DE3016458A1 - Verfahren zum bestimmen und/oder steuern der beschichtungsstaerke von werkstuecken in beschichtungsanlagen, wie lackier-, pulverbeschichtungsanlagen o.dgl. und, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum bestimmen und/oder steuern der beschichtungsstaerke von werkstuecken in beschichtungsanlagen, wie lackier-, pulverbeschichtungsanlagen o.dgl. und, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3016458A1 DE19803016458 DE3016458A DE3016458A1 DE 3016458 A1 DE3016458 A1 DE 3016458A1 DE 19803016458 DE19803016458 DE 19803016458 DE 3016458 A DE3016458 A DE 3016458A DE 3016458 A1 DE3016458 A1 DE 3016458A1
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Gerhard Dipl.-Phys. Dr. 7030 Böblinen Benz
Hermann Dipl.-Phys. Dr. 7411 Reutlingen-Betzingen Leibßle
Hermann Ing.(grad.) 7071 Böbingen Stegmaier
Wolfram Dipl.-Ing. Dr. 7928 Giengen Wacker
Ilse 7000 Stuttgart Wagner
Udo Dipl.-Phys. Dr. 7928 Giengen Wenning
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Robert Bosch GmbH
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Description

  • Verfahren zum Bestimmen und/oder Steuern der Beschichtungs-
  • stärke von Werkstücken in Beschichtungsanlagen, wie Lackier-, Pulverbeschichtungsanlagen o.dgl., und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bestimmen und/oder Steuern der Beschichtungsstärke (Schichtdicke) von Werkstücken in Beschickungsanlagen,wie Lackier-, Pulverbeschichtungsanlagen o.dgl., nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art erfolgt die Messung der Schichtdicke in eingebranntem Zustand, d.h.
  • nachdem das beschichtete Werkstück die Aushärtezone durchlaufen hat. Die Schichtdickenmessung erfolgt durch an sich bekannte elektrische oder magnetische Schichtdicken-Meßmethoden, bei welchen von den magnetischen bzw.
  • elektrischen Eigenschaften des Werkstücks und von den dielektrischen Eigenschaften des Beschichtungsstoffes Gebrauch gemacht wird. Solche Schichtdicken-Meßmethoden sind z.B. in DIN 50 981, DIN 50 984 oder DIN 50 985 beschrieben.
  • Bei allen diesen Meßmethoden wird der Meßkopf in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Schicht gebracht, was ein Aushärten der auf das Werkstück aufgetragenen Beschichtung voraussetzt. Da die an dem Werkstück gemessene Schichtdicke ein Maß für die anschließende Einstellung der Beschichtungsvorrichtung ist, ist ein Nachregeln der Beschichtungsvorrichtung erst nach der Aushärtezeit der aufgetragenen Schicht von ca. 20 - 30 Minutenmöglich. Diese beträchtliche zeitliche Verzögerung der Nachregelung der Beschichtungsvorrichtung führt vor allem bei einer hohen Belegungsdichte der Beschichtungsanlage zu erheblichen Ausschußquoten z.B.auch bei kurzzeitigem Auftreten von Störungen in der oder den Beschichtungsvorrichtungen. Dabei können ganze Chargen oder Lose bereits unbrauchbar sein, bevor der Störfall bemerkt wird.
  • Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die auf den Werkstücken aufgetragene Schichtdicke kontinuierlich,mit relativ geringer Totzeit zwischen der Beschichtung und dem Schichtdicken-Meßvorgang, gemessen werden kann. Die Nachregelung der Beschichtungsvorrichtung oder -vorrichtungen kann unmittelbar erfolgen. Dies bedeutet eine Erhöhung der Fertigungssicherheit und eine beträchtliche Reduzierung möglicher Ausschußquoten und damit letztlich eine wesentliche Materialeinsparung. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft die Voraussetzung dafür, daß das bei der Schichtdicken-Messung gewonnene Meßsignal unmittelbar zur vollautomatischen Anlagesteuerung herangezogen werden kann.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Verfahrensvariante der synchronen Beschichtung eines Test körpers zusammen mit dem Werkstück erwiesen. Bei dieser Verfahrensvariante kann die Schichtdickenmessung sehr schnell nach der Beschichtung durch eine Beschichtungsvorrichtung erfolgen. Die Nachregelzeit der Beschichtungsvorrichtung kann damit extrem klein gehalten werden. Außerdem kann unabhängig von der Form des Werkstückes die Schichtdicke immer exakt gemessen werden, da dem Testkörper eine von der Form des Werkstücks unabhängige, für die Schichtdickenmessung vorteilhafte ebene Form gegeben werden kann.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Dicke der aufgetragenen Schichten kontinuierlich innerhalb enger Toleranzbereiche messen. Die hierzu benutzten radiometrischen Schichtdicken-Meßmethoden sind an sich bekannt und z.B. in DIN 50 983(Beta-Rückstreu-Verfahren) oder in ISO 3497 (Röntgenfluoreszensverfahren in Absorption und Emission) beschrieben. Bei Beschichtung einer Eisen-Unterlage mit z.B.
