DE3208527A1 - Einrichtung zum steuern von arbeitsgeraeten, insbesondere von geblaesen, buersten, duesen oder dgl. in einer automatischen fahrzeugwaschanlage - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Steuern von Arbeitsgeräten, insbesondere von
• Geblasen, Bürsten, Düsen oder dgl. in einer automatischen Fahrzeuqwaschanlage Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Arbeitsgeräten in einer oder mehreren Arbeitsstationen, insbesondere von Gebläsen, Bürsten, Düsen oder dgl. in einer automatischen Fahrzeug- waschanlage, die die Oberfläche eines Fahrzeuges oder eines entsprechenden Gegenstandes bearbeiten, wobei Arbeitsstation und Fahrzeug bzw. Gegenstand relativ zueinander bewegbar sind, mit einem die Kontur des Fahrzeuges berührungslos abtastenden, durch eine #hrzahl var. aus Sendern und Empfängern bestehenden Strahlungsschranken gebildeten Abtustsystem, dessen bei Unterbrechung durch das relativ zu ihm bewegte Fahrzeug von den Empfängern gelieferten Ausgangssignale über eine Schaltungsanordnung einen Antrieb zur Positionierung des Arbeitsgerätes steuern.
• Bei einer derartigen, durch die DE-OS 30 05 493 bekannten Waschanlage ist das Abtastgeröt in der Arbeitsstation mit dem Arbeitsgerät verbunden und wird zusammen mit diesem bewegt. Aufgrund der Strahl - unterbrechnung wird das Arbeitsgerät jeweils in eine Sollposition nachgeführt. Die Praxis zeigt, daß die Funktion einer solchen Anlage trotz ihres Aufwandes durch Schmutz und Wasserpartikel stark beeinträchtigt wird und störungsanföllig ist.
• weiterhin sind bereits, wenn auch nicht zum Steuern von Arbeitsgeräten,-jedoch zum Wahrnehmen und Erkennen eines Gegenstandes seines Umrisses, seiner Länge oder/und Lage auch Abtastsysteme gemdß den DE-OS 25 16 7£6 (und 25 16 757) und 25 23 302 bekannt, bei denen gegenüber einer Lichtquelle ein Poster von Lichtempföngern angeordnet ist, die durch spalten- und zeilenweises Abtasten abgefragt werden. Bei der Anordnung gemäß der DE-OS 25 41 846 ist einer Reihe von Lichtempfängern jeweils gegenüber eine Reihe von jedem einzelnen Empfänger zugeordneten Sendern vorgesehen, wobei mitten einer Steuerschaltung jeweils seriell, also nacheinander, immer nur ein Lichtsender und der ihm zugeordnete Empfön ger kumeitig eingeschaltet werden, so daß die Lage und Ausdehnung eines durch die Abtastordnung gelangenden Gegenstandes ermittelt werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung minde#tens von eitsstation fur die Bewegung von Arbeltsgeratem uber i e ontur eines zu bearzeugleitenden Gegenstandes, insbesondere eines Fahrzeuges in einer Fahrwaschanlage so auszubilden, daß die vorerwähnten Beeinträchtigungen ihrer Funktionssicherheit durch störende Umwelteinflüsse, wie Schmutz, Staub oder/und Feuchtigkeit, die in Fahrzeugwaschanlagen unvermeidlich sind, vermindert werden, und daß sie ohne nennenswerte Vergrößerung ihres Aufwandes für die Abtastung der Kontur auch in einer Vielzahl von Arbeitsstationen verwendbar wird.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Abtastsystem in Form von mehreren, mindestens in einer Reihe übereinander und quer zur relativen Vorschubrichtung von Fahrzeug und Arbeitsgeröt angeordneten und seriell eingeschalteten und abgefragten Strahlungsschranken sich vor der ersten Arbeitsstation befindet, daß mindestens ein Speicher zur Aufnahme von durch die Abtastung gewonnenen, der Lage der einzelnen Punkte der Kontur entsprechenden Meßwerten sowie Mittel zur synchron mit dem Vorschub des Fahrzuges zu den Arbeitsstationen erfolgenden Ubertragung der Meßwerte an eine einen Positionierungsantrieb des Arbeitsgerätes der jeweiligen Arbeitsstation steuernden Schalteinrichtung vorgesehen sind.
