JP2024504716A - 塗料の物理的堆積を電子的に追跡する方法 - Google Patents

Abstract

スプレーガンが生成し得る噴霧円錐のようなスプレーガンの技術的特性に関するデータ、及び使用される塗布液に関するデータを使用して、塗布すべき物理表面に対するスプレーガンの位置を測定することによって、物理的に堆積された塗布層の特性を再構成することができる。データがスプレージョブの間に記録されることにより、これは、予め決定された又はランダムに、様々な位置で層の厚さを測定するよりも速く、より正確である。噴霧円錐の流れ特性、及び噴霧円錐の表面に対する位置を経時的に決定し、噴霧円錐のモデルを使用することによって、塗布層の堆積を決定することができ、硬化した又は硬化していない最終層を、厚さを含めて再構成することができる。

Description

本発明は、スプレーガン用のセンサキット、及びセンサキットから受信したデータの処理に関する。

スプレー塗装は、スプレーガンを用いて塗料を、空気を通じて表面にスプレーする技術である。塗料は、ペイント、インク、ワニス、クリアコート、または任意の他のタイプの塗料とすることができる。スプレーガンは、オペレータによって手持ち式とすることができ、一貫した層厚さを有する薄い塗料を塗布するにはかなりの技能を必要とすることがある。オペレータが熟練しているか否かにかかわらず、層の最終的な厚さは様々であり、これは、塗料の耐久性、および自動車の近接レーダシステムなどの塗料によって覆われるセンサの信頼性に影響を及ぼす可能性がある。

塗布プロセスの結果を追跡するために、使用可能な塗料の最終層に関するデータ、特に塗布すべき表面上で使用可能な塗料の量に関するデータ（単位面積当たり）を有することが好ましい。

第１の態様は、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法を提供する。本方法は、電子計算システムにおいて、少なくとも１つの距離センサを含み、スプレーガンに接続された距離センサモジュールから、スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを受信することと、電子メモリから、スプレーガンに関連付けられた噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得することと、スプレーガンに接続された位置検知システムから、物理表面上の第１の位置に対するスプレーガンの指標を提供する位置データを受信することと、を含む。本方法は、距離データ、位置データ、及び三次元塗布モデルに基づいて、物理表面の領域上への単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを計算するステップをさらに含む。

塗布液をスプレーするためのスプレーガンは、精密機器であり、その特性は周知である。１つの特定の特性は、噴霧円錐の形状、塗布液の流量、及び噴霧円錐内の流体の密度である。液滴の流量又は速度、及び他の特性、噴霧円錐のモデルを用いて、三次元塗布モデルを解釈することができる。このようなモデルは、円錐内の様々な位置、例えば規則的な格子点で構成することができ、各格子点は、特定の体積、質量流量、又は特定の体積内の体積流量を表す。距離データを用いて、塗布液が衝突する物理表面の位置を、スプレーガンのノズルに対して決定することができる。そして、その情報を用いて、物理表面における噴霧円錐内の塗布液の質量流量又は体積流量を、この場合は単位時間当たりの位置スプレー塗料堆積として決定することができる。

第１の態様の一実施態様は、距離データ、位置データ、塗布堆積領域データ、及び時間に基づいて、物理表面上の塗布液の層の特性を計算するステップをさらに含む。物理表面と噴霧円錐が交差する平面内で知られている塗布液の堆積速度を用いて、その堆積による層の蓄積（その層の特性を含む）を計算することができる。

別の実施態様では、位置検知システムは、スプレー方向に実質的に垂直な第１の加速度を決定する第１の加速度計と、スプレー方向に実質的に垂直な第２の加速度を決定する第２の加速度計とを備え、第１の方向は第２の方向に実質的に垂直である。本方法は、第１の方向の第１の変位データを位置データの第１の部分として取得するために、第１の加速度を経時的に２回積分することと、第２の加速度を経時的に２回積分して、第２の方向の第２の変位データを位置データの第２の部分として取得することと、をさらに含む。

加速度を経時的に１回積分することによって、速度データを決定することができる。経時的に速度を積分することによって、または経時的に加速度を積分することによって、センサキットの変位を計算することができる。そして、センサキットをスプレーガンのノズルの所定の位置及び向きでスプレーガンに取り付けた状態で、ノズルの速度及び変位を計算することができる。そして、これにより、噴霧円錐の変位を求めることができる。ノズルのスプレー方向に垂直な方向、及びオペレータが物理表面に垂直な方向に沿って常にスプレーすると仮定すると、噴霧円錐体の変位、並びに噴霧円錐体と表面の交差平面を決定することができる。このデータを使用して、円錐が変位する領域にわたる、経時的な表面上への塗布液の堆積を決定することができる。また、距離データなどの他のデータを用いてもよい。

さらに別の実施形態は、受信した位置データに基づいて、スプレーガンがスイング運動で移動しているかどうかを判定することと、スプレーガンがスイング運動で移動していると判定された場合に計算を開始することと、をさらに含む。塗布液のスプレーは、主にスプレーガンをスイングさせることによって行われる。スプレーキット上のアクチュエータの量は、そのような作動可能な入力が排除される場合、可能な限り少なく保たれることが好ましい。スプレープロセスの開始を自動的に検出することによって、データのロギングを開始するためのアクチュエータを必要としない場合がある。

さらに別の実施形態では、位置検知システムは、第１の加速度計と第２の加速度計のうちの少なくとも１つを備え、スプレーガンがスイング運動で移動しているかどうかを判定することは、第１の加速度計と第２の加速度計のうちの少なくとも１つの加速度値が、所定の間隔中に少なくとも２回符号を変化させるかどうかを判定することを含む。スイングは、横向き、上下、又はこれらの組み合わせで行うことができる。スイングの末端及びスイングの中央では、加速度の値は符号を変える。

再びさらなる実施形態では、スプレーガンがスイング運動で移動しているかどうかを判定することは、第１の加速度計および第２の加速度計のうちの少なくとも１つの加速度値が、所定の間隔の間で少なくとも３回符号を変化させるかどうか、及び、第１の符号変化と第２の符号変化との間の第１の期間が、第２の符号変化と第３の符号変化との間の第２の期間から所定の量未満だけ変化するかどうかを判定することを含む。フルスイングでは、末端を含む一方の末端から他方の末端まで、加速度は３回符号を変える。均等なスイングでは、ゼロ交差の間の期間は実質的に同じ、すなわち、２％～５％、またはおそらく５％～１０％の誤差の範囲で同じである。

再び、別の実施態様は、物理表面に対するスプレーガンの配向及びスプレー方向を決定することを含み、位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを計算することもまた、その配向に基づく。また、スプレーガンのスプレー方向が、塗料や他の塗料を付着させる物理面に対して垂直方向を向いていない場合は、塗料液が意図した円形又は楕円形の領域に付着せず、形状の異なる領域に付着してしまうおそれがある。物理表面に対する噴霧円錐の配向に関するデータを使用し、角度データを使用することは、特にこの問題を助ける。

さらなる実施態様では、距離センサモジュールは、複数の距離センサを備え、配向を決定することは、備えられた複数の距離センサから複数の距離センサ値を取得することと、複数の距離センサ値の間の差に基づいて配向を決定することと、を備える。また、スプレー方向と垂直な面内に距離センサを設けた場合、検出される距離は略等しい。また、センサキットとそれを用いた場合、物理面に対して垂直方向にスプレー方向を設けないと、距離の大きさが異なり、それに伴ってセンサ値も異なる。センサ値から、角度を決定することができる。

別の実施態様は、位置検知システムから、スプレー方向を横切るスプレーガンの回転位置を示す回転データを受け取り、位置データ及び回転データに基づいて配向を決定することを更に含む。これは、配向を決定する別の方法を提供する。

