ES2607462T3

ES2607462T3 - Procedimiento y sistema de control para controlar la calidad de revestimiento de piezas

Info

Publication number: ES2607462T3
Application number: ES08020859.8T
Authority: ES
Inventors: Bekim Maxharraj; Michael Zabel; Jürgen Jost
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2017-03-31
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: DE10036741A1; EP2037215A1; EP1176388A2; EP2037215B1; ATE417241T1; ES2317863T3; EP1176388A3; EP1176388B1; EP2037215B2; DE50114559D1

Abstract

Procedimiento para controlar la calidad de revestimiento de unas carrocerías de vehículos automóviles (K) revestidas automáticamente en serie con un elemento de aplicación según los parámetros de procesamiento de un programa de revestimiento almacenado, en el que por lo menos un aparato de medición para medir por lo menos un parámetro de calidad de la capa es movido automáticamente por un robot (RO) o un autómata de movimiento sobre la superficie revestida de la carrocería de vehículo automóvil revestida en la operación de revestimiento en serie, y en unos puntos de medición predeterminados mide el parámetro, y siendo los valores de medición almacenados en un banco de datos; durante las mediciones, se determinan automáticamente las coordenadas de los puntos de medición en un sistema de coordenadas que define la superficie revestida y respecto al movimiento del aparato de medición; las coordenadas determinadas de los puntos de medición están almacenadas en el banco de datos junto con los valores medidos en los puntos respectivos y son asignados a los mismos, y estando por lo menos una parte de la carrocería de vehículo automóvil (K) revestida representada en una pantalla.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y sistema de control para controlar la calidad de revestimiento de piezas.

La presente invencion se refiere a un procedimiento y un sistema de control de la calidad de revestimiento, de carrocerfas de vehfculos automoviles.

Para la comprobacion de calidad de superficies revestidas se utilizan sistemas de medicion "Online", los cuales deben reconocer, ya durante el proceso de produccion, fallos de revestimiento y posibilitar su correccion. Fallos de pintura tfpicos como por ejemplo poros, burbujitas etc. o fallos superficiales como piel de naranja o formacion de velados en pinturas metalicas se pueden determinar mediante medicion por reflexion con camaras dispuestas en posicion fija en un portal de medicion o guiadas por robots controlados mediante programa (JOT 1997/3, pp. 72-73). La medicion de fallos de pintura basada en la reflexion de la luz no suministra sin embargo valores de medicion cualitativamente precisos de determinados parametros de revestimiento como por ejemplo el espesor de capa o el tono de color. Ademas, es diffcil asignar a un punto con un fallo explorado con la camara las coordenadas precisas en u sistema de referencia, de manera que no es sencillo corregir los fallos detectados mediante modificacion del programa de revestimiento.

Por el documento DE 197 17 593 A1, es conocido el hecho de explorar, para el control "Online" de carrocerfas de vehfculos automoviles revestidas en serie, sus superficies con un cabezal de medicion dispuesto en un robot, el cual contiene varios aparatos diferentes para parametros de calidad como recorrido de ondulacion, tono del color, brillo del color y espesor de la capa. El robot debe alcanzar un gran numero de puntos de medicion de la carrocerfa guardados en el programa, cuyos datos de medicion correspondientes son almacenados en un ordenador y pueden ser utilizados para indicar para cada punto de medicion el resultado de medicion en la representacion de la carrocerfa en una pantalla, por ejemplo mediante marcas de diferentes colores. En el procedimiento de control "Online" conocido gracias al documento DE 197 17 593 faltaba, sin embargo, una asignacion unfvoca entre los puntos de medicion y los valores de medicion. Por ello, era diffcil representar y marcar los valores de medicion de forma precisa en la pantalla en los puntos de medicion. La correccion de fallos deseada en el circuito de regulacion cerrado era tambien diffcil.

El documento WO 98 14 778 A da a conocer un procedimiento para la medicion de tablas de comprobacion pintadas, para las cuales puede tratarse de piezas curvadas de carrocerfas de vehfculos automoviles, y las cuales son retiradas, por ejemplo por un robot de laboratorio, de un deposito de alimentacion, son colocadas sobre una estacion de medicion y, finalmente, son trasladas a una estacion de deposito. En la estacion de medicion el robot de laboratorio lleva a cabo, con diferentes aparatos de medicion, una medicion de las diferentes propiedades del revestimiento, lo que debe tener lugar de manera resuelta en cuanto al lugar y registrada electronicamente. Las tablas de comprobacion contienen un codigo de barras adherido a partir del cual, con un lector, se determinan las posiciones de los puntos de medicion.