• Es wird also nur einmal abgetastet, auch wenn beliebig viele, zu steuernde Arbeitsstationen vorgesehen sind, und zwar am Anfang der Anlage, also außerhalb jeglicher Störeinflüsse. Man benötigt daher nur eine einzige Abtasteinrichtung und diese in einem Bereich, der weitgehend außerhalb der Zone liegt, in dem durch die verschiedenen Spritzdüsen, Bürsten und Gebläse Schmutz- und Wasserpartikel durch den Raum geschleudert werden. Die Fahrzeugkontur wird während des Abtastvorganges in dem Speicher abgelegt, und dessen Inhalt wird dann an die jeweilige Arbeitsstation transferiert, wenn das Fahrzeug dort ankommt, und steuert die Bewegung des jeweiligen Arbeitsgerätes synchron mit dem Fahrzeugvorschub.
• alcolgt die Bearbeitung der Fahrzeugoberfldche bei stehendem Fahrzeug, während die Arbeitsstation, die in diesem Fall dann zweckmößigerweise sämtliche steuerbaren Arbeitsgeräte für Waschen, Trocknen usw. aufweist (sog. Kombiwaschanlage), ein- oder mehrmals am Fahrzeug vorbei bzw. über dieses hinwegfährt und dabei nacheinander die einzelnen Arbeitsgeräte zum Einsatz kommen, so genügt wegen der Speicherung ein einmaliges Abtasten der Fahrzcugontur bei der ersten Fahrt. Die Abfragung der einzelnen Strahlungsschranken kann durchgehend oder auf mehrere Teilstrecken aufgeteilt erfolgen.
• Die Abtastung und Speicherung der Kontur erfolgt bei einem einfachen Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, daß ein Steuergerät zum seriellen Einschalten und Abfragen der Sender und Empfänger vorgesehen ist, das mindestens bei jedem von einem mit dem Vorschub gekoppelten Signalgeber gelieferten Wegimpuls eine von oben nach unten oder umgekehrt erfolgende sequenzielle Abfragung der Strahlungsschranken ausführt und die. Speicherung des der höchsten untrbrochenen Strahlungsschranke entsprechenden ontvrenmeßertes im Speicher unter einer durch den Wegimpuls gekennzeichneten Adresse auslöst.
• Ein von einer vorhergehenden Abtastung etwa noch in dieser Speicherstelle vorhandener Inhalt wird selbstverständlich vor dem Einschreiben einer neuen Information gelöscht bzw. nullgesetzt. Die Wegimpulse stellen also eine Längeneinheit dar ud drücken die Fahrzeuglänge und den Fahrzeugvorschub aus und dienen gleichzeitig als Adressenvorgabe für den Speicher.
• Um auch einen plötzlichen, sprungartigen Anstieg der Fahrzeugkontur mitten zwischen zwei Weglängeneinheiten bzw. Wegimpulsen zu erfassen, z.B. einer Antenne oder dgl., ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Abfragefrequenz des Steuergerätes höher als die Frequenz der den Vorschub des Fahrzeuges kennzeichnenden We~mpWulse ist, daß eine Vergleicherschaltung vorgesehen ist, zum Vergleichen des durch das Steuergerät jeweils abgefragten, augenblicklichen Konturenmeßwertes mit dem Inhalt der dem jeweils letzten Wegimpuls entsprechenden Speicherstelle, die bei einem im Intervall zwischen zwei Wegimpulsen auftretenden Konturenrneßwert, der größer ist als der gespeicherte Wert den Austausch des gespeicherten Wertes gegen den größeren Meßwert bewirkt. Dieses ständige Abfragen und Ulberprüfen des Speicherinhaltes geschieht in derselben Horizontaladresse solange, bis der nächste Wegimpuls eintrifft und einen Horizontalzöhler in dem Steuergerät weiterschaltet, wobei im Schaltmoment der Inhalt der neuen Konturenspeicheradresse nullgesetzt wird.
