ES2329114T3 - Procedimiento para el control de funcionamiento de una instalacion de revestimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control de funcionamiento de una instalación de revestimiento para el revestimiento en serie de piezas con diferentes materiales de revestimiento, siendo suministrado el material de revestimiento por un sistema de suministro con almacenamiento de material dimensionado dependiendo de las necesidades, en particular dosificado volumétricamente, a una máquina de revestimiento controlada mediante programa, y estando predeterminada y preparada, para la operación de revestimiento, antes del inicio del revestimiento, la cantidad de material de revestimiento necesaria para cada operación de revestimiento, caracterizado porque la cantidad de material de revestimiento necesaria en cada caso es calculada, antes del inicio del revestimiento, por un sistema de control, que simula el funcionamiento de la máquina de revestimiento durante la operación posterior de revestimiento, incluidos los desarrollos del movimiento.
Description
Procedimiento para el control de funcionamiento
de una instalación de revestimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un sistema para el control de funcionamiento de
una instalación de revestimiento tal como se describe, por ejemplo,
en el documento EP 0 983 798 y según el preámbulo de las
reivindicaciones independientes. En especial, se trata, en este
caso, de un revestimiento en grandes series de piezas como, por
ejemplo, carrocerías de vehículos automóviles o partes integrantes o
piezas anexas de carrocerías, con un color que cambia con
frecuencia, con la utilización de robots de pintado u otras máquinas
de revestimiento de varios ejes controladas mediante programa.
Para el revestimiento en serie de carrocerías de
vehículos automóviles u otras piezas se conocen sistemas de
suministro de color con almacenamiento de material de revestimiento
limitado dependiendo de las necesidades del color que se necesita en
cada caso. El material de revestimiento puede ser suministrados
desde cartuchos intercambiables y/o rellenables u otros recipientes
de almacenamiento, cuyo contenido está dimensionado, por ejemplo,
para el revestimiento de una pieza de carrocería o de piezas de
carrocería o, en cualquier caso; para una operación de revestimiento
o para un número limitado predeterminado de operaciones de
revestimiento (DE 198 58 397, EP 0 796 664, EP 0 796 665, etc.), o
también sistemas de conducción (DE 100 33 987), preferentemente
limpiados con rascatubos, que se pueden conectar, alternativamente,
a las máquinas de revestimiento. Es común a estos sistemas la
dosificación volumétrica del material de revestimiento durante el
suministro de los pulverizadores o de otros elementos de
aplicación.
En el caso de un cambio de color los
dispositivos de revestimiento deben ser limpiados y lavados, como es
conocido, lo que está relacionado con pérdidas de pintura y de
agente de lavado.
Para que, por ejemplo, durante un cambio de
color resulten pérdidas de pintura lo más pequeñas posibles, el
almacenamiento de color preparado antes de una operación de pintado
debe corresponder, de la forma lo más precisa posible, a la
necesidad que resulte, de hecho, para el revestimiento de las piezas
o las partes de pieza. Las necesidades varían no sólo con las piezas
que hay que pintar sino, también, con otras condiciones de
funcionamiento como, en particular, los parámetros de control para
los movimientos de las máquinas y la técnica de aplicación, etc. así
como el tipo, color y la viscosidad en función de la temperatura del
material de revestimiento que, por su parte, están relacionadas con
cambios del control de funcionamiento de la máquina de revestimiento
y que pueden cambiar los programas de tiempos.
Hasta el momento se medía, para la determinación
por anticipado de la cantidad de pintura necesaria, entre otras
cosas, simplemente la cantidad consumida durante la aplicación y se
reducía, en sobre la base del resultado de medición, una cantidad de
reserva dimensionada con anterioridad relativamente grande. En este
procedimiento se pierde en cada caso el exceso de reserva elegido en
primer lugar.