El documento US-A-5.293.218 da a conocer un procedimiento para la comprobacion de combustible para reactores el cual es conducido, con este proposito, a traves de un tubo de metal calentado, despues de lo cual se mide, en puntos de medicion predeterminados, el recorrido del espesor de la precipitacion que se forma con un aparato de medicion que se mueve sobre la superficie. Un ordenador calcula perfiles de espesor de capa completos sobre la superficie de revestimiento cilfndrica del tubo de metal.

El documento US-A-4.702.931 da a conocer un procedimiento para el control de la calidad de revestimiento de placas pintadas automaticamente, en el cual el espesor de la capa de pintura, todavfa humeda, es medido con aparatos de medicion movidos sin contacto por encima de la superficie de placa.

Al mismo tiempo se alcanzan, bajo el control de un ordenador, diferentes puntos de medicion en un rastro definido.

La invencion se plantea el problema de indicar un procedimiento y un sistema de control que hagan posibles mediciones cualitativamente precisas y una asignacion reproducible de manera precisa de los valores de medicion a los lugares de medicion.

Este problema se resuelve mediante las caracterfsticas indicadas en las reivindicaciones.

Es ya conocido almacenar, en instalaciones de revestimiento para carrocerfas de vehfculos automoviles controladas mediante programa, datos que definen la posicion de determinados puntos de la carrocerfa en un sistema de coordenadas de referencia (De 198 04 400). Mediante la conexion de los datos de medicion con las coordenadas del punto de medicion en el banco de datos no solo se facilita y simplifica notablemente el marcaje de los fallos de revestimiento, por ejemplo en una pantalla, sino tambien la correspondiente correccion de los parametros de revestimiento del programa de revestimiento previsto para la instalacion de revestimiento responsables de los fallos. Para la correccion de fallos de revestimiento en los puntos de medicion pueden variarse los parametros de revestimiento almacenados, sobre la base de las coordenadas determinadas, con precision de punto y de manera precisa en la medida cualitativamente necesaria. El resultado es una mejora general de la calidad de revestimiento.

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Dado que el punto medido, en cada caso, sobre la superficie de la pieza se puede determinar de manera unfvoca sobre la base de sus coordenadas, pueden asignarse los parametros de calidad medidos asimismo unfvocamente al programa de revestimiento. Esto es posible gracias a que en el caso de las coordenadas de los parametros de calidad y en el de los puntos de piezas contenidos en el programa de revestimiento se trata, en cada caso, de coordenadas de objeto, las cuales tienen el mismo punto de referencia.

Por lo tanto, cuando se indican una divergencia de un parametro de calidad de su valor teorico puede asignarse de forma unfvoca este fallo al causante, es decir al elemento de pulverizacion u otro elemento de revestimiento para el punto de revestimiento en cuestion de la pieza (por ejemplo una carrocerfa pintada). Esta asignacion es garantizada gracias a que cada pieza esta identificada con un numero de codigo propio durante el revestimiento en serie y durante la posterior medicion. Para una pieza se pueden almacenar, en el instante del revestimiento, en un banco de datos, todos los eventuales fallos (elemento de pulverizacion averiado, no hay color, regulador de presion averiado, etc.). Ademas se pueden almacenar, en forma de "diario de variaciones", todas las variaciones de procesamiento, procedimiento y tecnica de aplicacion llevadas a cabo en la instalacion de revestimiento. Ademas, de los valores teoricos almacenados ya en el banco de datos de procesamiento de todos los parametros de la tecnica de procesamiento, de aplicacion y de procesamiento relevantes para el revestimiento se pueden alojar y almacenar tambien sus correspondientes valores reales. De este modo, se puede garantizar una correlacion completa entre la medicion de los parametros de calidad y los resultados en el procedimiento de revestimiento.

Ademas, resultan para la invencion posibilidades de control adicionales como, por ejemplo comparacion sencilla de datos de medicion actuales con los resultados de mediciones anteriores en otras piezas, revestidas anteriormente, la determinacion y representacion de tendencias de desarrollo de determinados fallos, el recorrido continuo de los fallos sobre la pieza, etc., o tambien el examen con lupa de zonas problematicas especiales, diffciles de revestir.

