HU180253B - Device for checking operation of a paint spraying head - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés festékszóró fej működésének ellenőrzésére. A festékszóró fejeket általában gyakran kell karbantartani illetve megvizsgálni, hogy a helyes működés biztosítva legyen. Ilyen feladatok lepnek fel például a nyomtató készülék festékszóró fejeivel kapcsolatban. A nyomtató készülékekben rendszerint egy szelep nyitása teszi lehetővé, hogy a festék egy nyomás alatt lévő festéktartályból a festékszóró fejhez jusson, és eközben a festékszóró fejben nyomásnővekedés lép fel. Ha a szelep működése lassú, vagjr a szelep ki sem nyit és/vagy a festékszóró fejben a nyomás növekedése túl lassan megy végbe, hibás működés állhat elő, ami rossz nyomtatási minőséget eredményezhet.

Noha ismeretesek már a festékszóró fej beindítására vonatkozó eljárások /pl. a 3 618 858 és a 3 891 121 számú amerikai szabadalmi leírások/, valamint a festék sűrűségének vezérlésére vonatkozó megoldások /pl. a 3 771 568, a 3 930 258 és a 3 828 172 számú amerikai szabadalmi leírások/, a technika állása szerint nem ismeretes olyan megoldás, amellyel a festékszóró fej ellenőrzése annak működése közben automatikusan elvégezhető.

A találmány szerinti berendezés a festékszóró fej működésének dinamikus ellenőrzésével alkalmas a hibás szelepmüködtetés és/vagy nyomásnövekedés hatására fellépő hibák jelzésére, valamint a festékszóró fej önbeállitási folyamatának kezdeményezésére, ha az önbeállltás a készülékben lehetséges.

-1180 253

A találmány tehát berendezés festékszóró fej működésének ellenőrzésére, amely festékszóró fednek nyomás alatt lévő festéktartályhoz csatlakoztatott fuvókaja és a fuvóka által kibocsátott festéksugárt befolyásoló szerve van és az jellemzi, hogy a festékszóró fejbe nyomás érzékeny mérőátalakitó van beépítve, és a nyomás érzékeny mérő-átalakltó kimenetéhez időmérő szerveket tartalmazó érzékelő egység van csatlakoztatva.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjában az érzékelő egység tartalmaz egyik bemenetével a nyomás érzékeny mérőátalakitó kimenetéhez, másik bemenetével referencia jelforráshoz csatlakoztatott legalább egy komparátort és a komparátor kimenetéhez csatlakoztatott bemenetű legalább egy számlálót, amely számláló klmenete logikai kapun keresztül mikroszámítógép adatbuszára van csatlakoztatva, és az adatbusz egyrészt a festéktartály és a festékszóró fej közé beiktatott szelephez, másrészt nyomtatásvezérlő egységhez van csatlakoztatva. Célszerűen a nyomásérzékeny mérőátalakitó piezo-elektromos kristály.

A találmány egy további kiviteli alakjában az érzékelő egységnek első és második komparátora van, az első komparátor egyik bemenet a nyomás érzékeny mérőátalakitó kimenetéhez, másik bemenete első nyomás ért éknek megfelelő jelet adó első referenciaforráshoz van csatlakoztatva, a második komparátor egyik bemenete a nyomás érzékeny mérőátalakitó kimenetéhez, máalk bemenete második nyomás ért éknek megfelelő jelet adó második referenciaforráshoz van csatlakoztíitva, továbbá az első komparátor kimenete indítástól a festékszóró fejben az első nyomás ért ék eléréséig számláló első számlálóhoz van csatlakoztatva, a második komparator klmenete pedig a festékszóró fejben az első és második nyomás ért ék közötti nyomás időtartamáig számláló második számlálóhoz van csatlakoztatva. Ekkor előnyös, ha az első és a második számláló kapun keresztül közös óragenerátorhoz van csatlakoztatva. Célszerű az olyan kialakítás, ahol az első számláló kimenete első logikai kapun, a második számláló klmenete pedig második logikai kapun keresztül van a mikroszámítógép adatbuszára csatlakoztatva.

