JP2020104100A - コーティング材のスマート供給のための方法、装置、及びシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】大型構造物の基板表面のコーティング塗布において、特定の許容誤差内でコーティングの厚さや均一性を確保できるシステムの提供。【解決手段】実質的に均一なコーティングを堆積させるためのシステム10であって、少なくとも1つの状態パラメータ及び少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成された少なくとも1つの検出器14、コントローラ16、少なくとも1つの状態パラメータ及び少なくとも1つの基板パラメータのうち少なくとも1つの収集を含み、前記コントローラと通信する少なくとも1つのメモリ19、及び前記コントローラと通信するコーティング材アプリケータ12を備え、前記コントローラが、前記コーティング材アプリケータから基板へのコティング材の放出を調整するように構成され、コーティング材の前記放出が、少なくとも1つの状態パラーメータ又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われる。【選択図】図1

Description

本開示は、概して、コーティングの方法、システム、及び装置の分野に関する。より具体的には、本開示は、基板表面にコーティング材を供給するための、手動式の又は自動化されたシステム及び装置の分野に関する。
多くの大型構造物は、基板表面を有する基板を備えており、基板表面は、塗装、下塗り、又はさらなるコーティング塗布を必要とする。場合によっては、このようなコーティングは、例えば、人間の職人によって手動で基板表面に施される。このようなコーティングは、特定の許容誤差内で、コーティングの厚さ、そして可能である場合、コーティングの実質的な均一性に特に注意して供給しなければならないことが多い。これは、大型構造物がとりわけ複雑な形状、湾曲、不規則な表面等を含むときに特に当てはまる。
本態様は、少なくとも1つの検出器を含む装置で実質的に均一なコーティングを堆積させるためのシステムを開示する。当該検出器は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成されている。当該システムは、少なくとも1つのメモリと通信するコントローラをさらに含み、当該メモリは、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つの拡大可能な収集を含む。当該システムは、コーティング材アプリケータをさらに含み、コーティング材アプリケータは、コントローラと通信する。コントローラは、コーティング材アプリケータから基板へのコーティング材の放出を調節するように構成されており、コーティング材の放出は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われるように構成されている。基板は、基板表面を有する。
別の態様によれば、状態パラメータは、周囲相対湿度、周囲温度、コーティング材の流量、コーティング材の特性(適切な成分濃度、例えば、コーティング材懸濁液であり得るコーティング材混合物の特性の存在を含む)、検出された距離、検出された角度、検出された位置、堆積されたコーティングの厚さ等、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを含む。
さらなる態様によれば、基板パラメータは、基板識別子、基板形状、基板位置、基板表面から噴射コーティング装置への距離、基板表面に対するコーティング材の堆積の角度、コーティング材アプリケータに対する基板の運動を表す運動パターン、及び堆積されたコーティング材の厚さのうちの少なくとも1つを含む。
別の態様によれば、コントローラ及び検出器は、単一のユニットに組み込まれる。この単一のユニットは、例えば、噴射コーティング材アプリケータなどのコーティング材アプリケータであり得る。
さらなる態様は、例えば、噴射コーティングアプリケータであり得るコーティング材アプリケータを対象としており、コーティング材アプリケータは、少なくとも1つの検出器を含み、少なくとも1つの検出器は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つを検出するように構成されている。コーティング材アプリケータは、コーティング材アプリケータからのコーティング材の流れを調節するように構成されたコントローラ、並びに状態パラメータ及び基板パラメータのうちの少なくとも1つの存在及び/又は不在のうちの少なくとも1つを示すように構成されたディスプレイをさらに含む。コーティング材アプリケータは、コントローラをさらに含むか、又はコントローラと通信する。コントローラは、コーティング材アプリケータから基板への一定量のコーティング材の放出及び/又は制御を調節するようにさらに構成されている。一定量のコーティング材の放出及び/又は制御は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われるように構成されている。基板は、基板表面を有する。
さらなる態様では、コーティング材アプリケータのコントローラは、少なくとも1つのメモリと通信する。当該メモリは、少なくとも1つの状態パラメータ、又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つの拡大可能な収集を含む。
さらなる態様は、コーティング材アプリケータから基板へのコーティング材の供給又は放出を、制御、変更、実行、及び/又は終了するための方法を対象としている。当該基板は、基板表面を有しており、当該方法は、検出された状態パラメータ値を形成するために、状態パラメータ検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出することであって、状態パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの状態パラメータを検出することと、状態パラメータメモリから状態パラメータ値範囲にアクセスすることと、状態パラメータメモリからの状態パラメータ値範囲を検出された状態パラメータ値と比較することと、状態パラメータ値信号をコントローラに送信することと、検出された状態パラメータ値を形成するために、基板パラメータ検出器で少なくとも1つの基板パラメータを検出することであって、基板パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの基板パラメータを検出することと、基板パラメータメモリから基板パラメータ値範囲にアクセスすることと、基板パラメータメモリからの基板パラメータ範囲を検出された基板パラメータ値と比較することと、基板パラメータ値信号をコントローラに送信することと、コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御(例えば、放出の変更、遅延、終了、調節等)することとを含む。
別の態様では、コーティング材の堆積速度を決定することと、コーティング材の堆積速度を制御(例えば、変更、遅延、終了、調節等)することと
をさらに含む方法が開示される。
別の態様では、当該方法は、少なくとも1つの検出された状態パラメータ値又は少なくとも1つの基板パラメータ値に基づいて、コーティング材アプリケータから所定量のコーティング材を放出することさらに含む、
さらなる態様では、当該方法は、コントローラからコーティング材アプリケータに送信された少なくとも1つの基板パラメータ信号に基づいて、コーティング材アプリケータから所定量のコーティング材を放出することをさらに含む。
さらなる態様は、コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を終了することをさらに含む。
さらなる態様では、当該方法は、学習した限界値から状態パラメータ及び/又は基板パラメータを開発することを含む。この限界値は、例えば、(時間をかけてコーティング材アプリケータをユーザ向けにカスタマイズするために)、本開示のシステム及び装置が、ユーザ(例えば、オペレータ)のコーティング材の塗布の好みやコーティング材の塗布技法等に接することによる機械的な学習を通して学習したものである。
上述の特徴、機能、及び利点は、様々な態様において単独で実現することができ、又は、さらに別の態様において組み合わせることができるが、これらのさらなる詳細は、以下の説明及び添付図面を参照することによって確認することができる。
本開示の変形例について一般的な用語で説明してきたが、これから添付の図面を参照する。これらは必ずしも縮尺通りに描かれている訳ではない。
本開示の一態様のボックス図である。 本開示の一態様のボックス図である。 本開示の一態様のボックス図である。 本開示の一態様のボックス図である。 航空機の図解である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視側面図である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視俯瞰図である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視俯瞰図である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視俯瞰図である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視側面図である。 本開示の一態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視俯瞰図である。 本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。 本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。 本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。
本開示は、特定の条件及び/若しくはパラメータを検出及び/若しくは確認した後、又は検出及び/若しくは確認したことに応答して、コーティング材アプリケータから基板表面に供給されたコーティング材の塗布を制御し、コーティング材の堆積の速度及び/又は度合いを変更(例えば、コーティング材の放出を保留、中止、又は抑制若しくは遅延することを含む)するための装置、システム、及び方法を対象とする態様を考慮している。本明細書に開示された本装置、システム、及び方法は、コーティング材アプリケータからコーティング材を放出する前に、様々な環境的「状態パラメータ」及び/又は様々な「基板パラメータ」が、満たされたか又は満たされていないかを検出、確認、及び/又は警告する。
