EP0166092B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Durchflussmengen Steuerventils einer Farbspritzpistole - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Durchflussmengen Steuerventils einer Farbspritzpistole Download PDF

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EP0166092B1
EP0166092B1 EP85104010A EP85104010A EP0166092B1 EP 0166092 B1 EP0166092 B1 EP 0166092B1 EP 85104010 A EP85104010 A EP 85104010A EP 85104010 A EP85104010 A EP 85104010A EP 0166092 B1 EP0166092 B1 EP 0166092B1
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flow
flow rate
control valve
valve
microcomputer
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Hans-Joachim Dipl.-Phys. Boll
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J Wagner GmbH
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J Wagner GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the paint flow rate of a motor-driven flow control valve of a paint spray gun, in particular an automatic paint spray gun with frequent flow rate and color changes, preferably for the assembly line spraying of automobile bodies, in which during the paint flow through the flow control valve Flow rate measured continuously, the measured values determined as actual values compared with a predetermined target value and the flow control valve is readjusted to the target value on the basis of this comparison.
  • Flow rate measured continuously, the measured values determined as actual values compared with a predetermined target value and the flow control valve is readjusted to the target value on the basis of this comparison.
  • the flow rate sensor sends an actual value signal to the control system, which compares it with the setpoint value and the Passage of the control valve is reduced on the basis of the determined difference by means of an actuator.
  • the minimum spraying time to enable regulation must be greater than the sum of the measuring time, the computing time and the change time of the control valve.
  • flow rate sensors work comparatively slowly, and the rate of change of the control valve must be comparatively low, because otherwise overregulations and thus so-called leveling processes occur. In practice, this results in times of several seconds. This may be relevant for long spraying times (for example 15 to 30 minutes), but not for short spraying times (for example 30 seconds) and leads to the impossibility of control in the case of extremely short spraying times (for example 2 seconds).
  • the solution to this problem is that a sequence of assignments between flow rate values and electric valve motor actuation signals is first created and entered into a microcomputer as an approximation table, and then by selecting the desired flow rate value, the microcomputer is prompted to actuate the tabular associated actuation signal as the control signal for the valve motor to supply and so to set the flow control valve to this target value before the start of the color flow, and that the comparison between the target value and the actual values of the flow rate is then carried out in the microcomputer, which is then based on this comparison Valve motor feeds control signals and so the flow control valve continuously readjusted to the target value.
  • a table is therefore created in advance for each color, in which an opening value of the control valve (or a specific command signal for the control valve control element) is assigned to different flow rate values.
  • This table is created experimentally by spraying tests, and this table can be improved automatically during the actual spraying processes. If a spraying process is now carried out, the entry of the table value means that the control valve is already set to the associated opening value. Only then is the on-off valve opened and the sharpening process begins.
  • the color flow rate sensor now measures the actual value, and if the actual value deviates from the target value, the opening size of the control valve is readjusted.
  • a particularly expedient embodiment of the inventive method is characterized in claim 2.
  • 10 denotes a paint spray gun, which is fed by a paint supply line 11.
  • the line 11 is in turn from a color change unit 12 supplied with color, which a number of color connections 12 1 to 12 10 for different colors, an integrated flushing group 12 a with connections 12a, 12a 2 and 12a 3 for purge air, solvent and sliding air and finally one with the line 11 connected exhaust valve 12b.
  • a flow meter 13 In the line 11 there are a flow meter 13, a flow control valve 14 and a release valve 15 in the direction from the color changing unit 12 to the gun 10.
  • the flow meter 13 transmits its measurement signals to a microcomputer 16 via a line 13a.
  • the flow control valve 14 is actuated via a gear 17 by a stepping motor 18, which is connected via a control 19 to a voltage supply 20 which also serves to supply the microprocessor 16 with energy.
  • the transmission 17 is connected to the microprocessor 16 via a signal line 17a and the control 19 via a control line 19a.
  • the release valve 15, preferably a solenoid valve, can be operated manually, for example via a reed contact of the gun trigger, via a higher-level control system, or via the connecting line 15a from the microcomputer 16. With 21 a usual return line with valve 21a is designated.