• Im Rahmen der Erfindung ist am Eingang jeder Arbeitsstation ein Synchronisationssensor oder dgl. vorgesehen, z.B. ein Grenztaster oder eine Lichtschranke, durch den die Mittel zur Übertragung der gespeicherten Kontur aus dem Speicher an dem Positionierantrieb einschaltbar oder/und synchronisierbar sind. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, besonders dann, wenn Fahrzeuge gleichen Typs, also mit stets gleicher Kontur, zu bearbeiten sind. In diesem Falle kann nach einer einmaligen Abtastung und Speicherung die ständig gespeicherte Kontur jedesmal, wenn ein solcher Synchronisationsgeber einer Arbeitsstation die dortige Ankunft eines Fahrzeuges anzeigt, aus dem Speicher zur Steuerung der Bewegung des Arbeitsgerätes dieser Station abgerufen werden und der Abtastvorgang beginnen. Sind verschiedene Fahrzeqtypen bzw. - konturen hintereinander zu bearbeiten, empfiehlt es sich, einen oder mehrere Zwischenspeicher entsprechend der Zahl der maximal gleichzeitig in der Anlage befindlichen Fahrzeuge vorzusehen. Alternativ hierzu kann man jeder Arbeitsstation einen Zwischenspeicher zuordnen. Für die Erzeugung der Wegimpulse eignet sich im Rahmen der Erfindung am einfachsten ein mit der Vorschubeinrichtung, z.B. der Schleppkette für das Fahrzeug, ge-Koppelter Weggeber, z.B. ein digitaler Drehgeber, zum wegproportionalen Steuern des Speicher- und Abrufvorganges.
• Um völlig unterschiedliche Fahrzeqtypen laufend hintereinander zu bearbeiten, empfiehlt es sich, die gespeicherte Kontur ständig mit dem Fahrzeugvorschub weiter zu transportieren. Am einfachsten ldßt sich dies dadurch erreichen, daß Schieberegister zur Ubortragung der Meßwerte von dem Speicher und von einer Arbeitsstation zur anderen vorgesehen sind.
• Anstelle einer Vielzahl von jeweils einem Empfänger genau gegenüberbefindlichen Sendern für die Strahlungsschranken kann auch ein einziger entsprechend der seriellen Abtastung jeweils in eine Position gegenüber den abzufragenden Empfängern bewegbarer Sender, z.L#. ein Laser oder dgl. vorgesehen sein.
• Zur Verbesserung der Störun - anfälligkeit des Abtastsysterns gegenüber Staub und Spritzwasser ist in Weiterbildung der Erfindung außerdem noch vorgesehen, daß unmittelbar vor der Strahlungsoberfläche eines jeden der Sender und Empfänger der Strahlungsschranken ein in Strahlungsrichtung sich erstreckendes ohr mit glatter Innenwand angeordnet ist, durch das eine den Rohrquerschnitt voll ausfüllende Gas- strömung nach außen gerichtet ist. Gegen die Oberfläche geschleuderte Wasser- und Schmutzpartikel, deren kinetische Energie einen bes timmten Höchstwert nicht überschreitet, werden durch die Strömung in den einzelnen Rohren vor dem Erreichen der Oberfläche abgebremst und zurückgedrängt. Je größer die Rohrlänge, desto höher kann die kinetische Energie der Teilchen, die auf dem Weg durch das Rohr noch vor Erreichen der Strahlungsoberflöche zurückgedrängt werden, sein.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand einer Fahrzeugwaschstraße beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1: ein Schaltschema zur Speicherung der Fahrzeugkontur, Fig. 2: eine Anordnung von Strahlungselementen eines Abtastsystems in einer Reihe übereinander Fig. 3: eine Anordnung der Strahlungselemente in der Form eines Rasters, Fig. 4: ein Schema einer Uashstraße mit einem Blockschaltbild und Fig. 5: eine Anordnung mit Schutzrohren vor den Strahlungselementen.