さらなる態様によれば、本明細書に開示された本装置、システム、及び方法は、開始されたコーティング材堆積プロセス及び/又はプロトコールの間、コーティング材アプリケータからコーティング材を継続的に放出する前に、様々な環境的状態パラメータ及び/又は様々な基板パラメータが、許容可能な程度又は「状態」の範囲(例えば、所定の値又は所定の値範囲)内に維持されているか又は維持されていないかを検出、確認、及び/又は警告する。このような場合、様々な環境的状態パラメータ及び/若しくは様々な基板パラメータが、変わったとき、又はもはや所定の度合い(例えば、所定の値)で存在しないとき、又はもはや許容可能な値の所定の範囲内にないとき、本開示の装置、システム、及び方法は、検出された変わった1つ又は複数のパラメータに応じて、且つ検出された1つ又は複数のパラメータの変化を潜在的に補正するために、コーティング材アプリケータから放出されているコーティング材の堆積速度を変更(例えば、加速又は減速)する。
さらなる場合では、様々な環境的状態パラメータ及び/又は様々な基板パラメータが、所定の値から変化若しくは偏差するか、又は(例えば、コーティング材堆積プロセスの間又は「実行時(run)」に)許容可能な所定の値範囲外に変化若しくは偏差する場合、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出が自動的に中止され得る。開示されたシステム及び/又は装置がユーザによって手動で操作されている手動モードでは、システム/装置は、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出を中止する前にユーザに偏差を警告するか、又はユーザにアプリケータを停止させるように指令を与えることになる。
本開示の態様によれば、当該システムは、少なくとも1つの状態パラメータ又は状態特性を検出又は感知することが可能な少なくとも1つの検出器又はセンサを含む。本開示の目的のために、「検出器」と「センサ」といった用語は、交換可能に用いられる等価の用語である。検出器は、複数の検出ビームを供給することができ、又は複数の検出器は、「立体的に(in stereo)」存在し得る1つ以上のビームを供給することが可能であり、これにより、検出器から生じる信号は、三次元評価をもたらし得る。
さらなる態様によれば、状態パラメータの非網羅的なリストには、例えば、温度や湿度等を含む周囲要因又は環境要因が含まれ得る。さらなる状態パラメータには、コーティングアプリケータから施されたコーティング材の放出若しくは状態(例えば、リアルタイム組成)を対象とした要因、並びに/又はコーティング材アプリケータから基板表面へのコーティング材の供給及び/若しくは塗布を対象とする要因等が含まれ得る。この場合、このような状態パラメータには、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出を制御することに関連する特性を監視する又はさもなければ考慮する要因が含まれ得る。
このような要因には、例えば、コーティング材アプリケータから放出されたコーティング材の流れの速度及び/又は加速度、コーティング材アプリケータから施されるコーティング材の部分的容積及び/又は総容積、コーティング材アプリケータと連通しているタンク又はその他の供給保管手段に残留しているコーティング材の部分的容積及び/又は総容積、コーティング材の粘度、基板に堆積されたコーティングの厚さ、コーティング材アプリケータから放出された噴射コーティングの基板に対する角度等が含まれ得る。本開示の目的のために、コーティングアプリケータからコーティング材の「放出」又はコーティング材を「放出する」という文脈における「放出(release)」という用語は、このようなコーティング材をコーティング材アプリケータから解放することを含む操作、及び材料の流れを変更したり、弱めたり、影響付与したり、増加したり、又は減少したりすることを含む操作を暗示しており、さらに、既存のコーティング材の流れを停止することや、コーティング材アプリケータからのコーティング材の初期的解放を防止することを含む、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出を抑制(例えば、その開始を防げる)ことを暗示する。
別の態様では、当該システムは、少なくとも1つの状態パラメータを検出可能な1つ以上の上述の検出器又はセンサを含み、且つ少なくとも1つの基板パラメータを検出又は感知することが可能な少なくとも1つのセンサ又は検出器をさらに含む。基板パラメータは、本明細書では、「基板特性」と同じく呼ばれ、交換可能に使用される。基板パラメータの非網羅的なリストには、例えば、部品識別子、部品識別コード、コーティングコード、表面輪郭、部品寸法などが含まれる。本開示のために、用語「部品」は、用語「基板」と等価であり、交換可能に使用される。さらに、用語「部品表面」は、用語「基板表面」と等価であり、本明細書では、交換可能に使用される。
別の態様によれば、コーティング材アプリケータは、コーティング材アプリケータの動作の様々な特徴を調節するためのコントローラを含む噴射コーティング材アプリケータ(例えば、「噴射ガン」又は「噴射アプリケータ」)、及び1つ以上の検出器を含むが、これらに限定されない。1つ以上の検出器は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータを検出する。コーティング材アプリケータは、ワンド、ストリップアーム等を含み得る。検討されているコーティング材アプリケータは、コーティング材を供給するための1つ以上のノズルをさらに含み得る。
検討されているコーティング材は、流動可能な固体(例えば、固体粒子又は固体粉末)、液体、及び/又はガスの形態を含む。さらなる態様によれば、コーティング材は、噴射コーティング材である。噴射コーティング材は、圧力又は力が加えられた状態でコーティング材の粒子流を形成し得るコーティング材であり、これにより、コーティング材の流れは、静電噴射ガンを含む噴射形態となる。
さらなる態様によれば、コーティング材アプリケータは、コントローラが、例えば、ストレージ、メモリ、ライブラリ等から信号を受信するまで、動作モード(例えば、「オン」状態又は「オンモード」の開始等)に入ることができない。本開示の目的のために、用語「ストレージ」、「メモリ」、「アクセス可能メモリ」、「検索可能メモリ」、「メモリ/ライブラリ」、及び「ライブラリ」は、等価の用語であり、交換可能に使用される。1つ以上の状態パラメータ及び/又は1つ以上の基板パラメータが検出されると、様々な状態パラメータ及び/又は基板パラメータに関する情報が、状態パラメータの収集及び/又は基板パラメータの収集を収容するメモリから取り出される。検出器又はセンサによって検出又は感知された状態パラメータ及び/又は基板パラメータは、メモリからの取り出された情報と比較され、動作の開始、放出、コーティング材流の放出継続、コーティング材流の放出の変更(例えば、コーティング材放出速度又はコーティング材堆積速度の変更等)、又はコーティング材アプリケータからのコーティング材の流れの終了を目的として、信号が、例えば、コントローラに送信される。
本開示を目的として、「放出の制御」とは、関連付けられたコーティング材アプリケータから放出され得るコーティング材の分量(及び、例えば、流量)に対するコントローラの影響を説明する様々な用語を包含する。つまり、コーティング材の「放出の制御」という表現には、例えば、コーティング材アプリケータの動作の開始、コーティング材の放出、コーティング材の特定の及び所望の流量の実現、維持、又は継続、コーティング材の特定の及び所望の流量の変更(例えば、増加又は減少等)、並びにコーティング材アプリケータからターゲット(例えば、基板又は部品表面)へのコーティング材の特定の及び所望の流量の終了が含まれる。
本開示に係る態様が、図1で概説されている。図1は、例えば、噴射コーティング材アプリケータであり得るコーティング材アプリケータ12を含むシステム10を示し、システム10は、少なくとも1つの検出器14を含む。コーティング材アプリケータ12は、好ましくは正圧の下で基板表面へ流体の流れを供給することが可能な任意の装置であり得る。典型的なコーティング材アプリケータは、噴射コーティング「ガン」、「ワンド」、又は「アーム」を含む。これらは、携帯式且つ手動使用可能であり得、又は、自動化モード(例えば、ロボット等の使用)若しくは手動モードにより、コーティング材アプリケータから基板表面への所定量の噴射コーティング材を供給するためのロボットアセンブリに取り付けられるか、又は関連付けられ得る。コーティング材アプリケータ12は、本明細書で提示され、本開示の態様に係る構成要素を含むように構成され得る。コーティング材アプリケータ12は、本態様に倣うように、必要な構成要素を後付けで追加することができる。
検出器14は、所望のパラメータ(例えば、所望の特性等)を認知(例えば、検出、感知等)することが可能な任意の検出器又はセンサであり得る。本態様によると、検出器14は、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータを認識する。さらなる態様では、1つより多くの検出器が、システム10内に存在しており、コーティング材アプリケータ12に関連付けられる。状態パラメータに関連して、検出器14は、少なくとも、コーティング材アプリケータ12に直ぐ隣接する又はコーティング材アプリケータ12の近傍の周囲の状態の値を検出且つ記憶する。このような状態パラメータには、例えば、周囲湿度や周囲温度等が含まれる。
さらなる状態パラメータには、例えば、基板表面に対するコーティング材アプリケータ12の位置付け又は配向を含む、コーティング材アプリケータ12の位置付けが含まれる。 検出器14は、コーティング材アプリケータ12の特定の及び/又は規定された位置を積極的に判定するための、全地球測位システム又はその他の測位システムを含み得るか、又は全地球測位システム又はその他の測位システムと通信し得る。検出器14は、例えば、基板表面などの別の物体に対するコーティング材アプリケータ12の場所又は位置を判定可能な構成要素をさらに組み込むか、又はこのような構成要素と通信し得る。例えば、検出器14は、例えば、基板表面からコーティング材アプリケータ(及び/又は例えば、コーティングアプリケータのヘッド又はノズル等のコーティングアプリケータ上の特徴)への距離を含む、特定の又はおよその距離を判定するために、エネルギービームを発し得る構成要素(例えば、レーザ、IRエミッタ、ソナー等)をさらに組み込むか、又はこのような構成要素と通信し得る。