  • the microcomputer 16 is also connected to an input display device 22, specifically via a setpoint line 22 1 , a color change line 22 2 and an enable line 22 3 . Finally, the microprocessor 16 is connected to the color changing unit 12 via a line 12c.
  • a superordinate control for example a mainframe computer, to which the microcomputer 16 is connected via the line 23a.
  • the operator inputs the desired color type and a target value for the flow into the microcomputer 16 via the input display device 22, with the result that the latter sets the color changing unit 12 accordingly and via the control unit 19 and / or the transmission 17 controls the flow valve 14 to this target value.
  • the operator now opens the release valve 15, for example by actuating the pistol trigger or by pressing a corresponding key on the input / display unit 22, then there is a color flow in line 11, the flow sensor 13 giving the microcomputer 16 the actual values of the Flow in line 11 transmitted. Based on these actual values, the microcomputer 16 regulates the flow valve 14 to the exact target value and ensures that this target value is maintained exactly.
  • a flow rate table is created. This means that for each color for different flow values, the positions of the stepping motor 18 or the gear 17, which correspond to certain opening widths of the flow control valve 14, are determined.
  • the table can also be created automatically by the microprocessor, but this requires a color flow (test spraying). If there is a linear dependency, then two data are sufficient for each color, if the dependency is not linear, then several table values must be created, the number of which depends on the required initial accuracy. In practice it has been shown that satisfactory results are achieved if the table error is less than ten percent, ie the deviation of the table target value from the actual target value does not exceed ten percent. The table values created are then stored in the microcomputer 16.
  • the operator or the higher-level control system - as mentioned - enters the desired flow value and color in the microcomputer.
  • the microcomputer then actuates the stepper motor 18 and / or the gear 17 on the basis of the stored table and thus sets the flow control valve 14 to an apriori value which corresponds to a flow rate close to the flow rate setpoint, for example with a deviation from maximaI ⁇ 10%.
  • the flow in line 11 is started by opening the release valve 15, the flow rate transmitter 13 continuously transmits the actual actual values of the flow rate to the microcomputer 16 and the microcomputer 16 regulates on the basis of a comparison between the actual value and the desired value the valve 14 until the actual value and the target value match, which can be considered in practice if the deviation is less than three percent.
  • the microcomputer 16 calculates the new position of the stepper motor on the basis of the stored table and sets the valve 14 to the new apriori value, for which times up to a maximum of about 1 second are required. Then the above-mentioned control process takes place again until the target value and the actual value match.
  • the apriori value can be set both in the idle state (no color flow) and in the operating state (color flow); the control process, on the other hand, understandably requires the presence of a color flow.
  • the stored table it should be taken into account that, for a given opening width of the valve 14, the amount of passage depends on the viscosity of the paint flowing through, the viscosity in turn a function tion of the temperature is. Temperature changes during the day therefore lead to the table, which is stored in the morning for example, becoming inaccurate. For this reason, it is expedient to provide the microcomputer with a table correction program which automatically corrects the table as a function of a temperature sensor or the deviations of the apriori values from the actual values measured by the flow sensor 13 during operation.
  • the flow control valve 14 When changing the color, the flow control valve 14 is opened completely so as to keep the color change time as short as possible. During the color change, the line is flushed with solvent and purge air. It would not make sense to carry out flow measurements and / or controls because it is only important that the flushing process can be carried out quickly. After the rinse cycle, the valve 14 is set to the newly selected target value or returns to the target value before the color change.
  • FIG. 2 shows a typical example of the control process according to the invention.
  • the flow rate is given on the ordinate and the time course on the abscissa.
  • the process therefore begins with a color change (full passage for the detergent) and ends with a color change, with three different target values 1, 2 and 3 being provided between these two color changes.
  • the valve 14 With each change in the target value, the valve 14 is first set to the a priori value (table value), whereupon the control is carried out on the basis of the measured actual values.
  • the apriori setting to the first setpoint is without color flow (release valve 15 closed), whereas the other two setpoints are with flowing paint (release valve 15 open).
  • the process corresponds to the spraying of an automobile body, which is guided past the assembly line at the spraying station and has three zones of different paint application strength.
