EP1927404B1 - Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lakiergerätes - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lakiergerätes Download PDF

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EP1927404B1
EP1927404B1 EP07021696A EP07021696A EP1927404B1 EP 1927404 B1 EP1927404 B1 EP 1927404B1 EP 07021696 A EP07021696 A EP 07021696A EP 07021696 A EP07021696 A EP 07021696A EP 1927404 B1 EP1927404 B1 EP 1927404B1
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EP
European Patent Office
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spraying
parameters
new
map
speed
Prior art date
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EP07021696A
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EP1927404A3 (de
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Gunter BÖRNER
Dietmar Eickmeyer
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ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
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Publication date
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Publication of EP1927404A3 publication Critical patent/EP1927404A3/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements 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
    • B05B12/12Arrangements 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 responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/126Arrangements 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 responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to target velocity, e.g. to relative velocity between spray apparatus and target
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1092Means for supplying shaping gas

Definitions

  • the invention relates to a method for determining spraying parameters for controlling a spraying means employing painting, which is moved over a surface to be painted, in particular a robot with a Lackierap paths.
  • paint sprayers such as high-rotation atomizers or air atomizers are mounted on manipulators, in particular robots, and perform during the painting process with activated paint atomizer movement over the object to be painted.
  • the aim of a painting process is to cover the object to be painted in a desired layer thickness as homogeneously as possible with varnish. If the homogeneity of the layer thickness is not given, there is the risk of visual errors or the risk of runners, or cookers on the object to be painted. This is to be avoided for quality reasons.
  • the paint atomizers are moved in meandering paths over the object to be painted so as to gradually cover the entire surface with paint.
  • the publication WO 2005/042173 A1 discloses a method for determining spray parameters for controlling a paint sprayer employing paint, which is moved over a surface to be painted, in particular a lifting device with a Lackierap paths, wherein a known spray pattern is provided with known spray parameters and paint quantities for a given speed of movement of the paint.
  • the method according to the invention for the determination of spray parameters for controlling a spraying device using a painting device, which is moved over a surface to be painted, in particular a robot with a Lackierap paths the following steps on.
  • a known spray pattern is provided with known spray parameters and paint quantity for a given speed of movement of the paint sprayer.
  • An amount of paint is adjusted to a new speed of movement compared to the predetermined speed of movement.
  • new spray parameters are calculated while maintaining a similar to the known spray pattern spray pattern on the adjusted amount of paint.
  • the spray parameters can be calculated at any speed or speed change so that, if necessary, the speed ranges for a parameter set to control a spray can be chosen to be correspondingly smaller. The painting result is improved accordingly.
  • a further development of the method according to the invention is characterized in that, starting from the known spray pattern, a preliminary spray pattern is calculated using the known spray parameters and new paint quantities, that the known spray parameters are changed in order to obtain modified spray parameters which result in a further spray pattern changed spray parameters are changed until the next spray pattern is similar to the known spray pattern within a similarity criterion, and that the changed spray parameters, which are similar to the known spray pattern, are provided as new spray parameters.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention also provides that the spray parameters include the control of a plurality of air streams, which influence the spray behavior of the Lackierieris.
  • the computational effort for calculating the spray parameters can be particularly easily limited. If the coating results show that the coating quality meets the quality requirements within a certain range of movement speed, the similarity criterion determines in which area the existing or currently used spray parameters are used. When exceeding or falling below this range, the spray parameters are recalculated accordingly and the parameter set is changed accordingly.
  • an advantage of this embodiment is that the spray parameters are calculated so quickly that they are calculated just prior to the execution of a modified move speed without the need for a file or table to be made available to the system prior to execution of the move program.
  • the calculation of the spray parameters is performed first before the operation of the robot begins. These data of the spray parameters are then collected in a so-called "look-up" table and optionally stored, for example for all variants for all spray conditions (brushers).
  • the look-up table is provided to the robot controller, so that no additional calculation is necessary before a spray parameter change, but the data is taken from the look-up table.
  • Fig. 1 shows an image 10 as a plan view of a painted surface, in which different layer thicknesses of the paint through different areas 12 are shown.
  • This representation can be colored, or represented by area boundaries in the form of lines.
  • the figure still shows a meandering line 14, which represents a trajectory of a Lackierap rates on a robot arm.