検出器14は、例えば、基板表面などの物体に対するコーティング材の流れの角度を判定することを目的として、コーティング材アプリケータ自体の配向を判定するための、又は別の物体(例えば、基板表面等)に対するコーティング材アプリケータの相対的位置を判定するためのジャイロスコープ手段又はその他の手段をさらに組み込むことができる。つまり、基板表面に対して直角にコーティング材の流れを排出、放出、又はさもなければ供給する位置でコーティング材アプリケータを維持することが望ましい場合、検出器14は、基板表面に対する(例えば、基板表面に対しておよそ又は実質的に直角の)所望のコーティング材供給角度(例えば、約90°の所望のコーティング材供給角度)からの角度(例えば、コーティング材供給角度)及び/又は角度偏差(例えば、コーティング材供給偏差角度)を認知又はさもなければ検出するのに必要な構成要素を含み得る。
図1にさらに示すように、検出器14は、コントローラ16と通信しており、メモリ19とさらに通信している。図1に示す態様では、検出器14は、状態パラメータ及び/又は基板パラメータを検出する。検出器14は、次いで、メモリ19から情報を要求するか、又はメモリ19内に記憶された情報にアクセスする。情報は、メモリ19からコントローラ16又はコントローラ16と通信するプロセッサ(例えば、処理回路を備えた演算装置(図1に図示せず))に送信される。本開示の態様によれば、検出器14によって検出された状態パラメータ及び/又は基板パラメータは、「標準」の値若しくは範囲、又は、検出された特定のパラメータに対して許容可能な値若しくは範囲と比較される。「標準」の値若しくは範囲は、コントローラ16若しくはコントローラ16と通信するプロセッサ(図示せず)内にあらかじめプログラミングすることができ、又は、「標準」の値若しくは範囲は、メモリからアクセスし、且つコントローラ16若しくは関連付けられたプロセッサ(図示せず)によってアクセスすることができる。検討された態様では、信号は、次いで、コントローラ16から、システム10内に存在する様々な機能部(例えば、ディスプレイ、圧力活性装置(pressure activators)、油圧ポンプ、空気圧ポンプ、モータ等)に送信される。図1は、コントローラ16と通信するディスプレイ18を示す。一態様によれば、ディスプレイ18は、特定の状態パラメータ及び/又は基板パラメータの存在又は不在を明らかにするインジケータの形態であり得る。ディスプレイは、特定の状態パラメータ及び/又は基板パラメータの存在及び/又は不在の視覚的インジケータ(例えば、LED及び/若しくはその他の光表示等)、聴覚的インジケータ(例えば、可聴警報及び/若しくはその他の音等)、並びに/又は触覚的インジケータ(例えば、振動や軽微な電気ショック等)を、単独で又は組み合わせにより、合図、且つさもなければ提供及び/又は表示するように構成され得る。図1は、検出器14が信号をメモリ/ライブラリ19に送信し、次いで、メモリ/ライブラリが情報をコントローラ16に送信することが可能であることを示しているが、本開示の態様では、代替的な構成が考えられている。
図2は、例えば、本開示の態様に係るシステム20を概説するさらなる図解を示し、システム20は、例えば、噴射コーティング材アプリケータであり得るコーティング材アプリケータ22を含み、システム30は、少なくとも1つの検出器24を含む。コーティング材アプリケータ22及び検出器24は、コーティング材アプリケータ12及び検出器14(図1に示す)に関連する上述の特徴及び機能と少なくとも同等の又は異なる特徴及び機能を含み得る。図2に示すように、コントローラ26が、メモリ29に/から信号を送受信することが可能であるように、検出器24は、コントローラ26と通信している。コントローラ26は、メモリ29に/から、信号の送信と受信の両方を行うことができる。図2に示すように、メモリ29内に記憶された情報は、コントローラ26によってアクセスされ、コントローラ26に送信される。このコントローラ26は、ディスプレイ28と通信する。メモリ29及びディスプレイ28は、メモリ19及びディスプレイ18(図1に示す)に関連する、本明細書に記載された特徴及び機能と同等の又は異なる特徴及び機能を含み得る。
図3は、本開示のさらなる態様を概説する図である。図3に示すように、システム30は、例えば、噴射コーティング材アプリケータであり得るコーティング材アプリケータ32を含み、システム30は、第1の検出器34a及び第2の検出器34bとして表される複数の検出器を含むが、システム30は、示されている2つの検出器より多くの検出器をさらに含み得る。システム30は、2つの専用メモリ39a及び39bをさらに含む。より具体的には、状態パラメータメモリ39a(図3で「C.P.(condition parameter)メモリ/ライブラリ」として示される)は、第1の検出器34a及びコントローラ36と通信しているように示される。第1の検出器34aは、1つ以上の状態パラメータの検出を担当する検出器であり得る。基板パラメータメモリ39b(図3で「S.P.(substrate parameter)メモリ/ライブラリ」として示される)は、第2の検出器34b及びコントローラ36と通信しているように示される。第2の検出器34bは、1つ以上の基板パラメータの検出を担当する検出器であり得る。
図3にさらに示すように、特定の状態パラメータ値を第1の検出器34aによって検出することができる。第1の検出器34aは、状態パラメータメモリ39aから、関連する状態パラメータ値又は許容可能な状態パラメータ値範囲にアクセスするために、信号を送信する。検出された状態パラメータ値は、状態パラメータメモリ39aからアクセスした記憶された状態パラメータ値及び/又は状態パラメータ範囲と比較され、信号がコントローラ36に送信される。次いで、コントローラ36が活性化し、コーティング材アプリケータ32を起動したり、コーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れを減少又は変更したり、コーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れを停止したり、コーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れの開始又は放出を抑制したりする(「オフモード」(例えば、システム32を動作可能にしたり、起動したり、又はターンオンすることを許可しない等))。さらに、コントローラ36、又はシステム32内に含まれる別の構成要素(図3に示される場合もあり、示されない場合もある)は、1つ以上の状態パラメータのステータスを証明する信号をディスプレイ38に送信する。例えば、図3に示すように、検出された状態パラメータが、状態パラメータメモリ39a内に記憶された及び/又は状態パラメータメモリ39aからアクセスした状態パラメータ値を満たすか、又は満たすことに失敗した場合(又はアクセスされた許容可能な状態パラメータ範囲内に入るか、若しくは該範囲に入らない場合)、コントローラ36は、ディスプレイを起動して、検出された状態パラメータ(又は状態パラメータ範囲)に関する情報を受信することにより、ユーザに対して、システム30が、例えば、起動可能であるか、停止されているか、且つ/又は影響を受けている若しくはさもなければ変更されていることを示し、且つ、例えば、コーティング材アプリケータ32から放出されているコーティング材の流量に影響を与えることができる。
図3にさらに示すように、特定の基板パラメータ値を第2の検出器34bによって検出することができる。第2の検出器34bは、基板パラメータメモリ39b(図3で「S.P.メモリ/ライブラリ」として示す)から、関連する基板パラメータ値及び/又は許容可能な基板パラメータ値範囲にアクセスするために、信号を送信する。検出された基板パラメータ値は、基板パラメータメモリ/ライブラリ範囲からアクセスした記憶された基板パラメータ値及び/又は基板パラメータ範囲と比較され、信号がコントローラ36に送信される。次いで、コントローラ36が活性化し、コーティング材アプリケータ32を起動したり、コーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れを減少したり、コーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れを停止したり、又はコーティング材アプリケータ32からのコーティング材の流れの開始若しくは放出を抑制したりする(例えば、システム32を動作可能にしたり、起動したり、又はターンオンすること等を許可しない))。さらに、コントローラ36、又はシステム32内に含まれる別の構成要素(図3に示される場合もあり、示されない場合もある)は、1つ以上の基板パラメータのステータスを証明する信号をディスプレイ38に送信する。例えば、検出された基板パラメータが、アクセスされた基板パラメータ値を満たすか、若しくは満たすことに失敗した場合、又は(図3に示すように)基板パラメータメモリ39b内に記憶された及び/又は基板パラメータメモリ39bからアクセスした許容可能な基板パラメータ範囲内に入るか、若しくは該範囲に入らない場合、コントローラ36は、ディスプレイを起動して、ユーザに対して、システム30が、例えば、起動可能であるか、停止されているか、且つ/又は影響を受けている若しくはさもなければ変更されていることを示し、且つ、例えば、コーティング材アプリケータ32から放出されているコーティング材の流量に影響を与えることになる。