  • a very inexpensive valve configuration with drive consists, for example, of a needle valve and a stepper motor.
  • the needle valve has a spindle drive.
  • This spindle can be connected directly to the drive shaft of the stepper motor via a coupling. This eliminates the gearbox and you also get a very high resolution of 1: 5000, for example.
  • this valve arrangement consisting of a spindle-driven needle valve and stepper motor has good emergency running properties, because on the one hand the stepper motor and thus that The valve remains in its position and can also be mechanically adjusted by hand using a handwheel which is attached to the stepper motor axis.
  • Possible modifications of the method relate in particular to the connection of the microcomputer to a higher-level system, such as a mainframe. This makes it possible, for example, to bring about an exchange of data between the workpiece conveyor and the spraying system in such a way that all the conditions of the workpiece supply are transferred to the spraying system and the latter thus operates fully automatically.
  • the invention can be used with paint spraying devices of all kinds, that is to say both with rotary atomizers and with high-pressure atomizers as well as with compressed air atomizers, in which case a corresponding pressure flow control of the compressed air is also conceivable.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Farb-Durchflußmenge eines motorgetriebenen Durchfluß-Steuerventils einer Farbspritzpistole, insbesondere einer automatischen Farbspritzpistole mit häufigem Durchflußmengen-und Farbwechsel, vorzugsweise für das Fließband-Spritzen von Automobilkarosserien, bei dem während des Farbdurchflusses durch das Durchfluß-Steuerventil die Durchflußmenge fortlaufend gemessen, die ermittelten Meßwerte als Ist-Werte mit einem vorgegebenen Soll-Wert verglichen und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Durchfluß-Steuerventil auf den Soll-Wert nachgeregelt wird. Ein solches Verfahren ist aus der EP-A-0 061 922 bekannt.
  • Bei dem bekannten Verfahren ist eine Regelung nur bei vorhandenem Farb-Durchfluß möglich. Vor dem Spritzvorgang ist das Ein-Aus-Ventil geschlossen und das Regelventil voll geöffnet.
  • Wird nun das Ein-Aus-Ventil für den Spritzvorgang geöffnet, dann fließt zunächst die volle Durchflußmenge durch die Leitung, und der Durchflußmengen-Fühler gibt ein Ist-Wert-Signal an das Regelsystem, das einen Vergleich mit dem Soll-Wert anstellt und den Durchlaß des Regelventils auf der Grundlage der festgestellten Differenz mittels eines Stellgliedes vermindert. Das bedeutet aber, daß die Mindestspritzzeit für die Ermöglichung einer Regelung größer sein muß als die Summe aus der Meßzeit, der Rechenzeit und der Änderungszeit des Regelventils. Bekanntlich arbeiten aber Durchflußmengen-Fühler vergleichsweise langsam, und die Änderungsgeschwindigkeit des Regelventils muß vergleichsweise niedrig sein, weil es sonst zu Überregelungen und damit zu sogenannten Einpendelvorgängen kommt. Damit ergeben sich in der Praxis Zeiten von mehreren Sekunden. Dies mag für lange Spritzzeiten (beispielsweise 15 bis 30 min) angängig sein, nicht jedoch bei kurzen Spritzzeiten (beispielsweise 30 sec) und führt bei extrem kurzen Spritzzeiten (beispielsweise 2 sec) zu einer völligen Unmöglichkeit der Regelung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das vorbekannte Verfahren so zu verbessern, daß eine selbsttätige Einstellung der Durchflußmenge in kürzester Zeit und mit hoher Genauigkeit möglich ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zunächst eine Folge von Zuordnungen zwischen Durchflußmengenwerten und elektrischen Ventilmotor-Betätigungssignalen erstellt und als Näherungstabelle in einen Mikrocomputer eingegeben wird, daß dann durch Anwählen des gewünschten Durchflußmengenwertes der Mikrocomputer veranlaßt wird, das tabellarisch zugehörige Betätigungssignal als Steuersignal dem Ventilmotor zuzuführen und so das Durchfluß-Steuerventil vor Beginn des Farbdurchflusses bereits auf diesen Soll-Wert annäherungsweise einzustellen, und daß anschließend der Vergleich zwischen dem Soll-Wert und den Ist-Werten der Durchflußmenge im Mikrocomputer durchgeführt wird, der dann auf der Grundlage dieses Vergleichs dem Ventilmotor Regelsignale zuführt und so das Durchfluß-Steuerventil fortlaufend auf den Soll-Wert nachregelt.