  • the painting has begun at a starting point 16 and has been moved by reciprocating movements under advancement perpendicular to the reciprocating motion at the respective beginning and end of each reciprocating motion gradually over a previously determined area, so that the Lackierap effects finally arrives at an endpoint 18.
  • This figure is intended to illustrate the different speeds and accelerations during a painting movement.
  • the painting application has to be accelerated from the start to a constant working speed starting from starting point 16 in order to achieve a uniform painting result.
  • the speed drops to almost zero at one point of the path of the painting application, and at the exit of the curve it returns to the opposite direction to the predetermined setpoint speed to accelerate. Accordingly, the complete meander is run through until the end point 18 is reached.
  • Fig. 2 shows a schematic flow diagram of the method according to the invention, with the spray parameters for controlling the spray for example, the paint application can be determined in a particularly simple manner.
  • the starting conditions for the inventive method for determining spray parameters are determined. This is done by a first method step 24, with which basic data for the method are read from a so-called brush file.
  • the file contains all essential for the painting spray parameters for controlling a spray, here the paint. Accordingly, all the process data, such as the outflow quantity, the paint color, etc., are determined by the brush file, so that the determination will set a specific spray pattern when using a coating device.
  • a second method step 26 it is determined that the following method steps are carried out for each movement speed of the varnishing device until a termination criterion is reached.
  • a simulation of the original spray pattern is carried out for a specific movement speed, wherein the data associated with the movement speed are referred to as a single brush.
  • the original spray pattern is that spray pattern which, at a given setpoint speed and associated assigned spray parameters, such as Lackaus Wegmenge, Lenu air data, etc., results. This spray pattern is made available as a known spray pattern with known spray parameters for the further course of the process.
  • an outflow quantity is then adapted to a new movement speed and from this a new spray pattern is derived or calculated, wherein further boundary conditions such as solids content, layer thickness or efficiency etc. are considered known or calculated under certain assumptions.
  • a fifth method step 32 the rotational speed or the atomizing air is adapted and calculated.
  • a sixth method step 34 the calculation of a so-called horn or draft air takes place.
  • horn air are used together with atomizing air in a Lucaszerstäuber as a control variable and Lenkluft together with speed in the rotary atomizer.
  • the efficiency is calculated as a measure of the similarity of the original spray pattern with the newly calculated spray pattern, in order to iteratively correct the assumed efficiency of the new spray pattern, if necessary. If sufficient similarity has not yet been achieved, or if the efficiency has changed, the method steps are repeated as of the fourth method step 30, which should be symbolized by the arrow 40, until sufficient similarity of the spray patterns is achieved and any differences in efficiency are corrected iteratively ,
  • a ninth method step 42 the calculation of so-called color subclasses can follow with an increased or reduced outflow quantity as appropriate.
  • the inventive method has calculated a new record for the so-called brush file, which is similar to the original spray pattern new Produce spray on the paint sprayer, which is due to the new discharge rate or the new speed of movement of the paint.
  • This data is described in a tenth method step 44 in an updated brush file.
  • the spraying parameters for controlling the painting device are determined and can be used, for example, by the painting device.
  • Fig. 3 shows a further scheme 50, which shows the data flow in an application of the method according to the invention for a painting robot with a Lackierap bearing.
  • the example chosen in this figure is based on a robot carrying an application 52, for example a rotary atomizer with electrostatic charge.
  • the robot has a robot control 54, which contains as input data by a motion program 56, which specifies the coordinates of the individual points, the orientation of the individual points, a specification of the desired speed and application parameters and switching points.
  • the robot controller 54 is aware of a kinematic model of the robot 58, which ultimately calculates the previous calculation of the coordinates and the velocity associated with the coordinates of the robot, in particular each part of the robot arm, and the kinematic model for all future times on a trajectory of the robot can be, or are known about the corresponding models.
  • the specification of the desired speed in each track point is an essential variable.
  • a correction time TK and the speed deviation (difference) at time TK certainly.
  • the correction of the application parameters while maintaining the spray pattern geometry as well as the transfer of the parameters to the application at the time TK are then to be carried out.
  • the application 52 receives a new instruction at the time TK, which then corresponds to the new speed, so that the spray pattern geometry also changes with a changed new speed Spraying process is maintained and thus a correspondingly high quality of the paint is achieved.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lackiergeräts, welches über eine zu lackierende Fläche bewegt wird, insbesondere einen Roboter mit einer Lackierapplikation.