図4は、本開示の態様に係るさらなるシステムを示す図である。図4に示すように、システム40は、例えば、噴射コーティング材アプリケータであり得るコーティング材アプリケータ42を含み、システム40は、第1の検出器44a及び第2の検出器44bとして示され且つ表される複数の検出器を含むが、システム40は、示されている2つの検出器より多くの検出器をさらに含み得る。図4に示されているように、システム40は、第1の検出器44a、第2の検出器44b、及びコントローラ36と通信する共有メモリ/ライブラリ49をさらに含む。第1の検出器44aは、1つ以上の状態パラメータの検出を担当する検出器であり得る。図4にさらに示すように、特定の状態パラメータ値を第1の検出器44aによって検出することができる。第1の検出器44aは、メモリ/ライブラリ49から、関連する状態パラメータ値又は許容可能な状態パラメータ値範囲にアクセスするために、信号を送信する。検出された状態パラメータ値は、メモリ/ライブラリ49からアクセスした記憶された状態パラメータ値及び/又は状態パラメータ範囲と比較され、信号がコントローラ46に送信されるか、又はさもなければコントローラ46によってアクセスされる。
次いで、コントローラ46を活性化し、且つ/又は図4に示されていないさらなる構成要素(例えば、空圧装置、油圧装置、電子装置等を含む)を活性化することができ、それにより、コーティング材アプリケータ42を起動したり、コーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れを減少したり、コーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れを停止したり、又はコーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れの開始若しくは放出を抑制したりする(例えば、システム42を動作可能にしたり、起動したり、又はターンオンすること等を許可しない))。さらに、コントローラ46、又はシステム40内に含まれる別の構成要素(図4に示される場合もあり、示されない場合もある)は、1つ以上の状態パラメータのステータスを証明する信号をディスプレイ48に送信する。例えば、検出された状態パラメータが、アクセスされた状態パラメータ値を満たすか、若しくは満たすことに失敗した場合、又は(図4に示すように)状態パラメータメモリ/ライブラリ内に記憶された及び/若しくは状態パラメータメモリ/ライブラリからアクセスした許容可能な範囲内に入る(若しくは該範囲に入らない)場合、コントローラ46は、ディスプレイを起動して、検出された基板パラメータに関する情報を受信することにより、ユーザに対して、システム30が、例えば、起動可能であるか、停止されているか、且つ/又は影響を受けている若しくはさもなければ変更されていることを示し、例えば、コーティング材アプリケータ42から放出されているコーティング材の流量に影響を与える。
図4にさらに示すように、特定の基板パラメータ値を第2の検出器44bによって検出することができる。第2の検出器44bは、基板パラメータメモリ/ライブラリ49から、関連する基板パラメータ値又は許容可能な基板パラメータ値範囲にアクセスするために、信号を送信する。図4にさらに示すように、特定の基板パラメータ値又は複数の基板パラメータを第2の検出器44bによって検出することができる。第2の検出器44bは、メモリ/ライブラリ49から、関連する基板パラメータ値又は許容可能な基板パラメータ値範囲にアクセスするために、信号を送信する。検出された基板パラメータ値は、メモリ/ライブラリ49からアクセスした記憶された基板パラメータ値又は基板パラメータ範囲と比較され、信号がコントローラ46に送信される。
次いで、コントローラ46を活性化し、且つ/又は図4に示されていないさらなる構成要素(例えば、空圧装置、油圧装置、電子装置等を含む)を活性化することができ、それにより、コーティング材アプリケータ42を起動したり、コーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れを減少したり、コーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れを停止したり、又はコーティング材アプリケータ42からのコーティング材の流れの開始若しくは放出を抑制したりする(例えば、システム42を動作可能にしたり、起動したり、又はターンオンすること等を許可しない))。さらに、コントローラ46、又はシステム42内に含まれる別の構成要素(図4に示される場合もあり、示されない場合もある)は、1つ以上の基板パラメータのステータスを証明する信号をディスプレイ48に送信する。例えば、検出された基板パラメータが、アクセスされた基板パラメータ値を満たすか、若しくは満たすことに失敗した場合、又は(図4に示すように)基板パラメータメモリ/ライブラリ内に記憶された及び/若しくは基板パラメータメモリ/ライブラリからアクセスした許容可能な範囲内に入る若しくは入らない場合、コントローラ46は、ディスプレイを起動して、検出された基板パラメータに関する情報を受信することにより、ユーザに対して、システム40が、例えば、起動可能であるか、停止されているか、且つ/又は影響を受けている若しくはさもなければ変更されていることを示し、例えば、コーティング材アプリケータ42から放出されているコーティング材の流量に影響を与える。
図1、図2、及び図4は、コントローラにアクセスする、及び/又はコントローラに情報を中継する1つのメモリ/ライブラリを示す。図3は、コントローラに別々にアクセスする、及び/又はコントローラに別々に情報を中継する2つのメモリ/ライブラリを示す。しかしながら、本態様によれば、システム構成要素と通信し、信号を1つ以上のコントローラ又はコントローラと通信している構成要素に供給可能である任意の数のメモリがさらに検討されている。
図1、図2、図3、及び図4に示されているシステムでは、列挙された構成要素は、複数の機能を実行する1つ以上の物理的ユニットに統合されるか又は組み込まれ得る。つまり、単一のユニット若しくは構成要素、又は複数のユニット若しくは構成要素は、検出、制御、表示、及び記憶機能を実行し得るが、これらの機能は、一連の別々の構成要素によって行う必要はない。さらに、さらなる態様によれば、図1、図2、図3、及び図4に示す各システムでは、列挙された構成要素はそれぞれ複数個あってもよい。
図1、図2、図3、及び図4では示されていないが、例示されたシステムは、コーティング材を施すのに使用される構成要素を含み、当該構成要素は、限定するわけではないが、本明細書の図6A、図6B、図6C、図7A、及び図7Bの代表的実施例では、噴射アプリケータであるコーティング材アプリケータとして示されている。しかし、これは、他のコーティング材アプリケータと置き換えられてもよく、他のコーティング材アプリケータも検討されている。
図5は、ある特定の物体、すなわち、航空機50を図示している。航空機50は、本明細書で提示された方法、システム、及び装置の態様に従ってコーティングされ得る基板表面を有する。図示されているように、航空機50は、このような基板表面を有する胴体52を含む。図5では航空機が示されているが、本明細書で開示されるシステム、装置、及び方法は、任意の所望の物体の基板表面のコーティングに使用され得る。任意の所望の物体には、建物、橋、航空機、回転翼航空機、宇宙船、衛星、地上ビークル、水上及び水面下ビークル等が含まれるが、これらに限定されない。さらに、本明細書に開示されるシステム、装置、及び方法は、複雑な平面の及び複雑に輪郭付けられた基板表面を含む、平面の又は輪郭付けられた表面をコーティングするように使用され得る。
図6A及び図6Bは、それぞれ、本開示の態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視側面図、及び俯瞰図又は上面図である。図6C及び図6Dは、それぞれ、本開示の態様に係る、さらなる装置、システム、及び方法の斜視側面図、及び俯瞰図又は上面図である。図6A及び図6Bに示す態様と図6C及び図6Dに示す態様とを比べたときの差異は、検出器の数と位置である。図6A及び図6Bでは、1つの検出器68が、2つの検出ビーム68aを発しているように示されている。図6C及び図6Dは、2つの検出器78及び78’を示している。各検出器は、ノズル65を挟むように位置付けされており、各検出器78、78’は、それぞれ1つの検出ビーム78、78’を発している。
図6A、図6B、図6C、及び図6Dに示すように、システム60は、コーティング材アプリケータ62を含む。コーティング材アプリケータ62は、送気管63と連通するコーティングリザーバ61をさらに含む。コーティング材リザーバ61は、所定量のコーティング材を含むか、又はさもなければコーティング材の供給部(図示せず)と連通するように寸法形成されている。コーティング材は、例えば、塗料、下塗り塗料、上塗り塗料、樹脂材料等であり得る。送気管63は、コーティング材リザーバ61からのコーティング材の供給を助ける圧力を、需要に応じて、付与且つ供給するように設計されている。コーティング材アプリケータ62からのコーティング材の加圧流の供給を助けるために、送気管63は、流体に対して圧力を発生させることが可能なポンプ又は他のデバイス(図示せず)とさらに連通している。代替的な態様(図示せず)では、送気管63は、加圧された流体(例えば、空気又は不活性ガスであり得るその他のガス等)の源と連通している。このような代替的な構成により、ポンプの必要性がなくなる。
図6A、図6B、図6C、及び図6Dにさらに示すように、噴射コーティング材アプリケータとして示されているコーティング材アプリケータ62は、コーティング材リザーバ61と連通しているように示されているアプリケータ本体64をさらに備えている。コーティング材アプリケータ62は、ノズル65をさらに含む。ノズル65は、コーティング材アプリケータ62から、例えば、基板67の基板表面67にコーティング材流66を施すためのものである。コーティング材アプリケータ62は、基板パラメータを検出するための検出器68をさらに含む。図6A及び図6Bに示すように、「立体的(stereo)」な三次元使用のための信号を生成する目的で、検出器68から2つの検出ビーム68aが放出される。該ビームは、基板パラメータに関する情報を検出器68に戻す。検出器68には、視覚を利用したり、赤外線を利用したりするカメラや立体カメラ等が含まれ得るが、これらに限定されない。1つより多くの検出器が、コーティング材アプリケータ62内に組みこまれてもよい。図6A及び図6Bの検出器68では、1つの検出器68(例えば、カメラ)から複数のビームが放出されているように示されているが、1つ以上のビームを放出する複数の検出器を使用することが可能であり、検出器は、所望に応じて任意の配向に位置付けされ、ノズル65の側に位置付けされ得る。つまり、例えば、図6C及び図6Dに示すように、2つの検出器(78及び78’)が示されており、ノズル65の両側に1つずつ設けられている。
