtungsgewicht und die Vollständigkeit jeder Umhüllung. Zum Beispiel kann die tatsächliche Sprühdauer einen bedeutenden Einfluss auf die Menge an Beschichtungsmaterial haben, das auf die rotierende Oberfläche als eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit aufgetragen wird. Die Sprühdauer bezieht sich auf die Zeitdauer, die Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche, die besprüht wird, auftrifft. Die Sprühdauer wird demnach beeinflusst von Strömungseigenschaften des Materials durch das Sprühapplikationsgerät, Materialtransportzeiten und Sprühgerätein- und -ausschaltzeitverzögerungen. Die Einschaltzeitverzögerung bezieht sich auf die Zeitverzögerung zwischen dem Kommando zum Anschalten des Sprühapplikationsgerätes mittels eines ersten Auslösersignals an das Sprühapplikationsgerät und der tatsächlichen Zeit, zu der Material auf die Oberfläche aufzutreffen beginnt. Ausschaltverzögerung bezieht sich auf die Zeitverzögerung zwischen dem Kommando zum Ausschalten des Sprühapplikationsgerätes mittels eines zweiten Auslösersignals an das Sprühapplikationsgerät und der tatsächlichen Zeit, zu der Material auf die Oberfläche aufzutreffen aufhört. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit nicht konstant ist, beeinflusst die Sprühdauer stark die Vollständigkeit der Umhüllungen und die Verteilung von Beschichtungsgewicht, das während jeder Umhüllung aufgetragen wird.
  • In bekannten Dosenbesprühsystemen wird die Dosenrotation durch einen geeigneten Antriebsmechanismus bewirkt, der die Dose oder Oberfläche in einer bestimmten Geschwindigkeit dreht. Es gibt eine große Vielfalt solcher Antriebsmechanismen, die einschließen aber nicht beschränkt sind auf Riemenantriebssysteme und Unterdruckspannsysteme. Obwohl der Antriebsmotor oder -mechanismus recht gut im Hinblick auf die Rotationsgeschwindigkeit gesteuert werden kann, lassen sich solche Geschwindigkeitsdaten nicht notwendigerweise in eine bekannte Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche, die besprüht wird, übertragen. Zum Beispiel wird in einem Riemenantriebssystem eine Dose durch den Kontakt mit einem rotierenden Riemen rotiert. Aber es kann signifikanter Schlupf zwischen dem Riemen und der Dose bestehen. In Unterdruckspannsystemen kann auch Schlupf zwischen der Dose und dem Einspannfutter bestehen. Außerdem führt eine präzise Steuerung der Antriebsmechanismusrotationsgeschwindigkeit zu Kosten, die zu den Gesamtkosten des Sprühapplikationssystems hinzukommen.
  • Es wird angenommen, dass vor unserer Erfindung rotierende Sprühapplikationssysteme nicht die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche, die besprüht wird, beachtet haben. Stattdessen wurden frühere Bemühungen darauf gerichtet, die anderen Prozessvariablen, die das Beschichtungsgewicht beeinflussen, zu steuern oder indirekt zu versuchen, die Dosenrotationsgeschwindigkeit durch Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsmechanismusses zu steuern. Aber weil die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche variiert und weiter weil es so viele zusätzliche Prozessvariablen gibt, die das Beschichtungsgewicht als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit beeinflussen, müssen die Oberflächen überlappend beschichtet werden um zu gewährleisten, dass die erforderliche Zahl von Umhüllungen erreicht wird. Diese Überlappung an überschüssigem Beschichtungsmaterial kann in der Größenordnung von etwa 15 bis etwa 30 Prozent oder mehr liegen und führt zu einer beträchtlichen Verschwendung von Material, das gesprüht wird. Das Überlappen bedingt auch ein Verlangsamen der Gesamtdosenprozesszeit, da mehr Zeit zum Besprühen jeder Dose benötigt wird. Außerdem erfordern auf Grund des Gesamtmangels an strenger Steuerung der verschiedenen Prozessparameter die bekannten Sprühapplikationssysteme aufwändige Inspektionsanforderungen, um visuell oder auf andere Weise die Qualität der auf die Oberfläche aufgetragenen Beschichtungsumhüllungen zu verifizieren.
  • Daher besteht der Bedarf, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines rotierenden Körpers bereitzustellen, das die oben erwähnten Einschränkungen der bekannten Systeme überwindet oder vermindert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung betrachtet in einem Aspekt ein Materialapplikationssystem zum Auftragen von Material auf einen rotierbaren Körper, worin die Applikationszeit als Funktion der festgestellten tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Körpers gesteuert wird. Mit festgestellter tatsächlicher Rotationsgeschwindigkeit ist gemeint, dass die Geschwindigkeit des rotierenden Körpers direkt festgestellt wird, im Gegensatz zur indirekten Feststellung einer Rotationsgeschwindigkeitskennzahl des Antriebsmechanismusses. In einer Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers einen Antriebsmechanismus zum Rotieren des Körpers, einen Sprühmechanismus zum Besprühen einer Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert, und einen Schaltkreis zum Steuern des Sprühmechanismusses als eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers. In einer speziellen Ausführungsform wird die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers direkt durch einen berührungsfreien Sensor festgestellt, der ein Merkmal des Körpers feststellt, während er rotiert und diese Feststellung in ein Geschwindigkeitssignal umwandelt. In einer Ausgestaltung umfasst der Sensor einen Laserdetektor, der eine oder mehrere Markierungen auf dem Körper feststellt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Applikation eines Materials auf eine rotierende Oberfläche durch Steuern eines Applikationsmechanismusses auf Grund der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche erreicht. In einer Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines rotierenden Körpers einen Applikationsmechanismus zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche, während die Oberfläche rotiert, und einen Schaltkreis zum Steuern des Applikationsmechanismusses als eine Funktion der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit durch einen Sensor festgestellt, der Bewegungen eines oder mehrerer Merkmale der rotierenden Oberfläche feststellt.
  • Gemäß eines Verfahrensaspekts der Erfindung basiert die prädiktive Steuerung eines Sprühmechanismusses auf einer Feststellung der Vollendung einer oder mehrerer vollständiger oder teilweiser Rotationen des Körpers als eine Funktion der festgestellten tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Körpers. In einer Ausführungsform wird ein Sprühapplikationsgerät an- und ausgeschaltet auf Grund des Feststellens der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Körpers, so dass die Materialapplikation auf den Körper im Allgemeinen mit einer vorherbestimmten Anzahl von Rotationen des Körpers übereinstimmt, wie zum Beispiel einer wählbaren Anzahl von teilweisen und/oder vollständigen Umhüllungen. In einem anderen Verfahrensbeispiel wird ein Sprühapplikationsgerät an- und ausgeschaltet für eine vorherbestimmte Zeitdauer auf Grund des Feststellens einer minimalen Rotationsgeschwindigkeit des Körpers. In noch einem weiteren Verfahrensbeispiel wird ein Sprühapplikationsgerät an- und ausgeschaltet für eine voreingestellte Zeitdauer auf Grund eines Versagens beim Feststellen der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung beinhaltet ein Steuerungssystem zum Steuern des Betriebs eines Materialpplikationsmechanismusses eine berührungsfreie Geschwindigkeitsfeststellungsanordnung, die die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit einer Oberfläche, auf die Material durch einen Applikationsmechanismus aufgetragen wird, feststellt. In einer Ausführungsform beinhaltet die Geschwindigkeitsfeststellungsanordnung einen Lasersensor, der eine oder mehrere Markierungen auf der rotierenden Oberfläche optisch feststellt. Der Laserdetektor erzeugt ein Signal, das der Geschwindigkeit der rotierenden Oberfläche entspricht. Dieses geschwindigkeitsbezogene Signal wird von dem Steuerungssystem verwendet, um den Betrieb des Materialapplikationsmechanismusses zu steuern.