  • Es ist allgemein bekannt, dass in der industriellen Lackiertechnik Lackiergeräte, insbesondere Lackzerstäuber, wie Hochrotationszerstäuber oder Luftzerstäuber auf Manipulatoren, insbesondere Robotern, montiert sind und während des Lackiervorgangs mit eingeschaltetem Lackzerstäuber eine Bewegung über das zu lackierenden Objekt durchführen. Ziel eines Lackiervorganges ist es, das zu lackierende Objekt in einer gewünschten Schichtdicke möglichst homogen mit Lack zu bedecken. Wenn die Homogenität der Schichtdicke nicht gegeben ist, besteht die Gefahr von visuellen Fehlern oder das Risiko von Läuferbildung, bzw. Kochern an dem zu lackierenden Objekt. Dies gilt es aus Qualitätsgründen zu vermeiden.
  • Häufig werden die Lackzerstäuber in mäanderförmigen Bahnen über das zu lackierende Objekt bewegt, um derart nach und nach die gesamte Fläche mit Lack zu bedecken.
  • Hier werden immer höhere Bewegungsgeschwindigkeiten des Lackzerstäubers gefordert, um den Lackiervorgang möglichst schnell zu beenden. Andererseits ist die Geschwindigkeit des Lackzerstäubers an den Umkehrpunkten nahezu null, so dass die Zerstäubungsbedingungen am Lackzerstäuber ebenfalls an diese Bewegungsgeschwindigkeitsänderung angepasst werden müssen.
  • Bisher erfolgt diese Anpassung der Ausflussmenge des Lackmaterials, insbesondere im Bereich der Wendepunkte, durch Reduzierung des Lackmaterials, oder der Zerstäuber wird zeitweise komplett ausgeschaltet. Für die Reduzierung des Lackmaterials werden bei der Programmierung auf der Bewegungsbahn zusätzliche Schaltpunkte definiert, bei deren Erreichung auf einen Parametersatz von Sprühparametern für das Lackiergerät umgeschaltet wird, die der neuen Bewegungsgeschwindigkeit entspricht. Ein solcher Parametersatz wird bisher im vorab durch Versuche von Fall zu Fall ermittelt und in einer so genannten Brush-Tabelle dem Lackiersystem zur Verfügung gestellt. Ein solcher Parametersatz deckt einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich des Lackiergerätes ab, da zwischen Bewegungsgeschwindigkeit und Ausflussmenge kein mathematisch linearer Zusammenhang besteht.
  • Die Offenlegungsschrift WO 2005/042173 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lackiergeräts, welches über eine zu lackierende Fläche bewegt wird, insbesondere ein Hubgerät mit einer Lackierapplikation, wobei ein bekanntes Sprühbild mit bekannten Sprühparametern und Lackmengen für eine vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit des Lackiergeräts bereitgestellt wird.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lackiergerätes anzugeben, das die Findung von Sprühparametern vereinfacht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühnebel einsetzenden Lackiergerätes, welches über eine zu lackierende Fläche bewegt wird, mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Demgemäß weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Sprühparamestern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lackiergerätes, welches über eine zu lackierende Fläche bewegt wird, insbesondere einen Roboter mit einer Lackierapplikation, folgende Verfahrensschritte auf. Ein bekanntes Sprühbild wird mit bekannten Sprühparametern und Lackmenge für eine vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit des Lackiergerätes bereitgestellt. Eine Lackmenge wird auf eine neue Bewegungsgeschwindigkeit im Vergleich zur vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit angepasst.
  • Zudem werden neue Sprühparameter unter Beibehaltung eines zum bekannten Sprühbildes ähnlichen Sprühbildes auf die angepasste Lackmenge berechnet.
  • Auf diese Weise ist erreicht, dass die seither notwendigen Versuche zur Ermittlung eines Parametersatzes vollständig entfallen können. Zudem können die Sprühparameter zu jeder beliebigen Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung berechnet werden, so dass, falls dies überhaupt notwendig sein sollte, die Geschwindigkeitsbereiche für einen Parametersatz zur Steuerung eines Sprühmittels entsprechend kleiner gewählt werden können. Das Lackierergebnis ist entsprechend verbessert.