  • Beim Erfindungsverfahren wird also vorab für jede Farbe eine Tabelle erstellt, in der verschiedenen Durchflußmengen-Werten jeweils ein Öffnungswert des Regelventils (bzw. ein bestimmtes Befehlssignal für das Regelventil-Steuerglied) zugeordnet ist. Die Erstellung dieser Tabelle erfolgt experimentell durch Spritzversuche, wobei diese Tabelle während der eigentlichen Spritzvorgänge automatisch verbessert werden kann. Wird nun ein Spritzvorgang durchgeführt, dann führt die Eingabe des Tabellenwerts dazu, daß das Regelventil bereits auf den zugehörigen Öffnungswert eingestellt wird. Erst daraufhin wird das Ein-Aus-Ventil geöffnet, und der Spitzvorgang beginnt. Nunmehr mißt der Farbdurchsatzmengen-Fühler den Ist-Wert, und bei Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert erfolgt eine Nachregelung der Öffnungsgröße des Regelventils. Dabei ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, daß es sich hierbei nur um geringe Änderungen der Öffnungsgröße des Regelventils handelt, die wesentlich kürzere Zeiten beanspruchen als die - erwähnten - Änderungen von voller Öffnungsweite auf den Soll-Wert der vorbekannten Verfahren. Darüber hinaus aber kann auch die Änderungsgeschwindigkeit erhöht werden, weil Überregelungen aufgrund der kleinen Regelausschläge hier weniger zu befürchten sind. Mit der Erfindung, bei der ja das Regelventil bereits vor Beginn des Spritzvorgangs auf einen tabellarischen Soll-Wert eingestellt wird, kann niemals eine stark abweichende Farbdurchflußmenge versprüht werden, völlig unabhängig von der Zeitdauer des Spritzvorgangs. Selbst wenn der Spritzvorgang nur den Bruchteil einer Sekunde dauert, also eine Nachregulierung nicht möglich ist, wird der Ist-Wert der Durchflußmenge im wesentlichen dem Soll-Wert entsprechen. Ab Spritzdauern von einigen Sekunden ergibt sich dann bereits die Möglichkeit der Nachregulierung mittels Ist-Wert-Soll-Wert-Vergleich, so daß eine sehr exakte Ist-Wert-Soll-Wert-Übereinstimmung erreicht wird. Diese Vorteile sind auch bei Farbumstellungen sofort vorhanden. Nach Vorgabe der neuen Farbnummer stellt sich das Regelventil sofort auf den neuen Öffnungswert ein.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsverfahrens ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.
  • Das Erfindungsverfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :
    • Fig. 1 eine Blockschaltskizze zur Erläuterung der Durchführung des Verfahrens und
    • Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Steuer-und Regelvorgangs.
  • In Figur 1 ist mit 10 eine Farbspritzpistole bezeichnet, die von einer Farbzuführleitung 11 gespeist wird. Die Leitung 11 ihrerseits wird von einer Farbwechseleinheit 12 mit Farbe versorgt, die eine Reihe von Farbanschlüssen 121 bis 1210 für verschiedene Farben, eine in ihr integrierte Spülgruppe 12 a mit Anschlüssen 12a,, 12a2 und 12a3 für Spülluft, Lösemittel und Schiebeluft und schließlich ein mit der Leitung 11 verbundenes Auslaßventil 12b aufweist. In der Leitung 11 befinden sich - in Richtung von der Farbwechseleinheit 12 zur Pistole 10 - ein Durchflußmeßgeber 13, ein Durchfluß-Steuerventil 14 und ein Freigabeventil 15. Der Durchflußmeßgeber 13 gibt seine Meßsignale über eine Leitung 13a an einen Mikrocomputer 16 weiter. Das Durchfluß-Steuerventil 14 wird über ein Getriebe 17 von einem Schrittschaltmotor 18 betätigt, der über eine Ansteuerung 19 an einer Spannungsversorgung 20 liegt, die auch zur Energieversorgung des Mikroprozessors 16 dient. Das Getriebe 17 ist über eine Meldeleitung 17a und die Ansteuerung 19 über eine Steuerleitung 19a mit dem Mikroprozessor 16 verbunden. Das Freigabeventil 15, vorzugsweise ein Magnetventil, kann manuell, etwa über einen Reed-Kontakt des Pistolenabzugs, über ein übergeordnetes Steuersystem, oder über die Verbindungsleitung 15a vom Mikrocomputer 16 aus betätigt werden. Mit 21 ist eine übliche Rückführleitung mit Ventil 21a bezeichnet.