  • Pulver- oder Naßlack hat man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Röntgenfluoreszenz-Meßmethode in Absorption bei weißen Pulverschichten bzw. weißen Naßlacken der Dicke von etwa 4Dm die größte Meßgenauigkeit von 1,8 % erzielt. Allerdings ist bei der Röntgenabsorptions-Meßmethode zu beachten, daß die Meßergebnisse stark von der chemischen Zusammensetzung des Bemchichtungsmaterial,insbesondere seinem Pigment- und Füllstoffgehalt, abhängen. Daher muß bei jedem Beschichtungsmaterialwechsel je nach Füllstoff- bzw. Pigmentgehalt des Beschichtungsmaterials die Meßanordnung neu geeicht werden. Die Beta-Rückstreu-Meßmethode, mit welcher nach dem erfindungsgemäßenVerfahren /nachnoch halb so genau gemessen werden kann, ist hingegen nahezu unabhängig von der chemischen Zusammensetzung der zu messenden Beschichtung. Die Beta- Rückstreu-Meßmethode ist deshalb bei Inkaufnahme einer größeren Meßungenauigkeit dann vorzuziehen, wenn in der Beschichtungsanlage ein häufiger Wechsel des Beschichtungsstoffes vorgenommen wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen 2 - 7 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Die Unteransprüche 8 - 12 enthalten zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Zeichnung Das erfindungsgemäße Verfahren ist im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht einer schematisch dargestellten Beschichtungsanlage mit einer Vorrichtung zum Bestimmen der Beschichtungsdicke gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ausschnittweise eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Bestimmen der Beschichtungsdicke gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für eine Beschichtungsanlage nach Fig. 1.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Fig. 1 ist als Beispiel einer Beschichtungsanlage eine elektrostatische Pulverbeschichtungsanlage für Kühlschrankteile dargestellt. In einer mit 10 bezeichneten Beschichtungs- oder Sprühkabine sind insgesamt vier Sprühscheiben 11 längs eines die Sprühkabine 10 mäanderartig durchziehenden Transportbandes 13 angeordnet. Am Transportband sind sog. Hänger 13 in Abstand voneinander aufgereiht und mit diesem verbunden. Ein Hänger 13, der in Fig. 1 durch einen Punkt symbolisiert ist, kann z.B. vier Haken 14 (Fig. 2) aufweisen. an denen jeweils ein Werkstück 15, hier also ein zu beschichtendes Kühlschrankteil, z.B. ein Wandblech, angshängt ist. Die Haken 14 sind symmetrisch zueinander angeordnet und um jeweils 900 gegeneinander verdreht, wobei ihre Hakenkrümmungen 16 jeweils nach außen weisen. Die an diese Haken 14 angehängten Werkstücke 15 in Form von Kühlschrankwänden nehmen somit die in Fig. 1 in Draufsicht zu sehende Anordnung ein. Diese Anordnung in Verbindung mit der mäanderartigen Durchführung des Transportbandes 12 zwischen den einzelnen Sprühscheiben 11 hindurch gestattet, die an dem Hänger 13 hängenden vier Werkstücke 15 oder Wandbleche nacheinander einseitig zu beschichten. Dabei wird z.B. zunächst das Werkstück 151 durch die erste Sprühscheibe 111 beschichtet. Der Hänger 13 wird dann in den Bereich der zweiten Sprühscheibe 112 verbracht, die in einer solchen Ausrichtung zu dem Transportband 12 angeordnet ist, das nunmehr das dem Werkstück 151 gegenüberliegende zweite Werkstück 152 einseitig beschichtet wird. Bei der Weiterbewegung des Transportbandes 12 stößt der Hänger 13 bzw. eines der Werkstücke 15 an eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Drehvorrichtung 17 an. Beim Durchlaufen der Drehvorrichtung 17 wird dabei der Hänger 13 um 900 gedreht, so daß