A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra egy festékszóró fejet alkalmazó nyomtató készülék tömbvázlata, mely a találmány szerinti ellenőrző berendezést tartalmazza, a

2. ábra a találmány szerinti ellenőrző berendezés egy kiviteli alakjának tömbvázlata, a

3. ábra a 2. ábrán látható mikroprocesszor működését szemléltető folyamatábra, és a

4. ábra a festékszóró fejben beinduláskor fellépő nyomásváltozás három példáját mutató diagram.

Az 1. ábrán tömbvázlatos formában ábrázolt nyomtató készülék 9 festékszóró fejjel rendelkezik. Festékszóró fejjel rendelkező nyomtató készülékek önmagukban ismertek, ezért ez a leírás csak azokra a részekre korlátozódik, melyek a találmány szerinti ellenőrző berendezéssel kapcsolatban vannak.

Az 1. ábrán látható módon a 9 festékszóró fej 13 szelepen keresztül kapcsolódik nyomás alatti 11 festéktartályhoz. Noha az ábrán nyomás alatt lévő 11 festéktartályt szemléltetünk,

-2180.253 alkalmazható lenn© egy különálló, nyomáét biztosító forrás le. A nyomtatáshoz a 9 festékszóró fejben - ha abban festék is van - nyomásnövekedést kell létrehozni, hogy a festék a 9 festékszóró fejből a 15 anyagra, például papírra lövelljen, mint ahogy az a 9 festékszóró fejet alkalmazó nyomtató készülékeknél szokásos.

A 13 szelep előnyös módon elektromágneses működtetésű, és 19 szelepmeghajtó utján 17 szelepvezérlő egység vezérli. Amint az jól ismert, egy ilyen 13 szelepet a 17 szelepvezérlő egység által szolgáltatott és a 19 szelepiaeghajtón /például erősítőn/ keresztüljutó villamos kimenő jel nyithat. A 17 szelepvezérlő egységtől érkező villamos kimenő jel az Időmérő szerveket tartalmazó 21 érzékelő egységhez is csatlakozik.

A 9 festékszóró fej el van látva 23 nyomás érzékeny mérőátalakitóval annak érdekében, hogy az érzékelje a 9 festékszóró fej belsejében fellépő nyomásnövekedést. A 23 nyomás érzékeny mérőatalakitó előnyösen egy piezoelektromos kristály, célszerűen ugyanaz a piezoelektromos kristály, mint amelyikkel a 9 festékszóró fejben a festékáramot permetbé porlasztjuk.

A 23 nyomás érzékeny mérőátalakitóból érkező kimenő jel olyan villamos jel, amely arányos a 9 festékszóró fej belsejében a piezoelektromos kristályra ható pillanatnyi festéknyomással. Ezt a jelet a találmány szerint a 21 érzékelő egységhez vezetjük.

A 21 érzékelő egység meghatározza azt az időt /emelkedési idő/, amely ahhoz szükséges, hogy a nyomás előre meghatározott nyomásért ékre nőjön. Az emelkedési időnek megfelelő kimenő jeleket egy adatfeldolgozó egységhez, például 25 mikroszámítógéphez továbbítjuk annak érdekében, hogy ez ellenőrizze a 9 festékszóró fej és a hozzá kapcsolódó szelepmechanizmus működését.

A 17 szelepvezérlo egységtől érkező kimenő jel és a 9 festékszóró fejben történő nyomásnövekedés valóságos kezdete között eltelt belnduláal idő jellemző a szelepmechanizmus általános állapotára. Ha a belnduláal idő kívül esik a megengedett határokon, a 25 mikroszámítógép kigyupt egy 24 konzolfényt jelezve, hogy a szelepmechanizmuet ellenőrizni kell.

