DE3005493A1 - Einrichtung zur steuerung von arbeitsgeraeten, insbesondere von geblaesen und/oder spritzduesen in einer automatischen fahrzeugwaschanlage - Google Patents

Description

• "Einrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten, insbesondere von Gebläsen
• und/oder Spritzdüsen in einer automatischen Fahrzeugwaschanlage" Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Bei den allgemein bekannten automatischen Waschanlagen für Fahrzeuge aller Art ist es erforderlich, verschiedene Arbeitsgeräte, wie z. B.
• Spritzdüsen oder Trockengebläse, den unterschiedlichen Konturen von Fahrzeugen nachzuführen. Hierzu müssen die Fahrzeuge abgetastet und die Abtastsignale in Stellsignale für den Nachführungsantrieb des Arbeitsgerätes umgewandelt werden. Bei den bekannten Anlagen erfolgt ein mechanisches Abtasten mit Hilfe von Rollen, die die Karossierien der Fahrzeuge berühren. Diese mechanischen Abtastmittel erfassen die Kontur nur dort, wo sie berühren (Konturerhebungen rechts und links der Beriihrungslinie werden nicht erkannt) und führen zu einem verhältnismäßig großen Abstand zwischen dem Arbeitsgerät und den Fahrzeugen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten zu schaffen, bei der ein berührungsloses Abtasten der Kontur des einem Arbeitsvorgang unterworfenen Objektes erfolgt.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
• Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 20 beschrieben.
• Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Abstand zwischen dem Arbeitsgerät und dem Objekt verhältnismäßig klein gewählt werden kann.
• Hierdurch wird erreicht, daß das Arbeitsgerät besonders dicht am Objekt vorbeigeführt werden kann, was vor allen Dingen für Spritzdüsen und Trockengebläse in einer automatischen Fahrzeugwaschanlage erstrebenswert istfzur Verbesserung des Wirkungsgrades und Verringerung der Umweltverschmutzung (geringere Dosierung der Waschmittel).
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung einer automatischen Fahrzeugwaschanlage mit einer Einrichtung zur Steuerung eines Arbeitsgerätes, Figur 2 die Anordnung von Sendern und Empfängern eines Lichtabtastsystems an einem Trockengebläse der Fahrzeugwaschanlage, Figur 3 verschiedene Grundkonturen von Fahrzeugen und Figur 4 eine schematische Darstellung für einen Abtastvorgang bei einer ausgewählten Fahrzeugkontur.
• Die in Figur 1 schematisch dargestellte Fahrzeugwaschanlage weist ein Portal 1 auf, unter dem sich ein Fahrzeug 2 befindet. An den senkrechten Streben des Portals 1 ist ein Arbeitsgerät 3, beispielsweise ein Trockengebläse, in senkrechter Richtung verschiebbar angeordnet. Zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Arbeitsgerät 3 und dem Fahrzeug 2 in Richtung der Fahrzeuglängsachse gibt es zwei Möglichkeiten: 1. das Portal steht fest auf dem Erdboden und das Fahrzeug 2 wird durch eine Schleppkette bewegt; 2. das Fahrzeug 2 steht fest auf dem Erdboden und das Portal 1 wird mit Hilfe eines zeichnerisch nicht dargestellten Antriebes über das Fahrzeug 2 ilinweggefiihrt.
