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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Anlage
zur Behandlung von Oberflächen,
insbesondere für
die Automobilindustrie.
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In
der Automobilindustrie umfasst eine Anlage zur Oberflächenbehandlung,
die zum Beispiel für die
Lackierung der von einer Fördereinrichtung
getragenen und weiterbewegten Karosserien vorgesehen ist, beispielsweise
eine Gruppe von sechs Maschinen, die für die Beschichtung der Seitenwände der Karosserien
bestimmt sind, sowie eine Maschine, auch „Dachmaschine" genannt, die für die Beschichtung
der im wesentlichen horizontalen Flächen vorgesehen ist. Jede der
sechs sogenannten Seitenmaschinen ist mit einem Spritzgerät ausgestattet,
während
die Dachmaschine drei unterschiedliche Spritzgeräte hat. Eine solche Anlage
läuft synchron
mit der Fördereinrichtung,
die den Transport der Karosserien gewährleistet. Sie umfasst darüber hinaus
eine Kabine, die mit einer vertikalen Belüftung und mit einem System
zum Auffangen des überschüssigen Beschichtungsprodukts
ausgestattet ist.
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Die
Vorrichtung zur Steuerung und Regelung einer solchen Anlage umfasst
ein Steuerungs- und Regelungs-System, das für die gesamte Anlage arbeitet,
und Steuerungs- und
Regelungs-Systeme für jede
einzelne der Maschinen und anderer Elemente der Anlage.
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Das
Steuerungs- und Regelungs-System, das für alle Spritzgeräte gemeinsam
arbeitet, ermöglicht
es insbesondere, den Typ einer in den Anlagenbereich eintretenden
Karosserie zu identifizieren und die Beobachtung dieser Karosserie
bis zu ihrem Austritt aus dem Bereich durchzuführen. Zu bemerken ist, dass
sich im gleichen Bereich mehrere Karosserien befinden und gleichzeitig
lackiert werden können.
Dieses System ermöglicht
es auch, die Sicherheit der Anlage vermittels verschiedener Sensoren, mit
denen sie ausgestattet ist, zu gewährleisten, ebenso die Koordination
des Betriebes der Spritzgeräte
sowie der Schnittstellen mit der Kabine, mit der Fördereinrichtung,
usw.
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Die
Steuerungs- und Regelungs-Systeme für jede einzelne der Maschinen
ermöglichen
es insbesondere, die Kinematik der Bewegungen der entsprechenden
Maschine und die Regelung der Spritzparameter des Spritzgeräts oder
der Spritzgeräte,
die sie umfasst, zu sichern. Die Kinematik der Bewegungen und die
Spritzparameter sind jedes Mal spezifisch für die gerade behandelte Karosserie.
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Jeder
Maschine oder jedem anderen Element der Anlage kann also zum Beispiel
ein programmierbarer Industrieautomat zugeordnet sein. Jeder dieser
Automaten wird von einem anderen programmierbaren Industrieautomaten
geregelt, der die gesamte Station regelt und steuert. Dieser „Master"-Automat ist seinerseits
mit einer Überwachungseinrichtung
verbunden, die aus einem Computer vom Typ Personalcomputer bestehen
kann. Wenn in der gleichen Fabrik mehrere Anlagen vorhanden sind,
können
diese Steuerungs- und Regelungs-Systeme vernetzt sein, und ein mit
diesem Netz verbundener Rechner dient dann der Programmierung der
unterschiedlichen Parameter für
jede der Anlagen.
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Der
programmierbare „Master"-Automat kann die
Informationen der verschiedenen Sensoren sammeln und erkennt durch
eine geeignete Vorrichtung den Karosserie-Typ, der in dem Anlagebereich ankommt,
dem er zugeordnet ist. Dieser Automat verfügt im Speicher für jeden
der Karosserietypen über
eine Tabelle, „Spritztabelle" genannt, die alle Positionsfolgen
jeder Maschine und jedes anderen Elements sowie die Einstellung
jedes Spritzgeräts
in Abhängigkeit
von der Vorwärtsbewegung
der Karosserie auf der Fördereinrichtung
enthält.