  • Dieser und andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich und verständlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Materialapplikationssystems gemäß der Erfindung;
  • 2 ist ein Zeitdiagramm, das einige der Grundkonzepte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 3 ist ein Zustandsdiagramm für ein Steuerprogramm, das geeignet ist für die Verwendung mit dem System der 1 und 2;
  • 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Dosenkörpers mit Markierungen darauf zum Feststellen der Rotationsgeschwindigkeit;
  • 5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Steuerschaltkreises, geeignet für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 veranschaulicht eine Systemebenen-Hardwarearchitektur für ein Sprühapplikationssystem, das die vorliegende Erfindung verwendet.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1. Einführung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen von Material auf eine rotierende Oberfläche gerichtet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind Vorrichtung und Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Applikationsmechanismusses vorgesehen, der Material auf eine Oberfläche eines rotierenden Körpers auf Grund einer festgestellten tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Körpers aufträgt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung zur Verwendung mit einem Sprühbeschichtungsprozess und -vorrichtung zum Sprühen eines Beschichtungsmaterials, wie z.B. Wasser und/oder lösungsmittelbasiertes Beschichtungsmaterial, auf die innere Oberfläche eines rotierenden Dosenkörpers dargestellt. Zum Beispiel kann Beschichtungsmaterial auf die innere Oberfläche eines zweiteiligen oder dreiteiligen Dosenkörpers aufgetragen werden oder auf die Außenwölbung gesprüht.
  • Obwohl die Erfindung hierin mit besonderem Verweis auf verschiedene spezifische Formen und Funktionen der Vorrichtung und Verfahren daraus beschrieben und dargestellt wird, muss verstanden werden, dass solche Darstellungen und Erklärungen dem Wesen nach exemplarisch beabsichtigt sind und nicht in einem einschränkenden Sinn ausgelegt werden sollten. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in jedem Materialapplikationssystem verwendet werden, einschließlich der Applikation von Material auf eine rotierende Oberfläche. Die Oberfläche muss keine Dosenoberfläche sein und muss keine innere Oberfläche sein, kann aber äußere Oberflächen umfassen, im Allgemeinen ebene, gekrümmte und andere Oberflächengeometrien, Endoberflächen usw. Das hierin dargestellte Applikationssystem ist ein Sprühapplikationssystem, jedoch soll das Wort "Sprüh" nicht beschränkend sein. Die Erfindung kann ebenso auf andere Applikationstechniken angewandt werden, wie z.B. Ablagerung, Beschichtung, Pinselauftrag und andere Kontakt- und Nichtkontaktapplikationssysteme, sowie für flüssige und nicht-flüssige Beschichtungsmaterialien. Die Oberfläche, die beschichtet wird, kann durch eine Anzahl verschiedener Techniken und Vorrichtungen rotiert werden, und die Erfindung ist nicht beschränkt auf irgendeine besondere Rotationstechnologie. So ist die Erfindung allgemein auf das Konzept zum Steuern eines Applikationsmechanismusses gerichtet, der ein Material auf eine rotierende Oberfläche auf Grund einer festgestellten tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche aufträgt.
  • Außerdem werden verschiedene Aspekte der Erfindung hierin beschrieben und dargestellt, wie in verschiedenen Kombinationen in den Ausführungsbeispielen verkörpert. Diese verschiedenen Aspekte können aber in alternativen Ausführungsbeispielen entweder allein oder in verschiedenen anderen Kombinationen daraus umgesetzt werden. Einige dieser alternativen Ausführungsbeispiele können hierin beschrieben sein, aber solche Beschreibungen sollen keine vollständige oder erschöpfende Liste verfügbarer alternativer Ausführungsbeispiele sein. Der Fachmann kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung leicht einen oder mehrere dieser Aspekte der Erfindung in zusätzliche Ausführungsbeispiele übernehmen, sogar wenn solche Ausführungsbeispiele nicht ausdrücklich offenbart werden. Außerdem soll eine solche Beschreibung, obwohl einige Eigenschaften und Aspekte und Kombinationen daraus hierin beschrieben sein können, als hätten sie eine bevorzugte Form, Funktion, Anordnung oder Verfahren, nicht andeuten, dass solche bevorzugte Beschreibung nötig oder erforderlich ist, es sei denn es ist ausdrücklich angegeben. Der Fachmann wird leicht zusätzliche und alternative Formen, Funktionen, Anordnungen oder Verfahren erkennen, die entweder bekannt sind oder später entwickelt wurden, als Substitut oder Alternativen für die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele.
  • 2. Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Materialapplikationssystem 10 zum Auftragen eines Materials auf eine Oberfläche eines Werkstückes W einen Werkstückhalter (nicht gezeigt). In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Werkstücke Dosen. Der Werkstückhalter ist Teil eines Dosenrotationsantriebsmechanismusses 12, der einer aus einer großen Auswahl bekannter Systeme, sowohl bekannter als auch später entwickelter, sein kann. Solche Systeme verwenden üblicherweise ein Sternrad, um eine Vielzahl von zu besprühenden Dosen zu halten. Eine Dose, die besprüht werden soll, tritt in ein Fach ein, wo sie durch einen Antriebsriemen oder -rad oder andere geeignete Vorrichtungen um die Längsachse der Dose gedreht werden kann. Ein typischer Antriebsmechanismus 12 dreht die Dosen bei etwa 500 U/min bis etwa 3000 U/min, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen speziellen Bereich an Rotationsgeschwindigkeiten beschränkt. Geeignete Beispiele an Antriebsmechanismen, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in US-Patent Nr. 3,452,709 ; 3,726,711 ; 3,797,456 ; 4,378,386 und 5,254,164 beschrieben, deren gesamte Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Eine weitere Beschreibung des Antriebsmechanismusses ist für ein völliges Verständnis und Beurteilung der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Für die vorliegende Erfindung ist es kein Erfordernis, dass der Antriebsmechanismus die Dosen mit einer streng gesteuerten Rotationsgeschwindigkeit dreht.