  • Der Mikrocomputer 16 ist ferner mit einer Eingabe-Anzeige-Einrichtung 22 verbunden, und zwar über eine Sollwertleitung 221, eine Farbwechselleitung 222 und eine Freigabeleitung 223. Schließlich ist der Mikroprozessor 16 über eine Leitung 12c mit der Farbwechseleinheit 12 verbunden.
  • Mit 23 ist eine übergeordnete Steuerung bezeichnet, beispielsweise ein Großrechner, an welche der Mikrocomputer 16 über die Leitung 23a angeschlossen ist.
  • Für den Betrieb der Anlage gibt die Bedienungsperson über die Eingabe-Anzeige-Einrichtung 22 die gewünschte Farbart und einen Soll- Wert für den Durchfluß in den Mikrocomputer 16 ein, mit der Folge, daß dieser die Farbwechseleinheit 12 entsprechend einstellt und über die Ansteuereinheit 19 und/oder das Getriebe 17 das Durchflußventil 14 auf diesen Soll-Wert einsteuert. Öffnet nun die Bedienungsperson das Freigabeventil 15, etwa durch Betätigen des Pistolenabzugs oder durch Druck auf eine entsprechende Taste der Eingabe-Anzeige-Einheit 22, dann ergibt sich in der Leitung 11 eine Farbströmung, wobei der Durchflußmeßgeber 13 dem Mikrocomputer 16 die Ist-Werte des Durchflusses in der Leitung 11 übermittelt. Aufgrund dieser Ist-Werte regelt der Mikrocomputer 16 das Durchflußventil 14 auf den exakten Soll-Wert ein und sorgt dafür, daß dieser Soll-Wert exakt beibehalten wird. Wesentlich dabei ist, daß zunächst eine schnelle Steuerung des Durchlaßventils 14 auf den - ungefähren - Soll-Wert erfolgt, wobei dies sowohl bei offenem als auch bei geschlossenem Freigabeventil 15 erfolgen kann, und daß dann auf der Grundlage der Messung der tatsächlichen Durchflußwerte, also der Ist-Werte, ein Regelvorgang zur Erzielung und Erhaltung des exakten SollWerts durchgeführt wird.
  • Vor der ersten Inbetriebnahme, beispielsweise am Morgen vor Produktionsbeginn, wird eine Durchflußmengen-Tabelle erstellt. Das bedeutet, daß man für jede Farbe für verschiedene Durchflußwerte die Positionen des Schrittmotors 18 bzw. des Getriebes 17, welche bestimmten Öffnungsweiten des Durchfluß-Steuerventils 14 entsprechen, festlegt. Das Erstellen der Tabelle kann aber auch selbsttätig durch den Mikroprozessor erfolgen, wozu jedoch ein Farbfluß (Test-Sprühen) erforderlich ist. Liegt eine lineare Abhängigkeit vor, dann genügen für jede Farbe zwei Daten, ist die Abhängigkeit nicht linear, dann sind mehrere Tabellenwerte zu erstellen, wobei deren Anzahl von der geforderten Anfangsgenauigkeit abhängt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß zufriedenstellende Ergebnisse dann erreicht werden, wenn der Tabellenfehler unter zehn Prozent liegt, die Abweichung des Tabellen-Soll-Wertes vom tatsächlichen Soll-Wert also zehn Prozent nicht überschreitet. Die erstellten Tabellenwerte werden dann im Mikrocomputer 16 abgespeichert. Wird nun die Produktion begonnen, dann gibt die Bedienungsperson oder das übergeordnete Steuerungssystem - wie erwähnt- in den Mikrocomputer den gewünschten Durchflußmengen-Soll-Wert und die gewünschte Farbe ein. Der Mikrocomputer betätigt dann auf der Grundlage der abgespeicherten Tabelle den Schrittmotor 18 und/oder das Getriebe 17 und stellt damit das Durchfluß-Steuerventil 14 auf einen Apriori-Wert ein, der einer Durchflußmenge nahe dem Durchflußmengen-Soll-Wert, beispielsweise mit einer Abweichung von maximaI±10%, entspricht. Wird durch Öffnen des Freigabeventils 15 die Strömung