• Das Abtastsystem gem. Fig. 1 besteht aus je einer Vielfachsendeeinheit 1 und einer Vielfachempfängereinheit 2, die zu beiden Seiten eines vorrückenden Fahrzeuges 3 angeordnet sind. In jeder Einheit ist eine Anzahl von Lichtsendern bzw. Lichtempfängern 4 entweder in einer Reihe Ubereinander (Fig. 2) oder in mehreren Reihen in Form eines Rasters (Fig. 3) matrixartig angeordnet. Jedem Lichtsender in der Einheit 1 ist ein Lichtempfänger in der Einheit 2 genau gegenüberliegend räumlich und elektrisch zugeordnet. Die Sender in der Einheit 1 werden durch ein mit einem Taktoszillator 5 verbundenes Steuergerät 6 von oben nach unten ständig nacheinander eingeschaltet. Hierdurch entstehen von oben nach unten wandernde Strahlungsschranken 7. Synchron mit der Aktivierung der Sender werden durch das Steuergerät 6 die jeweils dem einzelnen, gerade ak- tivierten Sender entsprechenden Empfänger 4 in der Vielfochempfänger einheit 2 seriell angesteuert und abgefragt. Bei der ersten Unterbrechung einer Strahlungsschranke 7 wird das zugehörige Datenwort des dieser Schranke entsprechenden Empfängers 4 mittels eines Schreibstrahles in den Konturenspeicher 8 übernommen. Durch eine Verriegelung in der Vertikalzähleinrichtung des Steuergerätes 6 wird jeweils nur das zugehörige Datenwort des ersten unterbrochenen Strahles abgespeichert. Nach Abspeicherung des Konturenpunktes können entweder alle Strahlen weiterhin angesteuert und abgefragt werden (weitere Unterbrechungen werden ignoriert) oder der Vertikalzähler im Steuergerät wird sofort zurückgesetzt. Spätestens nach Eintreffen eines weiteren, der Synchronisationseinrichtung 9 von außen zuyefohrten Wegimpulses erfolgt eine neue Abtastung von oben nach unten, wobei sich der Zählerstand des Horizontalzöhlers in der Einrichtung 9 entsprechend des nächstfolgenden Speicheradresse um einen Schritt erhöht hat.
• Im dargestellten Beispiel erfolgt jedoch unmittelbar sofort nach jeder, von oben nach unten laufenden Abfragung mit hoher Frequenz eine ständig neue Abfragung. Hierbei wird bei jedem Abfragevorgang von oben nach unten das Datenwort des jeweils ersten unterbrochenen Empfängers mit dem Inhalt der beim jeweils letzten Wegimpuis beschriebenen Speicherstelle durch die Vergleicherschaltung 10 verglichen. Ist der Meßwert einesener gerade unterbrochenen Strahlungsschranke 7 zugeordneten, abgefragten Empfängers größer als derjenige an der letzten Speicherstelle, so wird das Datenwort dieses Empfängers an die Stelle des zuvor unter dieser Adresse gespeicherten Meßwertes gespeichert. Das Datenwort des Empfängers gelangt dann über das Verknüpfungselement 11, gesteuert durch die Vergleicherschaltung 10 unmittelbar in den Speicher.
• Bei der Waschstraße gem. Fig. 4 wird die Kontur des von rechts gem.
• Pfeilrichtung beispielsweise mit einer nicht dargestellten Schleppkette transportieren Fahrzeuges 3 abgetastet und über die Steuerschaltung 6 im Speicher 8 gespeichert. Durch einen mit dem Vorschub, z.B. der Schleppkette, gekoppelten Weggeber 12 wird mittels Wegimpulsen der jeweilige Aufenthalt des Fahrzeuges 3 und damit eines jeden Konturenpunktes der Synchronisationseinrichtung 9 gemeldet.