In regelmäßigen Intervallen,
wobei jedes Intervall beispielsweise der Bewegung der Karosserie
auf der Fördereinrichtung
um eine vorherbestimmte Strecke entspricht, sind neue Einstellungen
für die
Maschinen und Spritzgeräte
erforderlich, weil sich die Karosserie innerhalb der Anlage weiterbewegt
hat. Nach jedem Zeitintervall werden demnach die entsprechenden Befehle
an jeden der programmierbaren Industrieautomaten geschickt, der
zu einer Maschine oder einem anderen Element gehört. Diese Automaten werden auch „Slave"-Automaten genannt
im Gegensatz zum „Master"-Automat.
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Die
Spritztabellen für
jeden Karosserietyp werden im oben erwähnten Rechner programmiert, der
der Programmierung dient. Diese Tabellen haben die Aufgabe, für eine Karosserie
mit einer bestimmten Form für
die verschiedenen Positionen der Karosserie in der Anlage diejenigen
verschiedenen Befehle einzugeben, die zum Beispiel den Positionen
der diversen Achsen jeder Maschine, dem Durchsatz des Beschichtungsprodukts
bei jedem der Spritzgeräte, der
eingesetzten elektrischen Spannung usw. entsprechen. Wenn die Spritztabellen
einmal programmiert sind, werden sie mittels Disketten oder Ähnlichem
in den „Master"-Automaten eingegeben.
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Die Überwachungseinrichtung
erlaubt ihrerseits, den fortschreitenden Ablauf des Arbeitsgangs zu
verfolgen und ermöglicht
es auch, spezielle Befehle an eine Maschine zu schicken, insbesondere
bei einem Justierungs- oder Instandhaltungs-Vorgang. Diese Überwachungseinrichtung
hat einen Bildschirm, auf dem der Arbeitsablauf sichtbar gemacht werden
kann, und eine Tastatur, um Befehle und/oder Änderungen zu erfassen.
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Der
Zeitaufwand für
die Aufstellung der Spritztabellen für jede der Karosserien ist
sehr groß. Man
muß in
der Tat eine große
Anzahl von Punkten eingeben, damit die Bewegungs-Hülle jeder
Maschine der Karosserieform nahekommt. Das gilt für jeden Karosserietyp,
und man rechnet allgemein mit einem Durchschnitt von zwanzig Karosserien
für jede
Produktionsstätte.
Daher begrenzt man die Zahl der Punkte in den Spritztabellen auf
etwa hundert, je nach der Komplexität der Außenform der Karosserie. Darüber hinaus
sind im Hinblick auf die verschiedenen Lacktypen Justierungen der
Regulierungen der Spritzgeräte
notwendig. Daher wird für
jeden der Farbtöne
die Anzahl der Tabellen noch vervielfacht, und insgesamt kommt man
auf Tabellen, die eine Anzahl von Programmierpunkten in der Größenordnung von
Zehntausenden umfassen.
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Darüber hinaus
ist es erforderlich, diese Tabellen in Realität zu testen, das heißt an einer
Karosserie. Diese Test- und Regulierungsphase kann von einigen Tagen
bis zu mehreren Wochen dauern. Sie kostet Zeit und auch Betriebsnutzung
in dem Maße, wie
sie Beschichtungs- und Reinigungsmittel verbraucht und in dem Maße, wie
sie die Anlage verschmutzt und demnach Wartung erforderlich macht. Darüber hinaus
kommt es bei Automobilwerken häufig
vor, dass sie während
der Betriebsferien im Sommer alte Anlagen durch neue ersetzen. Es
stehen also vier Wochen zur Verfügung,
um während
dieser Zeit die alte Anlage abzubauen, die Infrastrukturen zu ändern, die
neue Anlage zusammenzubauen; die Inbetriebnahme, dann den Leerlauftest
und schließlich die
Re gulierung des Beschichtens vorzunehmen, um für den Start der vollen Produktion
mit einem Minimum an Ausschuß bereit
zu sein. Die Test- und Regulierungsphase stellt den längsten und
unsichersten Teil der Inbetriebnahme einer neuen Anlage dar.