in der Leitung 11 in Gang gesetzt, dann übermittelt der Durchflußmengengeber 13 dem Mikrocomputer 16 fortlaufend die tatsächlichen Ist-Werte der Durchflußmenge und der Mikrocomputer 16 regelt auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen Ist-Wert und Soll-Wert das Ventil 14 nach, bis Ist-Wert und Soll-Wert übereinstimmen, was in der Praxis als gegeben angesehen werden kann, wenn die Abweichung unter drei Prozent liegt. Wird ein neuer Soll-Wert eingegeben, dann errechnet der Mikrocomputer 16 auf der Grundlage der abgespeicherten Tabelle die neue Position des Schrittmotors und stellt das Ventil 14 auf den neuen Apriori-Wert ein, wozu Zeiten bis maximal etwa 1 Sekunde erforderlich sind. Anschließend erfolgt dann wiederum der erwähnte Regelvorgang bis zur Erreichung der Übereinstimmung zwischen Soll-Wert und Ist-Wert. Wie erwähnt kann dabei die Einstellung des Apriori-Wertes sowohl im Ruhezustand (keine Farbströmung) als auch im Betriebszustand (Farbströmung) erfolgen ; der Regelvorgang dagegen erfordert verständlicherweise das Vorliegen einer Farbströmung.
  • Bezüglich der abgespeicherten Tabelle ist zu berücksichtigen, daß bei gegebener Öffnungsweite des Ventils 14 die Durchlaßmenge von der Viskosität der hindurchströmenden Farbe abhängig ist, wobei die Viskosität ihrerseits eine Funktion der Temperatur ist. Temperaturänderungen während des Tages führen also dazu, daß die beispielsweise am Morgen abgespeicherte Tabelle ungenauer wird. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, den Mikrocomputer mit einem Tabellen-Korrekturprogramm zu versehen, das in Abhängigkeit von einem Temperaturgeber oder von den während des Betriebs vom Durchflußgeber 13 gemessenen Abweichungen der Apriori-Werte von den Ist-Werten selbsttätig eine Korrektur der Tabelle vornimmt.
  • Beim Farbwechsel wird das Durchfluß-Steuerventil 14 ganz geöffnet, um so die Farbwechselzeit möglichst kurz zu halten. Während des Farbwechsels erfolgt nämlich eine Spülung der Leitung mit Lösungsmittel und Spülluft. Dabei wäre es nicht sinnvoll, Durchflußmessungen und/oder Regelungen vorzunehmen, weil lediglich von Bedeutung ist, daß der Spülvorgang schnell durchgeführt werden kann. Nach dem Spülgang wird das Ventil 14 auf den neu angewählten Soll-Wert eingestellt bzw. kehrt zu dem Soll-Wert vor Farbwechsel zurück.
  • Figur 2 zeigt ein typisches Beispiel für den Steuerungs- und Regelvorgang nach der Erfindung. Dabei ist auf der Ordinate die Durchflußmenge, auf der Abszisse der Zeitablauf angegeben. Der Vorgang beginnt also mit einem Farbwechsel (voller Durchlaß für das Spülmittel) und endet mit einem Farbwechsel, wobei zwischen diesen beiden Farbwechseln drei verschiedene Soll-Werte 1, 2 und 3 vorgesehen sind. Bei jeder Soll-Wert- Änderung wird zunächst das Ventil 14 auf den Apriori-Wert (Tabellenwert) eingestellt, worauf dann die Regelung auf der Grundlage der gemessenen Ist-Werte erfolgt. Im gezeichneten Beispiel ist dabei angenommen worden, daß die Apriori-Einstellung auf den ersten Soll-Wert ohne Farbfluß (Freigabeventil 15 geschlossen), bei den beiden anderen Soll-Werten dagegen bei strömender Farbe (Freigabeventil 15 geöffnet) erfolgt. Der Vorgang entspricht in der Praxis dem Spritzen einer Automobilkarosserie, die am Fließband an der Spritzstation vorbeigeführt wird und drei Zonen unterschiedlicher Farbauftragsstärke aufweist.