  • Eine erfindungsgemäße Fortbildung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass ausgehend von dem bekannten Sprühbild ein vorläufiges Sprühbild unter Anwendung der bekannten Sprühparameter und neuer Lackmengen berechnet wird, dass die bekannten Sprühparameter verändert werden, um veränderte Sprühparameter zu erhalten, die ein weiteres Sprühbild ergeben, dass die veränderten Sprühparameter so lange verändert werden, bis das weitere Sprühbild dem bekannten Sprühbild innerhalb eines Ähnlichkeitskriteriums ähnlich ist, und dass die veränderten Sprühparameter, die dem bekannten Sprühbild ähnlich sind, als neue Sprühparameter bereit gestellt werden.
  • Auf diese Weise wird besonders einfach die Berechnung der neuen Sprühparameter unter einem Ähnlichkeitsaspekt der Sprühbilder berechnet. Die Umsetzung, wie das Ähnlichkeitskriterium lautet oder wie im Detail die neuen Sprühparameter zu erhalten sind, sind bereits bekannt geworden. Weitere Details über das Finden ähnlicher Sprühbilder sind dem Fachmann bereits bekannt geworden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht zudem vor, dass durch die Sprühparameter die Steuerung mehrerer Luftströme umfasst werden, die das Sprühverhalten des Lackiergerätes beeinflussen.
  • Auf diese Weise werden zusätzliche Parameter zur Steuerung zum Beispiel eines Lenkluft- oder Begrenzungsluftstromes umfasst. Die Lackierung wird insgesamt effektiver und zudem das Verfahren insgesamt verbessert.
  • Außerdem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Falle von Abweichungen der neuen Bewegungsgeschwindigkeit von der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit, die ein vorläufiges Sprühbild ergeben, das innerhalb eines Ähnlichkeitskriteriums ähnlich ist, die bekannten Sprühparameter verwendet werden.
  • Auf diese Weise lässt sich der Rechenaufwand zur Berechnung der Sprühparameter besonders einfach begrenzen. Falls die Lackierergebnisse zeigen, dass die Lackierqualität innerhalb eines bestimmten Bereichs an Bewegungsgeschwindigkeit den Qualitätsbedürfnissen entspricht, wird mit Hilfe des Ähnlichkeitskriteriums bestimmt, in welchem Bereich die vorhandenen oder gerade verwendeten Sprühparameter benutzt werden. Beim Über- oder Unterschreiten dieses Bereiches werden die Sprühparameter entsprechend neu berechnet und der Parametersatz dementsprechend geändert.
  • Außerdem ist es von Vorteil, wenn die neuen Sprühparameter während der Ausführung des Betriebes des Lackiergerätes und vor der Ausführung der Änderung der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit berechnet werden.
  • Das kann entweder von der Robotersteuerung selbst oder auch von einem externen Rechner, der dann die berechneten Daten der Robotersteuerung zur Verfügung stellt, geleistet werden. Jedenfalls liegt ein Vorteil dieser Ausführung darin, dass die Sprühparameter-derart schnell berechnet werden, dass sie unmittelbar vor der Ausführung einer geänderten Bewegungsgeschwindigkeit berechnet werden, ohne dass hierfür eine Datei oder Tabelle vor der Ausführung des Bewegungsprogramms dem System zur Verfügung gestellt sein müsste. Selbstverständlich liegt es auch innerhalb des Erfindungsgedankens, dass zunächst die Berechnung der Sprühparameter durchgeführt wird, bevor der Betrieb des Roboters beginnt. Diese Daten der Sprühparameter werden dann in einer sogenannten "Look-up" Tabelle gesammelt und gegebenenfalls gespeichert, zum Beispiel für alle Varianten für alle Sprühbedingungen (Brushers).
    Die Look-up Tabelle wird der Robotersteuerung zur Verfügung gestellt, so dass vor einem Sprühparameterwechsel keine zusätzliche Berechnung nötig ist, sondern die Daten aus der Look-up Tabelle bezogen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, ihre Vorteile, sowie weitere Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Darstellung einer Schichtdickenverteilung,
    Fig. 2
    einen schematischen Verfahrensablauf sowie
    Fig. 3
    ein weiteres Schema von Funktionszusammenhängen bei der Sprühparameterermittlung.
  • Fig. 1 zeigt ein Bild 10 als Draufsicht auf eine lackierte Oberfläche, bei der unterschiedliche Schichtdicken des Lackes durch verschiedene Bereiche 12 dargestellt sind. Dabei kann diese Darstellung farbig erfolgen, oder durch Bereichsgrenzen in Form von Linien dargestellt sein. Zudem zeigt die Figur noch eine mäanderförmige Linie 14, die eine Bewegungsbahn einer Lackierapplikation an einem Roboterarm darstellt. Dabei hat die Lackierung in einem Startpunkt 16 begonnen und ist durch Hin- und Herbewegungen unter Vorschub senkrecht zur Hin- und Herbewegung am jeweiligen Anfang und Ende jeder Hin- und Herbewegung nach und nach über eine zuvor bestimmte Fläche bewegt worden, so dass die Lackierapplikation schließlich an einem Endpunkt 18 ankommt.