Otra posibilidad para la determinación de la
cantidad consumida es su cálculo sobre la base de la velocidad de
rotación y el tiempo de funcionamiento de la bomba de dosificación,
que funciona volumétricamente, utilizada usualmente con un volumen
de transporte definido por revolución o ascenso. Además, se puede
calcular la cantidad consumida sobre la base de los tiempos de
apertura de la válvula de aguja principal o de otras válvulas de
color del pulverizador o de otros elementos de aplicación de la
máquina de revestimiento, teniendo en cuenta en cada caso el volumen
de salida. Los tiempos de apertura se pueden determinar al mismo
tiempo, o bien mediante los puntos de conexión de válvula
programados con respecto al recorrido de transporte de la pieza o,
mediante fórmulas cinéticas, con las cuales se pueden calcular los
movimientos de las máquinas.
En todos los cálculos de este tipo pueden
producirse errores con respecto a la necesidad de material real,
dado que no se tienen en cuenta las variaciones mencionadas más
arriba de los parámetros y otras condiciones de funcionamiento. En
las posibilidades existentes hasta ahora para la determinación por
adelantado se desconoce, en particular, qué desarrollos de
movimiento y tiempos de conmutación son ajustados en realidad por el
control de la máquina durante el revestimiento posterior y qué
consumo de material real resulta de ello.
Como consecuencia, durante la preparación de la
cantidad de material queda hasta ahora en cualquier caso una
cantidad de reserva demasiado grande.
La invención se plantea el problema de proponer
un procedimiento y un sistema con el cual la cantidad de material
necesaria para la operación de revestimiento se pueda determinar de
una forma aún más precisa que hasta el momento.
Este problema se resuelve mediante el
procedimiento indicado en las reivindicaciones.
Mediante la invención, se pueden determinar
siempre, antes del inicio de una operación de revestimiento, las
cantidades de material necesarias en cada caso con la precisión lo
más grande posible, de manera que las cantidades de reserva
necesarias en cada caso y por consiguiente el consumo de pintura se
pueden reducir a un mínimo y ello sin las pérdidas de color y tiempo
del procedimiento de medición manual mencionado anteriormente. Salvo
durante la puesta en marcha de la instalación, esto es una notable
ventaja, entre otras, en instalaciones con un gran número de colores
y/o para cambios frecuentes de las piezas, es decir para un gran
número de variantes de los modelos.
Para el cálculo de las cantidades de pintura se
simulan, según la invención, los desarrollos de funcionamiento
reales y se determinan con ello por anticipado. Gracias a la
invención se tienen en cuenta en especial retardos, por ejemplo como
consecuencia de duraciones de señales, que resultan durante el
control real de la máquina de revestimiento. Dicho de forma más
general, cada variación de las condiciones de funcionamiento se
puede tener en cuenta durante el cálculo por adelantado.
Por ejemplo, en el caso de un robot de pintado,
se puede aprovechar para la simulación del en sí conocido control
del robot, en el cual se pueden seguir los tiempos de conmutación de
válvula en tiempo real y con ello se pueden determinar con exactitud
los instantes que se pueden utilizar para el cálculo de las
cantidades, a pesar de que el robot lleva a cabo los movimientos en
cuestión más tarde, durante el revestimiento propiamente dicho.
Gracias a la simulación se conoce en exactitud cuando, tras una
señal de apertura de válvula, sale en realidad el material de
revestimiento del pulverizador, y cuando se vuelve a desconectar el
flujo de material.