  • Das Applikationssystem 10 umfasst weiter einen Materialapplikationsmechanismus 14, der ein Material M auf eine Oberfläche des rotierenden Werkstückes, gewöhnlicherweise die inneren Oberflächen einer Getränkedose z.B., sprüht oder anders ablagert oder aufträgt. Der spezielle ausgewählte Applikationsmechanismus oder das Gerät 14 hängt von vielen Faktoren ab, inbegriffen aber nicht beschränkt auf die Merkmale des Materials, das aufgetragen wird, wie z.B. Viskosität, Durchflussraten, erforderliche Sprühmuster, falls vorhanden, Temperatur, Druck usw. Eine beliebige Zahl vieler verschiedener Typen von Applikationsgeräten kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein solches Beispiel ist ein Sprühapplikator Modell A20A oder MEG oder erhältlich von Nordson Corporation, Westlake, Ohio. Aber der Fachmann wird leicht erkennen, dass viele verschiedene Formen und Typen von Applikationsgeräten, sowohl bekannte als auch später entwickelte, mit der Erfindung genutzt werden können. Für den Rest dieser Offenbarung werden wir uns oft auf den Applikationsmechanismus als einen Sprühapplikator beziehen ohne zu beabsichtigen, die Erfindung auf die Verwendung eines solchen Sprühgerätes zu beschränken.
  • Der Applikationsmechanismus 14 arbeitet in Reaktion auf eine Anzahl von Steuerungssignalen und -funktionen, aber das Signal von primärem Interesse für die vorliegende Erfindung ist die An/Aus-Steuerungsfunktion 16. Diese Steuerungsfunktion wird üblicherweise in Form eines oder mehrerer elektrischer oder pneumatischer Auslösersignale realisiert, die den Sprühapplikator 14 instruieren, den Sprühmechanismus an- und auszuschalten. Der Sprühapplikator 14 empfängt die Steuerungsfunktion 16 von einem Steuerungsmechanismus 18. Der Steuerungsmechanismus 18 kann z.B. als ein elektronischer Schaltkreis in Form eines programmierbaren digitalen oder analogen Steuerungsschaltkreises realisiert sein. Andere Steuerungsmechanismen, einschließlich mechanischer Steuerungen, können dennoch in entsprechenden Anwendungen verwendet werden. Die Steuerungsfunktionen des Steuerungsschaltkreises 18 können die Steuerung des Sprühapplikators 14, des Antriebsmechanismusses 12 und einer Materialzuleitung 20 zum Sprühapplikator 14 umfassen. Die Zuleitung 20 kann z.B. in Form eines aus einer großen Vielfalt von dem Fachmann bekannten Pumpenzuleitungssystemen realisiert werden.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Geschwindigkeitsdetektor oder -sensor 22 verwendet, um die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Werkstückes W festzustellen. Der Detektor 22 erzeugt ein Ausgangssignal 24, üblicherweise ein elektrisches Signal, das eine Charakteristik hat, die der Rotationsgeschwindigkeit des Werkstückes entspricht. Dieses Geschwindigkeitssignal 24 ist ein Input für den Steuerungsschaltkreis 18. Es wird bevorzugt, wenn auch nicht benötigt, dass der Detektor 22. ein berührungsfreier Sensor ist, wie durch den Doppelfeil in 1 angedeutet. Dies erleichtert die Fähigkeit des Sensors 22, die Geschwindigkeit während eines laufenden Sprühvorgangs festzustellen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Detektor 22 in Form eines Lasersensors realisiert, der eine oder mehrere Markierungen oder andere Indizien auf dem Werkstück feststellt. Aber es können auch andere Sensortechnologien verwendet werden, inbegriffen aber nicht beschränkt auf andere optische Sensoren, Näherungssensoren usw.
  • Der Steuerungsschaltkreis 18 ist programmiert, das Geschwindigkeitssignal 24 zu empfangen und die Rotationsgeschwindigkeit der Dose W festzustellen, wenn möglich. Es ist möglich, dass während eines Sprühvorganges das Signal 24 verzerrt oder unterbrochen werden kann. Der Steuerungsschaltkreis 18 stellt solche Erscheinungen fest und reagiert in einer vorherbestimmten Weise wie hierin zuvor beschrieben. Der Steuerungsschaltkreis 18 erhält auch ein Dose-in-Fach (CIP)-Signal von einem Näherungssensor 28 oder anderem geeigneten Gerät, das das Vorhandensein einer zu beschichtenden Dose anzeigt.
  • Es ist wünschenswert, die Aufenthaltszeit zu minimieren, die das Werkstück in dem Fach für einen Sprühvorgang ist. Je geringer die Aufenthaltszeit ist, desto höher wird die Produktdurchsatzrate sein. Deshalb wird es vorgezogen, wenn auch nicht benötigt, dass der Steuerungsschaltkreis 18 die Rotationsgeschwindigkeit der Dose W in weniger als einer einzigen vollen Rotation der Dose feststellt. Bei den typischen Rotationsgeschwindigkeiten der Dosen während des Sprühens muss der Steuerungsschaltkreis 18 imstande sein, die Geschwindigkeit, die Steuerungsfunktion 16 für die feststellte Geschwindigkeit abgleichend, zu berechnen oder eine voreingestellte Steuerungsfunktion 16 auszuwählen, wenn die Geschwindigkeit nicht festgestellt werden kann, und diese Steuerungs funktionen in der minimalen zum Vollenden der gewünschten Anzahl von Umhüllungen benötigten Zeit auszuführen. Dementsprechend wird, obwohl nicht erforderlich, bevorzugt, dass der Steuerungsschaltkreis 18 in Form eines Hochgeschwindigkeitsprozessor, z.B. DSP (digital signal processing = digitale Signalverarbeitung)-Technologie verwendend, realisiert wird. Die Steuerungsfunktionen sind hauptsächlich mathematisch, weswegen jede geeignete Hochgeschwindigkeitsrechenprozesstechnologie verwendet werden kann. Aber in manchen Ausführungsbeispielen wird solche Hochgeschwindigkeitsverarbeitung nicht erforderlich sein, insbesondere z.B. in Fällen, wo der Steuerungsschaltkreis 18 nur eine minimale Rotationsgeschwindigkeit feststellen muss oder wenn längere Sprühdauern erforderlich sind. In solchen Fällen können langsamere Prozessgeschwindigkeitscontroller verwendet werden.
  • Der Steuerungsschaltkreis 18 und der Geschwindigkeitssensor 22 bilden ein Steuerungssystem 26, das in viele Dosenrotationssprühapplikationssysteme eingebettet sein kann. Durch Feststellen der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit und dementsprechendes Einstellen der An/Aus-Steuerungsfunktion 16 kann das Steuerungssystem 26 die Überlappung minimieren und die Aufenthaltszeit einer Dose im Sprühfach reduzieren. Deshalb wird das Steuerungssystem 26 und die darin verkörperten Verfahren als eine separate Subkombination des Gesamtsystems 10 betrachtet, das in viele verschiedene Typen von Dosenrotationsapplikationssystemen implementiert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrachtet eine Anzahl alternativer Steuerungsverfahren basierend auf einer festgestellten Rotationsgeschwindigkeit des Werkstückes W. Zusätzliche Ausführungsbeispiele werden durch den Fachmann leicht erkannt.