  • Mit dieser Figur sollen die verschiedenen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen während einer Lackierbewegung verdeutlicht werden. Zunächst muss die Lackierapplikation beginnend vom Startpunkt 16 aus dem Stand auf eine konstante Arbeitsgeschwindigkeit beschleunigt werden, um ein gleichmäßiges Lackierergebnis zu erzielen. Gegen Ende der Bewegung sinkt die Geschwindigkeit im Extremfall in einem Punkt der Bewegungsbahn der Lackierapplikation auf nahezu null, um am Ausgang der Kurve wieder in die entgegengesetzte Herrichtung auf die vorgegebene Sollgeschwindigkeit zu beschleunigen. Entsprechend wird der komplette Mäander durchlaufen, bis der Endpunkt 18 erreicht ist.
  • Bei den verschiedenen Geschwindigkeiten ist es jedenfalls erforderlich, dass auch die Lackmenge der jeweiligen Geschwindigkeit angepasst wird, so dass zu jedem Punkt auf der lackierten Fläche eine gewünschte Schichtdicke des Lackes erzielt wird. Nur dann ist gewährleistet, dass die Lackierung eine gleichbleibende Oberfläche aufweist und damit eine entsprechende Qualität erzielt. Das heißt, je höher.die Bewegungsgeschwindigkeit ist, desto mehr Lack muss durch die Lackapplikation gefördert werden, um eine vergleichbare mittlere Schichtdicke zu erzielen, im Vergleich zu einer langsameren Geschwindigkeit mit entsprechend kleinerer Lackmenge.
  • Fig. 2 zeigt ein prinzipielles Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem auf besonders einfache Weise die Sprühparameter zur Steuerung des Sprühmittels für zum Beispiel die Lackapplikation ermittelbar ist. Zunächst werden die Startbedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern festgelegt. Dies geschieht durch einen ersten Verfahrensschritt 24, mit dem grundlegende Daten für das Verfahren aus einer sogenannten Brushdatei ausgelesen werden. Die Datei enthält dabei alle für den Lackiervorgang wesentlichen Sprühparameter zur Steuerung eines Sprühmittels, hier den Lack. Durch die Brushdatei sind demnach auch alle Verfahrensdaten, wie die Ausflussmenge, die Lackfarbe usw. festgelegt, so dass sich durch die Festlegung ein bestimmtes Sprühbild bei der Verwendung eines Lackiergerätes einstellen wird.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt 26 wird festgelegt, dass für jede Bewegungsgeschwindigkeit des Lackiergerätes die nachfolgenden Verfahrensschritte solange durchgeführt werden, bis ein Abbruchkriterium erreicht wird.
  • Zunächst wird für eine bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit, wobei die der Bewegungsgeschwindigkeit zugeordneten Daten als Einzelbrush bezeichnet werden, in einem dritten Verfahrensschritt 28 eine Simulation des Originalsprühbildes durchgeführt. Als Originalsprühbild wird dasjenige Sprühbild bezeichnet, das sich bei einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit und dieser zugeordneten festgelegten Sprühparametern, wie Lackausflussmenge, Lenkluftdaten usw., ergibt. Dieses Sprühbild wird als bekanntes Sprühbild mit bekannten Sprühparametern für den weiteren Verfahrensverlauf zur Verfügung gestellt.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 30 wird nun eine Ausflussmenge auf eine neue Bewegungsgeschwindigkeit angepasst und hieraus ein neues Sprühbild abgeleitet beziehungsweise berechnet, wobei weitere Randbedingungen wie zum Beispiel Festkörpergehalt, Schichtdicke oder Wirkungsgrad usw. als bekannt gelten oder unter bestimmten Annahmen berechnet werden.