Amennyiben meghatároztuk a nyomásnak a működési nyomásértékre való növekedéséhez szükséges emelkedési időt, megállapíthatjuk a 9 festékszóró fej általános állapotát, valamint a 9 festékszóró fejből a festékezendő 15 anyagra lövellt festékáram kezdetének valószínűségét. Az emelkedési Idő függvényében a 25 mikroszámítógép vezérli a 26 nyomtat ás vezérlő egységet annak érdekében, hogy az nyomtatási műveletet vagy önbeállitásl és festékszóró fej tisztítási folyamatot kezdjen. A 26 nyomtatásvezérlő egység* mely nem képezi a jelenlegi találmány részét, a nyomtatáshoz szükséges feladatokat látja el, beleértve a 9 festékszóró fej és a nyomtatandó 15 anyag közötti relatív mozgás vezérlését, az adatazlnkronizálást, a festéksugár eltérítését, valamint & 9 festékszóró fej szerelvényének önbeállltó működését.

A 2. ábra a találmány szerinti 21 érzékelő egység egy kiviteli alakját mutatja tömbvázlatban. A 29 kapu az egyik 27 bemenetén veszi a 17 szelepvezérlő egységtől érkező villamos kimenő jelet. A 29 kapu másik 28 bemenetére a 31 óragenerátortól pl. a 16 MHz-es frekvenciájú órajel érkezik.

Amikor a 17 szelepvezérlő egységtől egy jel érkezik a 15

-3180.253 szelephez annak érdekében, hogy nyissa azt, a jelet továbbítjuk a 29 kapu 2? bemenetére is, hogy átkapuzzuk rajta a 51 óragenerátor órajeleit. A 29 kapu kimerő jele a beindulás! idő 53 számlálójához csatlakozik, és amikor a 29 kapu egy kimenő jelet szolgáltat, a 53 számláló számolni kezd a 29 kapuhoz érkező órajel frekvenciája által meghatározott sebességgel.

Amikor a 15 szelepen keresztül festek halad át a 9 festékszóró fejhez, a 9 festékszóró fejben lévő nyomás növekedni kezd. A 9 festékszóró fejben történő nyomásnövekedés a benne lévő piezoelektromos kristály deformációját váltja ki, és ez egy tranziens villamos kimenő jelet /mely erősíthető/ állít elő, amely jel Impulzus nagysága a nyomással arányos. A piezoelektromos kristálynak olyan frekvenciatartománybeli válaszfüggvénye van, meljy megfelel abból a szempontból, hogy a nyomás emelkedési 1dejét érzékelni tudja. Az érzékelendő emelkedési időre vonatkozó példákat alább a 5· és 4. ábrákkal kapcsolatban ismertetjük. Eltérőén a 2. ábra szerinti kiviteltől^ alternatív módon egy egyenfeszültségű 25 nyomás érzékeny méróátalakitó helyezhető el a 9 festékszóró fej festékszóró üregében az említett piezoelektromos kristálytól függetlenül annek érdekében, hogy a nyomásra jellemző jeleket a 21 érzékelő egységhez továbbítsa.

Mivel a 25 nyomás érzékeny mérőátalakitó piezoelektromos kristálya előnyösen megegyezik azzal a kristállyal, mely a 9 festékszóró fej belsejében a permet kialakítására szolgál, a 25 nyomás érzékeny mérőátalakitó piezoelektromos kristálya a 2. ábrán látható módon a 55 átkapcsolóhoz csatlakozik annak érdekében. hogy a kristály átkapcsolható legyen egy, a 55 átkaposolót vezérlő üzemmódvezérlő külső jel segítségével két különböző üzemmód között /a kristály gerjesztése a 57 kristálymeghajtó egység segítségével, valamint a 9 festékszóró fej belsejében történő nyomás nőve kedés érzékelése/.

Ha a 55 átkapcsoló az érzékelő üzemmód állásban van,amint az a 2. ábrán látható, a 25 nyomás érzékeny mérőátalakitó piezoelektromos kristálya a 21 érzékelő egység 59 éa 41 kompar át órainak egyik 56 Hl· 38 bemenetére van kapcsolva. A 59 és 41 kompar átorok eme 56 111. 58 bemenetére érkező jel jelzi a nyomást a 9 festékszóró fej belsejében.