• Diese steuert die Verschiebung der gespeicherten Meßwerte und damit der ganzen Kontur über Schieberegister synchron mit dem Vorschub des Fahrzeuges 3 zu den Schalteinrichtungen 14, die in den einzelnen Arbeitsstationen die Bewegung des jeweiligen Arbeitsgerätes steuern.
• Die Arbeitsstation 15 stellt beispielsweise eine Vorwascheinrichtung dar, in der die Sprühdüse 16 durch die ihr zugeordnete Schalteinrichtung 14 entsprechend der abgetasteten und über die Schieberegister 13 transferierten Konturenmeßwerte auf- und abgesteuert wird.
• Synchronisationssensoren 17 am Eingang der einzelnen Arbeitsstationen können die Ankunft des Fahrzeuges und damit die Ankunft des Meßwertes des ersten Konturenpunktes überprüfen.
• Nach der Waschstation 18 mit den Seitenbürsten 19 folgt eine weitere Waschstation 20, in der eine Horizontalbürste 21 bei der Ankunft des Fahrzeuges 3 an dieser Station durch die Sc#halteinrichtung 14 gem.
• der an diese Station transferierten Fahrzeugkontur auf- und abgesteuert wird. In der gleichen Weise wird in der dann folgenden Konservierungsstation 22 die Sprühduse 23 der Kontur entsprechend gesteuert. Schließlich wird in der Trockenstation 24 das Gebläse 25 bei Ankunft des Fahrzeuges eingeschaltet und konturgemäß auf- und obgesteuert, wobei außerdem noch eine Schwenkbewegung entsprechend dem Anstieg und Abfall der Kontur möglich ist.
• Vor den Strahlungsflächen der Sender und den Empfangs flächen der Empfänger in den Vielfochsender- und Vielfachempfängereinheiten 1 und 2 ist jeweils ein sich in Strahlungsrichtung erstreckendes Rohr 26 angeordnet, wie dies in der schematischen Schnittdarstellung in Fig. 5 angedeutet ist. Die Empfänger 4 sind hier beispielsweise in einem Gehäuse 27 angeordnet, in das über eine Leitung 28 Preßluft oder ein sonstiges neutrales Gas eingeleitet wird, das dann durch die Rohre 26 ausströmt. Durch diesen jeweils von der Enpfangsfläche eines Empfängerelementes ausgehenden Luftstrom werden die empfindlichen Empfängerelemente gegen Staub, Schmutz und Wassertropfen, die in der Anlage durch die Luft gewirbelt werden, geschützt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Durchmesser der Rohre 26 etwa das siebenfache oder mehr beträgt, als der durchschnittliche Durchmesser der in dem Bereich des Abtastersystems versprühten Wassertropfen und Schmutzteilßhen.
• STUCKLISTE 1 Vielfachsendeeinheit 2 Vielfachempfängereinheit 3 Fahrzeug 4 Lichtsender bzw. -empfänger 5 Taktoszillator 6 Steuergeröt 7 Strahlungsschranke 8 Speicher 9 Synchronisationseinrichtung 10 Vergleicherschaltung 11 Verknüpfungselement 12 Weggeber 13 Schieberegister 14 Schalteinrichtung 15 Waschstation 16 Düse 17 Synchronisationss ensor 18 Waschstation 19 Bürste 20 Waschstation 21 Bürste 22 Konservierungsstation 23 Düse 24 Trockenstation 25 Gebläse 26 Rohr 27 Gehäuse 28 Rohr

Claims (9)

1. Patentanspruche 1) Einrichtung zum Steuern von Arbeitsgeräten in einer oder mehreren Arbeitsstationen, insbesondere von Gebläse, Bürsten, Düsen oder dgl. in einer automatischen Fahrzeugwaschanlage, die die Oberfläche eines Fahrzeuges bearbeiten, wobei Fahrzeug- und Arbeitsstation relativ zueinander bewegbar sind, mit einem die Kontur des Fahrzeuges berührungslos abtastenden, durch eine Mehrzahl von aus Sendern und Empfängern bestehenden Strahlungsschranken gebildeten Abtastsystem, dessen bei Unterbrechung durch das relativ zu ihm bewegte Fahrzeug von den Empfängern gelieferte Ausgangssignale über eine Schaltungsanordnung einen Antrieb zur Positionierung