  • In einem fünften Verfahrensschritt 32 wird die Drehzahl beziehungsweise die Zerstäuberluft angepasst und berechnet. In einem sechsten Verfahrensschritt 34 erfolgt die Berechnung einer sogenannten Horn- beziehungsweise Lenkluft. Dabei werden Hornluft zusammen mit Zerstäuberluft bei einem Luftzerstäuber als Steuerungsgröße und Lenkluft zusammen mit Drehzahl beim Rotationszerstäuber eingesetzt. Dabei erfolgt eine Erhöhung der Sprühbildbreite beim Luftzerstäuber durch eine Erhöhung der Hornluft beziehungsweise beim Rotationszerstäuber durch eine Reduktion der Lenkluft. Auf diese Weise kann die Breite des Sprühbildes auf die des ursprünglichen bekannten Sprühbildes angepasst werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt, dem siebten Verfahrensschritt 36, wird der Wirkungsgrad als Maßstab für die Ähnlichkeit des ursprünglichen Sprühbildes mit dem neu berechneten Sprühbild berechnet, um gegebenenfalls den angenommenen Wirkungsgrad des neuen Sprühbildes iterativ zu korrigieren. Ist noch keine ausreichende Ähnlichkeit erreicht, beziehungsweise hat sich der Wirkungsgrad geändert, werden die Verfahrensschritte ab dem vierten Verfahrensschritt 30 solange wiederholt, was durch den Pfeil 40 symbolisiert sein soll, bis eine ausreichende Ähnlichkeit der Sprühbilder erreicht ist und eventuelle Unterschiede im Wirkungsgrad iterativ korrigiert sind.
  • Derart kann in einem neunten Verfahrensschritt 42 die Berechnung von sogenannten Farbunterklassen je nachdem mit erhöhter oder reduzierter Ausflussmenge folgen. Auf diese Weise hat das erfindungsgemäße Verfahren einen neuen Datensatz für die sogenannte Brushdatei berechnet, die ein zum ursprünglichen Sprühbild ähnliches neues Sprühbild am Lackiergerät erzeugen wird, das zu der neuen Ausflussmenge beziehungsweise der neuen Bewegungsgeschwindigkeit des Lackiergerätes passend ist. Diese Daten werden in einem zehnten Verfahrensschritt 44 in eine aktualisierte Brushdatei beschrieben. Auf diese Weise sind die Sprühparameter zur Steuerung des Lackiergerätes ermittelt und können zum Beispiel vom Lackiergerät genutzt werden.
  • Fig. 3 zeigt ein weiteres Schema 50, welches den Datenfluss bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Lackierroboter mit einer Lackierapplikation aufzeigt. Das in dieser Figur gewählte Beispiel geht von einem Roboter aus, der eine Applikation 52 trägt, zum Beispiel ein Rotationszerstäuber mit elektrostatischer Aufladung. Der Roboter weist eine Robotersteuerung 54 auf, die als Eingangsdaten durch ein Bewegungsprogramm 56, welches die Koordinaten der Einzelpunkte, die Orientierung der Einzelpunkte, eine Vorgabe der Sollgeschwindigkeit sowie Applikationsparameter und Schaltpunkte vorgibt, enthält.
    Zudem ist der Robotersteuerung 54 ein kinematisches Modell des Roboters 58 bekannt, mit dem letztlich die vorherige Berechnung der Koordinaten und die den Koordinaten zugeordnete Geschwindigkeit des Roboters, insbesondere jedes Teils des Roboterarmes, und das kinematische Modell für alle zukünftigen Zeitpunkte auf einer Bewegungsbahn des Roboters berechnet werden können, beziehungsweise über die entsprechenden Modelle bekannt sind. Insbesondere für die Lackierarbeiten im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Vorgabe der Sollgeschwindigkeit in jedem Bahnpunkt eine wesentliche Größe.
  • Wird nämlich ein Vergleich 60 der Sollgeschwindigkeit in einen Bahnpunkt mit der tatsächlichen Geschwindigkeit in diesem Bahnpunkt festgestellt, die größer ist als eine vorgegebene Differenzgeschwindigkeit, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem entsprechenden Verfahrensschritt 62 ein Korrekturzeitpunkt TK sowie die Geschwindigkeitsabweichung (-differenz) im Zeitpunkt TK bestimmt. In einem Folgeverfahrensschritt 64 sind nämlich dann die Korrektur der Applikationsparameter unter Beibehaltung der Sprühbildgeometrie sowie die Weitergabe der Parameter an die Applikation zum Zeitpunkt TK durchzuführen. Auf diese Weise erhält die Applikation 52 zum Zeitpunkt TK eine neue Anweisung, die dann der neuen Geschwindigkeit entspricht, so dass auch mit geänderter neuer Geschwindigkeit die Sprühbildgeometrie während des Sprühvorganges erhalten bleibt und derart eine entsprechend hohe Qualität der Lackierung erzielbar ist.