La invencion se explica con mayor detalle a partir del dibujo, en el que:

la Fig. 1 muestra una representacion esquematica de una carrocerfa de vehfculo automovil revestida; la Fig. 2 muestra la representacion tridimensional de la carrocerfa en una pantalla; la Fig. 3 muestra una carrocerfa, correspondiente a la Fig. 1, que hay que revestir; y la Fig. 4 muestra un circuito de regulacion de procesamiento cerrado para el revestimiento de carrocerfas.

Supongase que la carrocerfa representada en la Fig. 1 ha sido pintada en el funcionamiento de pintado en serie normal y que debe ser comprobada en cuanto a la calidad de revestimiento. Con este proposito es movido, por un robot controlado por programa (u otro automata de movimiento de varios ejes), un aparato de medicion por encima de la superficie revestida, con el cual se mide, en puntos 1, 2, 3 elegidos discrecionalmente, un parametro relevante para la calidad de revestimiento. En el ejemplo considerado es importante, en especial, el espesor de la capa con el que estan relacionadas tambien otras propiedades diferentes de la capa de pintura. Son conocidos aparatos adecuados para la medicion, preferentemente sin contacto, del espesor de capa, por ejemplo cabezales de medicion que funcionan con laser para la medicion de la pintura humeda. La medicion de la calidad puede tener lugar, en general, tanto como medicion en humedo como tambien como medicion en seco, preferentemente en funcionamiento Online, directamente en la cadena de pintado, despues de las maquinas de revestimiento.

En lugar de o ademas del espesor de capa se pueden medir tambien otros parametros relevantes para la calidad tales como el tono de color y/o la forma de la superficie, por ejemplo, de la manera en sf conocida gracias al documento DE 197 17 593 A1.

Durante las mediciones se pueden determinar automaticamente las coordenadas locales X, Y, Z de los puntos de medicion alcanzados por el robot en un sistema de coordenadas de referencia cartesiano tridimensional sobre la base de movimientos de robot definidos con respecto a la carrocerfa. Al mismo tiempo, se determinan, para cada medicion los angulos de medicion A, B, C como "coordenadas" del movimiento de pivotamiento o posicion de pivotamiento del aparato de medicion alrededor de los ejes X, Y y Z del sistema de coordenadas, con el fin de obtener tambien en este aspecto resultados de medicion definidos. Con ello se pueden determinar y corregir, entre otras, divergencias de la medicion respecto de la posicion de 90°, deseada por regla general, o pueden tenerse en cuenta durante la evaluacion.

Resulta, por lo tanto, una asignacion y conexion unfvoca entre los valores de medicion tales como espesor de capa, tono de color o recorrido y las coordenadas X, Y, Z, A, B, C de los puntos de medicion segun la Figura 1 elegidos en cada caso segun las necesidades o, por ejemplo, de acuerdo con un programa de control predeterminado. Los valores medidos son transmitidos al control del sistema, el cual les anade las coordenadas correspondientes y almacena estos datos conjuntamente en un banco de datos. La asignacion se puede realizar, de manera adecuada, con la ayuda del programa de control del robot de medicion, cuyas posiciones con respecto a la carrocerfa son almacenadas, de la manera usual, en forma de coordenadas. El programa de movimiento de las maquinas de revestimiento puede basarse en un sistema de coordenadas correspondiente, pudiendo tratarse en el caso de estas de maquinas laterales y maquinas de techo convencionales o tambien de robots.

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Con los datos de medicion y de coordenadas almacenados es posible, en primer lugar, representar tambien de manera visible, por ejemplo en una imagen tridimensional de la carrocena segun la Fig. 2, sobre la pantalla de un ordenador, los puntos de medicion deseados. Puede ser adecuado indicar en esta representacion, constantemente o a peticion, junto a puntos de medicion individuales o a todos ellos, en cada caso sus coordenadas y/o los espesores de capa u otros valores de medicion. Especialmente ventajoso para la evaluacion de la calidad de revestimiento puede ser ademas interpolar en la imagen de la carrocena los valores de espesor de capa individuales medidos entre puntos de medicion sucesivos para dar lmeas o superficies y representarlas, dependiendo de la coincidencia o divergencia con valores teoricos, con colores diferentes, para indicar, en el caso de oscilaciones del espesor de capa o de otros parametros medidos la correspondiente tendencia local. Dependiendo del espesor de capa medido vana por lo tanto en la pantalla el color de las lmeas representadas entre los puntos de medicion individuales. Por ejemplo, las lmeas G continuas en la Fig. 2 pueden ser representadas en verde para "correcto", las lmeas de trazos O naranjas para "zona lfmite" y las lmeas R de puntos rojas para "erroneo", de manera que se pueda reconocer la tendencia desde puntos sin problemas hasta puntos con fallos.