  • In einem bevorzugten Steuerungsverfahren stellt der Steuerungsschaltkreis 18 die Sprühapplikatoreinschalt- und -ausschaltsignale auf Grund der festgestellten tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Dosenoberfläche, auf die Material aufgetragen werden soll, ein. Die festgestellte Geschwindigkeit verwendend, ist der Steuerungsschaltkreis 18 programmiert vorauszuberechnen, wann die ge wählte Anzahl von Umhüllungen vollendet ist, so dass die Sprühdauer im Wesentlichen bei der Vollendung der gewünschten Anzahl an Umhüllungen aufhört. Dies kann nur mit hoher Genauigkeit getan werden, wenn der Steuerungsschaltkreis 18 fähig ist, die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit der Dose festzustellen. In einer weiteren optionalen Erweiterung berücksichtigt, oder mit anderen Worten kompensiert, der Steuerungsschaltkreis 18 die Applikatoröffnungs- und -schließzeitverzögerungen.
  • In einem alternativen Steuerungsverfahren stellt der Steuerungsschaltkreis 18 fest, dass die Dose bei mindestens einer vorherbestimmten minimalen Geschwindigkeit rotiert. Der Steuerungsschaltkreis 18 meldet dann eine vorherbestimmte Sprühzeitsteuerungsfunktion 16 an den Sprühapplikator 14. Da die Steuerungsfunktion 16 in Form einer vorherbestimmten Sprühzeitdauer sein wird, muss der Steuerungsschaltkreis 18 feststellen, dass eine minimale Geschwindigkeit erreicht wird um zu gewährleisten, dass die gewünschte Anzahl von Umhüllungen vollendet werden kann. Die vorherbestimmte Steuerungsfunktion 16 kann z.B. auf den erwarteten oder durchschnittlichen Sprühapplikatoröffnungs- und -schließverzögerungen sowie den erwarteten oder durchschnittlichen Rotationsgeschwindigkeiten der Dose basieren. Diese Daten können empirisch beschafft werden, z.B. für jeden Applikator oder eine Durchschnittsanzahl von Applikatoren. Dadurch kann auf Grund der Geschwindigkeitsvariationen sowie individueller Applikatorgeschwindigkeiten etwas Überlappung erfolgen, aber die Genauigkeit wird immer noch weit besser sein als der Stand der Technik.
  • Beide der obigen zwei Steuerungsverfahren können optional, und bevorzugt, eine voreingestellte Sprühzeitsteuerungsfunktion 16 beinhalten, die verwendet wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Dose, aus welchem Grund auch immer, nicht festgestellt werden kann. In solch einem Fall meldet der Steuerungsschaltkreis 18 einfach ein voreingestelltes Zeitintervall zum Sprühen, das eine ausreichende Abdeckung absichert, sogar beim Fehlen der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Dosendaten. Dies kann z.B. das gleiche Zeitintervall sein, dass im Stand der Technik verwendet wird und wird zu ähnlicher Überlappung führen. Aber die Notwendigkeit, die voreingestellte Zeitvorgabe zu ver wenden, kann Dose für Dose entschieden werden, so dass der Durchsatz nicht unterbrochen werden muss, nur weil für eine oder mehrere Dosen die tatsächliche Geschwindigkeit nicht festgestellt werden konnte. Aber wenn der voreingestellte Zeitvorgabemodus verwendet wird, kann ein optionales Warnsignal oder ein anderer Indikator generiert werden, um einen Anwender wissen zu lassen, dass es ein Problem mit der Geschwindigkeitsfeststellung geben kann.
  • Der Steuerungsschaltkreis 18 kann einen Speicher zum Speichern der verschiedenen Sprühapplikatorzeitparameter für verschiedene Applikatormodelle und -materialien, die aufgetragen werden, beinhalten, oder es kann auch eine Anwenderschnittstelle bereitgestellt werden, durch die ein Anwender die Parameter eingeben kann. Weiterhin kann der Steuerungsschaltkreis 18 von einem Gesamtsteuerungsschaltkreis für den Antriebsmechanismus 12 getrennt sein oder darin integriert sein.
  • 4 veranschaulicht eine Dose W mit zwei feststellbaren Indizien oder Markierungen 30, 32 darauf. Während die Dose um ihre Längsachse X rotiert, werden die Markierungen 30, 32 nacheinander vor dem Detektor 22 vorbeikommen. Der Detektor 22 erzeugt einen Impuls oder ein anderes Signal, das die Feststellung einer Markierung anzeigt. Die Zeitdifferenz zwischen den Impulsen entspricht demnach der Rotationsgeschwindigkeit der Dose für eine bekannte Distanz Y zwischen den Markierungen. Die Distanz Y kann z.B. in Bogenmaß oder Grad oder anderen geeigneten Einheiten ausgedrückt werden.
  • Die Markierungen 30, 32 können jede Form oder Gestalt annehmen, vorausgesetzt sie können von dem Sensor 22 festgestellt werden. Es ist wichtig zu erwähnen, dass die präzise Lage der Markierungen nicht entscheidend ist, aber in diesem Ausführungsbeispiel ihre Anordnung zueinander bekannt ist. Die Markierungen können auf den Dosen angebracht werden oder können Teil der Dosengestaltung sein. Z.B. könnte ein Barcode als Markierung genutzt werden. Andere Technologien können alternativ zum Feststellen der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Dose verwendet werden. Z.B. könnte ein Näherungsdetektor verwendet werden, um Oberflächenvariationen festzustellen. Ein optischer De tektor (wie jene, die in optischen Mäusen verwendet werden) könnte verwendet werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit von optischen Mustern auf der Dose, sogar unregelmäßigen Mustern, festzustellen. Andere bekannte oder später entwickelte Technologien können bei Bedarf auch verwendet werden.
  • Wenigstens zwei Markierungen oder feststellbare Indizien werden benötigt, um die Geschwindigkeit in weniger als einer Rotation der Dose festzustellen. Eine einzige Markierung kann mit der Erfindung verwendet werden, aber es wird eine vollständige Rotation der Dose benötigt, bevor die Geschwindigkeit festgestellt werden kann.
  • Wenn eine Vielzahl von Markierungen gleichmäßig über den Umfang der Dose verteilt ist, dann können teilweise Umhüllungen angebracht werden. Z.B. können, wenn vier Markierungen auf 90° Grad-Intervallen angebracht sind, Umhüllungen in Viertelschrittweiten realisiert werden. Die Anzahl der Markierungen wird die Auflösung bestimmen. Z.B. werden zwei 180° Grad entfernt verteilte Markierungen eine Halbumhüllungsauflösung erlauben, während acht Markierungen, 45° Grad entfernt verteilt, eine Achtelumhüllungsauflösung erlauben werden.