再び別の実施態様では、位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを計算することは、距離データ及び三次元塗布モデルデータに基づいて円錐交差平面塗布液データを決定することを含み、位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを計算することは、円錐交差平面塗布液データに基づいている。円錐交差平面塗布液データは、特定の領域における堆積速度、例えば、体積又は質量に関するデータを含むことができる。円錐と物理表面との交点が領域を画定し、その領域内で堆積を決定することができる。また、経時的な変位データを用いれば、物理面上の層や厚さを求めることができる。

また、別の実施態様は、所定の塗布液の選択に関連する入力を受け取ることと、所定の塗布液に関連するデータを電子メモリに提供することに応答して、スプレーガンに関連する噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを得ることと、をさらに含む。異なるタイプの塗布は、異なる特性を有する。この実装では、異なる特性を考慮に入れることができ、より正確なデータを提供する。さらに、または代替として、湿度、温度、周囲環境に関する他の環境データ、他のデータ、またはそれらの組合せなどの他のデータを考慮に入れることができる。

再び、さらなる実施態様は、スプレーガンを通る塗布液の質量流量の指標を提供する塗布液流量データを取得することと、塗布液流量データに基づいて塗布モデルデータを調整することと、をさらに含む。異なる種類の塗布は、液滴サイズ、液滴密度、粘度、相対質量、空気圧及び／又は空気流に対する流量依存性、その他、又はこれらの組み合わせなどの異なるスプレー特性を有してもよい。この実装は、これを考慮に入れ、より正確なデータを提供する。塗布液のデータは、塗布液の直接的又は間接的に測定された質量流量又は体積流量によって示すことができる。実際の塗布液の流量を測定し、決定することができる。あるいは、任意選択で、圧力、質量流量、流速、供給ダクトボア直径、その他、またはそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む特性を有する空気の流れ、ならびに塗布液の流れを、空気の流れ、任意選択で他のパラメータに基づいて決定することができる。

さらに別の実施態様では、塗布液流量データには第１のタイムスタンプが提供され、距離データには第２のタイムスタンプが提供され、位置データには第３のタイムスタンプが提供され、この方法は、第１のタイムスタンプ、第２のタイムスタンプ、および第３のタイムスタンプに基づいて、流体流量データ、距離データ、および位置データを経時的に照合することをさらに含む。流量データを決定することは、塗布液及び／又は空気の流れとの直接接触を必要とする場合があり、センサキットがスプレーガンから都合よく取り外し可能であることが好ましいため、センサキットでは不可能である場合がある。したがって、複数のエンティティからのデータが経時的に使用される場合、データは、タイムスタンプを使用して同期され得る。

またさらなる実施態様は、第１のタイムスタンプ、第２のタイムスタンプ、および第３のタイムスタンプをネットワークソースから提供するためのデータを取得することと、塗布液流量データに第１のタイムスタンプを提供し、距離データに第２のタイムスタンプを提供し、位置データに第３のタイムスタンプを提供することと、をさらに含む。有線および無線のネットワークルータは、タイミングデータを提供するように構成され得る。このようなタイミングデータが同期されると、同期に適したタイムスタンプを提供する役割を果たすことができる。

別の実施態様は、物理表面の領域に対する単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データに基づいて、物理表面上の塗布液の層の厚さを計算することをさらに含む。利用可能な全質量流量、円錐体にわたる流れの分布、及び時間にわたる円錐体に対する物理表面の位置を用いて、単位面積当たりの塗布液の全堆積を時間にわたり決定することができる。スプレージョブが終了した時点で、層の厚さを決定することができる。

再び、別の実施態様は、塗布液に関する硬化データを取得することと、硬化データに基づいて、物理表面上の塗布液の硬化層の硬化厚さを決定することと、をさらに含む。特定の用途では、硬化層の厚さは、特に物理表面上の特定の位置で重要である。硬化層の厚さは、一般に、スプレーされたばかりの層の厚さよりも小さい。湿潤であり得るスプレーされたばかりの層と、乾燥であり得る硬化層との間の関係は、線形であっても非線形であってもよい。

第２の態様は、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡するように構成された電子計算装置を提供する。本装置は、少なくとも１つの距離センサを含み、スプレーガンに接続された距離センサモジュールから、スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを受信し、電子メモリから、スプレーガンに関連付けられた噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得し、スプレーガンに接続された位置検知システムから、物理表面上の第１の位置に対するスプレーガンの指標を提供する位置データを受信するように構成された通信ユニットを含む。本装置は、距離データ、位置データ、及び三次元塗布モデルに基づいて、物理表面の領域上への単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを計算するように構成された処理ユニットをさらに含む。

第３の態様は、コンピュータに、コンピュータに含まれるプロセッサによって命令が実行されるときに、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法を実行させる、コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。この方法は、少なくとも１つの距離センサを含み、スプレーガンに接続された距離センサモジュールから、スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを受信することと、電子メモリから、スプレーガンに関連付けられた噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得することと、スプレーガンに接続された位置検知システムから、物理表面上の第１の位置に対するスプレーガンの指標を提供する位置データを受信することと、距離データ、位置データ、及び三次元塗布モデルに基づいて、物理表面の領域上の単位時間当たりの塗布堆積の塗布堆積領域データを計算することとを含む。

第４の態様は、コンピュータに、コンピュータに含まれるプロセッサによって命令が実行されるときに、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を記憶した非遷移媒体を提供する。この方法は、少なくとも１つの距離センサを含み、スプレーガンに接続された距離センサモジュールから、スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを受信することと、電子メモリから、スプレーガンに関連付けられた噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得することと、スプレーガンに接続された位置検知システムから、物理表面上の第１の位置に対するスプレーガンの指標を提供する位置データを受信することと、距離データ、位置データ、及び三次元塗布モデルに基づいて、物理表面の領域上の単位時間当たりの塗布堆積の塗布堆積領域データを計算することとを含む。

ここで、その様々な態様および実施形態を、図面と併せてさらに詳細に論じる。図面は、その様々な態様および実施形態の可能な実装を示し、例として提供され、特許請求の範囲の主題に対するいかなる限定としても提供されない。

センサキット、スプレーガン、及び表面の一例を示す概略図である。 スプレーガン用のセンサキットにおいてフィードバック信号を生成する方法の第１のフローチャートを示す。 塗布データを再構成するための方法の第２のフローチャートを示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。 ノズルの向き、塗布表面と噴霧円錐の断面の例を示す。

図１は、ハウジングとしてセンサキット本体１０２を含むセンサキット１００の一実施形態の概略図を示す。センサキット本体１０２は、接続モジュールとしてのスプレーガンコネクタ１０４を有している。本体１０２には、コネクタ１０４を介してスプレーガン１４０が接続されている。スプレーガン１４０は、スプレーガンハウジング１４１を有している。スプレーガン１４０は、例えば、高容積低圧（ＨＶＬＰ）スプレーガンとすることができる。

センサキット本体１０２は、図１では長方形として概略的に示されているが、異なる実施形態では、本体１０２は異なる形状を有してもよい。例えば、本体１０２は、接続されるように配置されたスプレーガンハウジング１４１の形状を取り囲む形状とすることができる。また、本体１０２の形状及び／又はセンサキット１００の重心は、スプレーガン１４０に取り付けられた際に、スプレーガン１４０の重心が所望の範囲内に維持されるように適合されてもよい。したがって、スプレーガン１４０の取扱いは、センサキット１００を接続することによる影響を最小限に抑えることができる。

