JP6629868B2 - スプレーツールシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１５年２月５日に出願された「スプレーツールシステム」という発明の名称の米国仮特許出願第６２／１１２５６４号の優先権の利益を主張する非仮出願であり、この米国仮特許出願の全ての内容は全ての目的のために参照によって本明細書の一部を構成する。

本発明は概して手動スプレーツールシステムに関する。

手動スプレーツールはスプレーを出力してより効率的に物体をコーティングする。例えば、人間のオペレータが、スプレーツールを使用して、物体を塗装し、又は然もなければ目標物をコーティング材料（液体コーティング、粉末コーティング、スプレーフォーム、シーラント、接着剤、プラズマ処理又は火炎処理）でコーティングする。残念なことに、人間の各オペレータはスプレーツールを種々の設定、技術及び技能で操作し、このことは、性能及び効率の著しい変動をもたらす。例えば、一人のユーザはスプレーツールを不適切に又は非効率に操作し、別のユーザはスプレーツールを適切に且つ／又はより効率的に操作する。

当初の特許請求の範囲の発明の範囲に相応の所定の実施形態が以下に概説される。これら実施形態は特許請求の範囲の発明の範囲を限定することは意図していない。むしろ、これら実施形態は本発明の可能な形態の概要を提供することのみを意図している。実際、本発明は、以下に説明される実施形態と同様の又は以下に説明される実施形態とは異なる様々な形態を包含する。

第１実施形態では、システムは、サービス工場（service shop）内に設置されるように構成された生産プロセス情報システムと、第１手動噴霧器への空気流れを検出し且つ検出された空気流れを生産プロセス情報システムに送信するように構成された空気供給流量計と、第１手動噴霧器への流体流れを検出し且つ検出された流体流れを生産プロセス情報システムに送信するように構成されたコーティング材料流量計とを含む。生産プロセス情報システムは、空気流れ及び流体流れに基づいて噴射器の使用パラメータを決定するように構成される。

別の実施形態では、方法が、手動噴霧器への空気流れを検出することを含み、空気流れは空気流量計で検出される。この方法は、手動噴霧器への流体流れを検出することも含み、流体流れはコーティング材料流量計で検出される。この方法は、検出された空気流れ及び検出された流体流れに基づいて噴射器の使用のタイプを決定することも含む。

別の実施形態では、システムは、手動噴霧器への検出された空気流れを受信し、手動噴霧器への検出された流体流れを受信し、且つ検出された空気流れ及び検出された流体流れに基づいて噴霧器の使用のタイプを決定するように構成された命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を有する第１生産プロセス情報システムを含み、空気流れは空気流量計によって検出され、流体流れはコーティング材料流量計で検出され、空気流れ及び流体流れはワークピースを噴霧するように構成される。

別の実施形態では、システムは、スプレーコーティングシステムに関連付けられた一つ以上のセンサを監視するように構成された生産プロセス情報システムを含み、生産プロセス情報システムは、一つ以上のセンサによって取得されたデータを分析してスプレーコーティングシステムの操作に関する一つ以上のレポートを生成するように構成される。

図１は、手動スプレーツールシステムの実施形態の概略図である。 図２は、生産プロセス情報システムが一つ以上のスプレーツールシステムについての操作データを収集するために使用することができるプロセスの実施形態のフローチャートである。 図３は、生産プロセス情報システムがスプレーツールシステムについての操作データを収集するために使用することができるプロセスの実施形態のフローチャートである。

本発明のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明が添付の図面を参照して読まれると、より理解されるだろう。添付の図面では、図面全体を通して同様の符号は同様の部分を表す。

以下、本発明の一つ以上の具体的な実施形態が説明される。これら実施形態の簡潔な説明を提供する目的で、実際の実装の一部の特徴が明細書に記載されないことがある。任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトにおけるような任意の斯かる実際の実装の開発では、実装ごとに異なる開発者の具体的な目標、例えばシステム関連及びビジネス関連の制約の遵守を達成するために、非常に多くの実装特有の決定を行わなければならない。さらに、斯かる開発努力は、複雑であり且つ時間がかかるが、それでもなお、本開示の恩恵を受ける当業者にとって、設計、製作及び製造に取り組む日常の仕事であることが理解されるべきである。

本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」及び「ｓａｉｄ」は、一つ以上の要素が存在することを意味することを意図している。用語「備える」、「含む」及び「有する」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味している。