des Arbeitsgerätes steuern, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Abtastsystem (1,2) in Form von mehreren, mindestens in einer Reihe übereinander und quer zur relativen Vorschubrichtung von Fahrzeug bzw. Arbeitsgerät angeordneten und seriell eingeschalteten und abgefragten Strahlungsschranken (7) sich vor der ersten Arbeitsstation (15) befindet, daß mindestens ein Speicher (8) zur Aufnahme von durch die Abtastung gewonnenen, der Lager einzelnen Punkte der Kontur entsprechenden Meßwerten sowie Mittel zur synchron mit dem Vorschub des Fahrzeuges (3) zu den Arbeitsstationen (15, 20, 22, 24) erfolgenden Übertragung der tießwerte an eine, einen Positionierungsantrieb des Arbeitsgerätes (16, 21, 23, 25) der jeweiligen Arbeitsstation steuernden Schalteinrichtung (14) vorgesehen sind.
2. 2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Steuergeröt (6) zum seriellen Einschalten und Abfragen der Sender und Empfänger (4) vorgesehen ist, das mindestens bei jedem von einem mit dem Vorschub gekoppelten Signalgeber gelieferten Wegimpuls eine von oben nach unten oder umgekehrt erfolgende sequenzielle Abfragung der Strahlungsschranken (7) ausführt und die Speicherung des der höchsten unterbrochenen Strahlungsschranke entsprechenden Konturenmeßwertcs im Speicher (8) unter einer durch den Wegimpuls gekennzeichneten Adresse auslöst.
3. 3) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abfragefrquenz des Steuergerätes (6) höher als die Frequenz der den Vorschub des Fahrzeuges (3) kennzeichnenden Wegimpulse ist, daß eine Vergleicherschaltung (10) vorgesehen ist zum Vergleichen des durch das Steuergerät (6) jeweils abgefragten augenblicklichen konturenmeßwertes mit dem Inhalt der dem jeweils letzten Wegimpuls entsprechenden Speicherstelle, die bei einem im Intervall zwischen zvti Wegimpulsen auftretenden Konturenmeßwert, der größer ist als der gespeicherte Wert in dieser Speicherstelle, den Austausch des gespeicherten Wertes gegen den Meßwert bewirkt.
4. 4) Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß Schieberegister (13) zur Ubertragung der Meßwerte von dem Speicher (8) an jede Arbeitsstation (15, 20, 22, 24) vorgesehen sind.
5. 5) Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein oder mehrere Zwischenspeicher vorgesehen sind.
6. 6) Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t, daß ein mit einer Vorschubeinrichtung für das Fahrzeug bzw. für die Arbeitsstation gekoppelter Weggeber (12) zur Erzeugung von Synchronlsationsimpulsen vorgesehen ist.
7. 7) Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß am Eingang jeder Arbeitsstation ein Synchro- nisationsgeber (17) vorgesehen ist.
8. 8) Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Sender (4) für die Strahlungsschranken (7) eine einzige entsprechend der Serienabtastung jeweils in eine Po- sition gegenüber dem abzufragenden Empfänger bewegbare Lichtquelle vorgesehen ist.
9. 9) Einjichtvng nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t, daß unmittelbar vor der Strahlungsoberflöche eines jeden der Sender und Empfänger (4) der Strahlungsschranken (7) ein in Strahlungsrichtung sich erstreckendes Rohr (26) mit glatter Innenwand angeordnet ist, durch das eine den Rohrquerschnitt voll ausfüllende Gasströmung nach außen gerichtet ist.

   D) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Durchmesser des Rohres etwa das siebenfache der durchschnittden lichen, im Bereich von#Sendern und Empfängern bewegten Staub- und Flüssigkeitsteilchen betrugt.