der Hänger 13 und die daran gehaltenen Werkstücke nunmehr im Bereich der dritten Sprühscheibe 113 die in Fig. 1 dort gezeichnete Stellung einnehmen. Der Hänger 13 ist hier:somit derart ausgerichtet, daß das dritte Werkstück 153 der Sprühscheibe 113 zugekehrt ist und von dieser einseitig beschichtet wird. Bei Weiterbewegung des Transportbandes 12 gelangen nunmehr die an dem Hänger 13 angehängten Werkstücke 15 in den Bereich der vierten Sprühscheibe 114, wobei das einzige noch unbeschichtete Werkstück 154 zu der Sprühscheibe 114 weist und durch diese beschichtet wird. Nunmehr sind alle an dem Hänger 13 hängende Werkstücke 15 einseitig beschichtet und durch Weiterbewegung des Transportbandes 12 verläßt der Hänger 13 mit den beschichteten Werkstücken 15 die Sprühkabine 10. Bei der Anordnung von insgesamt vier Sprühscheiben 11 werden insgesamt vier Werkstücke 15, gleichzeitig beschichtet, wobei die Werkstücke jeweils an vier aufeinanderfolgende.Hängern 13 angehängt sind.
  • Die Sprühscheiben 11 sind nunmehr so eingestellt, daß sie eine bestimmte Pulvermenge in einer gewünschten Schichtdicke auf das jeweils ihnen zugekehrte Werkstück 15 aufsprühen. Dies läßt sich durch Dosierung der den Sprühscheiben 11 zugeführten Pulvermenge und durch Einstellung der Durchlaufgeschwindigkeit der Werkstücke 15 erzielen.Die Durchlaufsgeschwindigkeit der Werkstücke, also die Geschwindigkeit des Transportbandes 12 bestimmt die Sprühzeit,während der das z-u beschichtende Werkstück 15 dem Beschichtungsvorgang bzw. Sprühvorgang ausgesetzt ist.
  • Bei dem mit der Vorrichtung nach Fig. 1 durchführbaren Verfahren zur Bestimmung der von den Sprühscheiben 11 auf die Werkstücke 15 aufgetragenen Schichtdicke läßt man einen Testkörper in Form eines Testbandes 18 zusammen mit einem Werkstück 15 von einer Sprühscheibe 11 gleichartig beschichten und mißt die auf das Testband 18 aufgetragene Schichtdicke außerhalb der Sprühkabine 10, unmittelbar nach Aufbringen der Beschichtung auf das Testband 18.
  • Die Schichtdickenbestimmung erfolgt dabei berührungslos mittels einer an sich bekannten radiometrischen Schichtdicken-Meßmethode. Als radiometrische Schichtdicken-Meßmethode kann hierbei sowohl das Beta-Rückstreu-Verfahren, wie es in DIN 50. 983 beschrieben ist oder auch ein Röntgen-Fluoreszenzverfahren, z.B. das Röntgenabsorptionsverfahren oder das Röntgenemissionsverfahren,nach ISO 3497 verwendet werden.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß. Fig. 1 verläuft das Testband 18 teilweise durch die Sprühkabine 10 und ist im Bereich der durch die zweite Sprühscheibe 112 gebildeten Beschichtungsvorrichtung dem von der Sprühscheibe 112 hervorgerufenen Sprühvorgang ausgesetzt. In diesem Bereich befindet sich das Testband 18 in gleicher räumlichen Zuordnung zu der Sprühscheibe 112 wie das hier von der Sprühscheibe 11 zu besprühende Werkstück 152. Dabei verläuft das Testband 18 oberhalb oder unterhalb des Werkstückes 152, so daß es letzteres nicht gegenüber der Sprühscheibe 11 abdecken kann. In Bewegungsrichtung des Testbandes 18 gesehen verläßt dieses nach Durchlaufen des Sprühbereiches der Sprühscheibe 112 sofort die Sprühkabine 10 und wird hier an einer Schichtdicken-Meßvorrichtung 20 in einem fest vorgegebenen Abstand zu dieser vorbeigeführt. Das Testband 18 ist als Endlosband 19 ausgebildet, das von einer Antriebsvorrichtung 21 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die im festen Verhältnis zur Durchlaufgeschwindigkeit des Transportbandes 12 mit den Werkstücken 15 steht, und über Umlenkrollen 23 geführt ist.