スプレーガン１４０は、塗料１４２の層を塗布物質として車体部１４４の表面に塗布するために用いられてもよい。スプレーガン１４０は、エアロゾル塗装１４８のミストを噴出することができるノズル１４６と、塗料を塗布物質として受け取るための入力部と、を備えている。スプレーガン１４０は、手持ち式のスプレーガン１４０とすることができ、このスプレーガンは、ユーザが操作してスプレーガン１４０からの塗料１４８の放出を一定の速度で制御することができるトリガを含む。

トリガは、塗料又は別の塗布液をノズルに導く導管のスループット面積を制御することができる。代替的に又は追加的に、トリガ又は別のトリガ若しくは制御ノブは、スループットオリフィス、例えばノズル１４６又は別のオリフィス内の制御針の位置を制御することができる。一実施形態では、制御針を使用して塗布液の流れを正確に制御することができ、トリガを使用してノズルの「オン」状態と「オフ」状態の間で切り替えることができる。正確な制御機構に加えて、塗布液の流れは、塗布液が供給される圧力を変えて制御することもできる。１つ以上の精密制御設定、塗布液圧力、及びトリガ状態は、任意のスプレージョブパラメータとして考慮することができる。

ユーザは、スプレーガン１４０を所望に応じて移動させたり向きを変えたりすることができ、これにより、車体部１４４から離れたり、車体部１４４に近づいたりする際に、一定の速度及び加速度で移動させることができる。ユーザは、スプレーガン１４０を所望の向きにさらに向けることができ、したがって、塗料を異なる接近角度から塗布することができるように、車体部１４４に対するノズル１４６の向きを変更することができる。

センサキット本体１０２には、距離センサモジュール１０６が備える近接センサとしての１つ又は複数の飛行時間センサを含む距離センサモジュール１０６が設けられている。飛行時間センサは、各センサと車体部１４４及び／又は塗料層１４２との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３のスプレージョブパラメータ値としての距離データを得るために配置されている。したがって、距離センサモジュール１０６内の飛行時間センサは、好ましくは、センサキット１００がスプレーガン１４０に接続されたときにノズル１４６と同じ方向を向くが、これは、ノズル１４６も車体部分１４４及び／又は塗料層１４２と対向するからである。

また、近接センサとしての飛行時間センサは、発光される光信号としてのレーザ光を出射する光送信器としてのレーザ又はＬＥＤを備えていてもよい。飛行時間センサは、レーザビームの反射として反射光信号を受信する光受信機をさらに備えてもよい。近接プロセッサを使用して、放射されたレーザビームと反射されたレーザビームとの間の関係に基づいて、飛行時間センサと表面１４４との間のスプレー距離を決定することができる。

放射された光信号は、例えば８００～１１４０ｎｍ、より詳細には９００ｎｍ～１０００ｎｍ、最も好ましくは９４０ｎｍの近赤外波長スペクトルを有することができる。このような波の電磁放射は可視ではなく、人間の目には不透明と思われる物質を通って進むことができるが、９００ｎｍ～１０００ｎｍ、及び特に９４０ｎｍの電磁放射に対しては透明である。

センサキット本体１０２は、非半透明材料を含むことができ、したがって、飛行時間センサによって放射される光は、センサキット本体１０２によって妨げられることがある。図１の実施形態では、センサキット本体１０２は、オプションとして、飛行時間センサによって放射され、反射されて飛行時間センサに戻る光が通過することができる少なくとも部分的に半透明のビューイングウインドウ１０８を含む。あるいは、光が通過すべきセンサキット本体１０２の少なくとも一部は、飛行時間センサによって使用される光の波長（例えば、赤外スペクトルの波長とすることができる）に対して少なくとも部分的に半透明である材料で作製することができる。

一実施形態では、飛行時間センサは、２０センチメートルから５０センチメートルの通常のスプレー距離でそれらの光が干渉しないような距離で離間される。したがって、特にセンサキット１００が車体部１４４の表面に対して傾いている場合、距離ｄ１、ｄ２、およびｄ３の異なる値を得ることができる。

図１の実施形態では、センサキット１００は、処理ユニットとしてマイクロコントローラ１１０を含む。マイクロコントローラ１１０は、１つまたは複数の基準パラメータ値を受け取るように構成された入力モジュールとしてのデータ入力１１２を備える。受信した基準パラメータ値は、メモリ１１４に記憶することができる。距離データは、飛行時間センサ１０６によってマイクロコントローラ１１０のデータ入力１１２に送信することができ、任意選択でメモリ１１４に記憶することもできる。

マイクロコントローラ１１０は、センサキット１００の実施形態では、センサキット本体１０２の内部に設けられている。また、センサキット１００の実施形態も想定され、処理ユニットの一部としての別のマイクロコントローラがセンサキット本体１０２の外側に設けられる。この他のマイクロコントローラは、例えば、サーバ、スマートフォン、タブレット、任意の他のコンピュータ装置、またはそれらの任意の組み合わせなどの１つまたは複数の外部コンピュータ装置によって構成することができる。

また、処理ユニットの少なくとも一部をセンサキット本体１０２の外部に設ける場合は、センサモジュールとマイクロコントローラ１１０との間を有線又は無線で接続し、情報の授受を可能としてもよい。無線接続を用いる場合、例えば、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、その他のプロトコルを用いてデータのやり取りを行うことができる。

処理ユニットとしてのマイクロコントローラ１１２は、取得されたスプレージョブパラメータ値の少なくとも一部を対応する１つ又は複数の基準パラメータ値と比較するように構成された比較モジュール１１６を更に含む。したがって、比較モジュール１１６は、例えばデータ入力１１２からスプレージョブパラメータ値の少なくとも一部と基準パラメータ値の少なくとも一部を受け取り、かつ／またはメモリ１１４からスプレージョブパラメータ値の少なくとも一部と基準パラメータ値の少なくとも一部を取り出すように構成することができる。

比較モジュール１１６は、さらに、比較の結果に基づいて比較データ信号を生成するように構成される。比較データ信号は、出力モジュール１１８によって受信することができ、出力モジュール１１８は、比較データ信号をセンサキット１００の他の構成要素に送信するように構成され、使用することができる。いくつかの実施形態では、出力モジュール１１８は、一般に、処理ユニット、比較モジュール、センサモジュール、またはセンサキット１００によって構成することができる。

データ入力１１２は、特定のユーザ又はユーザのグループを示すことができるユーザ識別データを受信するように構成することができる。例えば、ユーザ識別データは、雇用者データ、名前、及び／又はユーザのグループの特定のユーザを識別することができる任意の他のデータを含むことができる。ユーザ識別データは、メモリ１１４に記憶されてもよい。ユーザ識別データがメモリ１１４に記憶されると、特定のセンサキット１１０を特定のユーザにリンクすることができる。

センサキット１００を有するスプレーガン１４０を使用するユーザにフィードバックを提供するために、ユーザフィードバックモジュールとしてのフィードバックコントローラ１２０がセンサキット１００に含まれる。フィードバックコントローラ１２０は、比較データ信号の少なくとも一部に基づいてユーザフィードバック信号を生成するように構成される。フィードバックコントローラ１２０は、さらに、データ出力１１８から比較データ信号の少なくとも一部を受信し、かつ／またはメモリ１４４から比較データ信号の少なくとも一部を取り出すように構成され得る。

図１の実施形態では、フィードバックコントローラ１２０は、センサキット本体１０２の内部に設けられている。フィードバックコントローラ１２０の少なくとも一部がセンサキット本体１０２の外側に設けられる実施形態も想定される。このような実施形態では、生成されたフィードバック信号の少なくとも一部を、有線接続または無線接続を介して、スピーカ、ディスプレイ、または光などの外部フィードバック装置に送信することができる。