Otra posibilidad consiste en que en la pantalla se representen, simultaneamente con los resultados de medicion actuales almacenados durante la medicion correspondiente, tambien resultados de medicion anteriores, los cuales hayan sido almacenados con anterioridad, durante la medicion de otra carrocena almacenada anteriormente. De este modo, se pueden reconocer tambien tendencias en el tiempo y variaciones de revestimiento en el funcionamiento de revestimiento en curso como pueden ser causados, por ejemplo, por fallos de maquina, variaciones de ajuste, cambio de las condiciones del entorno tales como temperatura o humedad, material de pintado nuevo, etc.

Ademas, puede estar previsto, para el control de zonas problematicas diffciles de pintar de la superficie de la carroza, un programa de medicion especial, segun el cual se explora unicamente la zona problematica con el aparato de medicion. La zona problematica, alcanzada automaticamente de forma selectiva y espedfica para el problema con el apoyo con el banco de datos de procesamiento, se puede rodear como con una lupa y se puede analizar, con un programa de medicion especial, con las herramientas de medicion y los parametros de medicion necesarios.

El verdadero objetivo del control de calidad descrito en la presente memoria, es decir la correccion de fallos de revestimiento determinados para el revestimiento de carrocenas posteriores, se puede realizar de manera sencilla tambien gracias a la correlacion umvoca entre los valores de medicion y las coordenadas de los puntos de medicion correspondientes y, por consiguiente, tambien los parametros de procesamiento (cantidad de color, aire de direccion alta tension, etc.) del programa de revestimiento, los cuales son almacenados usualmente asimismo de forma puntual. Lo correspondiente es valido para la correccion de fallos en la pieza medida.

La Fig. 3 muestra un recorrido de revestimiento tfpico, como el que se genera durante el pintado de una carrocena, mientras que esta se hace pasar por delante de un pulverizador que se mueve hacia arriba y hacia abajo. Dado que los parametros de procesamiento, los cuales estaban ajustados por ejemplo durante el revestimiento en los puntos de medicion 1 y 2 segun la Fig. 1, se pueden encontrar umvocamente gracias a sus coordenadas almacenadas con los valores de medicion, pueden ser corregidos en los lugares de los puntos P1 y P2 correspondientes del recorrido de revestimiento, durante el revestimiento de las carrocenas siguientes, en su caso sin problemas, y teniendo en cuenta los resultados de medicion almacenados cualitativamente. Las magnitudes de ajuste para el procesamiento de revestimiento se pueden variar en este caso, de la manera necesaria, con la ayuda de un analisis de correlacion. Segun la representacion de la Fig. 3 en el trayecto considerado de P1 a P2, la cantidad de color F, el aire de direccion L y la alta tension H se ajustan a los valores porcentuales correctos.

La correccion de parametros tiene lugar por parte del personal de servicio de la instalacion de revestimiento o tambien automaticamente en el circuito de regulacion de procesamiento cerrado. En la correccion automatica se pueden comparar los valores de medicion con valores teoricos, por ejemplo el espesor de capa, almacenados para cualquier punto de medicion y se pueden generar datos o senales correspondientes a eventuales divergencias para la correccion del programa de revestimiento almacenado.

En la Fig. 4 esta representado un circuito de regulacion de procesamiento cerrado. De acuerdo con el mismo las carrocenas K son pintadas, de la manera usual, por ejemplo por maquinas laterales SM y una maquina de techo DM (o, en lugar de esto, por robots) y son transportadas, a continuacion, a una zona de inspeccion IN, en la que se mide, por ejemplo, el espesor de capa por parte de un robot RO con un cabezal de medicion, de la forma descrita, en puntos escogidos o en puntos de medicion P. Los resultados de medicion son procesados y evaluados automaticamente por un ordenador de medicion R1 que controla el robot RO y transmitidos, a continuacion, a un ordenador de procesos R2. El ordenador de procesos R2 dispone del banco de datos para el almacenamiento de resultados de medicion junto con las coordenadas de los puntos de medicion. El ordenador de medicion puede llevar a cabo tambien la interpolacion mencionada e indicar los resultados, marcados con colores segun la Fig. 2, en su pantalla.