  • In Bewegungsrichtung des Testbandes 18 bzw. des Endlosbandes 19 gesehen ist der Schichtdicken-Meßvorrichtung 20 eine Bandreinigungsvorrichtung 24 nachgeordnet. Bei der hier durchgeführten elektrostatischen Pulverbeschichtung der Werkstücke 15 und damit der elektrostatischen Pulverbeschichtung des Testbandes 18 ist die Bandreinigungsvorrichtung 24 als einfacher Pulverabstreifer 25 in Form einer das Testband 18 überstreichenden Bürste ausgebildet. Sie kann jedoch auch als Abblasvorrichtung ausgebildet sein.
  • Die Schichtdicken-Meßvorrichtung 20 weist eine zentral angeordnete Strahlungsquelle 26, auf,die diebei Messung nach dem Röntgenfluoreszensverfahren vorzugsweise ein Am241-Strahler oder ein Cm244-Strahler ist. Die Strahlungsquelle 26 ist konzentrisch von einem Strahlungsdetektor 28 umgeben.
  • Der Strahlungsdetektor 28 ist ein Szintillationszähler Die unmittelbar am Strahlungsdetektor 28 sitzende Strahlungsquelle 26 ist dabei so abgeschirmt, daß keine direkte Strahlung in den Strahlungsdetektor fallen kann.
  • Bei der hier angewandten Röntgenabsorptions-Meßmethode regt die von der Strahlungsquelle 26 ausgehende und auf die Eisen-Unterlage des beschichteten Testbandes 18 auftreffende Strahlung diese Eisen-Unterlage zur Emission einer Röntgenfluoreszensstrahlung,der FeKα-Strahlung, an.Die Intensität der von dem Strahlungsdetetektor erfaßten FeKα-Strahlung, die zuvor beim Durchgang durch die Pulverschicht entsprechend geschwächt wurde,ist ist von der Dicke der auf dem Transportband 18 aufgebrachten Pulverschicht abhängig und nimmt mit deren Dicke ab.
  • Die Strahlungsquelle 26 und der Strahlungsdetektor 28 sind in einer festen geometrischen Zuordnung zueinander angeordnet und weisen einen stets konstanten Abstand zu dem Testband 18 auf. Damit ist die Intensität der von dem Strahlungsdetektor 28 erfaßten FeKα-Strahlung ein Maß für die Dicke der auf dem Testband 18 aufgesprühten Schicht. Ein mit dem Strahlungsdetektor 28 verbundenes elektronisches Auswertegerät 29 gibt eine entsprechende Meßgröße aus, die entweder als ermittelte Schichtdicke optisch angezeigt oder als Stellgröße der Beschichtungsanlage zugeführt werden kann, um hier eine automatische Korrektur der Pulverzufuhr zu den Sprühscheiben 11 im Sinne einer Korrektur der aufgesprühten Schichtdicke zu bewirken.
  • Mit der Röntenabsorptions-Meßmethode kann in dem hier interessierenden Dickenbereich um 40 #m die Schichtdicke einer weißen, stark TiO2-pigmentierten Fulverschicht auf dem Testband 18 bis auf 1,8% genau gemessen werden. Anstelle der Röntgenabsorptions-Meßmethode kann auch die andere Röntgenfluoreszenz-Meßmethode, die sog.