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Diese
Phase kann in dem Maße
verkürzt werden,
wie jetzt Mittel vorhanden sind, die die Simulation der Spritztabellen
vor der Testphase an Ort und Stelle ermöglichen.
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Was
den Stand der Technik angeht, beschreibt der Artikel von J. MARCUSE
et al. „Server
in SCADA Applications",
in IEEE Transactions on Industries Applications, Band 33, Nr. 5,
September/Oktober 1997, mehrere Versionen eines dezentralisierten
und auf mehrere Ebenen eines Unternehmens aufgeteilten Informationssystems,
wobei als Anwendungsbeispiel eine Stangenstahl-Produktionslinie des
Typs Walzstraße
angeführt
wird. Die „Architekturen", die sich aus diesem
Artikel ergeben, bleiben jedoch von derjenigen der vorliegenden
Erfindung entfernt, insbesondere hinsichtlich des Servers und seiner
Daten-Verbindungen.
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Das
Dokument US-A-5850338 beschreibt ein numerisches Steuerungssystem,
das einen Computer benutzt und eine Interpolation zwischen zwei Achsen „X" und „Y" ausführt.
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Das
Dokument US-A-5347463 betrifft ein Ansteuerungssystem einer Produktionslinie,
zum Beispiel einer Lackieranlage für Automobilkarosserien. Dieses
Dokument befasst sich mit dem Transfer und der Identifizierung von
Objekten, wie etwa zu behandelnde Karosserien, und nicht mit der
Steuerung von Lackiermaschinen.
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Das
Dokument WO-A-9726587 betrifft Produktionsstätten, die programmierbare Automaten
beinhalten, die untereinander durch das Internet verbunden sind.
Dieses Dokument bezieht sich nicht speziell auf Anlagen zur Behandlung
von Oberflächen.
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Der
Artikel von SUH S-H et al. „Prototyp
Integrated Robotic Painting System: Software and Hardware Development", in Journal of Manufacturing
Systems – 12
(93) – Nr.
6, Dearborn, MI, US, betrifft die Steuerung von Bewegungen, um Oberflächen zu
beschreiben. Dieses Dokument beschreibt im Detail das Modeling der
zu behandeln den Oberflächen, aber
es beschreibt nicht eine „Informatik-Architektur", die mit dem Gegenstand
der vorliegenden Erfindung vergleichbar wäre.
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Schließlich beschreibt
das Dokument US-A-4614300 eine automatisierte Lackieranlage, die
von einem Informatiksystem gesteuert wird, bei dem Spritzprogramme
gespeichert sind. Allerdings sieht dieses Dokument weder Server
noch Netze für die
Ansteuerung einer Vielzahl von Maschinen vor. Außerdem betrifft dieses letztere
Dokument eine Laboranlage für
den Test von Anstrichen auf feststehenden ebenen Platten und nicht
eine industrielle Produktionslinie, die konzipiert ist, um komplexe
dreidimensionale und vielgestaltige Objekte, dazu in Bewegung, zu
lackieren, wie es die auf einer Fördereinrichtung vorwärts laufenden
Karosserien von Automobilen sind.
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Insgesamt
gesehen lösen
demnach der Stand der Technik und insbesondere die Dokumente, die
sich bereits auf den Bereich der Lackieranlagen, besonders für Fahrzeuge,
beziehen, noch nicht die vorstehend dargelegten Probleme und schlagen nicht
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung vor.
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Die
vorliegende Erfindung hat folglich die Aufgabe, eine Steuerungs-
und Regelungs-Vorrichtung
zu liefern, mit der die Kosten der Testphasen noch reduziert werden
können,
indem die für
diese Phasen erforderliche Zeit und/oder die mit diesen verbundenenen
Betriebskosten gesenkt werden. Dieses System hat den weiteren Vorteil,
dass Änderungen
leichter durchzuführen
sind, wenn ein neuer Typ der zu behandelnden Karosserie oder des
zu behandelnden Teils eingeführt
wird, oder wenn sich die Merkmale des Spritzprodukts ändern.