  • Fällt beim Vergleich 60 die Abweichung der Sollgeschwindigkeit zu der bestehenden Ist-Geschwindigkeit im Zeitpunkt TK kleiner als die erlaubte Differenzgeschwindigkeit aus, werden in einem alternativen Verfahrensschritt 64 lediglich die bisher bekannten Parameter für die Applikationsreihen 50 bestätigt, so dass keine Korrektur dieser Parameter erfolgen muss. Entweder bleiben die Parameter über den Zeitpunkt TK hinaus für die Applikation gültig oder ein identischer Satz wird zum Zeitpunkt TK in die Applikation überspielt, so dass diese im Ergebnis jedenfalls mit den bekannten Parametern weiterarbeiten. Dies ist jedoch ein datentechnisches übliches Vorgehen, und hat keinen wesentlichen Einfluss auf das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Bild
    12
    verschiedene Bereiche
    14
    Linie
    16
    Startpunkt
    18
    Endpunkt
    20
    Wendepunkt
    22
    Ablaufschema
    24
    erster Verfahrensschritt
    26
    zweiter Verfahrensschritt
    28
    dritter Verfahrensschritt
    30
    vierter Verfahrensschritt
    32
    fünfter Verfahrensschritt
    34
    sechster Verfahrensschritt
    36
    siebter Verfahrensschritt
    38
    achter Verfahrensschritt
    40
    Pfeil
    42
    neunter Verfahrensschritt
    44
    zehnter Verfahrensschritt
    50
    weiteres Schema
    52
    Applikation
    54
    Robotersteuerung
    56
    Bewegungsprogramm
    58
    kinematisches Modell
    60
    Vergleich
    62
    Verfahrensschritt
    64
    Folgeschritt des Verfahrens

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung von Sprühparametern zur Steuerung eines Sprühmittel einsetzenden Lackiergeräts, welches über eine zu lackierende Fläche bewegt wird, insbesondere ein Roboter mit einer Lackierapplikation, wobei ein bekanntes Sprühbild mit bekannten Sprühparametern und Lackmengen für eine vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit des Lackiergeräts bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lackmenge auf eine neue Bewegungsgeschwindigkeit im Vergleich zur vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit angepasst wird, und wobei neue Sprühparameter unter Beibehaltung eines zum bekannten Sprühbild ähnlichen Sprühbildes auf die angepasste Lackmenge berechnet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeitsänderung als Vorgabewert für eine reale Geschwindigkeit einer Robotersteuerung (54) bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem bekannten Sprühbild ein vorläufiges Sprühbild unter Anwendung der bekannten Sprühparameter und neuer Lackmenge berechnet wird, dass die bekannten Sprühparameter verändert werden, um veränderte Sprühparameter zu erhalten, die ein weiteres Sprühbild ergeben, dass die veränderten Sprühparameter solange verändert werden, bis das weitere Sprühbild dem bekannten Sprühbild innerhalb eines Ähnlichkeitskriteriums ähnlich ist, und dass die veränderten Sprühparameter, die dem bekannten Sprühbild ähnlich sind, als neue Sprühparameter bereitgestellt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühparameter für die Steuerung mehrerer Luftströme geeignet sind, welche Sprühparameter das Sprühverhalten des Lackiergerätes beeinflussen.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Abweichungen der neuen Bewegungsgeschwindigkeit von der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit, die ein vorläufiges Sprühbild ergeben, das innerhalb des Ähnlichkeitskriteriums ähnlich ist, die bekannten Sprühparameter verwendet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen Sprühparameter während der Ausführungen des Betriebes des Lackiergerätes, und vor der Ausführung der Änderung der vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit berechnet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen Sprühparameter vor der Ausführung des Betriebes des Lackiergerätes berechnet werden.
  8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der neuen Sprühparameter die erwartete Schichtdickenverteilung nach einer Änderung berücksichtigt.
  9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungen durch die Robotersteuerung (54) oder durch einen mit der Robotersteuerung (54) zusammenarbeitende Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Anzahl von Geschwindigkeitsbereichen oder Geschwindigkeiten jeweils neue Sprühparameter ermittelt und gespeichert werden.
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