  • Röntgenemissions-Meßmethode verwendet werden. Die Meßergebnisse dieser Meßmethode sind jedoch ebenso wie diejenigen der Rantgenabsorptions-Meßmethode von der chemischen Zusammensetzung der zu messenden Pulverschicht insbesondere von deren Pigment- und Füllstoffgehalt, abhängig. Diese beiden Röntgenfluoreszenz-Meßmethoden werden daher bevorzugt eingesetzt, wenn die Beschichtungsanlage vorzugsweise stets mit gleichen Pulver beschickt wird und Pulverwechsel relativ selten vorkommt. Ist hingegen ein häufiger Pulverwechsel der Beschichtungsanlage erforderlich, so kann vorteilhaft anstelle der nach dem Röntgenfluoreszenz-Verfahren arbeitenden Schichtdicken-Meßvorrichtung 20 eine nach dem Beta-Rückstreu-Verfahren arbeitende Schichtdicken-Meßvorrichtung verwendet werden. Die Meßergebnisse der Beta-Rückstreu-Meßmethode sind zwar weniger genau als die der Röntgenabsorptions-Meßmethode [bei den oben angegebenen Verhältnissen kann die Pulverschicht, dicke bis auf 4,2% bzw. 6,8% je nach verwendetem Strahler genau gemessen werden), jedoch werden diese Meßergebnisse nicht oder nicht nennenswert von der chemischen Zusammensetzung der zu messenden Kunstharzschicht bestimmt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht eine auf ein Testband synchron zu der Werkstückbeschichtung aufgesprühte Schichtdicke gemessen, sondern die auf das Werkstück 15 selbst aufgebrachte Schicht außerhalb der Sprühkabine 10 direkt gemessen, wobei man den Abstand zwischen einer wiederum nach einer an sich bekannten radiometrischen Schichtdicken-Meßmethode arbeitenden Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 zu dem Werkstück 15, dessen Schichtdicke gemessen werden soll, zumindest während der Dauer des Meßvorgangs konstant hält. Hierzu mißt man den Abstand zwischen der Schichtdicken-Meßvorrichtung und dem an einem Hänger 13 aufgehängten Werkstück 15 und bewegt die Meßvorrichtung 30 im Sinne der Herstellung einer Abstandskonstanz auf das Werkstück 15 zu oder von dem Werkstück weg.
  • Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist hierzu eine am Ort der Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 angeordnete optische Entfernungsmeßeinrichtung 31 vorgesehen.
  • Die optische Entfernungsmeßeinrichtung 31 weist eine Lichtquelle 32 auf, die über eine Sammellinse oder ein Objektiv 33 auf dem in Abstand vor der Schichtdicken-Meßvorrichtung 30- befindlichen Werkstück 15 einen Lichtfleck 34 erzeugt. Die Lage dieses Lichtfleckes 34 wird von einem Lichtdetektor 35 geortet, der eine Sammellinse 36 und eine Fotodiodenreihe 37 aufweist. Dieser Lichtdetektor35 ist mit einer elektronischen Steuervorrichtung 38 verbunden, die ihrerseits mit einem die Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 in Längsrichtung antreibenden Stellmotor 39 elektrisch verbunden ist. Befindet sich das Werkstück 15 in dem vorgegebenen konstanten Abstand zu der Schichtdicken-Meßvorrichtung 30, so fällt das an dem Werkstück 15 reflektierte Licht der Strahlunsquelle 32 auf eine bestimmte Fotodiode der Fotodiodenreihe 37. Ändert sich der Abstand des Werkstückes 15 von der Schichtdicken-Meßvorrichtung, wie z.B. in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, so wandert der auf dem Werkstück 15 erzeugte Lichtfleck 34 bei Abstandsvergrößerung nach unten und bei Abstandsverkleinerung nach oben. Entsprechend verschiebt sich auch die Lage des auf der Fotodiodenreihe 37 durch die Sammellinse 36 abgebildeten Lichtflecks 34. Diese Abweichung des auf der Fotodiodenreihe 37 abgebildeten Lichtfleckes 34 von der vorgegebenen Sollage wird von der elektronischen Steuervorrichtung 38 in ein Stellsignal umgesetzt, das den Stellmotor 39 solange in entsprechender Drehrichtung antreibt, bis der konstante Abstand zwischen Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 und dem Werkstück 15 wieder hergestellt ist. Bei der in Fig. 2 gestrichelten Abweichung des Werkstückes 15 aus der vorgegebenen Sollage würde also die Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 nach links, in Richtung auf das Werkstück 15 zu, verschoben werden.
  • Sobald der konstante Abstand wieder hergestellt ist, wird der Stellmotor 39 stillgesetzt.