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Zu
diesem Zweck ist das von der Erfindung vorgeschlagene System ein
Steuerungs- und
Regelungs-System für
eine Anlage zur Oberflächenbehandlung,
das mindestens eine Mehrachsenmaschine umfasst, wobei jede Achse
mit Antriebsvorrichtungen ausgestattet ist, und die mit Einrichtungen
versehen ist, wie zum Beispiel einem Spritzgerät sowie mit Sensoren und entsprechenden
Schaltelementen, wobei dieses System folgendes aufweist:
- – Mittel
für die
Uberwachung der Anlage, welche mindestens einen programmierbaren
Rechner beinhalten, der mit Visualisierungseinrichtungen und mit
Mitteln zur Eingabe von Daten ausgestattet ist,
- – mindestens
einen programmierbaren Rechner, der die Ansteuerung der Maschinenachsen
und ihrer Einrichtungen ermöglicht,
und
- – einen
Server, der für
mehrere Anlagen gemeinsam arbeiten kann, der das Programmieren der Spritztabellen
ermöglicht,
und
wobei dieses System dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erstes
Datennetz den Server mit dem programmierbaren Rechner oder den programmierbaren
Rechnern für
die Ansteuerung der Maschinen sowie mit den Mitteln für die Überwachung
der Anlage verbindet, und dass ein zweites Datennetz den oder die
programmierbaren Rechner für
die Ansteuerung der Maschinen mit den Sensoren und Schaltelementen
der Maschinen verbindet.
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Das
erste Datennetz ermöglicht
insbesondere die Ferneingabe der Spritztabellen. Das Programmieren
dieser Tabellen kann also online durchgeführt werden und die Zeit der
Stillegung der Anlage kann so reduziert werden. Das zweite Netz
ermöglicht
seinerseits die Durchführung
von Regelungen und von notwendigen Maßnahmen an verschiedenen Regelschleifen
bezüglich
der Parameter der Anlage.
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Die
Erfindung ist anwendbar bei Anlagen, die zur Beschichtung einer
Karosserie mit einem Spritzprodukt dienen, aber sie kann auch eingesetzt
werden bei Entstaubungsanlagen oder bei anderen Anlagen, die mit
Mehrachsenmaschinen ausgestattet sind.
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Vorteilhafterweise
ist in den oder die Rechner für
die Ansteuerung der Maschinenachsen eine numerische Steuerung integriert,
die es erlaubt, die Achsen in Interpolation, zum Beispiel in Kreisinterpolation
anzusteuern. Auf diese Weise wird die Synchronisierung der diversen
Parameter der Einrichtungen und der kinematischen Regelungen erleichtert. In
diesem Fall kann es vorteilhaft sein, für die mit den Maschinenachsen
verbundenen Antriebsvorrichtungen, die vorzugsweise Geschwindigkeitsregler
umfassen, ein drittes spezifisches Datennetz vorzusehen, das diese
Geschwindigkeitsregler mit dem programmierbaren Rechner oder den
programmierbaren Rechnern für
die Ansteuerung der Maschinenachsen verbindet. Dieses dritte Netz
ermöglicht
es, die Position der Maschinen und ihrer Einrichtungen zu erkennen
und die Motoren dementsprechend zu betreiben.
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Das
erfindungsgemäße Steuerungs-
und Regelungssystem umfasst vorzugsweise auch Mittel zur Identifizierung
des zu behandelnden Teils, die die Schnittstelle zwischen der Kabine
und der Fördereinrichtung
herstellen und die auch die Steuerung der Sicherheitsvorrichtungen
gewährleisten.
Diese Identifizierungs-, Schnittstellen- und Sicherheitsmittel können in
Form eines Ensembles von Sensoren und Schaltelementen vorhanden
sein, das allen Maschinen gemeinsam ist und das mit den Mitteln
verbunden ist, die die Überwachung
der Anlage ermöglichen.