Se calcula, por lo tanto, por anticipado los
movimientos de pulverizador y tiempos de conmutación resultan más
tarde. Para una potencia de cálculo suficiente se puede utilizar,
para el cálculo de la cantidad de material, el control del robot ya
existente, con el cual se controlan entre otros los movimientos del
robot durante el revestimiento posterior. El cálculo de las
cantidades para una operación de revestimiento posterior se puede
llevar a cabo ya también mientras que el robot es controlado para
que lleve a cabo una operación de revestimiento anterior. En otros
casos para el cálculo de la cantidad de material se puede utilizar
un sistema predeterminado adicionalmente para el control del
programa de la máquina de revestimiento, al cual se le suministran
antes del inicio del revestimiento, los mismos datos de control del
programa, con los cuales más tarde se controla la operación de
revestimiento. Esta tarea de simulación la pueden asumir,
dependiendo de la conveniencia, una o varias unidades de cálculo
numéricas adicionales, en principio discrecionales, en el caso de
las cuales puede tratarse de un PC con emulación del sistema
operativo del control del ordenador (RC). Lo que es importante es
que el software sea idéntico.
Con las cantidades de pintura calculadas se
pueden programar, para cada sistema de control de simulación
existente o adicional, también dos o más instalaciones de
revestimiento.
La invención se explica con mayor detalle, a
partir de un ejemplo de un robot de pintado, mediante el diagrama de
flujo representado en la Fig. 1.
Tras la puesta en marcha del control de
simulación se simula en primer lugar el movimiento del recorrido del
denominado Tool Center Point (TCP), con lo cual se hace mención al
punto de salida de color en el pulverizador o, de forma más general,
el movimiento de su recorrido. Para ello se utiliza en el ordenador
empleado (en principio discrecional) el mismo software del control
del robot RC, el cual se utiliza también para el control de las
máquinas durante el revestimiento real, incluidos asimismo los
programas de procesamiento así como también el software de control
de movimientos MCU (Motion Control Unit).
La cantidad de color se calcula, en esta etapa
del programa, como producto de la duración de apertura programada de
la válvula de aguja principal del pulverizador y el flujo
volumétrico de pintura el cual, a causa de la dosificación
volumétrica supuesta, es posible con la precisión necesaria.
En la tercera etapa, se corrige la cantidad de
color calculada, teniendo en cuenta el comportamiento dinámico del
sistema, es decir de todos los parámetros que influyen esencialmente
sobre la duración de apertura programada. En especial, se trata, en
este caso, de la suma de los retardos debidos a las diferentes
operaciones de conmutación y de tener en cuenta la duración del
cálculo del control de robot durante el revestimiento real. La
duración de las señales a través del sistema de bus, con el cual el
ordenador se comunica con los controles de máquina externos, se
pueden considerar como retardos. El resultado es la cantidad de
color que se precisa en realidad.
En la Fig. 2, está representado esquemáticamente
el retardo total, determinado mediante la simulación, debido al
sistema de aplicación. La señal de entrada puede ser, por ejemplo,
una señal eléctrica para el control de una válvula magnética la
cual, por su parte, abre o cierra tras el retardo de la salida de
color del pulverizador originado por el sistema.
Las figuras siguientes deben aclarar la
precisión, mejorada paso a paso, del cálculo de la cantidad de
material.
La Fig. 3 muestra la duración de apertura de
válvula teórica (por ejemplo, de la válvula de aguja principal)
entre la generación de las señales de conmutación para los instantes
t_{0} y t_{1}. El cálculo de la cantidad de material sobre la
base de este comportamiento de conmutación supuesto sería
relativamente impreciso, dado que entre otras cosas no se tiene el
cuenta el comportamiento de movimiento del robot.
En la Fig. 4, está representada la duración de
apertura de válvula tomada como base en la simulación en el paso 2
de la Fig. 1, que puede distinguirse de la Fig. 3 y que es más
precisa debido a que se pueden tener en cuenta el comportamiento de
movimiento y, por lo menos, las otras circunstancias más importantes
que se refieren a los robots.