  • Die Schichtdicken-Meßvorrichtung 30 kann in gleicher Weise ausgebildet sein wie die zu Fig. 1 beschriebene Schichtdicken-Meßvorrichtung 20, kann also in gleicher Weise die Strahlungsquelle 26, hier mit einer Blende 27 versehen,und den Strahlungsdetektor 28 in fester geometrischer Zuordnung zueinander enthalten. Das an den Strahlungsdetektor 28 angeschlossene elektronische Auswertegerät29 kann in gleicher Weise entweder die aus der Meßgröße ermittelte Schichtdicke der gemessenen Schicht anzeigen oder ein aus der Meßgröße ermitteltes Stellsignal für die automatische Regelung der Pulver zufuhr zu den Sprühscheiben 11 erzeugen. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist es auch möglich, unter Fortfall des Stellmotors 39, das von der Steuerelektronik 38 abgegebene Signal als Maß für die Abstandsabweichung von einem vorgegebenen konstanten Abstand unmittelbar dem elektronischen Auswertegerät 29 zuzuführen und den gemessenen Abstand bzw. die Abstandsabweichung rechnerisch in die Ermittlung der Schichtdicke aus der von dem Strahlungsdetektor 28 abgegebenen Meßgröße einzubeziehen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann in der gleichen Beschichtungsanlage anstelle von Pulver auch Naßlack als Beschichtungsmaterial verwendet werden. Auch ist es möglich, die Sprühkabine 10 mit den vier Sprühscheiben 11 in vier Einzelkabinen mit jeweils einer Sprühscheibe 11 zu unterteilen. Durch eine der Einzelkabinen wird dann in der beschriebenen Weise das Testband 18 hindurchgeführt. Dabei kann es sowohl bei dieser Einzelkabine als auch bei der-Sprühkabine 10 in Fig. 1 von Vorteil sein, die Umlaufrichtung des Testbandes 18 im Bereich des Beschichtungsaggregats quer zu der Transportrichtung des Transportbandes 13 festzulegen.
  • Bei Verwendung von anderen Beschichtungsaggregaten, z.B.
  • Sprühpistolen, wird anstelle des omegaförmigen Vorbeiführens des Transportbandes 13 an einem Beschichtungsaggregat eine geradlinige Führung des Transportbandes 13 bevorzugt.
  • Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zum Bestimmen und/oder Steuern der Schichtdicke von Überzügen auf Werkstücken in Beschichtungsanlagen, wie Lackier-Pulverbeschichtungsanlagen o.dgl., angegegeben, bei welchen man die zu beschichtenden Werkstücke einem Beschichtungsvorgang durch eine Beschichtungsvorrichtung aussetzt und die Schichtdicke durch Einstellen der Beschichtungsvorrichtung reguliert. Zum Zwecke der Erhöhung der Fertigungssicherheit und der Materialeinsparung durch Verringerung der Ausschußquoten bei Auftreten von Störungsfällen in der Beschichtungsvorrichtung mißt man die Schichtdicke eines beschichteten Werkstückes (15) oder eines mit diesem zusammen gleichartig beschichteten Test körpers, vorzugsweise unmittelbar nach Verlassen des Bereiches der Beschichtungsvorrichtung (11), nach einer an sich bekannten radiometrischen Schichtdicken-Meßmethode berührungslos. Als Schichtdicken-Meßmethode eignet sich vorteilhaft das Beta-Rückstreuverfahren oder ein Röntgenfluoreszenz-Verfahren. Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der synchron beschichtete Testkörper als Testband (18) ausgebildet ist, das zumindest im Bereich einer Beschichtungsvorrichtung (11) eine im wesentlichen gleiche räumliche Zuordnung zu dieser wie ein dort befindliches Werkstück (15) aufweist und in einem fest vorgegebenen Abstand an der Schichtdicken-Meßvorrichtung (30) vorbeiführt.

Claims (12)

  1. Ansprüche 1. Verfahren zum Bestimmen und/oder Steuern der Beschichtungsstärke (Schichtdicke) von Werkstücken in Beschichtungsanlagen, wie Lackier-, Pulverbeschichtungsanlagen o.dgl., bei welchem man die zu beschichtenden Werkstücke einem Beschichtungsvorgang, z.B. einem Sprühvorgang, durch eine Beschichtungsvorrichtung, z.B.