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Das
Steuerungs- und Regelungssystem hat vorteilhafterweise ein viertes
Datennetz, das den Rechner für
die Überwachung
der Anlage mit dem Datennetz der Fabrik verbindet. Dieses Netz erlaubt die Übertragung
des Typs des zu behandelnden Teils. Die gemeinsamen Sensoren und
Schaltelemente befinden sich beispielsweise in dem gleichen Netz
wie die Sensoren und Schaltelemente, die zu jeder einzelnen Maschine
gehören.
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Um
bei der Inbetriebnahme vor Ort Zeit zu gewinnen, verfügt der Server
vorteilhafterweise über Simulations-Mittel,
die die Anwendung einer Spritztabelle auf ein zu behandelndes Teil
sichtbar machen können.
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Um
bei der Diagnose von Pannen und eventuell deren Behebung von außen her
eingreifen zu können,
ist der Server beispielsweise mit einem Modem ausgestattet, das
es ihm möglich
macht, mit einem Rechner zu kommunizieren, der entfernt aufgestellt
und seinerseits mit einem Modem ausgestattet ist. Von dem entfernt
aufgestellten Rechner aus ermöglicht
es dieses Modem, jeden der Sensoren und jedes der Schaltelemente
der Anlage zu prüfen
oder zu betätigen.
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Jedenfalls
wird die Erfindung mit Hilfe der folgenden Beschreibung mit Bezug
zum anliegenden schematischen Zeichnungssatz gut verstanden werden,
der beispielhaft mehrere Ausführungsbeispiele eines
solchen Steuerungs- und Regelungs-Systems darstellt.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steuerungs- und Regelungs-Systems,
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2 zeigt
schematisch eine Ausführungsvariante
des Systems der 1 bezüglich einer weiteren Anlage,
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3 zeigt
wie die 2 eine andere Ausführungsvariante
des Systems der 1 und
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4 zeigt
eine vierte Ausführungsvariante eines
erfindungsgemäßen Steuerungs- und Regelungs-Systems.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Steuerungs- und Regelungs-Systems für eine Anlagengruppe für die Oberflächenbehandlung.
In der Zeichnung ist nicht jede einzelne Anlage im Detail gezeigt.
Die verschiedenen Anlagen sind durch Rahmen in Strichpunkten schematisch
dargestellt. Bei der vorliegenden Beschreibung kann man davon ausgehen,
dass es sich beispielsweise um eine Anlage handelt, die für die Beschichtung
von Fahrzeug-Karosserien bestimmt ist, wobei diese letzteren von
einer Fördereinrichtung
getragen und bewegt werden. Die Anlage ist zum Beispiel aus zwei
Gruppen mit drei Maschinen zusammengesetzt, die sich zu beiden Seiten
der Fördereinrichtung
befinden. Diese sechs Maschinen dienen dazu, die im wesentlichen
vertikalen Seitenflächen
der mit der Fördereinrichtung
vorwärts
bewegten Karosserie zu lackieren. Diese Maschinen heißen auch
Seitenmaschinen. Jede dieser Maschinen hat ein automatisches Spritzgerät für das Beschichtungsprodukt.
Es handelt sich um eine Maschine, die mehrere Freiheitsgrade aufweist,
die als Mehrachsensystem bezeichnet werden können. Jedem Freiheitsgrad entspricht
ein Motor, der auf die Maschine einwirkt und direkt oder indirekt eine
Verschiebung des Spritzgeräts
veranlaßt und/oder
dessen Ausrichtung im Raum ändert.
Um diejenigen Oberflächen
der Fahrzeugkarosserie zu bearbeiten, die im wesentlichen horizontal
sind, verwendet man zum Beispiel eine Maschine, die Dachmaschine
heißt,
und die drei Spritzgeräte
hat. Die Dachmaschine hat ebenfalls mehrere Freiheitsgrade und die
von ihr getragenen Spritzgeräte
können
sich gegeneinander bewegen. Alle diese Maschinen umfassen Sensoren
und Schaltelemente, die es ermöglichen,
die verschiedenen Bewegungen der Maschine auszuführen und deren genaue Position
zu erkennen.