フィードバックコントローラ１２０は、図１の実施形態では、フィードバック信号に基づいて視覚信号を提供するように構成されたディスプレイ１２２を備える。ディスプレイ１２２は、センサキット本体１０２内に配置された状態で示されている。実施形態では、ディスプレイ１２２はまた、異なる場所に配置されてもよく、ディスプレイ１２２は、例えば、スマートフォンのディスプレイ、タブレット、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、スマートウォッチ、スマート眼鏡、または任意の他のディスプレイであってもよい。

スプレーガン１４０の配向を示す配向データを得るために、センサキット１００の実施形態は、絶対又は相対配向センサ１３０とすることができる配向センサ１３０を含むことができる。配向センサ１３０は、磁力計、加速度計、コンパス、ジャイロスコープ、任意の他のセンサ、またはそれらの任意の組合せを備えることができる。配向センサ１３０は、センサキットの角度、好ましくは水平面に対する角度を測定するように配置される。好ましくは、配向センサは、ノズル１４６のスプレー方向に垂直な第１の軸上の第１の回転φ、スプレー方向に垂直で第１の軸に垂直な第２の軸上の第２の回転θ、及びスプレー方向に平行な第３の軸上の第３の回転ψを示す３つの信号を提供するように構成される。

したがって、配向データは、スプレーガン１４０のロール、ヨー、及びピッチを示すデータを含むことができる。ハウジング本体１０２は好ましくはスプレーガン１４０にしっかりと接続されているので、配向センサ１３０のロール、ヨー、及びピッチは、スプレーガン１４０のロール、ヨー、及びピッチに実質的に対応することができ、又は少なくともスプレーガン１４０のロール、ヨー、及びピッチに変換することができる。配向センサ１３０の任意の１つまたは複数の出力パラメータを、任意のスプレージョブパラメータと見なすことができる。

さらに、または代替として、配向センサ１３０は、基準面に対する配向センサの少なくとも１つの角度を決定するように構成される。基準面は、例えば、水平面、垂直面、又は塗料１４２が塗布される表面１４４を表す面とすることができる。

スプレーガン１４０の移動を示す移動データを取得するために、センサキット１００の実施形態は、移動センサの一例として加速度計１３２を含むことができる。加速度計１３２は、好ましくは、３つの方向の加速度を示す３つの信号を提供するように構成される。好ましい実施態様では、第１の加速度が、第１の方向ｘ、第２の方向ｙ、および第３の方向ｚで測定される。より好ましい実施形態では、各方向は、上述のように回転軸と平行である。例えば、第１の方向は第１の軸と平行であり、第２の方向は第２の軸と平行であり、第３の方向は第３の軸と平行であるが、他の選択肢も考えられる。

移動データは、スプレーガン１４０の１つ又は複数の方向の速度及び／又は加速度及び／又は変位を示すデータを含むことができる。ハウジング本体１０２は好ましくはスプレーガン１４０に剛性的に接続されているので、移動センサ１３２の速度及び／又は加速度は、スプレーガン１４０の速度及び／又は加速度に実質的に対応することができ、又は少なくともスプレーガン１４０の速度及び／又は加速度に変換することができる。速度、加速度、および変位のうちの１つまたは複数（スカラーまたはベクトルのいずれか）を、オプションのスプレージョブパラメータと見なすことができる。

また、図１に示されるセンサキット１００の実施形態は、オプションとして、フィードバック信号に基づいて音声信号を供給するスピーカとしてのスピーカ１２６を備えている。フィードバック信号に応じて、オーディオ信号は、例えば、ユーザに特定の種類のフィードバックを示すために、異なる音量及び／又は周波数を有してもよい。

さらなるオプションとして、図１に示されるようなセンサキット１００の実施形態は、フィードバック信号に基づいて触覚信号として振動を提供するための触覚モジュールとしての振動ユニット１２８を含む。振動は、接続部１０４を介して、スプレーガン１４０のユーザによって保持され得るスプレーガン本体１４１に伝達され得る。そのため、ユーザは、スプレーガン１４０を保持した際に振動を感じるおそれがある。

さらなるオプションとして、センサキット１００の実施形態が想定され、センサモジュールは、スプレー塗装される表面１４４の温度を示す温度データを得るための温度センサを含む。このような実施形態では、基準パラメータ値は、表面１４４が有するべき最低温度を含むことができる。比較モジュールが、表面１４４の温度が最小温度よりも低いことを示す比較データ信号を提供する場合、ユーザフィードバックモジュールは、表面１４４の温度が低すぎることをユーザに示し得る。

電気エネルギを必要とするセンサキット１００の構成要素に電力を供給するために、センサキット１００は、電気エネルギを貯蔵することができるバッテリ１３４を含むことができる。特定の実施形態では、センサキットハウジング１０２は、例えば、流体がハウジングに入るのを防止するため、及び／又は電気部品が塗料煙霧にさらされるのを防止するために、実質的に密閉されている。実質的に密閉されているため、バッテリ１３４を充電するための有線接続を使用すること、および／または消耗したバッテリを容易に交換することができない場合がある。

また、センサキット１００には、バッテリ１３４を充電するための無線充電モジュールとしてのコイル１３６が含まれ、バッテリ１３４と共にセンサキットハウジング１０２の内部に配設されていてもよい。例えば、誘導充電を用いることで、コイル１３６を介してバッテリ１３４に電気エネルギを供給することができる。この電気エネルギの伝達は無線であるため、ハウジング１０２内にコネクタを配置する必要がなく、エアロゾル中に可燃性塗布物質を含む可能性がある周囲空気に曝す必要がある電気部品もない。

スプレーガン用のセンサキットにおいてフィードバック信号を生成するための方法の実施形態が、図２に概略的に示され、図１に示されるようなセンサキット１００と併せて詳細に説明される。この方法はまた、センサキット１００の他の実施形態と併せて適用されてもよく、図１のセンサキット１００は、第１のフローチャート２００によって示される方法の他の実施形態と併せて使用されてもよいことが理解されるであろう。フローチャート２００の様々な部分を以下に簡単に要約する。
２０２ 開始
２０４ 参照パラメータ値を受け取る
２０６ スプレージョブパラメータ値を得る
２０８ スプレージョブパラメータ値を基準値と比較する
２１０ 出力比較データ信号
２１２ 比較データ信号を受信する
２１４ 終了

この方法は、ターミネータ２０２で開始する。この方法の第２のステップ２０４は、例えばデータ入力１１２によって基準パラメータ値を受信することを含む。基準パラメータ値の少なくとも一部は、外部源、例えばサーバ１５０から受信することができる。センサキット１００と、特に一方ではデータ出力１１８と、他方ではサーバ１５０との間の接続は、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ ８０２．１１）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、４Ｇ（ＬＴＥ）および５Ｇを含むがこれらに限定されない任意のセルラ電気通信規格を使用して実行することができる。

サーバ１５０は、処理ユニット１５２を備え、参照パラメータ値を含むデータベースを格納した大容量メモリ１５４へのアクセスを少なくとも有することができる。さらなる実施形態では、基準パラメータ値の少なくとも一部は、センサキット１００のメモリ１１４上に既に存在してもよい。

また、メモリ１５４は、スプレーガン１４０が使用される構内やその他の場所に設けられたサーバ１５０に含まれ、他の場所に設けられた大容量メモリ１５４としてもよい。また、大容量メモリ１５４は、図３に関連して以下で説明する方法を実行するように処理ユニット１５２をプログラミングするためのコンピュータ実行可能コードを記憶することができる。したがって、大容量メモリ１５４は、不揮発性メモリを含むことが好ましい。