図6A、図6B、図6C、及び図6Dに示すように、コントローラ69は、コーティング材アプリケータ62と一体化されているように示されている。コントローラ69は、信号を送受信することが可能であり、組み込み型センサ、Wi−Fi、Blue Tooth、GPS等を含み得るが、これらに限定されない。検出ビーム68a、78a、又は78a’が、許容された表面パラメータ値のメモリ(図示せず)からアクセスされたパラメータ値を満たすか、又は許容可能なパラメータ範囲内に入る基板パラメータ値を検出すると、コントローラ69に組み込まれているか又はさもなければコントローラ69と通信しているプロセッサ(図示せず)は、コントローラが、コーティング材アプリケータ62を「ON」モードで作動させることを可能にする。「On」モードは、ディスプレイ71上で示される。ディスプレイ71は、人間のユーザ又はロボットに警告を発するようフィードバック及びリアルタイムモニタリングを与えるために、警告インジケータ、距離フィードバック、視覚的/赤外線情報、可聴警報、触覚警報(例えば、パルス又は振動が伴うブザー等)を備えたLCDディスプレイであり得るが、これに限定されない。別の態様では、ディスプレイは、人間のユーザ又はロボットに警告を発するようフィードバック及びリアルタイムモニタリングを与えるために、警告インジケータ、距離フィードバック、視覚的/赤外線情報、可聴警報、触覚警報(例えば、パルス又は振動が伴うブザー等)を備えたスマートフォン又はタブレットであり得る。図6A、図6B、図6C、及び図6Dでは、コーティング材アプリケータ62にハンドル72及びトリガー73が組み込まれているように示されている。ハンドル72及びトリガー73は、望まれる場合、手動操作でシステムの遮断を止めるために、オペレータが利用することができる。
図6Bは、図6Aに示すシステム60の俯瞰図である。図6Bに示すように、コーティング材アプリケータ62は、基板表面に対して実質的に平行に位置付けされている。検出ビーム68aは、検出ビームが検出器68によって発せられていることを示す点線によって表され、基板表面67aに対して実質的に直角な方向的配向で検出器68によって受信される。本態様によれば、検出ビーム68aの角度が、基板表面67aに対して実質的に直角な配向に留まるとき、コーティング材アプリケータは、アプリケータから基板表面へと所定の材料流を放出することになる。図6A及び図6Bに示すシステム60は、「ONモード」を表す。ここでは、基板パラメータは、コーティング材アプリケータから基板表面へコーティング材流を供給するために最適であると検出されている。
図6Dは、図6Cに示すシステム60の俯瞰図である。図6Dに示すように、コーティング材アプリケータ62は、基板表面に対して実質的に平行に位置付けされている。検出ビーム78a、78a’は、検出ビームが検出器78a、78a’によって発せられていることを示す点線によって表され、基板表面67aに対して実質的に直角な方向的配向で検出器78a、78a’によって受信される。本態様によれば、検出ビーム78a、78a’の角度が、基板表面67aに対して実質的に直角な配向に留まるとき、コーティング材アプリケータは、アプリケータから基板表面へと所定の材料流を放出することになる。図6A、図6B、図6C、及び図6Dに示すシステム60は、「ONモード」を表す。ここでは、基板パラメータは、コーティング材アプリケータから基板表面へコーティング材流を供給するために最適であると検出されている。
図7A及び図7Bは、本開示の態様に係る、装置、システム、及び方法の斜視図であり、システム60(図6A、図6B、図6C、及び図6Dに示す)と類似しつつも有意な違いを有するシステム70を示す。図7A及び図7Bは、コーティング材アプリケータから基板表面へコーティング材流を供給するために最適ではない表面パラメータの検出を示しており、「OFFモード」を示している。ここでは、コーティング材アプリケータから基板表面へのコーティング材流の供給が終了しているか、又は開始が許可されていない。
図7A及び図7Bに示すように、コーティング材アプリケータ62は、(例えば、図6A、図6B、図6C、及び図6Dに示す、基板に対するコーティング材アプリケータ62の配向と比較して)基板67及び基板表面67aに対してもはや実質的に平行ではないように位置付けされている。結果的に、図7A及び図7Bに示すように、検出器68から発せられている検出ビーム68aは、もはや基板表面67aに対して実質的に直角な配向で基板表面67aに衝突しない。検出器68は、検出ビーム68aから検出器68に中継された情報を評価することによって、コーティング材アプリケータ62の位置におけるこの偏位を監視する。検出器68は、コーティング材アプリケータ62からのコーティング材の、望ましくない、制御されていない、不均一な放出に対して、及び、潜在的に、望ましくない、制御されていない、不均一な基板表面67へのコーティング材の堆積に対して予防を講じるために、信号をコントローラ69に送信する。コントローラ69は、次いで、所望のコーティング位置(例えば、基板67及び基板表面67aに対して実質的に平行な位置)から外れたコーティング材アプリケータ62によって引き起こされるシステムの不均衡を感知する。次に、コントローラ69は、コーティング材アプリケータから発せられているコーティング材流を停止するか、又は予測的に変更し、コーティング材アプリケータ62の偏差位置に対処する。
コントローラによってコーティング材流が変更される度合いは、コーティング材流(例えば、容積、圧力、速度、コーティング率等)の削減、コーティング材流(例えば、容積、圧力、速度、コーティング率等)の増加、及び動作終了及びコーティング材流の放出の停止又は終了を含む。コーティング動作がまだ開始されていないとき、コーティング材アプリケータが、理想的な材料堆積位置(例えば、基板に対して実質的に平行等)に対して「外の位置」にあると検出された場合、且つ/又はコーティング材流が、理想的なコーティング材堆積流(例えば、基板表面に対して実質的に直角ではない堆積流等)に対して「外の位置」にあると検出された場合、コーティング材アプリケータからのコーティング材流は、コーティング材アプリケータからのコーティング材流を終了又はさもなければ防止するほどの度合い及びこれらのことを含む度合いに変更されることになる。
基板パラメータの検出に加えて、さらなる態様によると、コーティング材アプリケータは、限定しないが、例えば、温度や湿気等を含む周囲要因又は環境要因を含む上述の状態パラメータを検出することができる。さらなる状態パラメータには、コーティングアプリケータから施された又は施されるべきコーティング材の放出若しくは状態を対象とした要因、並びに/又はコーティング材アプリケータから基板表面へのコーティング材の供給及び/若しくは塗布を対象とする要因等が含まれ得る。この場合、このような状態パラメータには、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出を制御することに関連する特性を監視する又はさもなければ考慮する要因が含まれ得る。このような要因には、例えば、コーティング材アプリケータから放出されたコーティング材の流れの速度及び/又は加速度、コーティング材アプリケータから施されるコーティング材の部分的容積及び/又は総容積、コーティング材アプリケータと連通しているタンク又はその他の供給保管手段に残留しているコーティング材の部分的容積及び/又は総容積、基板に堆積されたコーティングの厚さ、コーティング材アプリケータから放出された噴射コーティングの基板に対する角度等、周囲温度や湿度、(例えば、成分が懸濁液で沈殿したコーティング材の放出を回避するために)コーティング材が、適切な成分濃度を含有且つ維持することを確証することを含むコーティング材の状態等が含まれ得る。さらなる態様では、コーティング材アプリケータは、状態パラメータ及び状態パラメータの両方を検出することができる。
図8は、本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。図8に示すように、方法80は、コーティング材アプリケータからコーティング材を、基板表面を有する基板に供給するための方法を対象としている。概説された方法80は、検出された状態パラメータ値を形成するために、基板パラメータ検出器で少なくとも1つの基板パラメータを検出することであって、前記基板パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの基板パラメータを検出すること81と、基板パラメータメモリから基板パラメータ値及び/又は範囲にアクセスすること82と、検出された基板パラメータを基板パラメータメモリからアクセスされた基板パラメータ値及び/又は基板パラメータ値範囲と比較すること83と、基板パラメータ値信号をコントローラに送信すること84と、検出された基板パラメータに応答して、コーティング材アプリケータからのコーティング材を、放出すること、放出を変更すること、又は放出を抑制することによって、コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御すること85とを含む。
図9は、本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。図9に示すように、方法90は、コーティング材アプリケータからコーティング材を、基板表面を有する基板に供給するための方法を対象としている。概説された方法90は、検出された状態パラメータ値を形成するために、状態パラメータ検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出することであって、前記状態パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの状態パラメータを検出すること92と、状態パラメータメモリから状態パラメータ値及び/又は状態パラメータ範囲にアクセスすること93と、検出された状態パラメータを状態パラメータメモリからアクセスされた状態パラメータ値及び/又は状態パラメータ値範囲と比較すること94と、状態パラメータ値信号をコントローラに送信すること96と、検出された状態パラメータに応答して、コーティング材アプリケータからのコーティング材を、放出すること、放出を変更すること、又は放出を抑制することによって、コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御すること98とを含む。