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Um
die Spritzer beim Lackieren zu begrenzen, hat die Anlage eine Kabine.
Die zu lackierende Karosserie befindet sich in der Kabine, die während der
Spritzvorgänge
rela tiv dicht geschlossen ist. In ihrem Innern und um die Kabine
herum ist eine bestimmte Anzahl von gemeinsamen Schaltelementen und
Sensoren angeordnet, um die Bewegung unterschiedlicher Teile und
Elemente zu veranlassen und um deren Position zu bestimmen.
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Das
Steuerungs- und Regelungs-System hat die Aufgabe, alle Elemente,
aus denen die Anlage besteht, so anzusteuern, dass fehlerlos lackierte Fahrzeugkarosserien
erhalten werden. Dafür
müssen
alle Spritzparameter der Spritzgeräte rechnergesteuert werden
und die Bewegung der Karosserie auf der Fördereinrichtung mit der Bewegung
der Spritzgeräte
koordiniert werden. Darüber
hinaus muss das Steuerungs-System auch die Sicherheit der Anlage gewährleisten.
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In
jeder der Figuren sind zwei Maschinen 2 schematisch dargestellt
und bei jeder von ihnen ist ein Spritzgerät 4 montiert. Jede
dieser Maschinen umfasst eine Gruppe von eigenen Sensoren und Schaltelementen,
die nicht einzeln gezeigt sind. Jede Maschine 2 steht also
für die
ihr eigene Gruppe von Sensoren und Schaltelementen.
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1 zeigt
außerdem
vier Rechner 10, 12, 14 und 16,
von denen jeder eine zentrale Einheit und einen Bildschirm umfasst
und an die jeweils eine Tastatur zur Eingabe von Daten angeschlossen
werden kann. Diese Rechner sind beispielsweise Personalcomputer,
die üblicherweise „PC" genannt werden.
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In 1 wird
ein erster Computer 10 nachstehend Server genannt. Ein
zweiter Computer 12 wird nachstehend Betriebsrechner genannt.
Der Computer mit der Referenzzahl 14 wird seinerseits Überwachungsrechner
genannt, während
der vierte Computer 16 nachstehend als Zentralrechner bezeichnet
wird.
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Der
Server 10 ist ein Computer, der für mehrere Anlagen des vorstehend
beschriebenen Typs gemeinsam arbeiten kann. Er kann eine bestimmte Anzahl
identischer Anlagen oder auch mehrere voneinander völlig verschiedene
Anlagen steuern. Mit diesem Server 10 können die Spritztabellen programmiert
werden, in denen die Kinematik und die Funktionsparameter der Spritzgeräte im voraus
festgelegt werden.
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Der
Betriebsrechner 12 steuert die Achsen der Maschinen 2 sowie
die Spritzgeräte 4.
Er erfüllt vor
allem die Funktionen eines programmierbaren Industrieautomaten in
dem Sinne, dass er den verschiedenen Achsen der Maschinen 2 und
den Spritzgeräten 4 Instruktionen
gibt, die den zu erreichenden Positionen und den zu regelnden Parametern
(Lackdurchsatz, elektrische Spannung, usw...) entsprechen. Darüber hinaus
sind für
die Optimierung der Bewegung der Spritzgeräte 4 in den Betriebsrechner 12 die
Funktionen einer numerischen Steuerung integriert, die es ermöglicht,
von den erhaltenen Instruktionen ausgehend eine Kreisinterpolation
zu realisieren, um eine Bewegung der Spritzgeräte 4 zu erreichen,
die der Form der zu lackierenden Karosserie am besten folgt.
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Der Überwachungsrechner 14 erlaubt
die Überwachung
der Anlage und bildet im Bereich der Anlage eine Schnittstelle Mensch/Maschine.
Dank diesem Computer hat ein Techniker demnach die Möglichkeit,
die in der Anlage eingestellten Parameter und die Position der verschiedenen
beweglichen Elemente zu überwachen. Über eine
Tastatur können Daten
eingegeben werden, um einen Dialog zwischen dem Bedienungstechniker
und der Anlage zu ermöglichen.