サーバ１５０は、センサキット１００、特にデータ出力１１８及びデータ入力１１２と通信するための通信モジュール１５６を含む。

サーバ１５０は、専用タスクのための様々なサブユニットを備えるサーバ処理ユニット１５２をさらに備える。サブユニットは、不揮発性（再）プログラマブルメモリ又は揮発性メモリによって、処理ユニットにハードウェアとして組み込まれているか、又はプログラムされてもよい。サーバ処理ユニット１５２は、以下で説明する第１のフローチャート２００（図２）及び第２のフローチャート２００（図３）と併せて説明する様々な機能を実行するための、統合ユニット１６０、空間計算ユニット１６２、畳み込みユニット１６４、同期ユニット１６６、及びプロセス計算ユニット１６８を含むことができる。

基準パラメータ値は、塗布タイプの集合と、対応する好ましいスプレーパラメータとを含むことができる。スプレーパラメータは、塗布のタイプに特有のものとすることができる。例えば、特定の第１の塗布タイプの場合、ノズル１４６と表面１４４との間の好ましいスプレー距離は、第１の距離間隔内にある。オペレータがサーバ１５０によって特定の塗布を選択すると、好ましいスプレーパラメータをセンサキットに提供することができる。

基準パラメータ値は、例えば、スプレーガン１４０の最小及び／又は最大速度、向き、及び／又は加速度、最小又は最大動作温度及び／又は圧力、塗布液の最小又は最大流量、及び／又はスプレージョブ又はそれらの任意の組み合わせに関連し得る任意の他のデータに関連するデータを含むことができる。

ステップ２０６では、距離センサモジュール１０６に含まれる少なくともいくつかのセンサ、例えば１つまたは複数の飛行時間センサを使用して、スプレージョブパラメータ値を取得する。第３のステップ２０６は、センサキット１００が初期化された後、又は実際のスプレージョブが開始されたときに開始することができる。スプレージョブパラメータ値は、所定の時間の間、又はスプレージョブが終了した又は一時的に一時停止されたと判定されるまで、毎秒一定量のデータポイントで取得することができる。

第３のステップ２０６と同時に行うことができるステップ２０８では、スプレージョブパラメータ値の少なくとも一部が、例えば比較モジュール１１６を使用して、受け取った基準パラメータ値の少なくとも一部と比較される。

ステップ２１０は、第３のステップ２０６及び第４のステップ２０８の何れかと同時に行うことができ、比較データ信号は、例えば、データ出力１１８によって、ユーザフィードバックモジュールとしてのフィードバックコントローラ１２０へ出力される。これにより、フィードバックコントローラ１２０は比較データ信号又はその少なくとも一部に基づいて動作することができる。

ステップ２１２は、第３のステップ２０６、第４のステップ２０８、及びステップ２１０のいずれかと同時に行うことができ、比較データ信号がフィードバックコントローラ１２０によって受信され、フィードバック信号が比較データ信号の少なくとも一部に基づいて生成される。

方法２００は、例えばスプレージョブが終了すると、ターミネータ２１４で終了する。スプレーガン１４０が使用されている間、第２、第３、第４、第５、及び第６のステップのいずれかを、任意選択で同時に、並行して、及び／又は段階的に、好ましくはリアルタイムで、又は少なくとも実質的にリアルタイムで繰り返すことができ、その結果、スプレーガン１４０のオペレータはフィードバックに反応することができる。

一例として、方法２００を説明するが、ここでは、センサキット１００は、センサキット１００と表面１４４との間の距離ｄでスプレーガン１４０を使用してユーザにフィードバックを提供するために使用される。

方法２００は、ユーザがセンサキット１００をスプレーガン１４０に接続することによって初期化される。例えば、スプレーガン１４０は、センサキット１００のスイッチを入れるためにセンサキット１００に含まれるリード接触子のような磁気スイッチを操作するように配置された磁石を備えてもよい。

次に、ユーザは、例えば、サーバ１５０とのユーザ対話を可能にするように構成されたグラフィカルユーザインターフェースを介して塗布のタイプを選択することによって、スプレーガン１４０によってスプレーされる塗布のタイプを選択する。あるいは、サーバ１５０は、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ装置、又はユーザが塗布のタイプを選択することを可能にする任意の他の装置上のアプリケーションとして具現化されてもよい。いくつかの実施形態では、塗布のタイプを示すデータを得るために、塗布物質の容器上のバーコードを走査するためのバーコードスキャナを設けることができる。なお、スキャナの一部をセンサキット１００に組み込んでもよい。

ユーザが塗布のタイプを選択すると、サーバ１５０は、塗布のタイプに対応する基準パラメータ値を、例えば、内部メモリ又は外部メモリにおいて、直接的に、又はＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、若しくは任意の他の有線若しくは無線接続などの接続を介して、検索する。また、基準パラメータ値の一部を局所的に設け、他の一部を遠隔に設けてもよい。

サーバ１５０は、基準パラメータ値をセンサキット１００に送信し、センサキット１００のデータ入力１１２は、基準パラメータ値を受信し、メモリ１１４に記憶する。この例における基準パラメータ値は、選択された塗布のタイプに特有の所望の距離範囲を含む。センサキット１００は、フィードバックを提供することによって、ユーザがスプレーガン１４０をこの所望の距離範囲内に保つのを助けることができる。基準パラメータ値の一例としての所望の距離範囲は、塗布材の製造業者によって供給されていてもよい。

所望の距離範囲は、スプレーガンのノズル１４６と表面１４４との間の距離、又はスプレーガンの任意の他の構成要素と表面１４４との間の距離、又は飛行時間センサ１０６と表面１４４との間の距離ｄに対応することができる。いずれの場合でも、センサキット本体１０２とスプレーガン１４０との間の接続は、好ましくは実質的に剛性であり、センサキット１００の構成要素の寸法が既知であるため、これらの距離のいずれかが、ノズル１４６と表面１４４との間の距離を示し得る。

あるいは、センサキットのハウジングがスプレーガンに実質的に剛性的に接続されていない場合、実質的に剛性的でない接続の動的モデルを、センサキットによって取得されたデータをスプレーガンに関連するデータにマッピングするために使用することができる。

スプレージョブと呼ばれることがあるスプレーガン１４０の使用中、飛行時間センサ１０６は、飛行時間センサ１０６と飛行時間センサ１０６に面する表面１４４との間の距離ｄを示す距離データを取得する。次いで、この距離データは、得られたデータを所望の距離範囲と比較する比較モジュール１１６によって使用される。

この比較の結果は、距離データ内の特定のデータ点が範囲内にあるか、または範囲外にあるかを示す値を含むことができる。この比較の結果は、代替的に又は追加的に、特定のデータ点が範囲外にある場合、特定のデータ点が大きすぎるかどうか、小さいかどうか、及び／又はデータ点が範囲外にある量を示す値を含むことができる。

出力モジュールは、比較データ信号をフィードバックコントローラ１２０に出力し、フィードバックコントローラ１２０は、スプレーガン１４０を使用して比較データ信号のフィードバックをユーザに提供するように構成することができる。フィードバックは、ユーザが、提供されるフィードバックに従ってスプレーガン１４０の使用法を適切に変更できるように、実質的にリアルタイムで提供されることが好ましい。

フィードバック制御部１４０は、比較データ信号を受信した後、比較データ信号の少なくとも一部に基づいてフィードバック信号を生成する。

特定の実施形態では、フィードバックコントローラ１４０は、生成されたフィードバック信号に基づいて視覚信号をユーザに提供するための光学モジュールに含まれるＬＥＤモジュール１２６を備える。ＬＥＤモジュール１２６は、１つ又は複数のＬＥＤを含むことができ、ＬＥＤは、単一色の光を提供するように構成することができ、又は異なる色、例えば、赤、緑、青、若しくはこれらの組み合わせの光を提供するように制御可能とすることができる。