A 59 komparátor másik 40 bemenetére egy referencia jel, például feszültség jut. amely a 9 festékszóró fej belsejében lévő nyomás olyan nyomás értékének felel meg. amelynek túllépése jelzi, hogy a 9 festékszóró fejten a nyomás növekedni kezd. Amikor a nyomás túllépi ezt a referencia szintet, a 59 komparátor kimenetén egy jel keletkezik, és ez a kimenő jel leállítja a 55 számlálót, amely a számlálást a 29 kaput engedélyező, a 17 szelepvezéríő egységtől érkező jelre kezdte.

A 59 komparátor kimenő jele eljut 45 kapu egyik 44 bemenetére is. A 45 kapu másik 46 bemenetére a 51 óragenerátortól érkező órqjél kerül. Amikor a 59 komparátortól eg^ kimenő jel érkezik, ami a 9 festékszóró fejben lévő nyomás növekedésének kezdetét jelzi, a 51 óragenerátor órajelét a 45 kapun engedjük át, és igy 45 számláló a 51 óragenérátor frekvenciája által meghatározott sebességgel számlálni kezd.

A 25 nyomás érzékeny mérőát alakitó piezoelektromos kristálya hozzá van továbbá kapcsolva a 41 komparátor egyik 58 bemenetéhez is. A 41 komparátor másik 42 bemenetére égy második* referencia jel, például feszültség jut. Ez a második referencia

-4180.253 jel nagyobb, mint a 59 komparátor 40 bemenetére kapcsolt első referencia jel, és úgy van megválasztva, hogy a 9 festékszóró fejben egy közel akkora nyomás értéknek feleljen meg, mint az utántöltési vagy üzemi nyomás. Ha a 9 festékszóró fejben a nyomásszlnt túllépi a második referencia szintet, a 41 komparátor egy kimenő jelet állit elő, és ez a kimenő jel az emelkedési 1do 45 számláló számlálását leállítja.

A beindulás! idő 53 számláló tartalma 49 logikai kapun és 51 adatbuszon keresztül a 25 mikroszámítógép 55 memóriájának bólndulásl időt tároló 53 regiszteréhez jut, amely 25 mikroszámítógép tartalmaz egy 57 mikroprocesszort is.

Hasonló módon az emelkedési idő 45 számláló tartalmát 59 logikai kapun és az $1 adatbuszon keresztül a 25 mikroszámítógép 55 memóriájában lévő emelkedési idő 61 regiszterhez továbbítjuk.

A 2. ábrán látható módon a 53 és 45 számlálók tartalmának átvitelét 63 cimdekódoló egység vezérli. Amikor az 57 mikroprocesszor előállítja az 53 regiszter elmét, a 65 cimdekódoló egye ség a 49 logikai kapu számára egy engedélyező jelet állít elő. Amikor az 57 mikroprocesszor létrehozza a 61 regiszter elmét, a 65 cimdekódoló egység az 59 logikai kapu számára állít élő engedélyező jelet. A 49 és 59 logikai kapuk a beindulás! időnek illetve az emelkedési időnek megfelelő digitális jelet az 53 111· 61 regiszterhez továbbítják, amikor az engedélyezés megtörténik.

A 33 és 45 számláló tartalmának a 25 mikroszámítógép 55 memóriájához való továbbítása után a szükséges számítások, döntések és feljegyzések ezeknek az adatoknak a segítségével mennek végbe. Ezek az adatok használhatók például az 57 mikroprocesszor diagnosztikai naplójában lévő, a szelepnyitások sebesség eloszlására vonatkozó statisztikai adatok frissítésére. Az 57 mikroprocesszor által a szelepnyitások sebesség eloszlására vonatkozóan előállított adatok jelezhetnek várható fej-szelep hibákat is, ezért hasznosak a készülék karbantartásánál. A 25 mikroszámítógép a 17 szelepvezérlc egység, a 24 konzolfény és a 26 nyomtatásvezérlő egység felé is az 51 adatbuszán keresztül, 50 csatlakozáson át kapcsolódik.