• Bei den folgenden Betrachtungen wird von der zweiten Möglichkeit ausgegangen, d. h. das Arbeitsgerät 3 wird über das unbewegte Fahrzeug 2 hinweggeführt, Um sicherzustellen, daß das Arbeitsgerät 3 möglichst dicht an der Fahrzeugkontur entlang geführt wird, ist ein Lichtabtastsystem vorgesehen. Dieses Lichtabtastsystem weist zwei miteinander zusammenwirkende Sender/Empfänger-Einheiten 5 und 6 auf, von denen jeweils eine seitlich neben dem Fahrzeug 2 am rechten oder linken Seitenteil des Arbeitsgerätes 3 mechanisch befestigt ist. Jede Sender/Empfänger-Einheit weist eine Reihe von Sendern und Empfängern auf, die als Tastmittel dienende Lichtstrahlen (4) im nahen Infrarotbereich aussenden oder empfangen. Hierzu ist es erforderlich, daß jeweils ein Sender der Einheit 5 einem Empfänger der Einheit 6 sowie ein Sender der Einheit 6 einem Empfänger der Einheit 5 gegenüberliegt.
• Die als Tastmittel dienenden Lichtstrahlen 4 verlaufen somit quer zur Längsachse des abzutastenden Fahrzeuges und können von dem Fahrzeug unterbrochen werden. #ei Unterbrechung eines oder mehrerer Lichtstrahlen 4 erzeugen die Empfänger Ausgangssignale, die einer Auswerte-Schaltungsanordnung 7 über elektrische Leitungen zugeführt werden, die die empfangenen Ausgangssignale auswertet und Steuersignale an einen Nachführungsantrieb für das Arbeitsgerät 3 abgibt. Zweckmäßigerweise soll es sich hier um einen Antrieb handeln, der sowohl die eingangs erwähnten senkrechten Bewegungen des Arbeitsgerätes 3 als auch die Relativbewegungen zwischen Arbeitsgerät 3 und Fahrzeug 2 in Richtung der Fahrzeuglängsachse erzeugt.
• Als Sender können GaAs-Lumineszenzdioden verwendet werden, die im Impulsbetrieb arbeiten. Zur Bündelung der von den Sendern ausgesandten Strahlen 4 ist es zweckmäßig, vor den Sendern zusätzlich einfache Linsen vorzusehen.
• Als Empfänger dienen Silizium-Fotodioden mit integrierten Impulsverstärkern, die ebenfalls mit Linsen versehen sein können.
• Aus Figur 2 ist die Anordnung der Sender und Empfänger der Sender/Empfänger-Einheit 5 neben dem Arbeitsgerät 3 ersichtlich. Zwischen den Sendern und Empfängern wird eine Unterteilung in Regelungszellen 8, 9 und in Schutzzellen 10, 11 vorgenommen, und zwar sind die Sender der Regelungszellen mit 8, die Empfänger der Regelungszellen mit 9, die Sender der Schutzzellen mit 10 und die Empfänger der Schutzzellen mit 11 bezeichnet. Alle Regelungs-bzw. Schutzzellen sind so angeordnet, daß jeweils ein Sender 8 bzw. 10 einem Empfänger 9 bzw. 11 benachbart ist. Jeder Sender 8 bzw. 10 und jeder Empfänger bzw. 11 der Sender/Empfänger-Einheit 5 wirkt mit einem Empfänger bzw.
• Sender der in Figur 1 dargestellten Sender/Empfänger-Einheit 6 zusammen.
• Die Anzahl der Schutzzellen wird bestimmt durch die gerade noch zu erfassenden Abmessungen von Hindernissen.
• Die Regelungszellen 8 und 9 sind unterhalb des Arbeitsgerätes 3 in den Eckpunkten eines Rechteckes angeordnet. Sie dienen zur Erzeugung von Nachführungssignalen für den Nachführungsantrieb des Arbeitsgerätes 3.
• Auf der Verbindungslinie zwischen den untersten Regelungszellen sind zwei zusätzliche Schutzzellen 12 und 13 vorgesehen, von denen Zelle 12 als Sender und Zelle 13 als Empfänger arbeitet. Die Regelungszellen arbeiten vorzugsweise mit unterschiedlichen Frequenzen, wodurch eine gegenseitige Störbeeinflussung durch Streuung oder Reflexion verhindert wird ebenso wie dadurch, daß benachbarte Regelungszellen mit gegenläufigen Strahlengängen arbeiten.