また、フィードバック制御部１４０は、取得した距離が所望の距離範囲内である場合、着色光の一例として緑色光を表示するようにＬＥＤモジュール１２６を制御してもよい。また、フィードバック制御部１４０は、取得した距離が所望の距離範囲から外れた場合、色の異なる光の一例として赤色の光を表示するようにＬＥＤモジュール１２６を制御してもよい。

実施形態では、フィードバックコントローラ１４０は、フィードバック信号に基づいて視覚信号を提供するように構成された、光学モジュールの一部としてのディスプレイ１２２を備える。ディスプレイ１２２は、飛行時間センサ１０６によって取得された実際の距離データに対応する値を示すように構成されてもよく、したがって、例えば、ミリメートル単位またはインチ単位で測定された距離に対応する数値を示すように構成されてもよい。取得された距離データは、直接ディスプレイ１２２に供給されてもよいし、フィードバック制御部１４０を介して供給されてもよい。

フィードバックコントローラ１４０が、所定の時間量にわたって所望の範囲外にある距離データに対応する比較データ信号を受信した場合、フィードバックコントローラ１４０は、フィードバック信号を生成して振動ユニット１２８を制御し、所定の時間量にわたって所望の距離が満たされていないことを示す触覚フィードバックをユーザに提供するように構成され得る。

図３は、スプレーガン１４０のためのセンサキット１００と通信するためのサーバシステム１５０において、又はスマートフォン若しくはタブレットコンピュータのような異なるコンピュータ装置において実行され得る、塗布データを再構成する第２のフローチャート３００を示している。第２のフローチャート３００の様々な部分を以下に簡単に要約する。
３０２ 開始
３０４ 塗布データを取得する。
３０６ 塗料モデルデータを取得する。
３０８ 加速度データを監視する。
３１０ ゼロ交差？
３１２ 流量データを監視する。
３１４ 流量？
３１６ 距離データを監視する。
３１８ 回転データを監視する。
３２０ 加速度データを監視する。
３２２ 流量データを監視する。
３２４ 移動データを算出する。
３２６ 表面配向を決定する。
３２８ 表面に対する角度を決定する。
３３０ 噴霧円錐に対する交差表面を計算する。
３３２ 交差平面内の塗布パラメータを決定する。
３３４ 流量データとセンサーキットデータを同期する。
３３６ 交差平面内の塗布堆積速度を計算する。
３３８ 表面上の塗布層厚さを計算する。
３４０ 表面の硬化層厚さを算出する。
３４２ 流量データを監視する。
３４４ 流量？
３４６ 終了

プロセスは、ターミネータ３０２で開始し、ステップ３０４に進み、塗布データが取得される。このような塗布データは、スプレーガン１４０のユーザから受信したデータに基づいて得ることができる。入力は、手動で、キーボードからデータを受信することによって、バーコードスキャナによって、アイコンの選択による入力を受信することによって、他のアイコン、またはそれらの組み合わせによって提供されてもよい。塗布データは、粘度、商標名、溶液液体含有量、硬化に伴う層厚さの減少に関するデータ、塗布する表面までの所望の距離、他の距離、またはそれらの組み合わせなど、塗布液のうちの少なくとも１つに特に関連する特性を含む。

ステップ３０６では、塗料モデルデータを取得する。塗料モデルデータは、主にスプレーガン１４０に関するデータを含んでいる。塗料モデルデータは、スプレーガン１４０の構造及びノズル１４６によって提供される噴霧円錐の構造に関するデータを含む。データは、２次元、スプレー方向に垂直な方向のみ、又は３次元とすることができる。塗料モデルデータは、平均流れ密度、中央流れ密度、最大流れ密度、最小流れ密度、円錐内の位置の関数としての流れ密度、円錐頂点、円錐形状（円形又は非円形楕円形）、並びにスプレーガン１４０又はノズル１４１から車体部分の表面までの距離、塗料特性、空気圧、空気流、空気流速、他のもの、又はこれらの組み合わせに依存する値を有するこれらのパラメータの１つ又は複数を含むことができる。

噴霧円錐の実際のデータは、塗料の特性、空気圧、スプレーガン１４０のトリガの移動量、車体部１４４までの距離、その他、又はこれらの組み合わせに依存し得る。塗装モデルデータは、塗布データと同様にして取得することができる。このようにして得られるものとして説明されたデータは、処理ユニット１５２によって大容量メモリ２１４から得ることができる。

ステップ３０８では、センサキット１００に含まれる加速度計１３２から受信した加速度データを監視する。操作者がスプレーガン１４０を保持した際に、特定の方向、特にスプレー方向と直交する方向及び左右方向の加速度が少なくとも１回、好ましくは２回以上ゼロを交差する場合、ステップ３１０において、スプレーガン１４０がスプレー用として使用されていることを検知する。

また、誤検出の危険性を低減するために、加速度値のゼロ交差の検出と、後続する２つ以上の交差の時間が略同一であると判定することを組み合わせてもよい。これにより、スプレーガン１４０のスイングを、作業者による塗装ジョブの実行の指標として検知することができる。

代替的に又は追加的に、流量データを監視することができる。流れデータは、スプレーガン１４０のトリガが引かれたかどうかを監視することによって、例えば、２進、そうでなければデジタル又はアナログ継続信号とすることができるトリガセンサ（図示せず）から信号を受信することによって監視することができる。流量は、複数の、例えば連続した時点の流量の指標を提供するタイムスタンプを備えてもよい。

流量データから、ノズルを通る質量流量又は体積流量を、例えば、塗布液の密度の記憶された値に基づいて決定することができる。トリガが開かれたか否かを判定し、トリガの判定された状態をノズルの公称流量と組み合わせることによって、任意選択でスプレーガン１４０に供給される空気の１つまたは複数の圧力で、トリガを動作させる特定の瞬間に総質量流量または総体積流量を判定することができる。トリガ操作と質量流量又は体積流量との関係と組み合わせて、トリガがどれだけ遠く又はどれだけ操作されるかを決定することによって、特定の瞬間の実際の流量を決定することができる。

これに代えて又はこれに加えて、空気の流れ及び塗料の流れのうちの少なくとも１つをセンサ（図示せず）によって監視し、このようなセンサによって提供される信号を処理ユニット１５２によって監視することができる。したがって、総流量データ（質量流量（率）または体積流量（率））は、センサによって直接得ることができる。

そして、空気の流れ、トリガの押圧、塗料の流れのうち少なくとも１つが検知された場合には、ステップ３１４において、スプレージョブが開始されたと判定される。一実施形態では、この判定は、信号が所定の時間間隔よりも長い期間にわたって検出された場合にのみ行われる。

センサデータの評価に基づいて、塗装ジョブが開始されたと判定された場合、距離センサモジュール１０６によって提供される距離データがステップ３１６で監視され、配向センサ１３０によって提供される回転データがステップ３１８で監視され、加速度計１３０によって提供される加速度データがステップ３２０で監視され、上述のセンサによって提供される流量データがステップ３２２で監視される。監視ステップは、並列に、又は断続的に繰り返し（織り合わせて）、直列に実行することができる。

