ES2329114T3 - Procedimiento para el control de funcionamiento de una instalacion de revestimiento. - Google Patents

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.