図10は、本開示の一態様に係る方法を概説するフロー図である。図10に示すように、方法100は、コーティング材アプリケータからコーティング材を、基板表面を有する基板に供給するための方法を対象としている。概説された方法100は、検出された状態パラメータ値を形成するために、状態パラメータ検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出することであって、前記状態パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの状態パラメータを検出すること101と、状態パラメータメモリから状態パラメータ値及び/又は範囲にアクセスして、検出された状態パラメータをアクセスされた状態パラメータ値及び/又は範囲と比較すること102と、検出された基板パラメータ値を形成するために、基板パラメータ検出器で少なくとも1つの基板パラメータを検出することであって、前記基板パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの基板パラメータを検出すること103と、基板パラメータメモリから基板パラメータ値及び/又は範囲にアクセスして、基板パラメータメモリからアクセスされた基板パラメータ値及び/又は範囲を検出された基板パラメータを比較すること104と、状態パラメータ値信号をコントローラに送信すること105と、基板パラメータ値信号をコントローラに送信すること106と、検出された基板パラメータ及び/又は検出された状態パラメータに応答して、コーティング材アプリケータからのコーティング材を、放出すること、放出を変更すること、又は放出を抑制することによって、コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御すること107とを含む。
本態様に係る、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出を開始及び抑制するための非限定的な例示プロトコールが、例示のみを目的として以下で提供される。
コーティング材アプリケータは、電源投入されて、アプリケータに対向する基板表面を有する基板から所望の距離において且つ該基板に対して実質的に平行に位置付けされる。オペレータは、コーティング材アプリケータと通信する組み込み型スキャナ又は遠隔スキャナを用いて、基板上の部品コードをスキャンして、基板(例えば、コーティングされる部品)を認識する。部品コードが存在しない場合、オペレータは、コーティング材アプリケータと通信する立体カメラ又は遠隔カメラユニットを介して、組み込み型検出器を用いて、基板の画像を撮像する。組み込み型コントローラ(又はコントローラと通信する検出器)は、内部メモリに関連付けられる(又は、クラウドストレージベースのメモリから情報を取り出す)。リアルタイムでは、検出器は、温度(周囲及び/又は基板温度)、湿度、基板に対するアプリケータの角度、基板表面からのアプリケータ及び/又はアプリケータ噴射ヘッドの距離、アプリケータ空気圧力、塗料粘度等を含む状態パラメータ及び/又はさらなる基板パラメータをさらに評価する。本態様に従って検出されるさらなる状態パラメータは、コーティング材組成として規定されるコーティング材の「同一性(identity)をさらに含む。コーティング材が、非均一混合物(例えば、成分が、時間が経つと「沈殿」したり、又はさもなければ希釈したり、又はコーティング材のポットライフにおける懸濁液の望ましい状態とは異なる状態になる)である場合、このようなコーティング材組成の変化は、さらに検出されてシステムに報告され、さもなければ、コーティング材アプリケータからのコーティング材の流れを変更又は終了する必要が検討される。このようなコーティング材組成における変動は、リアルタイムでコーティング材から検出することができ、又は、(例えば、コーティングの不透明性、半透明性、色、反射性、仕上げ等における変化をモニタリング且つ検出することに関連して)基板に堆積されたコーティング材をモニタリングすることによって、検出器によって判定することができる。
例えば、リアルタイムの作動及びコーティング材の放出の間、アプリケータは、コーティング材流の加速度及び/又は粘度、流量等をさらに評価する。状態パラメータ及び基板パラメータがアプリケータによって確認されると、部品が認証され、基板表面が清浄でありコーティングの準備が整っていることが確認される。アプリケータは、準備モード又はアプリケータインジケータで示される「オンモード」となり、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出が開始される。コーティング材の放出は、噴射流角度、アプリケータ角度、距離、速度、加速度、圧力を含むリアルタイム情報をコントローラに提供する立体カメラを少なくとも介して、アプリケータによってリアルタイムで継続的にモニタリングすることができ、これにより、状態パラメータ及び基板パラメータを、許容可能な且つメモリにアクセスした値、範疇、限界値等の範囲内に確実に維持する。
手動モード(オペレータが人間のオペレータであり得る場合)では、コーティング工程中の情報は、視覚的手段、聴覚的手段(警告アラーム等)、及び/又は触覚的手段(振動等)のうちの少なくとも1つを介して、オペレータに伝達される。視覚的手段のうちの1つは、テキスト情報、メッセージ、光、光パターン、光色変化等をアプリケータディスプレイ上で生成することである。
自動モード(オペレータがロボット又はその他の自動化された手段である場合)では、コーティング材アプリケータは、スマート適応機能を含む。このスマート適応機能により、アプリケータからコーティング材が放出される間、コントローラは、バルブ等を変動的に調節し、空気及びコーティング材の流れを制御し、基板表面のコーティング材の均一性が、センサ及び/又は検出器等から受信した動的状態に基づいて、メモリ又はクラウドベースからアクセスされた許容値又は許容範囲等の範囲内に確実に留まらせる。コーティングの厚さが感知且つ達成されると、コーティングされた基板表面を示す完了形の写真を撮り、それに解析結果(コーティング材供給量/流量、使用される空気圧力、作動中の温度及び湿度、材料堆積の角度、パスの数、コーティングの厚さ、表面の質感、並びにその他の統計値など)を添付することができる。このようなコーティング動作の完成の情報を品質制御部又は検査機能部に送信して、動作の成功を認証することができる。
実施例2
コーティング状態パラメータ及び/又は基板パラメータが確認されていないか、又はさもなければ存在していない場合、コーティング材アプリケータは動作しない。例えば、基板(例えば、部品)情報をロードするために、オペレータは、部品コードをスキャンし、コントローラは、内部メモリ又は遠隔メモリ(例えば、クラウドベースストレージ等)に関連付けられるか、これらにアクセスする。このような情報には、部品画像、温度及び湿度限界値/範囲、角度、距離、空気圧、塗料粘度、流量、加速度、並びに流速等が含まれる。該部品は、コーティング材アプリケータに組み込まれた又はコーティング材アプリケータと通信する立体カメラ又はその他のカメラを介して認証される。カメラ又はその他のセンサが、正確な部品が存在しない、又は部品が清浄ではない、又はさもなければ部品のコーティング準備ができていないと判断した場合、1つ又は複数のコーティング材放出機構(例えば、トリガーや開放弁等)は使用不可となり、アプリケータは、コーティング材を放出しない。同様に、コーティング材アプリケータに組み込まれたセンサ及び検出器が、状態パラメータ及び/又は基板パラメータが、(取得された又はアクセスされた許容誤差、値、範疇等の範囲内にあることにより)「満たされていない」と判断した場合、1つ又は複数のコーティング材放出機構(例えば、トリガーや開放弁等)は使用不可となり、アプリケータは、コーティング材を放出しない。
実施例3
さらに、状態パラメータ及び基板パラメータが最初に満たされ、コーティング材アプリケータがコーティング材を放出することが可能になるけれど、コーティング動作の間に状態が変化した場合、アプリケータからのコーティング材の放出は、変更されるか、又は終了する。つまり、基板又は状態パラメータに影響を与える変動状態は、1つ以上の組み込み型カメラ、センサ、検出器等によって(又はコーティング材アプリケータから遠隔に位置するが、コーティング材アプリケータと通信している1つ以上のカメラ、センサ、検出器によって)リアルタイムで、コーティング材アプリケータによって認識されることになる。つまり、基板及び/又は状態パラメータにおけるこのような感知された変化は、コーティング材アプリケータのディスプレイに合図されて、視覚的(例えば、一体型ディスプレイ上のLEDインジケータ)、聴覚的、又は触覚的アラームを介して、オペレータに警告がなされる。エラーコードを、ディスプレイ上に表示されるように送信することができ、オペレータは、様々なコーティング材放出の供給要因(例えば、流量、角度、距離、圧力、流速、加速度等)を変更することにより、リアルタイムで修正処置を行うことができる。コーティング材放出要因の変更を通して、状態の変更を修正することができない場合、アプリケータは、コーティング材アプリケータの材料放出機構を使用不可能にする「オフモード」に切り替えられるので、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出は終了する。
自動化モードでは、アプリケータからのコーティング材の放出に影響を与える要因(例えば、放出速度、圧力、距離補正、角度補正等を含む)を変更することによって、認知されたパラメータ変化が考慮されることになる。コーティング材放出要因の変更を通して、状態の変更を修正することができない場合、アプリケータは、コーティング材アプリケータの材料放出機構を使用不可能にする「オフモード」に切り替えられるので、コーティング材アプリケータからのコーティング材の放出は終了する。