また、加速度計データに基づいて、加速度計から受信したデータを時間的に１回又は２回積算することで、操作者がスプレーガン１４０を移動させる速度と、操作者がスプレーガン１４０を移動させる距離を算出し、積算部１６０がこの動作を行ってもよい。積分の前に、加速度計によって提供されるデータは、統計パラメータを使用して、例えば、外れ値を除去することによって、時間にわたって信号を平滑化することによって、例えば、移動平均または平均中央値を決定することによって、例えば、時間にわたって標準偏差に基づいて外れ値が何であるかを決定することによって、処理され得る。代替的に又は追加的に、加速度データ信号は、例えばカルマンフィルタを使用してフィルタリングされてもよい。代替的に又は追加的に、変位データは、例えば、スプレー室内のビーコンを使用して、異なって取得される。

スプレーガンが車体部１４４に適切に向けられている場合、スプレー方向は常に車体部の表面に対して垂直であるため、車体部１４４と平行な方向の加速度の情報で十分である。しかし、必ずしもそうではない場合があり、そのため、すべての方向の加速度を処理することが好ましい。

ステップ３２６では、オプションとして、車体部１４４の表面の向きを決定することができる。一実施形態では、表面は水平または垂直であると仮定される。

別の実施形態では、スプレーガンは、主として表面に対して垂直に保持されると仮定される。配向センサ１３０によって提供される配向データに基づいて、スプレーガン１４０が少なくとも平均して表面に追従するという仮定の下で、表面の配向を決定することができる。

ステップ３２８では、車体部１４４の表面に対するスプレーガン１４０の向きを決定することができる。一実施形態では、表面までの距離に関するデータを考慮に入れることができる。距離センサモジュール１０６が、複数の飛行時間センサ、または同等の機能を有する他のセンサを含み、測定された距離がすべて同一である場合、スプレーガン１４０は、表面に垂直に向けられる。また、距離が異なる場合は、垂直以外にも、スプレーガン１４０の向きやノズル１４６が提供する噴霧円錐の向きを決定してもよい。

表面が水平又は垂直であると仮定される実施態様では、配向センサ１３０からのデータを使用して、１つ又は複数の軸にわたって、表面に対するスプレーガンの配向を決定するために使用することができる。

別の実施形態では、表面の配向が配向センサモジュール１３０からのデータを使用して決定される場合、表面に対するスプレーガン１４０の配向は、経時的に、例えば２、５、又は１０秒にわたって得られる平均からの配向センサからの信号の偏差を検出することによって決定することができる。

ステップ３２８で算出されたデータに基づいて、距離センサモジュール１０６からのデータ、塗料モデルデータ、塗装データ等、又はこれらの組み合わせ、噴霧円錐と車体部１４４の表面との交点又は交点平面がステップ３３０で決定され、この動作は空間算出部１６２によって実行されてもよい。交差平面の情報を用いて、塗料モデルデータ、及び任意選択で塗布データを考慮に入れて、交差平面内の塗布パラメータを決定することができる。

塗料モデルが、円錐内の位置の関数としての流れ密度データを、数値表現、分析表現、他のもの、またはそれらの組合せで含む場合、塗布パラメータ、特に流れ密度に関連するデータを、ステップ３３２で決定することができる。交差平面内の特定の位置について、１秒当たりの基準点当たりの体積当たりの質量または塗布体積、あるいは他の時間単位を決定することができる。このようにして、単位時間当たりの単位面積当たりの塗布の堆積（質量、体積、又はその両方）をステップ３３４で決定することができる。

任意選択で、流量データは、そのようなデータが利用可能であり、時間とともに変化する場合、堆積モデルにおいて考慮に入れられてもよい。好ましくは、センサキット１００からの流量データ及びデータは、時間当たりの単位面積当たりの堆積速度を決定する前に、ステップ３３２で時間にわたって同期され、これは、同期ユニット１６６によって処理することができる。センサキット１００からのデータ、及び塗料の流れを示す信号を提供するセンサからのデータは、両方のセンサパッケージがサーバ１５０にデータを提供するネットワークからのネットワークデータを使用してタイムスタンプを押すことができる。他の時間源、好ましくは単一の時間源又は複数の同期した時間源も同様に考慮することができる。

図４Ａ～図４Ｆは、ステップ３３２の結果を示す。図４Ａは、車体部１４４の表面に向かって第１の距離に噴霧円錐１４８を設け塗料の層１４２を堆積させるノズル１４６を示す。図４Ｂは、噴霧円錐１４８が表面と交差する平面内の流れ密度の表示を示す。色が暗いほど、流速密度が高い。図４Ｂでは、噴霧円錐は、商業的に入手可能なかなりの量のスプレーガンに対応する楕円形の非円形断面を有すると仮定される。あるいは、塗料モデルデータによって定義される噴霧円錐は、円形の断面を有してもよい。

図４Ｃは、ノズル１４６が表面から第２の距離にあり、第２の距離が図４Ａに示される第１の距離よりも短いことを示し、この距離が短いと、噴霧円錐１４８と車体部１４４の表面との間の断面積が小さくなる。そのため、図４Ｄに示されるような楕円形のスプレー密度が小さくなる。

また、断面積内の密度分布は同等である。なお、図４Ｂ及び図４Ｄでは、断面積全体の総密度、すなわち、断面積全体の単位面積当たりの流量密度の積分値が同一であることが好ましく、別の実施形態では、ノズル１４６からの距離当たりの塗料の損失を考慮してもよい。

図４Ｅは、ノズル１４６が車体部１４４の表面よりも下方に且つ該表面に対して角度をなして配置されている状態を示している。噴霧円錐１４８の断面が楕円形である場合、その結果、図４Ｆに示されるような断面積１４２が得られることがある。さらなる実施形態では、単位面積当たり及び単位時間当たりの表面上への塗布の堆積を決定する際に、表面から突出する障害物又は表面のくぼみによる閉塞も考慮に入れることができる。

次に、図４Ｂ、図４Ｄ、及び図４Ｆの何れかが適用可能であり得るデータ、加速度データ、又は移動を示す他のデータを二重積分して得られる移動データ又は変位データ、時間を考慮に入れて、堆積された塗料の総量をステップ３３８で決定することができる。そのようにするための１つの選択肢は、経時的なスプレーガンの移動と経時的な堆積速度の畳み込みによるものであり、これは畳み込みユニット１６４によって処理することができる。また、周囲圧力、周囲温度、湿度を含むがこれらに限定されない他のデータを考慮に入れてもよい。

ステップ３４０では、塗料の硬化に関する塗布データを使用して、ステップ３３８の結果に基づいて、硬化後の塗布層の厚さをプロセス計算ユニット１６８によって決定することができる。

なお、上記の処理は、スプレーを継続しつつ、連続的に行ってもよい。特に、硬化前又は硬化後の最終塗布厚さの決定は、塗布プロセスが終了した後に決定することができる。また、スプレージョブが終了した時点で一部のステップを実行するようにしてもよい。

スプレージョブの終了は、監視された流量データが、一時的に又は特定の時間間隔中にフローが存在しないことを示す時点として決定することができる。代替的に又は追加的に、上述したように、スイング運動の検出がないことも、スプレープロセスが終了したことを決定するために考慮することができる。プロセスが終了すると、手順はターミネータ３４６で終了する。

要約すると、その様々な態様及び実施態様は、塗布層の再構成に関するものであり、スプレーガンが生成することができる噴霧円錐などのスプレーガンの技術的特性に関するデータ、及び使用される塗布液に関するデータを使用して、塗布すべき物理表面に対するスプレーガンの位置を測定することによって、こうして物理的に堆積された塗布層の特性を再構成することができる。データがスプレージョブの間に記録されることにより、これは、予め決定された又はランダムに、様々な位置で層の厚さを測定するよりも速く、より正確である。噴霧円錐の流れ特性、及び噴霧円錐の表面に対する位置を経時的に決定し、噴霧円錐のモデルを使用することによって、塗布層の堆積を決定することができ、硬化した又は硬化していない最終層を、厚さを含めて再構成することができる。