  • 2 veranschaulicht ein exemplarisches Zeitdiagramm für das bevorzugte Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung. Die Horizontalachse ist Zeit. Signal A ist das Dose-in-Fach (CIP)-Signal, dass zur Zeit T1 anzeigt, dass eine Dose zum Sprühen vorhanden ist. Signal B ist das Geschwindigkeitsdetektorausgangssignal. In diesem Beispiel würde Signal B durch die Verwendung dreier gleichmäßig auf dem Umfang einer Dose verteilter Markierungen erzeugt werden, das heißt, jede dritte Markierungsfeststellung entspricht einer vollständigen Rotation der Dose bezüglich der ersten festgestellten Markierung. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der Verlauf B dahingehend idealisiert ist, dass die Verteilung der Impulse als gleichmäßigseiend dargestellt wurde, während sie in der tatsächlichen Praxis etwas auf Grund der Rotationsgeschwindigkeitsabweichungen variieren würden.
  • In 2 entspricht T2 der Feststellung der ersten Markierung, T3 entspricht der Feststellung der zweiten Markierung (zwei Markierungen zur Geschwindigkeitsfeststellung benötigt), während T4, T5 und T6 den nachfolgenden drei Markierungsfeststellungen während der ersten Umhüllung, die der Geschwindigkeitsfeststellung folgt, entsprechen und T7, T8 und T9 den nachfolgenden drei Markierungsfeststellungen (T6 folgend) während der zweiten Umhüllung entsprechen. Das Beispiel aus 2 setzt weiter voraus, dass zwei vollständige Umhüllungen gewünscht werden.
  • Verlauf C stellt die Geschwindigkeitsfeststellungszeit (SDT) dar, die eine interne Timerfunktion des Steuerungsschaltkreises 18 ist. Die SDT ist nach dem Stand der Technik die Dosenaufdrehzeit. Dieser Timer stimmt mit T1 oder der Feststellung des CIP-Signals überein. Die Dauer des Timers ist bis T10 und entspricht einer ausreichenden Zeitdauer, um dem Steuerungsschaltkreis 18 zu erlauben, die Rotationsgeschwindigkeit der Dose festzustellen. Der Timer wird ausgeschaltet, nachdem die Geschwindigkeit festgestellt ist, wie in 2 veranschaulicht, so dass T10 sogar länger ausgedehnt wird, wenn erforderlich, bis die Geschwindigkeit festgestellt ist. Es sollte erwähnt werden, dass jedoch das System 10 fortfahren kann, die Geschwindigkeitsfeststellung während des Sprühvorganges bei Bedarf zu aktualisieren. Wenn der Steuerungsschaltkreis 18 unfähig ist, die Rotationsgeschwindigkeit festzustellen, dann wird der Steuerungsschaltkreis 18 eine voreingestellte Sprühzeit (DST)-Dauer ausführen, dargestellt in Verlauf D. Ein Fehler, dass die Geschwindigkeit nicht festgestellt werden kann oder dass die Rotationsgeschwindigkeit zu langsam ist, kann wie das oben beschriebene Warnsignal optional auch zu T10 generiert werden. Falls die Rotationsgeschwindigkeit zu langsam ist, kann der Sprühvorgang an dieser Dose gestoppt werden oder alternativ vollendet aber mit dem Warnhinweis, dass die Beschichtung nicht ausreichend sein kann.
  • Die DST-Dauer beginnt zu T3 und endet zu T11. Diese Zeitdauer ist ausgewählt, wie im Stand der Technik, um zu gewährleisten, dass wenigstens zwei Umhüllungen vollendet werden. Deshalb dehnt sich T11 notwendigerweise über T9 hinaus aus, wobei T9 die Zeitangabe zur präzisen Vollendung zweier Rotationen, also zweier Umhüllungen, der Dose ist. Wenn, in einem weiteren Beispiel, drei Umhüllungen benötigt werden, dann würde sich T11 über die Zeitfeststellung der neunten Markierungsfeststellung hinaus ausdehnen.
  • Verlauf E stellt eine idealisierte An/Aus-Steuerungsfunktion 16 dar, in der der Sprühapplikator zu T12 an- und zu T13 ausgeschaltet wird, als Teil des prädiktiven Steuerungsverfahrens. Der Verlauf ist in dem Sinne idealisiert, dass T12 exakt T3 bzw. nachdem die Dosengeschwindigkeit feststellt ist, entspricht und T13 exakt T9 bzw. der präzisen Vollendung von zwei Umhüllungen entspricht. In der tatsächlichen Praxis würden diese Pistolenauslösersignale nicht so präzise mit den Markierungen übereinstimmen, weil der Steuerungsschaltkreis 18 darauf programmiert wäre, An-/Ausverzögerungen des einzelnen Sprühapplikators, Temperatur und Druckparameter und andere wählbare Parameter, die die tatsächliche Sprühdauer beeinflussen, auszugleichen. Das Zeitintervall von T12 bis T13 stellt also die tatsächliche Sprühdauer dar (obwohl idealisiert, wie in 2 erwähnt). Bei einem Vergleich der Verläufe D und E ist ein signifikanter Vorteil der Erfindung offensichtlich. Verlauf D stellt, wie erwähnt, im Wesentlichen den Stand der Technik dar, in dem die Sprühdauer keine Funktion der tatsächlichen Geschwindigkeit der Dose war. Verlauf E zeigt, dass bei Verwendung der Erfindung die Sprühdauer präziser zur Vollendung der gewünschten Anzahl an Umhüllungen aufhören kann. Demnach stellt die verkürzte Sprühdauer zwischen T13 und T11 die Verwendung von weniger Material, weniger Überlappung und die resultierenden Kosteneinsparungen dar.
  • Die Darstellung von 2 kann auch verwendet, um das zweite Steuerungsverfahren, alternativ hierin beschrieben, zu verstehen. Es sei daran erinnert, dass in diesem Verfahren die Sprühdauer auf Grund der Sprühapplikatoreigenschaften und anderer wählbarer Parameter vorherbestimmt wird. Diese Technik ist besonders dann nützlich, wenn Sprühapplikatoren verwendet werden, die schnelle Einschalt- und Ausschaltzeiten haben. In diesem Verfahren wird die Zeit T13 nicht präzise mit T9 übereinstimmen, weil etwas Zugabe oder Ausgleich benötigt wird, um zu gewährleisten, dass zwei Umhüllungen vollendet werden. Aber da eine minimale Rotationsgeschwindigkeit der Dose festgestellt wurde, wird T13 von T9 nur um einen Wert ähnlich der Variation zwischen Sprühapplikatorein- und -ausschaltzeiten variieren. Demnach wird T13 viel näher an T9 sein als es T11 wäre, was immer noch Einsparungen darstellt. Wie in dem bevorzugten Verfahren kann, wenn eine minimale Geschwindigkeit nicht festgestellt wird, die DST verwendet werden.