Der Überwachungsrechner 14 umfasst auch
die Funktionen eines Automaten, der die Identifizierung der zu lackierenden
Karosserie ermöglicht und
die Schnittstellen zwischen der Kabine und der Fördereinrichtung gewährleistet
sowie die diversen Sicherheitseinrichtungen steuert, die im Bereich
der Anlage installiert sind.
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Ein
erstes Datennetz 18 verbindet den Server 10 mit
den Betriebsrechnern 12 und den Überwachungsrechnern 14.
Dieses Datennetz 18 ist allen vom Server 10 bedienten
Anlagen gemeinsam. Es ermöglicht
insbesondere die Fern-Eingabe der Spritztabellen. Es ist also nicht
mehr erforderlich, wie es im allgemeinen bei den Anlagen des früheren Standes
der Technik der Fall ist, die Spritztabellen auf einem Datenträger (Diskette,
CD-ROM,...) zu speichern, um sie im Betriebsrechner installieren
zu können.
Es ist ebenfalls möglich,
im Gegensatz zu Anlagen des früheren
Standes der Technik, die Spritztabellen online zu programmieren.
Darüber
hinaus verfügt
der Server 10 über
Simulations-Mittel, mit denen die Anwendung einer Spritztabelle
auf eine zu behandelnde Karosserie sichtbar gemacht werden kann.
Das führt
zu einem merklichen Zeitgewinn bei der Inbetriebnahme der Anlage
vor Ort.
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Ein
zweites Datennetz 20 im Bereich einer Anlage verbindet
den Betriebsrechner 12 mit den Maschinen 2. Er
ermöglicht
es, die Einstellungen und die notwendigen Maßnahmen an den verschiedenen
Regelungsschleifen der für
die Systemprogrammierung vorgesehenen Parameter durchzuführen. In
demselben Netz befinden sich die Sensoren 6 und die Schaltelemente 8,
die für
die gesamte Anlage gemeinsam sind.
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2 zeigt
eine Ausführungsvariante,
die ein drittes Netz 24 umfasst, das zum Beispiel aus Lichtleitfasern
besteht. In dieser Figur sind nur die zu einer Anlage gehörenden Vorrichtungen
dargestellt. Jede Maschine 2 dieser Anlage hat mehrere
Geschwindigkeitsregler 32, um ihre diversen Motoren zu steuern.
Drei dieser Geschwindigkeitsregler 32 sind in 2 dargestellt.
Das dritte Netz 24 verbindet den Betriebsrechner 12 mit
den Maschinen 2, und zwar speziell mit den Geschwindigkeitsreglern 32,
die deren Motoren steuern. Diese Motoren sind sogenannte numerische
Elektromotoren, die in jedem Augenblick genaue Daten bezüglich ihrer
Geschwindigkeit und ihrer Position liefern. Das dritte Datennetz 24 ermöglicht die
Weitergabe dieser Informationen an den Betriebsrechner 12,
und dieser letztere schickt Instruktionen an die Geschwindigkeitsregler 32,
die die Motoren der Maschinen 2 je nach den erhaltenen
Informationen steuern.
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Ein
viertes Datennetz 22, das bei allen in der Zeichnung dargestellten
Varianten vorhanden ist, verbindet den Überwachungsrechner 14 mit
dem Datennetz des Betreibers. Da die Anlage in eine Fabrik integriert
ist, die eine große
Anzahl anderer Anlagen umfasst, die alle zusammen für ein gutes
Funktionieren der Fabrik gesteuert werden müssen, ist eine Verbindung mit
dem Steuersystem der Fabrik eingerichtet. Diese Verbindung ist im
Bereich des Überwachungsrechners 14 mit
der Anlage gekoppelt. Das vierte Datennetz überträgt an diesen letzteren insbesondere
den Typ der zu lackierenden Karosserie.