任意の有用な構成要素を、本明細書に開示されたコーティング材アプリケータに組み込むことができるが、さらなる態様によれば、Raspberry Pi、Arduino、及び/又は産業用スマートフォンやタブレット等を使用することができる。スマートフォンを使用する場合、例えば、画像認識を用いてカスタムAppを開発することができる。さらなる態様によれば、例えば、湿度/温度センサ(例えば、Arduino DHT11及び湿度センサ)、立体赤外線/視覚カメラ、GPSユニット、加速度計等を含む検出器も現在開示されているコーティング材アプリケータに組み込むことができる。同様に、例えば、様々な有用なLCD又はその他のディスプレイを、本明細書に記載されたコーティング材アプリケータに組み込むことができる。有用な組み込み型データ入力/出力には、例えば、遠隔アクセスストレージ、クラウドデータ、バーコード又はQRコードスキャン等が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に記載された方法、システム、及び装置との使用が検討されているセンサ又は検出器を介して、「入力」ステーションから集められたデータに関して言うと、このような「入力」ステーションは、例えば、カメラ(視覚及びIR)、距離レーザ、GPS、加速度計等を含むことができ、温度、湿度、位置調整、速度、加速等に関連付けられる情報データ収集を実行することができる。
さらなる態様によれば、本明細書に記載された方法、システム、及び装置との使用が検討されているセンサ又は検出器を介して、「入力ステーション」から基板パラメータに関連して収集されるさらなるデータは、例えば、部品認識、並びに塗料及びその他のコーティング材に関連するコードのためのQRコード読み取り装置又はシステムを含み得る。
「入力ステーション」における追加のデータ入力には、スクリーン上のキーパッド又はメニューボタンの使用及び組み込みが含まれる。このキーパッド又はメニューボタンは、例えば、上向き/下向き矢印や許可/不許可フィールド等を示すフィールドを有する。
現在検証されているコントローラは、内蔵メモリと通信しているか、又はさもなければ内蔵メモリを含んでいる。この内蔵メモリは、流量、距離、噴射角度、アプリケータの位置付け、温度、湿度、運動パターン、最小/最大のコーティング堆積厚さ、コーティング堆積速度、部品形状、基板表面特徴等に関連して許容可能とみなされた所定の値又は範囲に関連する。ファームウェアアルゴリズムは、システム教育/訓練モード、形状認識、限界値及び範囲、並びにその他の分析結果を促進することにより、本方法、システム、及び装置を支援する。コントローラは、コーティング材の流れ及び/又は放出の終了時(終了時を含む)までの期間、コーティング材アプリケータを有効化若しくは無効化することにより、又は、本明細書に記載されたコーティング材アプリケータからのコーティング材の排出又は放出を変更することによって、自動化システムを制御することができる。他の態様によれば、さらなるコントローラ機能には、コーティング材の流量や空気圧率等を自動的に制御又は調節/変更するためにアナログ出力を制御することが含まれる。
さらなる態様によれば、「出力」として本開示のコーティング材アプリケータ、システム、及び方法に組み込まれるシステム及び装置には、視覚的、聴覚的、及び触覚的(例えば、振動的等)信号(例えば、ディスプレイ上の聴覚的警告及び/又は警告表示)を示すために、読み出し部にデジタル的に供給されるフィードバックが含まれる。視覚的ディスプレイに関しては、様々な付帯的意味を有する様々な色(例えば、緑、黄、赤等)のLEDが、LCDスクリーンに方向付けられ、LCDスクリーン上に表示され得る。
さらに、さらなる態様によれば、本開示の方法、システム、及び装置は、学習した限界値から状態パラメータ及び/又は基板パラメータを開発することを含む。この限界値は、例えば、(時間をかけてコーティング材アプリケータをユーザ向けにカスタマイズするために)、本開示のシステム及び装置が、ユーザ(例えば、オペレータ)のコーティング材の塗布の好みやコーティング材の塗布技法等に接することによる機械的な学習を通して学習したものである。このような機械的学習は、開示された方法のステップを実行するために構成された処理回路を備えた有用な演算装置を含み得、これにより、ユーザの癖や特性等を学習して応用するための、開示されたコーティングシステム及び装置が可能となる。
本発明の態様は、当然ながら、本発明の本質的な特徴から逸脱せずに、本明細書に具体的に提示された方法よりも他の方法で実施することが可能である。本開示の態様は、あらゆる点で、例示的且つ非限定的であるとみなすべきであり、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内に入るすべての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
さらに、本開示は、下記の条項に係る実施形態を含む。
条項1
実質的に均一なコーティングを堆積させるためのシステムであって、少なくとも1つの状態パラメータ及び少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成された少なくとも1つの検出器、コントローラ、少なくとも1つの状態パラメータ又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つの収集を含み、前記コントローラと通信する少なくとも1つのメモリ、及び前記コントローラと通信するコーティング材アプリケータを備え、前記コントローラが、前記コーティング材アプリケータから基板へのコーティング材の放出を調節するように構成され、コーティング材の前記放出が、少なくとも1つの状態パラメータ又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われるように構成され、前記基板が、基板表面を有する、システム。
条項2
前記状態パラメータが、周囲相対湿度、周囲温度、コーティング材の流量、距離、及び堆積されたコーティング材の厚さのうちの少なくとも1つを含む、条項1に条項のシステム。
条項3
前記基板パラメータが、基板識別子、基板形状、基板位置、前記基板表面から前記コーティング材アプリケータへの距離、前記基板表面に対する前記コーティング材の堆積の角度、前記コーティング材アプリケータに対する前記基板の運動を表す運動パターン、及び堆積されたコーティング材の厚さのうちの少なくとも1つを含む、条項1に記載のシステム。
条項4
前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの存在、並びに前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの不在のうちの少なくとも1つを合図するように構成されたディスプレイをさらに備えている、条項1に記載のシステム。
条項5
前記コントローラ及び前記検出器が単一のユニットに組み込まれている、条項1に記載のシステム。
条項6
前記コントローラ及び前記少なくとも1つの検出器が、前記コーティング材アプリケータに組み込まれている、条項1に記載のシステム。
条項7
前記コーティング材アプリケータが、手動で操作されるように構成されている、条項1に記載のシステム。
条項8
前記コーティング材アプリケータが、自動で作動されるように構成されている、条項1に記載のシステム。
条項9
前記コーティング材アプリケータが、ロボットと通信している、条項1に記載のシステム。
条項10
前記コントローラが、ロボットと通信している、条項1に記載のシステム。
条項11
前記ディスプレイが、視覚的インジケータ、聴覚的インジケータ、及び触覚的インジケータのうちの少なくとも1つを含む、条項4に記載のシステム。
条項12
前記コントローラが、前記検出器と通信している、条項1に記載のシステム。
条項13
少なくとも1つの状態パラメータを検出するように構成された第1の検出器であって、当該第1の検出器が、第1のメモリと通信し、前記第1のメモリが、少なくとも1つの状態パラメータの収集を含む、第1の検出器、及び少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成された第2の検出器であって、当該第2の検出器が、第2のメモリと通信し、前記第2のメモリが、少なくとも1つの基板パラメータの収集を含む、第2の検出器をさらに備えている、条項1に記載のシステム。
条項14
前記コーティング材アプリケータが、噴射コーティング材アプリケータである、条項1に記載のシステム。
条項15
コーティング材アプリケータであって、少なくとも1つの状態パラメータ及び/又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つを検出するように構成された少なくとも1つの検出器、前記コーティング材アプリケータからのコーティング材の流れを調節するように構成されたコントローラ、前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの存在、並びに前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの不在のうちの少なくとも1つを合図するように構成されたディスプレイを備え、前記コントローラは、前記コーティング材アプリケータから基板への一定量のコーティング材の放出を調節するようにさらに構成され、前記一定量の前記コーティング材の前記放出は、少なくとも1つの状態パラメータ又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われるように構成され、前記基板は、基板表面を有する、コーティング材アプリケータ。
条項16
前記コントローラが、少なくとも1つのメモリと通信し、前記メモリが、状態パラメータの収集又は基板パラメータの収集のうちの少なくとも1つを含む、条項15に記載のコーティング材アプリケータ。
条項17
前記コーティング材アプリケータが、噴射コーティング材アプリケータである、条項15に記載のコーティング材アプリケータ。
条項18
コーティング材アプリケータからコーティング材を、基板表面を有する基板に供給するための方法であって、検出された状態パラメータ値を形成するために、状態パラメータ検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出することであって、前記状態パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの状態パラメータを検出することと、状態パラメータメモリから状態パラメータ値範囲にアクセスすることと、前記状態パラメータメモリからの前記状態パラメータ値範囲を前記検出された状態パラメータ値と比較することと、状態パラメータ値信号を前記コントローラに送信することと、検出された基板パラメータ値を形成するために、基板パラメータ検出器で少なくとも1つの基板パラメータを検出することであって、前記基板パラメータ検出器が、前記コントローラと通信する、少なくとも1つの基板パラメータを検出することと、基板パラメータメモリから基板パラメータ値範囲にアクセスすることと、前記基板パラメータメモリからの前記基板パラメータ範囲を前記検出された基板パラメータ値と比較することと、基板パラメータ値信号を前記コントローラに送信することと、前記コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御することとを含む、方法。