  • Es sollte erwähnt werden, dass die Geschwindigkeitsdauerfunktion verwendet werden kann um festzustellen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit zu hoch oder außerhalb eines gewünschten Geschwindigkeitsbereiches ist. Überhöhte Rotati onsgeschwindigkeit kann auch die Beschichtungsqualität beeinflussen.
  • Der Steuerungsschaltkreis 18 kann programmiert oder eingespeist mit entsprechenden Daten sein, die die Sprühapplikator-An/Aus-Kompensationszeiten (typische Pistoleneinschalt- und -ausschaltverzögerungszeiten sind einander nicht gleich), Temperatur, Druck, Viskosität usw. abhängig von der gewünschten Sprühgenauigkeit betreffen. Diese Daten werden vom Steuerungsschaltkreis verwendet, um die erforderlichen Einstellungen für die Applikatorauslösersignale als eine Funktion der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Dose zu berechnen. Der Steuerungsschaltkreis 18 verwendet also tatsächlich die verschiedenen Steuerungsparameter und die festgestellte Geschwindigkeit um vorauszuberechnen, wann der Sprühapplikator ausgeschaltet werden muss, so dass das Sprühdauer-Zeitintervall bei der Vollendung der gewünschten Anzahl von Umhüllungen und auch teilweisen Umhüllungen endet, wenn letztere zur Anwendung kommen.
  • 3 veranschaulicht ein exemplarisches Zustandsdiagramm für ein Steuerungsprogramm, geeignet für den Gebrauch mit der vorliegenden Erfindung mit dem Steuerungsschaltkreis 18. Beim Schritt 100 (Zustand 0) wartet das System auf das Dose-in-Fach (CIP)-Signal, nach dessen Eingang der SDT-Timer gestartet wird (Verlauf C, 2). Beim Schritt 102 (Zustand 1) wartet das System auf die Feststellung der ersten Markierung oder Zeitüberschreitung der SDT. Wenn zum Zustand 1 die SDT abläuft, springt das System zum Schritt 104 (Zustand 4) und der Sprühapplikator wird angeschaltet und die Sprühdauer wird auf die DST festgesetzt.
  • Beim Schritt 104 wartet das System darauf, dass der DST-Timer abläuft, und schaltet die Pistole aus, wonach das System zu Schritt 106 (Zustand 5) vorrückt, wo das System darauf wartet, dass die Dose das Fach verlässt (angezeigt durch das Fehlen des CIP-Signals) und dann zurückkehrt zu Zustand 0.
  • Wenn zum Zustand 1 die erste Markierung erfasst wird, bevor die SDT abläuft, rückt das System zu Schritt 108 (Zustand 2) vor. Die SDT läuft noch immer und das System versucht, die Rotationsgeschwindigkeit der Dose durch Feststellen der einen oder mehreren Markierungen, während die Dose rotiert, festzustellen. Wenn das System unfähig ist, die Geschwindigkeit festzustellen, bevor die SDT abläuft, schaltet das System den Applikator an und startet die DST und springt zu Schritt 104 und folgt der Sequenz von Zustand 4 an wie zuvor beschrieben, was bedeutet, dass die DST verwendet wird. Wenn zum Zustand 2 die Geschwindigkeit festgestellt wird, wird der Applikator angeschaltet, das System rückt zu Schritt 110 und dann zu 106 vor. Während des Schritts 110 (Zustand 3) stellt das System die Sprühapplikatordauer als eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit ein. Diese Einstellungen umfassen die Applikator-An-Verzögerungskompensationszeit und die Applikator-Aus-Verzögerungskompensationszeit. Wenn zum Zustand 3 die Applikatorzeit abläuft, wird der Applikator ausgeschaltet und das System rückt zu Zustand 5 vor und vollendet den Kreislauf, wie oben beschrieben. Dadurch stellt, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit der Dose festgestellt werden kann, das System die An/Aus-Steuerungsfunktion 16 so ein, wie um den Sprühapplikator entsprechend an- und auszuschalten, so dass die Sprühdauer genau die Anzahl der gewählten Umhüllungen trifft und endet beim Auftreten der letzten Markierung, die der Vollendung dieser Umhüllungen entspricht, wobei Überlappung verhindert wird.
  • Das Zustandsdiagramm von 3 ist auch passend für das zweite alternative oben beschriebene Verfahren. In solch einem Fall wird das System bei Schritt 108 feststellen, dass eine minimale Geschwindigkeit erreicht wurde und wird zum Zustand 3 die Timer zum Laden der korrekten DST einstellen. Da die DST-Dauer feststehend ist und nicht für Geschwindigkeit eingestellt, kann eine geringe Menge an Überlappung auftreten, wird aber noch wesentlich weniger sein, als im Stand der Technik.
  • Bezugnehmend. auf 5 kann der Steuerungsschaltkreis 18, wie erwähnt, auf viele verschiedene Weisen implementiert werden. Eine solche Weise ist durch den Gebrauch eines DSP-Controllers 200, wie Teil Nummer DSP 56F807 erhältlich von Motorola. Der DSP-Contoller 200 ist programmiert, wobei er konventionelle und bekannte Programmiertechniken verwendet. Der Controller 200 erhält Anwenderinput, wenn möglich z.B. durch eine CAN (Controller Area Network)-Bus-Schnittstelle 202. Anderer Input und Kommunikationstechniken können bei Bedarf verwendet werden und sind dem Fachmann bekannt. In der Ausführungsbeispiel von 5 hat ein einziger DSP-Controller genug Leistung, um zwei Sprühstationen zu bedienen, jedoch ist diese Konfiguration keine Voraussetzung. Da beide Kanäle identisch sind, muss nur einer beschrieben werden.
  • Der Controller 200 stellt durch einen Treiber 204 die An/Aus-Steuerungsfunktion 16 in Form eines elektrischen Auslösersignals für den Sprühapplikator 14, positioniert in einer Sprühstation 206, bereit. Das System 18 empfängt das Geschwindigkeitssensor (22)-Ausgangssignal sowie das CIP-Signal. Ein Positionscodierer kann bekanntermaßen optional verwendet werden. Der Controller 200 erzeugt auch einen optischen Alarm und Warnsignale 208 im Falle verschiedener festgestellter Fehler, wie dem Fehler, die Geschwindigkeit festzustellen, dem Fehler, eine minimale Geschwindigkeit zu erreichen, dem Fehlen von festgestellten Markierungen usw., nach Wahl des Anwenders.