  • Eine sehr kostengünstige Ventilkonfiguration mit Antrieb besteht beispielsweise aus einem Nadelventil und einem Schrittmotor. Das Nadelventil besitzt einen Spindelantrieb. Diese Spindel ist direkt über eine Kupplung mit der Antriebswelle des Schrittmotors verbindbar. Es entfällt damit das Getriebe und man erhält außerdem eine sehr hohe Auflösung von beispielsweise 1 : 5000. Im Falle einer Störung im Steuerungssystem oder in der elektrischen Versorgung besitzt dann diese Ventilanordnung aus spindelgetriebenem Nadelventil und Schrittmotor gute Notlaufeigenschaften, da zum einen der Schrittmotor und damit das Ventil in seiner Position verharren und zum anderen mit der Hand über ein Handrad, welches auf der Schrittmotorachse befestigt ist, mechanisch eingestellt werden kann.
  • Mögliche Modifikationen des Verfahrens betreffen insbesondere den Anschluß des Mikrocomputers an eine übergeordnete Anlage, etwa einen Großrechner. Damit wird es beispielsweise möglich, einen Datenaustausch zwischen der Werkstück-Fördereinrichtung und der Spritzanlage herbeizuführen, derart, daß alle Gegebenheiten der Werstückszuführung auf die Spritzanlage übertragen werden und diese damit vollautomatisch arbeitet.
  • Die Erfindung ist bei Farbspritzgeräten aller Art anwendbar, also sowohl bei Rotationszerstäubern als auch bei Hochdruckzerstäubern als auch bei Druckluftzerstäubern, wobei im letzteren Fall auch eine entsprechende Druckströmungssteuerung der Druckluft denkbar ist.

Claims (2)

1. Verfahren zum Einstellen der Farb-Durchflußmenge eines motorgetriebenen Durchfluß-Steuerventils einer Farbspritzpistole, insbesondere einer automatischen Farbspritzpistole mit häufigem Durchflußmengen- und Farbwechsel, vorzugsweise für das Fließband-Spritzen von Automobilkarosserien, bei dem während des Farbdurchflusses durch das Durchfluß-Steuerventil die Durchflußmenge fortlaufend gemessen, die ermittelten Meßwerte als Ist-Werte mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Durchfluß-steuerventil auf den Soll-Wert nachgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Folge von Zuordnungen zwischen Durchflußmengen- werten und elektrischen Ventilmotor-Betätigungssignalen erstellt und als Näherungstabelle in einen Mikrocomputer eingegeben wird, daß dann durch Anwählen des gewünschten Durchflußmengenwertes der Mikrocomputer veranlaßt wird, das tabellarisch zugehörige Betätigungssignal als Steuersignal dem Ventilmotor zuzuführen und so das Durchfluß-Steuerventil vor Beginn des Farbdurchflusses bereits auf diesen Soll-Wert annäherungsweise einzustellen, und daß anschließend der Vergleich zwischen dem Soll-Wert und den Ist-Werten der Durchflußmenge im Mikrocomputer durchgeführt wird, der dann auf der Grundlage dieses Vergleichs dem Ventilmotor Regelsignale zuführt und so das Durchfluß-Steuerventil fortlaufend auf den Soll-Wert nachregelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungen der Ist-Werte vom Soll-Wert während der Ansteuerungsphase auf etwa zehn Prozent, während der Regelphase auf etwa drei Prozent begrenzt werden.
EP85104010A 1984-06-22 1985-04-02 Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Durchflussmengen Steuerventils einer Farbspritzpistole Expired EP0166092B1 (de)

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