• Die Schutzzellen 10 und 11, die zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes zwischen dem Arbeitsgerät 3 und dem abzutastenden Fahrzeug 2 in horizontaler Richtung bei steil ansteigenden oder abfallenden Fahrzeugkonturen herangezogen werden, sind an den seitlichen Seitenteilen des Arbeitsgerätes 3 in insgesamt 4 Reihen angeordnet. Jeweils zwei Schutzzellenreihen befinden sich auf der Vorder- und auf der 11 interseite des Arbeitsgerätes. Sie erstrecken sich jeweils über die Unter- bzw. Oberkante des Arbeitsgerätes 3 hinaus.
• Oberhalb der Oberkante des Arbeitsgerätes 3 befindet sich auf der Vorder- und der Hinterseite jeweils eine zusätzliche Schutzzelle und zwar ein Sender 14 und ein Empfänger 15. Alle Schutzzellen 10 bis 13 sowie 14 und 15 arbeiten mit der gleichen Impulsfrequenz, die Impulse zweier benachbarter Schutzzellen sind gegeneinander zeitlich versetzt. Hierbei werden die einzelnen Empfänger entsprechend der zeitlich versetzt ausgesandten Impulse ihrer zugehörenden Sender zeitlich versetzt freigegeben. Auf diese Weise - und durch die Verwendung von gegenläufigen Strahlen für benachbarte Schutzzellen - wird eine gegenseifige Störbeeinflussung weitgehend ausgeschlossen.
• Mit dem obenbeschriebenen Lichtabtastsystem ist es möglich, die unterschiedlichsten Fahrzeugkonturen abzutasten und gleichzeitig mit Hilfe der Auswerte-Schaltungsanordnung 7 und dem Nachführungsantrieb das Arbeitsgerät 3 den Fahrzeugkonturen berührungslos nachzuführen. In Figur 3 sind vier Grundkonturen A bis D skizziert. Figur 4 zeigt für ein Konturenbeispiel einen Abtast- bzw. Nachführungsvorgang des Arbeitsgerätes 3 mit Hilfe- der Regelungszellen 8 und 9 sowie den Schutzzellen 10 und 11 der Sender/Empfänger-Einheit 5 aus Figur 2 in neun Stufen a bis i. Die von der Fahrzeugkontur unterbrochenen Strahlengänge sind dadurch kenntlich gemacht, daß die den unterbrochenen Strahlengängen zugehörenden Regelungs- bzw. Schutzzellen voll ausgezeichnet sind. Neben jeder Stufe a bis i sind die Steuersignale für denNachführungsantrieb des Arbeitsgerätes 3 angegeben. Als Steuersignale, die von der Auswerte-Schaltungsanordnung 7 nach Auswertung der von den Empfängern in Abhängigkeit von unterbrochenen Strahlengängen gelieferten Auswertesignale abgegeben werden, kommen für das Arbeitsgerät in senkrechter Richtung die Signale "Senken", "Stoppen" und ~Heben" sowie für die Vorschubrichtung die Signale "Vorwärts", "Rückwärts" und "Stoppen" in Frage. Demzufolge erhält der Nachführungsantrieb für die Stufe a, bei der kein Strahlengang der Regelungszellen unterbrochen ist, die Signale "Arbeitsgerät Senken" und "Vorschub Stoppen", für die Stufe b, bei der die Strahlengänge der beiden unteren Regelungszellen unterbrochen sind, die Signale "Arbeitsgerät Stoppen" und Vorschub Vorwärts" sowie für die Stufe h, bei der ein Strahlengang einer auf der Hinterseite des Arbeitsgerätes 3 liegenden Schutzzelle unterbrochen ist, die Signale "Arbeitsgerät stoppen" und "Vorschub Vorwärts".
• Insgesamt unterscheidet die Auswerteschaltungsanordnung 7 sechs verschiedene Betriebszustände und liefert für jeden Betriebszustand die entsprechenden Steuersignale, die in der folgenden Tabelle dargestellt sind: Betriebszustand Arbeitsgerät Vorschub I HEBEN in Arbeitsrichtung II STOP in Arbeitsrichtung III SENKEN in Arbeitsrichtung IV HEBEN STOP V Stop entgegen der Arbeitsrichtung VI SENKEN STOP Aus der folgenden Tabelle sind die Steuersignale für das Arbeitsgerät und den Vorschub ersichtlich, die die Auswerte-Schaltungsanordnung 7 bei einer Unterbrechung einzelner Strahlengänge der Regelungszellen abgibt:

  Unterbrechung Arbeitsmittel Vorschub

  Strahlengang der

  4 Regelungs-Zellen

  0 0

  STOP

  O 0

  O 0

  HEBEN VOR

  sonst STOP richtung

  o

  HEBEN VOR

  O O in Arbeits-

  richtung

  O

  HEBEN VOR

  O O in Arbeits-

  richtung

  0 0

  0 0 nur, wennvorher STOP 1 richtung

  ~ ~ HEBEN STOP

  0 0 SENKEN VOR

  nur, wenn vorher SENKEN

  nur, wenn vorherSENKEN in Arbeits-

  O in Arbeits-

  richtung

  0

  STOP VOR

  in Arbeits-

  richtung

  Unterbrechung

  Strahlengang der Arbeitsmittel Vorschub

  4 Regelungs-Zellen

  alle anderen

  Konfigurationen STOP STOP

  O Strahlengang nicht unterbrochen Strahlengang unterbrochen Die von der Auswerte-Steuereinrichtung 7 bei Unterbrechung der Strahlengänge von Schutzzellen abgegebenen Steuersignale sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt:

  Strahlen äneSchutz Zellen Arbeitsmittel Vorschub

  Einer oder mehrere Strahlen- HEBEN STOP

  gänge in Arbeitsrichtung vor

  dem Arbeitsmittel O

  Alle Strahlengänge werden 0 STOP VOR

  vorher war mindestens einer ~ in Arbeits-

  mit Ausnahme des obersten 0 0

  Regelungs-Zellen: 0 0

  Einer oder mehrere Strahlen- STOP VOR

  gänge in Arbeitsrichtung hinter in Arbeits-

  dem Arbeitsmittel richtung

  Einer oder beide der obersten STOP

  Strahlengänge versetzt ange- zur Arbeits-

  ordnet) richtung

  Beide obersten Strahlengänge HEBEN STOP

  werden

  mindestens einer war ~

  Einer oder beide Strahlengänge STOP VOR

  zwischen den Regelungs-Zellen in Arbeits-

  richtung

  bis dahin war SENKEN richtung

  Vorteilhafterweise kann eine Eigentesteinrichtung zur Funktionsprüfung der Einrichtung vorgesehen werden. Diese Eigentesteinrichtung wirkt vorzugsweise mit einer Fehlererkennungseinrichtung zusammen, die dafür sorgt, daß beim Auftreten eines Fehlers die Auswerteschaltungsanordnung 7 sowohl für das Arbeitsgerät als auch für den Vorschub ein Stopp-Signal an den Nachführungsantrieb abgibt. Zusätzlich wird ein Eigentest vor jedem Betriebsfall in der Weise durchgeführt, daß alle Strahlenabdeckungskombinationen nach den vorstehenden Tabellen durch Ansteuerung bzw. Nichtansteuerung der betreffenden Sender automatisch nacheinander simmuliert und die Ausgangssignale der Auswerteschaltung gleichzeitig überprüft werden.

Claims (20)

1. Patentansprüche 1. Einrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten, insbesondere von Gebläsen und/oder Spritzdüsen in einer automatischen Fahrzeugwaschanlage, die die Konturen von Fahrzeugen abtasten, dadurch gekennzeichnet, daß ein abbildendes Lichtabtastsystem zum berührungslosen Abtasten der Fahrzeuge (2) vorgesehen ist, daß das Lichtabtastsystem zwei oder mehrere, einander gegenüberliegende Sender (8, lo, 12, 14) und Empfänger (9, 11, 13, 15) aufweist, die als Tastmittel dienende Lichtstrahlen (4) aussenden oder empfangen, daß bei einer Unterbrechung der Lichtstrahlen (4) durch ein Fahrzeug (2) die zugehörenden Empfänger (9, 11, 13, 15) Ausgangssignale erzeugen, und daß den Empfängern (9, 11, 13, 15) eine Auswerte-Schaltungsanordnung (7) nachgeschaltet ist, die die empfangenen Ausgangssignale auswertet und Steuersignale an einen Nachführungsantrieb des Arbeitsgerätes (3) abgibt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Lichtstrahlen (4), deren Wellenlänge im nahen IR-Bereich liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender (8,10,13,14) im Impulsbetrieb arbeitende GaAs#IAkmineszenzdioden vorge- sehen sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Sendern (8,10,12,14) Linsen zur Bündelung der Lichtstrahlen (4) angeordnet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Silizium-Fotodioden mit integrierten Impulsverstärkern als Empfänger (9,11,13,15).
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet durch vor den Empfängern (9, 11, 13,15) angeordnete Linsen.
7. 7. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (8,10,12,14) und Empfänger (9,11,13,15) an den seitlichen Seitenteilen des Arbeitsgerätes (3) derart angeordnet sind, daß der Lichtstrahlengang quer zur Längsachse des abzutastenden Fahrzeuges (2) verläuft.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Unterteilung der Sender (8,10,12,14) und Empfänger (9,11,13,15) in Regelungszellen (8,9), die zur Erzeugung von Nachführungssignalen für den Nachführungs antrieb des Arbeitsgerätes (3) dienen und in Schutzzellen (10,11,12,13,14, 15), die zur Einhaltung eines vorgegebenen horizontalen Abstandes zwischen dem Arbeitsgerät (3) und dem abzutastenden Fahrzeug (2) herangezogen werden.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Regelungszellen (8,9) unterhalb des Arbeitsgerätes (3).
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils an einer seitlichen Stirnseite des Arbeitsgerätes (3) liegenden Regelungszellen (8,9) in den Eckpunkten eines Rechteckes angeordnet sind.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine oder mehrere zusätzliche Schutzzellen (12,13), die sich auf der Verbindungslinie zwischen den untersten Regelungszellen (8,9) des Rechteckes befinden.
12. 12. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß d Regelungszellen (8,9) mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten.
13. 13. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Regelungszellen (8,9) mit einander gegenläufigen Strahlengängen arbeiten.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schutzzellen (10 bis 15) wirkenden Sender (10, 12, 14) und Empfänger (11,13,15) an den seitlichen Seitenteilen des Arbeitsgerätes (3) in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reihen der Schutzzellen (10,11) über die Oberkante und/oder Unterkante des Arbeitsgerätes (3) erstrecken.
16. 16. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch zusätzliche Schutzzellen (14 bzw. 15), die außerhalb der Schutzzellenreihen oberhalb der Oberkante des Arbeitsgerätes (3) liegen.
17. 17. Einrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzzellen (10 bis 15)mit der gleichen Pulsfrequenz arbeiten und daß die Impulse zweier benachbarter Strahlengänge gegeneinander zeitlich versetzt sind.
18. 18. Einrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schutzzellen (10 bis 15) mit gegenläufigen Strahlengängen arbeiten.
19. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Eigentesteinrichtung zur Überprüfung der Funktion der Einrichtung.
20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Fehlererkennungseinrichtung, die mit der Eigentesteinrichtung zusammenwirkt.