  • Da typische Dosenfertigungsanlagen eine Anzahl solcher Sprühstationen bedienen, wird weiter in Erwägung gezogen, dass eine Anzahl von Zweikanal-Controller-Subsystemen 18, wie das in 5 dargestellte, zusammen vernetzt werden können, wie z.B. durch ein Standard-CAN-Kommunikationsprotokoll und -bus 220, und weiter, dass der CAN-Bus 220 mit einer Anwenderschnittstelle 222 verbunden sein kann, wie z.B. einem PC und Tastatur oder anderen Eingabegeräten. Die Anwenderschnittstelle 222 kann weiter vernetzt sein über ein Standard-Ethernet-System 224 sowie durch das Internet 226 mittels eines Internetserviceproviders (ISP) 228 oder geeignetem Server. Diese Systemebenenarchitektur ist im Detail in 6 dargestellt.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben. Modifikationen und Änderungen werden anderen auf Grund eines Lesens und Verstehens dieser Beschreibung einfallen. Es ist beabsichtigt, all diese Modifikationen und Änderungen einzuschließen, insofern sie unter die angefügten Ansprüche fallen oder die Äquivalente davon.
  • Zusammenfassung
  • Ein Sprühapplikationssystem zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines rotierenden Körpers, wie zum Beispiel einer Getränkedose, beinhaltet einen Detektor, der die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche während eines Sprühvorganges feststellt. Dies erlaubt einem Controller aufgrund der Rotationsgeschwindigkeit, Auslösesignale für das Applikationsgerät einzustellen, um die Überlappung zu minimieren. Zum Beispiel kann ein Lasersensor verwendet werden. Die Verwendung des Geschwindigkeitsdetektors erlaubt auch das Auftragen von Material auf die rotierende Oberfläche für teilweise Umhüllungen sowie vollständige Umhüllungen.
    (1)

Claims (45)

  1. Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers mit einem Antriebsmechanismus zum Rotieren eines Körper; einem Sprühmechanismus zum Besprühen einer Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert; und einem Steuerungsmechanismus zum Steuern des Sprühmechanismusses als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Steuerungsmechanismus einen Sensor beinhaltet, der die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers feststellt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin der Sensor die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers optisch feststellt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin der Steuerungsmechanismus einen berührungsfreien Sensor beinhaltet, der die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers feststellt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin der Sensor einen Lasersensor beinhaltet, der eine Markierung auf dem Körper während der Rotation des Körpers feststellt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin der Sensor mindestens zwei Markierungen auf dem Körper feststellt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Sprühmechanismus einen Sprühapplikator beinhaltet und worin der Steuerungsmechanismus die Betätigung des des Sprühapplikators durch Feststellung der Vollendung einer oder mehrerer Rotationen des Körpers als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers steuert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Steuerungsmechanismus die Applikationszeit des Materials auf die Oberfläche des Körpers durch Ausgleichen von An/Aus-Zeitverzögerungen des Sprühapplikators steuert.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Steuerungsmechanismus die Betätigung des Sprühapplikators für mindestens eine vollständige Rotation und eine partielle Rotation des Körpers steuert.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Steuerungsmechanismus den Sprühmechanismus mit einer vorherbestimmten Applikationsdauer steuert und eine minimale Rotationsgeschwindigkeit des Körpers feststellt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Steuerungsmechanismus den Sprühmechanismus mit einer vorherbestimmten Applikationsdauer steuert, wenn keine Rotationsgeschwindigkeit des Körpers festgestellt werden kann.
  12. Vorrichtung zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers, mit einem Antriebsmechanismus zum Rotieren eines Körpers; einem Applikationsmechanismus zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert; einem ersten Schaltkreis, der die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers feststellt; und einem zweiten Schaltkreis zum Steuern des Applikationsmechanismusses als eine Funktion der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der zweite Schaltkreis den Applikationsmechanismus mit einer voreingestellten Applikationsdauer steuert, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers nicht festgestellt werden kann.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der zweite Schaltkreis den Applikationsmechanismus mit einer vorherbestimmten Applikationsdauer steuert, wenn eine minimale Rotationsgeschwindigkeit des Körpers durch den ersten Schaltkreis festgestellt wird.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der zweite Schaltkreis den Applikationsmechanismus durch An- und Ausschalten der Sprühvorrichtung für eine Zeitdauer, die auf Grund der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit eingestellt wird, steuert.
  16. Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine innere Oberfläche eines Dosenkörpers mit einem Antriebsmechanismus zum Rotieren eines Dosenkörpers; einer Sprühvorrichtung zum Besprühen einer inneren Oberfläche des Dosenkörpers, während der Dosenkörper rotiert; einem ersten Schaltkreis, der die Rotationsgeschwindigkeit des Dosenkörpers feststellt; und einem zweiten Schaltkreis, um die Sprühvorrichtung als Funktion der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit des Dosenkörpers zu steuern.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, worin der zweite Schaltkreis die Sprühvorrichtung durch An- und Ausschalten der Sprühvorrichtung für eine Zeitdauer, die auf Grund der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit eingestellt wird, steuert.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16, die eine Unterdruckspannvorrichtung beinhaltet, die einen Dosenkörper hält und den Dosenkörper dreht.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 16, worin der Antriebsmechanismus einen Dosenkörper mit einer Geschwindigkeit von mindestens etwa 500 pro/Min. dreht.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 16, worin der Antriebsmechanismus einen Motor beinhaltet, die Sprühvorrichtung einen Sprühapplikator beinhaltet, der erste Schaltkreis einen Lasersensor beinhaltet und der zweite Schaltkreis einen DSP-Controller beinhaltet.
  21. Ein Verfahren zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers mit den Schritten: Rotieren eines Köpers; Festellen der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers; und Steuern des Auftragens eines Materials auf eine Oberfläche des Körpers auf Grund der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, worin der Schritt der Feststellung der Rotationsgeschwindigkeit das Feststellen einer minimalen Rotationsgeschwindigkeit beinhaltet.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt der Zeiteinstellung einer Applikationsvorrichtung als Funktion der festgestellten Rotationsgeschwindigkeit beinhaltet.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt des Steuerns der Applikationszeit eines Applikators für eine vorherbestimmte Zeit beinhaltet, wenn die Rotationsgeschwindigkeit nicht festgestellt werden kann.
  25. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt des Steuerns der Applikationszeit eines Applikators für eine vorherbestimmte Zeit beinhaltet, wenn eine minimale Rotationsgeschwindigkeit festgestellt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt des Ausgleichens einer Applikationszeit für An/Auszeitverzögerungen einer Applikationsvorrichtung beinhaltet, die verwendet wird, um Material auf eine Oberfläche aufzutragen.
  27. Verfahren nach Anspruch 21, das angewendet wird, um Material auf eine innere Oberfläche einer zweiteiligen Dose aufzutragen.
  28. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt des Auftragens eines Materials auf die Oberfläche für eine wählbare Anzahl von Umhüllungen beinhaltet.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, worin die wählbare Anzahl von Umhüllungen mindestens eine vollständige Umhüllung und eine partielle Umhüllung beinhaltet.
  30. Verfahren nach Anspruch 24, das den Schritt des Erzeugens eines Signals beinhaltet, das einen Fehler beim Feststellen der Rotationsgeschwindigkeit anzeigt.