A 3· ábra az 57 mikroprocesszor működését bemutató folyamatábra. Mint látható, először meghatározzuk, hogy az 53 regisztertől érkező t₁ beindulást idő akkora-e vagy nagyobb, mint egy X1 érték /amely a 13 szelep működtetési idejének alsó határa és pl. 3 ma lehet/. Ha nem, egy jelzést /mint pl. az 1. ábrán a 24 konzolfény bekapcsolása/ indító kimenetet állítunk elő annak érdekében, hogy a 13 szelep karbantartásának szükségességét jelezzük. Ugyanakkor a 13 szelep müködésszámát és a ΐχ beindulást időt az 55 memóriában tárolhatjuk.

Ha a t^ beindulás 1 idő nagyobb az Xj. értéknél, és egy Xg értéknél is nagyobb vagy azzal egyenlő /amely utóbbi a 13 szelep működtetési idejének felső határa és pl. 5 ms lehet/ akkor szintén az említett jelzést adjuk, hogy jelezzük a 13 szelep karbantartásának szükségességét ugyanúgy, mint amikor a t·. beindulást idő kisebb volt az X^ értéknél.

Ha a t^ beindulást idő nagyobb vagy akkora, mint az X₁ érték, de kisebb, mint az Xg érték, akkor beolvassak a 61 regisztertől érkező t₂ emelkedési időt. Az 57 mikroprocesszor altkor is megkapja a tg emelkedési idő adatot, ha a szelep-karban5

-5180.253 tartási jelzés történt. Ha a tg emelkedési ldö a megadott határrokon belül van. a nyomtatási művelet végbemehet még akkor is, ha a t^ beindulás! idő túllépi a tűréshatárokat.

Ezután történik a t^ belndulásl Idő és a t₂ emelkedési 1dő frekvenciaeloszlásának frissítése. Ha a tp emelkedési Idő nagyobb vagy akkora, mint egy X, érték /ami a tg emelkedési idő felső határa éa pl. 5 mm lehet/ a készülék önbeállltó folyamat kezdeményezésére kap utasítást, ami után az indítási folyamat automatikusan megismétlődik.

Ha a t₂ emelkedési idő az értéknél kisebb, és egy X^ értéknél /pl. 2 ms/ ls kisebb, a készülék utasítást kap a festéknek a 15 anyagra való szórására, és ezáltal a nyomtatási művelet megkezdésére.

Ha a t₂ emelkedési idő nagyobb vagy akkora, mint az X^ érték, és kisebb, mint az Xj érték /jelezve, hogy egy kevés levegő van a 9 festékszóró fejben/, a nyomtatást meghatározott 1dőtartammal késleltetjük /ami ahhoz szükséges, hogy a nem kívánatos levegőt eltüntessük a 9 festékszóró fejben lévő festékből/, ezután kezdődik csak a nyomtatás.

A 4. ábrán a 23 nyomás érzékeny mérőátalakltó piezoelektromos kristályától származó kimenő impulzus felfutó élére látunk három példát. A t. beindulás! Időt és a tg emelkedési Időt minden egyes A,B és 0 görbére a megfelelő lnaex-szel azonosítottuk. Az A görbe normális működést mutat, ahol a 13 szelep a tűréshatárokon belül kezdett működni, és a tg. emelkedési idő a 9 festékszóró fejben a nyomás megfelelő kialakulását jelzi.

A B görbe arra példa, hogy a 13 szelep a tűréshatárokon belül kezdett működni, de a 9 festékszóró fejben a nyomás kialakulása túl lassú. A lassú nyomás kialakulás várható eredménye az, hogy a festék a 9 festékszóró fej szerelvényének más alkatrészeire szóródik. Nagyon valószínű, hogy sikeres nyomtatási művelet nem jöhet létre, és ezért önbeállltó eljárást kell kezdeményezni.