Claims (20)

1. スプレー方向に塗布液をスプレーするように配置されたスプレーガンによる物理表面上の塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法であって、
   電子計算システムにおいて、
   前記スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを、少なくとも１つの距離センサを含み、前記スプレーガンに接続された距離センサモジュールから受信し、
   電子メモリから、前記スプレーガンに関連する噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得し、
   前記スプレーガンに接続された位置検知システムから、前記物理表面上の第１の位置に対する前記スプレーガンの指標を提供する位置データを受信し、
   前記距離データ、前記位置データ、及び前記三次元塗布モデルデータに基づいて、前記物理表面の領域に対する単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを算出する、方法。
2. 前記距離データ、前記位置データ、前記塗布堆積領域データ、及び時間に基づいて、前記物理表面上の塗布液の層の特性を計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記位置検知システムは、前記スプレー方向に実質的に垂直な第１の加速度を決定する第１の加速度計と、前記スプレー方向に実質的に垂直な第２の加速度を決定する第２の加速度計と、を備え、前記第１の方向は、前記第２の方向に実質的に垂直であり、
   前記方法は、
   前記第１の方向の第１の変位データを位置データの第１の部分として取得するために、前記第１の加速度を時間的に２回積分し、
   前記第２の方向の第２の変位データを位置データの第２の部分として取得するために、前記第２の加速度を時間で２回積分する、
   ことを含む請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 受信した前記位置データに基づいて、前記スプレーガンがスイング運動で移動しているか否かを判定し、
   前記スプレーガンがスイング運動で移動していると判定された場合に計算を開始する、 ことを更に含む請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記位置検知システムは、第１の加速度計及び第２の加速度計の少なくとも１つと、を含み、
   前記スプレーガンがスイング運動で移動しているか否かを判定することが、前記第１の加速度計及び前記第２の加速度計の少なくとも１つの加速度値が、所定の間隔の間に少なくとも２回符号を変化させるかどうかを判定することを含む、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記スプレーガンがスイング運動で移動しているかどうかを判定することが、第１の加速度計及び第２の加速度計の少なくとも１つの加速度値が、所定の間隔中に少なくとも３回符号を変化させるかどうか、第１の符号変化と第２の符号変化の間の第１の期間が、前記第２の符号変化と第３の符号変化の間の第２の期間から所定の量よりも短い量だけ変化するかどうかを判定することを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記スプレーガンの配向と前記物理表面に対する前記スプレー方向を決定し、
   前記配向にも基づいて、位置スプレー塗布の前記塗布堆積領域データを算出することをさらに含む請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記距離センサモジュールは、複数の距離センサを含み、前記配向を決定することが、
   前記複数の距離センサから複数の距離センサ値を取得し、
   前記複数の距離センサ値の差に基づいて前記配向を決定することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記位置検知システムから、前記スプレー方向を横切る前記スプレーガンの回転位置を示す回転データを受信し、
   前記位置データと前記回転データに基づいて配向を決定する、請求項７または請求項８に記載の方法。
10. 前記位置スプレー塗布堆積の前記塗布堆積領域データを計算することが、前記距離データと前記三次元塗布モデルデータとに基づいて、円錐交差平面塗布液データを決定することを含み、
    前記位置スプレー塗布堆積の前記塗布堆積領域データの計算は、前記円錐交差平面塗布液データに基づく、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記計算は、前記配向のデータに基づく、請求項７を引用する場合の請求項１０に記載の方法。
12. 所定の塗布液の選択に関連する入力を受信し、
    前記所定の塗布液に関するデータを前記電子メモリに提供することに応答して、前記スプレーガンに関連する前記噴霧円錐の前記三次元塗布モデルデータを取得することをさらに含む、請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記スプレーガンを通る前記塗布液の質量流量の指標を提供する塗布液流量データを取得することをさらに含み、
    前記方法は、前記塗布液流量データに基づいて前記三次元塗布モデルデータを調整することをさらに含む、請求項１～請求項１２の何れか１項に記載の方法。
14. 前記塗布液流量データには第１のタイムスタンプが提供され、前記距離データには第２のタイムスタンプが提供され、前記位置データには第３のタイムスタンプが提供され、前記方法は、前記第１のタイムスタンプ、前記第２のタイムスタンプ、及び前記第３のタイムスタンプに基づいて、前記塗布液流量データ、前記距離データ、及び前記位置データを経時的にマッチングさせることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. ネットワークソースから前記第１のタイムスタンプ、前記第２のタイムスタンプ、及び前記第３のタイムスタンプを提供するためのデータを取得することと、
    前記塗布液流量データに前記第１のタイムスタンプ、前記距離データに前記第２のタイムスタンプ、及び前記位置データに前記第３のタイムスタンプを提供することと、をさらに含む、
    請求項１４に記載の方法。
16. 前記物理表面の領域に対する単位時間当たりのスプレー塗布の位置堆積の前記塗布堆積領域データに基づいて、前記物理表面上の塗布液の層の厚さを計算することをさらに含む、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記塗布液に関する硬化データを取得し、
    前記硬化データに基づいて、前記物理表面上の塗布液の硬化層の硬化厚さを決定する、ことをさらに含む請求項１６に記載の方法。
18. 塗布液をスプレー方向にスプレーするように配置されたスプレーガンによる物理表面上の前記塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡するように構成される電子計算装置であって、
    少なくとも１つの距離センサを含み前記スプレーガンに接続された距離センサモジュールから、前記スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを受信し、
    電子メモリから、前記スプレーガンに関連する噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得し、
    前記スプレーガンに接続された位置検知システムから、前記物理表面上の第１の位置に対する前記スプレーガンの指標を提供する位置データを受信する、ように構成された通信ユニットと、
    前記距離データ、前記位置データ、及び前記三次元塗布モデルデータに基づいて、前記物理表面の領域に対する単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを算出するように構成された処理部と、を含む電子計算装置。
19. コンピュータ実行可能命令がコンピュータに含まれるプロセッサによって実行される場合、前記コンピュータに、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の前記塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法を実行させる、前記コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品であって、前記方法が、
    前記スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを、少なくとも１つの距離センサを含み、前記スプレーガンに接続された距離センサモジュールから受信し、
    電子メモリから、前記スプレーガンに関連する噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得し、
    前記スプレーガンに接続された位置検知システムから、前記物理表面上の第１の位置に対する前記スプレーガンの指標を提供する位置データを受信し、
    前記距離データ、前記位置データ、及び前記三次元塗布モデルデータに基づいて、前記物理表面の領域に対する単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを算出する、ことを含む方法。
20. コンピュータに備えられたプロセッサによってコンピュータ実行可能命令が実行される場合、前記コンピュータに、塗布液をスプレー方向にスプレーするように構成されたスプレーガンによる物理表面上の前記塗布液のスプレー塗布を電子的に追跡する方法を実行させる前記コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を記憶した非一過性媒体であって、
    前記スプレーガンと表面との間の物理的距離を示す距離データを、少なくとも１つの距離センサを含み、前記スプレーガンに接続された距離センサモジュールから受信し、
    電子メモリから、前記スプレーガンに関連する噴霧円錐の三次元塗布モデルデータを取得し、
    前記スプレーガンに接続された位置検知システムから、前記物理表面上の第１の位置に対する前記スプレーガンの指標を提供する位置データを受信し、
    前記距離データ、前記位置データ、及び前記三次元塗布モデルデータに基づいて、前記物理表面の領域に対する単位時間当たりの位置スプレー塗布堆積の塗布堆積領域データを算出する、ことを含む方法。