    eine Sprühvorrichtung, aussetzt und die Schichtdicke durch Einstellen der Beschichtungsvorrichtung, z.B. durch Einstellen der Werkstück-Durchlaufzeit und/oder durch Dosierung der Pulvermenge, reguliert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man die Schichtdicke eines beschichteten Werkstückes (15) oder eines mit diesem zusammen gleichartig beschichteten Testkörpers (18), vorzugsweise unmittelbar nach Verlassen des Bereichs der Beschichtungsvorrichtung (11), nach einer an sich bekannten radiometrischen Schichtdicken-Meßmethode berührungslos mißt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man das beschichtete Werkstück (15) bzw. den synchron beschichteten Testkörper (18)> vorzugsweise außerhalb einer die Beschichtungsvorrichtung (11) umgebenden Kabine (10), in räumliche Zuordnung zu einer Schichtdicken-Meßvorrichtung (20,30) bringt und den Abstand zwischen dieser und dem Werkstück (15) bzw. dem Testkörper (18) zumindest für die Dauer des Meßvorgangs konstant hält.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man im Falle des Mit- oder Synchronbeschichtens des Testkörpers (18) diesen längs einer fest vorgegebenen, im definierten Abstand an der Schichtdicken-Meßvorrichtung (20) vorbeiführenden Transportbahn bewegt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man dem Testkörper (18) an mindestens einer Beschichtungsvorrichtung [11) in im wesentlichen gleichem Abstand wie die zu beschichtenden Werkstücke (15) vorbeiführt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man im Falle der direkten Messung eines beschichteten Werkstückes [15) den Abstand zwischen diesem und der Schichtdicken-Meßvorrichtung (30), vorzugsweise optisch, mißt und die Meßvorrichtung (30) im Sinne der Herstellung einer Abstandskonstanz auf das Werkstück (15) zu- oder von dem Werkstück (15) wegbewegt oder umgekehrt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man im Falle der direkten Messung eines beschichteten Werkstückes (15) den Abstand zwischen diesem und der Schichtdicken-Meßvorrichtung (30), vorzugsweise optisch, mißt und den gemessenen Abstand rechnerisch in die Ermittlung der Schichtdicke aus der Meßgröße einbezieht.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man als radiometrische Schichtdicken-Meßmethode das Beta-Rückstreu-Verfahren oder ein Röntgenfluoreszenz-Verfahren, wie das Röntgenabsorptions- oder das Röntgenemissions-Verfahren, benutzt.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4 oder 7, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h ein den Testkörper darstellendes Testband (18), das die Kabine (10) zumindest teilweise durchläuft, zumindest im Bereich einer Beschichtungsvorrichtung(11), z.B. Sprühvorrichtung (112), eine im wesentlichen gleiche räumliche Zuordnung zu dieser wie ein dort befindliches Werkstück (15) aufweist und außerhalb der Kabine (10) in einem fest vorgegebenen Abstand an der Schichtdicken-Meßvorrichtung (20) vorbeiführt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t> daß das Testband (18) als Endlosband (19) ausgebildet ist und daß in Bewegungsrichtung des Endlosbandes (19) der Schichtdicken-Meßvorrichtung (20) nachgeordnet eine Bandreinigungsvorrichtung (24), vorzugsweise ein bürstenartiger Pulverabstreifer (25), vorgesehen ist.
  10. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 5 oder 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine am Ort der Schichtdicken-Meßvorrichtung (30) angeordnete optische Entfernungsmeßeinrichtung (31) mit einer Lichtquelle (32), die auf dem der Schichtdicken-Meßvorrichtung (30) gegenüberliegenden Werkstück (15) einen Lichtfleck (34) erzeugt, und einem die Lage des Lichtfleckes (34) bestimmenden Lichtdetektor (35), durch eine mit dem Lichtdetektor (35) verbunde Steuervorrichtung (38), die bei Abweichung des Lichtflecks (34) aus einer einen konstanten Abstand des Werkstücks (15) von der Schichtdicken-MeB-vorrichtung (30) indizierenden vorgegebenen Lage ein Stellsignal abgibt, und durch einen mit der Steuervorrichtung (38) verbundenen, die Schichtdicken-Meßvorrichtung (30) längsverschiebenden Stellmotor (39).
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10> d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schichtdicken-Meßvorrichtung (20,30) eine vorzugsweise zentral angeordnete Strahlungsquelle (26) mit einer vorgesetzten Blende (27) und einen die Strahlungsquelle (26) vorzugsweise konzentrisch umgebenden, vorzugsweise als Szintillationszähler ausgebildeten, Strahlungsdetektor (28) aufweist, die in fester geometrischer Zuordnung zueinander angeordnet sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t> daß als Strahlungsquelle(26) ein Americium (Am241)-Strahler oder ein Curium (Cm244)-Strahler verwendet wird.
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