A C görbe t_1G belndulásl Idővel arra példa, hogy a 13 szelep a megengedett határon kívül kezd el működni, de a nyomás emelkedési Ideje normális. Ebben az esetben normális nyomtatási működés várható, a 13 szeleppel kapcsolatban azonban jelezni kell, hogy az karbantartásra szorul a későbbi meghibásodás megelőzése érdekében.

Természetesen a találmány szerinti berendezés felhasználható a 9 festékszóró fejben a 13 szelep zárásakor fellépő nyomásosökkenés sebességének regisztrálására ugyanolyan módon, mint ahogy azt a nyomásnövekedéssel kapcsolatban a fentiekben leírtuk. Ezt az Információt ls felhasználhatjuk a 9 festékszóró fej és a hozzá kapcsolódó aze?uepmechanizmus helyes működésének megállapítására.

A találmány szerinti - festékszóró fej automatikus, dinamikus ellenőrzésre szolgáló - berendezéssel felderíthető a szelep beragadás, a tökéletlen levegőtlenités és/vagy a festékrendszerben fellépő levegőszivárgás.

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Berendezés festékszóró fej működésének ellenőrzésére, amely festékszóró fejnek nyomás alatt lévő festéktartályhoz csatlakoztatott fuvókája és a fuvóka által kibocsátott festéksugáxt befolyásoló szerve van, azzal jellemezve, hogy a festékszóró fejbe /9/ nyomás érzékeny mérőátalakltó /23/ van beépítve, és a nyomásérzékeny mérőátalakltó /23/ kimenetéhez időmérő szerveket tartalmazó érzékelő egység /21/ van csatlakoztatva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, ho^y az érzékelő egység /21/ tartalmaz egyik bemenetével a nyomás érzékeny mérőátalakltó /23/ kimenetéhez, másik bemenetével referencia jelforráshoz csatlakoztatott legalább egy komparátort /39, 41/ és a komparátor /39, 41/ kimenetéhez csatlakoztatott bementü legalább egy számlálót /33,45/, amely számláló /33, 45/ kimenete logikai kapun /49, 59/ keresztül mikroszámítógép /25/ adatbuszára /51/ van csatlakoztatva, és az adatbusz /51/ egyrészt a festéktartály /11/ és a festékszóró fej /9/ közé beiktatott szelephez /13/, másrészt nyomtatásvezérlő egységhez /26/ van csatlakoztatva.
3. 3· Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a nyomásérzékeny mérőátalakltó /23/ piezoelektromos kristály.
4. 4. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, ázzál jellemezve, hogy az érzékelő egységnek /21/ első és második komparát óra /39, 41/ van, az első komparátor /39/ egyik bemenete a nyomásérzékeny mérőátalakltó /23/ kimenetéhez, másik bemenete első nyomás ért éknek megfelelő jelet adó első referenciaforráshoz van csatlakoztatva, a második komparátor /41/ egyik bemenete a nyomásérzékeny mérőátalakltó /23/ kimenetéhez, másik bemenete második nyomás ért éknek megfelelő jelet adó második referenciaforráshoz van csatlakoztatva, továbbá az első komparátor /39/ kimenete indítástól a festékszóró fejben /9/ az első nyomás érték eléréséig számláló első számlálóhoz /33/ van csatlakoztatva, a második komparátor /41/ kimenete pedig a festékszóró fejben /9/ az első és második nyomás érték közötti nyomás időtartamáig számláló második számlálóhoz /45/ van csatlakoztatva.
5. 5« A 4. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az első és a második számláló /33, 45/ kapun /29, 43/ keresztül közös óragenerátorhoz /31/ van csatlakoztatva.
6. 6. A 4. vagy 5. igénypont szerinti berendezés kiviteli ablakja, azzal jellemezve, hogy az első számláló /337 kimenete első logikai kapun /49/, a második számláló /45/ klmenete pedig második logikai kapun /59/ keresztül van a mikroszámítógép /25/ adatbuszára /51/ csatlakoztatva.