Sobre la base de los fallos de calidad determinados el ordenador de procesos R2 hace entonces que un ordenador de control R3 revista las carrocenas K posteriores con los parametros de procesamiento corregidos de la forma necesaria.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para controlar la calidad de revestimiento de unas carrocerfas de vehfculos automoviles (K) revestidas automaticamente en serie con un elemento de aplicacion segun los parametros de procesamiento de un programa de revestimiento almacenado, en el que por lo menos un aparato de medicion para medir por lo menos un parametro de calidad de la capa es movido automaticamente por un robot (RO) o un automata de movimiento sobre la superficie revestida de la carrocerfa de vehfculo automovil revestida en la operacion de revestimiento en serie, y en unos puntos de medicion predeterminados mide el parametro, y siendo los valores de medicion almacenados en un banco de datos;

durante las mediciones, se determinan automaticamente las coordenadas de los puntos de medicion en un sistema de coordenadas que define la superficie revestida y respecto al movimiento del aparato de medicion;

las coordenadas determinadas de los puntos de medicion estan almacenadas en el banco de datos junto con los valores medidos en los puntos respectivos y son asignados a los mismos, y estando por lo menos una parte de la carrocerfa de vehfculo automovil (K) revestida representada en una pantalla.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que con las coordenadas de los puntos de medicion, la respectiva posicion de pivotamiento (A, B, C) del aparato de medicion alrededor de los ejes (X, Y, Z) del sistema de coordenadas se almacena en el banco de datos.
3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en el que se mide el espesor de capa.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que los valores de medicion son comparados con los valores teoricos almacenados para cada punto de medicion y unos datos o senales correspondientes a las desviaciones son generados.
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que unas variaciones del parametro medido entre unos puntos de medicion sucesivos son marcadas en la imagen de la carrocerfa.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que la carrocerfa es representada en la pantalla como un grafico tridimensional.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que las variaciones son marcadas por unas lfneas o superficies que conectan los puntos de medicion.
8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que las lfneas o superficies son representadas con diferentes colores correspondientes a las variaciones de los parametros.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que en una imagen de la carrocerfa, las coordenadas de los puntos de medicion son representadas en una pantalla.
10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, en el que las coordenadas (X, Y, Z) del lugar de medicion son representadas en un sistema de coordenadas cartesiano tridimensional y al lado los angulos de pivotamiento (A, B, C), que definen la posicion de pivotamiento del aparato de medicion o del elemento de aplicacion alrededor de los ejes (X, Y, Z) del sistema de coordenadas en el lugar de medicion.
11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que se miden el espesor de capa, el tono de color y/o la forma de la superficie de las carrocerfas, mientras es transportada en serie a traves de una zona de inspeccion despues del revestimiento.
12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que los resultados de medicion actuales almacenados durante la medicion y los resultados de medicion anteriores, que habfan sido almacenados anteriormente para otra carrocerfa (K) son representados simultaneamente en la pantalla.
13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que para controlar las zonas problematicas de la superficie de la carrocerfa diffciles de revestir esta previsto un programa de medicion especial, segun el cual es explorada unicamente la zona problematica con el aparato de medicion.
14. Sistema de control que esta disenado para llevar a cabo el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 13, con un robot (RO) controlado por programa o un automata de movimiento de varios ejes, sobre el cual esta montado de manera que puede desplazarse por lo menos un aparato de medicion para medir por lo menos un parametro de calidad de la capa en unos puntos de medicion predeterminados sobre la superficie de la carrocerfa de vehfculo automovil; con un banco de datos para el almacenamiento de los valores de medicion; con un programa, que define la posicion de una imagen de la carrocerfa de vehfculo automovil en un sistema de coordenadas de referencia,

y con un ordenador de procesos (R2), que vincula los valores de medicion en el banco de datos con las coordenadas de los puntos de medicion en el sistema de coordenadas de referencia,

5 estando por lo menos una parte de la carrocerfa de vehfculo automovil revestida representada en una pantalla del ordenador de procesos (R2).
15. Sistema de control segun la reivindicacion 14, en el que los valores de medicion de los puntos de medicion individuales se almacenan en el banco de datos junto con las coordenadas (X, Y, Z) de los puntos de medicion en un 10 sistema de coordenadas cartesiano y con los angulos (A, B, C) de la direccion de medicion con respecto a las coordenadas.