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Darüber hinaus
ist der Server 10 mit einem Modem 28 ausgestattet, über das
der Server 10 mit dem Zentralcomputer 16 verbunden
werden kann. Dieser letztere ist ebenfalls mit einem Modem 30 ausgestattet.
Der Zentralcomputer ist zum Beispiel in den Räumen der Firma aufgestellt,
die für
die Beobachtung und die Instandhaltung der Anlage verantwortlich
ist. Dank der Verbindung über
die Modems 28 und 30 ist es möglich, von einem entfernten
Ort aus eine Panne zu erkennen, da der Server über den Be triebsrechner 12 Zugang
zu allen Sensoren hat. Diese Verbindung über Modems führt zu einem
beträchtlichen
Zeitgewinn und zu einer beträchtlichen Kostenersparnis,
denn sie kann die Lösung
eines Problems ermöglichen,
ohne dass die Entsendung eines Service-Technikers erforderlich ist.
Diese Verbindung über
Modems erlaubt es auch, Spritztabellen am Zentralcomputer zu schreiben,
sie an einem Simulator zu testen und sie danach, wenn die Spritztabellen
einmal aufgestellt sind, per Fernübertragung zum Server 10 zu
schicken.
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3 zeigt
wie 2 eine dritte Ausführungsvariante, bei der der Überwachungsrechner
tatsächlich
aus einem Computer 34 und einem programmierbaren Industrieautomaten 36 besteht,
die voneinander getrennt sind. Der programmierbare Industrieautomat 36 übernimmt
demnach die Steuerung und die Regelung der Sensoren 6 und
Schaltelemente 8, die gemeinsam für die Anlage arbeiten, und
der Computer 34 übernimmt
die Visualisierung und die Erfassung der Befehle. Der Computer 34 und der
programmierbare Industrieautomat 36 sind beide mit dem
vierten Datennetz 22 gekoppelt, das mit dem Datennetz des
Betreibers verbunden ist.
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4 zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der die Funktionen des Betriebsrechners 12 und die des Überwachungsrechners 14 der 1 und 2 innerhalb
desselben Computers gruppiert sind.
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Die
vorstehend beschriebenen Steuerungs- und Regelungs-Systeme ermöglichen
es, bei der Inbetriebnahme einer Lackieranlage und bei einer Reparatur
erhebliche Zeitgewinne zu erzielen. Sie bieten auch größere Flexibilität, denn
sie erleichtern Änderungen
im Bereich der Konstruktion. Es wird leichter, einen neuen Farbton
oder einen neuen Karosserietyp in die Spritztabellen aufzunehmen.
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Die
Erfindung umfasst im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche noch
weitere Ausführungsvarianten.
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So
ist beispielsweise das erfindungsgemäße Steuerungs- und Regelungs-System
nicht bloß bei einer
Anlage anwendbar, die Spritzgeräte
für Lackierungen
umfasst, sondern kann ebenfalls im Bereich der Pulverisierung und
bei einer Anlage eingesetzt werden, die Entstaubungsgeräte umfasst.
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Die
Modemverbindung zwischen einem Zentralcomputer und dem Steuerungs-
und Regelungs-System ist fakultativ, und man würde den Rahmen der Erfindung
nicht verlassen, wenn diese Verbindung nicht vorgesehen wäre.
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Anstelle
des beschriebenen, in 1 dargestellten Betriebsrechners
können
auch mehrere Betriebsrechner vorgesehen werden. Es handelt sich nicht
obligatorisch um einen Computer des Typs „PC", sondern es kann sich beispielsweise
auch um einen programmierbaren Rechner des Automaten-Typs handeln.
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Die
vorstehende Beschreibung sieht einen Betriebsrechner vor, der die
Funktionen einer numerischen Steuerung integriert und eine Kreisinterpolation
der empfangenen Instruktionen ausführt, um die Spritzgeräte zu steuern.
Das erfindungsgemäße System
schließt
diese numerischen Steuerungsfunktionen nicht obligatorisch ein,
und wenn es sie einschließt,
dann wird die Steuerung der Spritzgeräte nicht obligatorisch durch
Kreisinterpolation erreicht.