条項19
コーティング堆積速度を決定することと、前記コーティング材の前記コーティング堆積速度を制御することとをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項20
少なくとも1つの検出された状態パラメータ値又は少なくとも1つの基板パラメータ値に基づいて、前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出することをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項21
前記コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御するステップにおいて、前記コントローラから前記コーティング材アプリケータに送信された少なくとも1つの基板パラメータ信号に応答して、前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出することをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項22
前記コーティング材アプリケータからの所定量の前記コーティング材の放出を制御するステップにおいて、前記コーティング材アプリケータからの前記所定量のコーティング材の放出を終了することを含む、条項18に記載の方法。
条項23
実質的に均一なコーティングを前記基板表面に供給することをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項24
第1の検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出するステップにおいて、学習した限界値から状態パラメータを開発することをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項25
前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出することが、実質的に均一なコーティングを前記基板表面に自動的に方向付けることをさらに含む、条項18に記載の方法。
条項26
前記コーティング材アプリケータから前記所定量のコーティング材を放出することが、実質的に均一なコーティングを前記基板表面に手動で方向付けることをさらに含む、条項18に記載の方法。

Claims (15)

  1. 実質的に均一なコーティングを堆積させるためのシステム(10)(20)(30)(40)であって、
    少なくとも1つの状態パラメータ及び少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成された少なくとも1つの検出器(14)(24)(34a)(34b)(68)(78)(78’)、
    コントローラ(16)(26)(36)(46)(69)、
    少なくとも1つの状態パラメータ又は少なくとも1つの基板パラメータのうちの少なくとも1つの収集を含み、前記コントローラと通信する少なくとも1つのメモリ(19)(29)(39a)(39b)(49)、及び
    前記コントローラと通信するコーティング材アプリケータ(12)(22)(32)(42)
    を備え、
    前記コントローラが、前記コーティング材アプリケータから基板へのコーティング材の放出を調節するように構成され、コーティング材の前記放出が、少なくとも1つの状態パラメータ又は少なくとも1つの基板パラメータに応じて行われるように構成され、前記基板(67)が、基板表面(67a)を有する、システム(10)(20)(30)(40)。
  2. 前記状態パラメータが、周囲相対湿度、周囲温度、コーティング材の流量、距離、及び堆積されたコーティング材の厚さのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記基板パラメータが、基板識別子、基板形状、基板位置、前記基板表面から前記コーティング材アプリケータへの距離、前記基板表面に対する前記コーティング材の堆積の角度、前記コーティング材アプリケータに対する前記基板の運動を表す運動パターン、及び堆積されたコーティング材の厚さのうちの少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載のシステム。
  4. 前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの存在、並びに
    前記状態パラメータ及び前記基板パラメータのうちの少なくとも1つの不在
    のうちの少なくとも1つを合図するように構成されたディスプレイ(18)(28)(38)(48)(71)をさらに備えている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
  5. 前記ディスプレイが、視覚的インジケータ、聴覚的インジケータ、及び触覚的インジケータのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載のシステム。
  6. 少なくとも1つの状態パラメータを検出するように構成された第1の検出器であって、当該第1の検出器が、第1のメモリと通信し、前記第1のメモリが、少なくとも1つの状態パラメータの収集を含む、第1の検出器、及び
    少なくとも1つの基板パラメータを検出するように構成された第2の検出器であって、当該第2の検出器が、第2のメモリと通信し、前記第2のメモリが、少なくとも1つの基板パラメータの収集を含む、第2の検出器
    をさらに備えている、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
  7. コーティング材アプリケータからコーティング材を、基板表面を有する基板に供給するための方法(80)(90)(100)であって、
    検出された状態パラメータ値を形成するために、状態パラメータ検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出することであって、前記状態パラメータ検出器が、コントローラと通信する、少なくとも1つの状態パラメータを検出すること(92)(101)と、
    状態パラメータメモリから状態パラメータ値範囲にアクセスすること(93)(102)と、
    前記状態パラメータメモリからの前記状態パラメータ値範囲を前記検出された状態パラメータ値と比較すること(94)と、
    状態パラメータ値信号を前記コントローラに送信すること(96)(105)と、
    検出された基板パラメータ値を形成するために、基板パラメータ検出器で少なくとも1つの基板パラメータを検出することであって、前記基板パラメータ検出器が、前記コントローラと通信する、少なくとも1つの基板パラメータを検出すること(81)と、
    基板パラメータメモリから基板パラメータ値範囲にアクセスすること(82)(104)と、
    前記基板パラメータメモリからの前記基板パラメータ範囲を前記検出された基板パラメータ値と比較すること(83)と、
    基板パラメータ値信号を前記コントローラに送信すること(84)(106)と、
    前記コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御すること(85)(98)と
    を含む、方法。
  8. コーティング堆積速度を決定することと、
    前記コーティング材の前記コーティング堆積速度を制御することと
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 少なくとも1つの検出された状態パラメータ値又は少なくとも1つの基板パラメータ値に基づいて、前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出すること(107)をさらに含む、請求項7又は8に記載の方法。
  10. 前記コーティング材アプリケータからの所定量のコーティング材の放出を制御するステップにおいて、
    前記コントローラから前記コーティング材アプリケータに送信された少なくとも1つの基板パラメータ信号に応答して、前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出すること(107)をさらに含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記コーティング材アプリケータからの所定量の前記コーティング材の放出を制御するステップにおいて、
    前記コーティング材アプリケータからの前記所定量のコーティング材の放出を終了することを含む、請求項7から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 実質的に均一なコーティングを前記基板表面に供給すること
    をさらに含む、請求項7から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 第1の検出器で少なくとも1つの状態パラメータを検出するステップにおいて、
    学習した限界値から状態パラメータを開発することをさらに含む、請求項7から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記コーティング材アプリケータから前記所定量の前記コーティング材を放出することが、
    実質的に均一なコーティングを前記基板表面に自動的に方向付けることをさらに含む、請求項7から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記コーティング材アプリケータから前記所定量のコーティング材を放出することが、
    実質的に均一なコーティングを前記基板表面に手動で方向付けることをさらに含む、請求項7から14のいずれか一項に記載の方法。
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