  31. Verfahren nach Anspruch 21, das den Schritt des Erzeugens eines Hinweises beinhaltet, wenn eine minimale Rotationsgeschwindigkeit nicht festgestellt werden kann oder wenn eine festgestellte Rotationsgeschwindigkeit unter einer Grenze liegt.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, das den Schritt des Feststellens beinhaltet, dass die Rotationsgeschwindigkeit innerhalb eines durch obere und untere Geschwindigkeitsgrenzen definierten Bereiches liegt.
  33. Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers mit einem Motor zum Rotieren eines Körpers; einem Sprühapplikator zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert; und einem elektrischen Schaltkreis zum Steuern des Sprühapplikators als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 33, worin der elektrische Schaltkreis eine Steuereinheit beinhaltet, einen mit der Steuereinheit gekoppelten Geschwindigkeitssensor und einen mit der Steuereinheit gekoppelten Sprühapplikatorantrieb.
  35. Vorrichtung nach Anspruch 34, worin die Steuereinheit einen Hochgeschwindigkeitsprozessor beinhaltet.
  36. Vorrichtung nach Anspruch 34, worin die Steuereinheit einen DSP-Prozessor beinhaltet.
  37. Vorrichtung nach Anspruch 34 worin die Steuereinheit den Betrieb einer Vielzahl von Sprühapplikatoren steuert.
  38. Vorrichtung nach Anspruch 34, worin die Steuereinheit mit einem Verteilernetzwerk betriebsfähig gekoppelt ist.
  39. Vorrichtung nach Anspruch 34, worin das Verteilernetzwerk ein CAN-Netzwerk beinhaltet.
  40. Vorrichtung nach Anspruch 38, worin das Verteilernetzwerk betriebsfähig mit dem Internet gekoppelt ist.
  41. Vorrichtung nach Anspruch 34, die eine Vielzahl von Steuereinheiten beinhaltet, um eine Vielzahl von Sprühapplikatoren zu steuern.
  42. Vorrichtung nach Anspruch 34, worin die Steuereinheit den Betrieb des Sprühapplikators und des Motors steuert.
  43. Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine rotierende Oberfläche mit einem Applikationsmechanismus zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche, während die Oberfläche rotiert; und einem Steuerschaltkreis zum Steuern des Applikationsmechanismusses als Funktion der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche.
  44. Vorrichtung zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche eines Körpers mit Mitteln zum Rotieren eines Körpers; Mitteln zum Auftragen von Material auf eine Oberfläche des Körpers, während der Körper rotiert; und Mitteln zum Steuern der Mittel zum Auftragen des Materials als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers.
  45. Steuerungssystem zum Steuern des Betriebs eines Materialapplikationsmechanismusses mit einem Rotationsgeschwindigkeitsdetektor, der fähig ist, die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit einer Oberfläche festzustellen, während auf die Oberfläche durch einen Applikationsmechanismus Material aufgetragen wird, wobei der Detektor ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, das der besagten Rotationsgeschwindigkeit entspricht, und einem Steuerschaltkreis, der geeignet ist, den Betrieb des Materialapplikationsmechanismusses auf Grund des Geschwindigkeitssignals zu steuern.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005010005A1 (de) * 2005-03-04 2006-12-28 Nunner, Dieter Vorrichtung und Verfahren zur Beschichtung von Kleinteilen
CN102865400B (zh) * 2006-04-21 2014-11-12 芙罗服务管理公司 阀促动器
DE112006003859B4 (de) * 2006-04-21 2021-04-01 Flowserve Management Co. Drehgeber-Frequenzanalyse
WO2007123533A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Flowserve Management Company Rotary encoder frequency analysis
EP2241378A3 (de) 2006-05-09 2015-03-25 Nordson Corporation .steuersystem zur beschichtung von dosen
TWI401923B (zh) * 2009-06-06 2013-07-11 Generalplus Technology Inc 適應性時脈重建方法與裝置以及進行音頻解碼方法
GB0919059D0 (en) * 2009-10-30 2009-12-16 Sencon Europ Ltd Application and inspection system
DE102012204690A1 (de) * 2012-03-23 2013-09-26 Krones Ag Vorrichtung zum Plasmabeschichten von Füllgutbehältern, wie Flaschen
TWI491495B (zh) * 2013-12-13 2015-07-11 三緯國際立體列印科技股份有限公司 列印頭模組
GB2538794B (en) * 2015-05-29 2017-08-23 Crown Packaging Technology Inc Spray coating of cans
US9987650B2 (en) 2015-07-06 2018-06-05 Integrated Packaging Solutions Spray gun mount and retrofit kit
CN106111395B (zh) * 2016-08-10 2019-02-15 天顺风能(苏州)股份有限公司 一种不规则筒体的自动喷涂装置和方法
JP7487762B2 (ja) * 2022-10-25 2024-05-21 東洋製罐株式会社 成形品確認装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB529216A (en) * 1939-05-25 1940-11-15 William Edward Ballard Improvements relating to metal spraying
US3452709A (en) 1966-01-10 1969-07-01 Coors Porcelain Co Machine for coating interior of containers
US3452710A (en) * 1967-06-06 1969-07-01 Baker & Gubbins Co Liquid applicator system
US3797456A (en) 1970-03-05 1974-03-19 Nordson Corp Apparatus for coating the interiors of hollow bodies
US3726711A (en) 1970-09-28 1973-04-10 Nordson Corp Method and apparatus for coating metal can bodies
US3971336A (en) * 1975-06-27 1976-07-27 Owens-Corning Fiberglas Corporation Control system for controlling translation speed of carriage with respect to rotational speed of mandrel
DE2600811A1 (de) * 1976-01-12 1977-07-21 Eppco Fa Metallbehaelter fuer nahrungsmittel und verfahren zu seiner herstellung
US4378386A (en) 1981-11-09 1983-03-29 Nordson Corporation Method of spraying closed end cans
US4605351A (en) * 1984-11-15 1986-08-12 W. R. Grace & Co. Closure lining machine
US5059901A (en) * 1990-05-04 1991-10-22 Technology For Energy Corporation Visible light laser tachometer for sensing rotational speed of an object
US5254164A (en) 1992-06-15 1993-10-19 Nordson Corp. Coating system including indexing turret rotatable in the vertical and horizontal planes about a stationary shaft with loading and unloading of containers and closures from the edges of the turret
JP2954504B2 (ja) * 1995-06-15 1999-09-27 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 加熱ローラの製造方法および製造装置
US6379464B1 (en) * 1999-07-30 2002-04-30 K-G Devices Corporation Apparatus for applying material to a target in relative motion to a dispenser
JP2004016925A (ja) * 2002-06-17 2004-01-22 Taisei Corp 管内面ライニング装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20050160980A1 (en) 2005-07-28
US20100215835A1 (en) 2010-08-26
WO2003097252A1 (en) 2003-11-27
GB0426725D0 (en) 2005-01-12
GB2405113B (en) 2005-11-23
GB2405113A (en) 2005-02-23
AU2003232104A1 (en) 2003-12-02
US7730850B2 (en) 2010-06-08
JP2005525236A (ja) 2005-08-25

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