La Fig. 5 muestra el recorrido del flujo
volumétrico de color, que se da, por ejemplo, en realidad, que se
puede utilizar en el paso 3 en la Fig. 1 para la corrección del
resultado de simulación. En primer lugar la válvula considerada abre
primero, después de un tiempo de retardo t_{k}, que resulta entre
otras cosas de la comunicación de señal a través de un bus de datos,
etc., entre el ordenador y las conmutaciones de control de
accionamiento del robot, y que se conoce por la bibliografía
especializada y/o a causa de la configuración en cada caso de la
instalación o que se puede medir con anterioridad. Durante el tiempo
de retardo t_{s} que viene a continuación se alcanza, según la
representación, la totalidad del flujo volumétrico en
correspondencia con el comportamiento del sistema en cada caso, es
decir en correspondencia con el comportamiento de reacción designado
en la técnicas de sistemas también como "identificación del
sistema", que se puede determinar mediante procedimientos de
estimación de parámetros en sí conocidos. Tras un nuevo tiempo de
retardo t'_{k} vuelve a descender de nuevo el flujo volumétrico,
durante el tiempo t'_{s}. Todos estos tiempos se tienen en cuenta
durante la corrección.
Como puede apreciarse, hay que alimentar el
sistema de ordenador utilizado durante el cálculo de la cantidad de
material con todos los parámetros actuales, por ejemplo para el
accionamiento de movimiento y otros datos de control de programa,
que no tienen, en la presente memoria, sin embargo conexión alguna
con los circuitos de control de accionamiento de la máquina de
revestimiento.
Claims (7)
1. Procedimiento para el control de
funcionamiento de una instalación de revestimiento para el
revestimiento en serie de piezas con diferentes materiales de
revestimiento, siendo suministrado el material de revestimiento por
un sistema de suministro con almacenamiento de material dimensionado
dependiendo de las necesidades, en particular dosificado
volumétricamente, a una máquina de revestimiento controlada mediante
programa, y estando predeterminada y preparada, para la operación de
revestimiento, antes del inicio del revestimiento, la cantidad de
material de revestimiento necesaria para cada operación de
revestimiento, caracterizado porque la cantidad de material
de revestimiento necesaria en cada caso es calculada, antes del
inicio del revestimiento, por un sistema de control, que simula el
funcionamiento de la máquina de revestimiento durante la operación
posterior de revestimiento, incluidos los desarrollos del
movimiento.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la cantidad de revestimiento calculada
durante la simulación es corregida mediante unos factores de
cálculo, con los cuales se tienen en cuenta las condiciones de
funcionamiento conocidas que se producen en la realidad.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para el cálculo de la cantidad de
material se utiliza el control mediante programa de la máquina de
revestimiento.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para el
cálculo de la cantidad de material se utiliza un ordenador el cual,
antes del inicio del revestimiento, es controlado por los mismos
programas de control de movimiento y de aplicación, con los que será
controlada la máquina de revestimiento durante el revestimiento
posterior.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad
de material se calcula como producto de la duración de apertura de
una válvula de salida del elemento de aplicación de la máquina de
revestimiento y de la magnitud, indicada por la máquina, del flujo
volumétrico del material de revestimiento.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque son determinados los retardos
resultantes al abrir y cerrar la válvula de salida y se utilizan
para la corrección del cálculo de la cantidad.
7. Sistema de control para el control de
funcionamiento de una instalación de revestimiento para el
revestimiento en serie de unidades de piezas con diferentes
materiales de revestimiento, siendo suministrado el material de
revestimiento por un sistema de suministro con almacenamiento de
material dimensionado dependiendo de las necesidades, en particular
dosificado volumétricamente, a una máquina de revestimiento
controlada mediante programa, con un ordenador el cual, antes del
inicio del revestimiento, predetermina la cantidad de material de
revestimiento necesaria para cada operación de revestimiento y
preparada para cada operación de revestimiento, caracterizado
porque el ordenador que determina, antes del inicio del
revestimiento, la cantidad de material de revestimiento que se
necesita en cada caso, simula el funcionamiento de la máquina de
revestimiento durante la operación de revestimiento posterior,
incluidos los desarrollos del movimiento.
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