本開示は、概して、修理工場、製造工場、塗装工場、自動車工場又はこれらの任意の組合せのようなサービス工場内の生産プロセスについての情報を収集して処理することができる生産プロセス情報システムを対象とする。より具体的には、生産プロセス情報システムは、材料流れ（例えば、気体流れ及び／又は液体流れのような固体粒子流れ及び／又は流体流れ）を検出し、流れのタイミング、量及び／又は様々な他のセンサデータに基づいてサービス操作のパラメータを決定する。これらパラメータは、所定の期間、例えば日、週、月又は年に亘って、所与の場所、オペレータ（例えば、スプレーツールを操作する人）及び／又はプロセスについての効率的な数を決定するのに使用される。例えば、プロセス情報システムは、スプレーツール（例えば、ハンドヘルドの噴霧器、スプレーガン、粉末コーティングガン、静電スプレーガン、ベルカップ（bell cup）噴霧器のような回転式噴霧器、重力供給式噴霧器、サイフォン供給式噴霧器等）に関連付けられた様々なセンサフィードバック、例えば、流量、流速、流れ温度、流れ圧力、流れ粘度、材料組成（例えば、混合物組成、空気に対する流体の割合、又は空気に対する粉末の割合）、環境条件（例えば、温度、圧力又は湿度）、スプレーツールとスプレーでコーティングされる表面との距離、スプレーツールの位置及び動作（例えば動作の速度、加速度及び／又は方向）、又はこれらの任意の組合せに関するセンサフィードバックを監視する。センサは、スプレーツール（例えばスプレーガン）、導管、流れ制御装置（例えば、バルブ、圧力調整器等）、流体タンク若しくは流体供給部（例えば、気体タンク及び／若しくは液体タンク）、粉末タンク若しくは粉末供給部、ポンプ、コンプレッサ、ホッパー若しくは固体供給機、流体ミキサー、粉末ミキサー又はこれらの任意の組合せ全体に亘って分配される。センサフィードバックは、空気及び塗料のような流体（例えば気体及び液体）、空気及び粉末のような流動化固体粒子（例えば気体流れ又は液体流れに配置された固体粒子）の使用、スプレーツールの使用（例えば設定又は操作パラメータ）、上流の構成要素（例えば、ポンプ、コンプレッサ、タンク、ミキサー等）の使用又はこれらの任意の組合せを監視することを補助する。生産プロセス情報システムは、センサフィードバックを処理し、センサフィードバックを分析し、センサフィードバックに関連付けられた一つ以上のレポート（例えば、コスト、効率、性能、品質等）を表示し、スプレーツール及び関連機器又はこれらの任意の組合せの操作パラメータを変更する。

図１は、生産プロセス情報システム１０を有するスプレーツールシステム８の実施形態の概略図である。以下に詳細に説明されるように、生産プロセス情報システムは、オペレータを訓練し、管理者に知らせ且つ／又はスプレーツールシステム８を制御するのに使用するために、スプレーツールシステム８の操作に関する情報を収集する。図１のシステム１０は、実例の目的のための単なる一つの例であり、本明細書において論じられる技術は、任意のタイプのスプレーツール、スプレー材料（例えば、固体、液体及び／又は気体）、プロセス（例えば、コーティング、表面処理等）及び用途と共に使用されることが意図されている。このため、以下の論述及び図面における流体又は塗料へのあらゆる言及は、液体、固体粒子（例えば粉末）、フォーム、シーラント、接着剤、化学薬品、溶剤、火炎、プラズマ又はこれらの任意の組合せのような任意のタイプの材料を包含することを意図している。さらに、例が噴霧に関するが、開示された技術は、性能、効率、品質、コスト等に影響を及ぼす人間の相互作用をいくらか伴う任意の手動ツールに適用可能である。例えば、手動ツールは、ハンドツール、ポータブルツール、固定ツール又はこれらの任意の組合せを含む。更なる例によって、手動ツールは、電力（例えば電気モータ若しくは電気駆動装置）、油圧力若しくは油圧駆動装置、空気圧力若しくは空気圧駆動装置、内燃機関又はこれらの任意の組合せを含む。さらに、手動ツールは、手動トリガー、ボタン、スイッチ、セレクタ、ユーザインタフェース又はこれらの均等物のような任意の数の手動入力装置を含む。以下に詳細に論じられるように、生産プロセス情報システム１０は、オペレータの工具の使用（例えばトリガーを引くこと）と、使用時間と、効率、コスト、性能などに影響を及ぼす任意の数のパラメータとを監視する。また、システム１０は、オペレータの効率、コスト、性能、及びワーク材料（例えば、流体塗料又は粉末塗料、空気、電気等）の使用に関するレポートを出力し、改善エリアについて勧告を行い、操作パラメータの調整の提案等を行う。さらに、システム１０が任意の人間可読形態及び／又は機械可読形態のレポートを出力することを理解されたい。例えば、レポートは、人間可読文書／ハードコピーとして出力され、又は機械（例えばコンピュータ又はディスプレイユーザインタフェースを含む任意の装置）によって受信されて人間可読フォーマットに変換されるデータファイルとして出力される。例えば、電子ディスプレーが、テキストフィールド、グラフ、チャート、又はセンサによって収集され、分析され且つ他の結果（例えば、コスト、効率、性能、傾向等）に変換されるデータの任意の視覚的表現、又はこれらの均等物のデータを出力するユーザインタフェースを提供する。

生産プロセス情報システム１０はプロセッサ１４及びメモリ１６を含む。プロセッサ１４は、生産プロセス情報システム１０の制御のために、シングルプロセッサ又は二つ以上の冗長プロセッサ、例えば三重冗長プロセッサを含む。メモリ１６は揮発性及び／又は不揮発性メモリを含む。例えば、メモリ１６は、一つ以上のハードドライブ、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はこれらの任意の組合せを含む。一つの実施形態では、生産プロセス情報システム１０は一つ以上の有形の非一時的機械可読媒体（例えばメモリ１６）を含み、一つ以上の有形の非一時的機械可読媒体は、一つ以上の命令セットと、一つ以上の命令セットを実行するように構成された一つ以上の処理装置（例えばプロセッサ１４）とをまとめて格納する。制御にはソフトウェア制御及び／又はハードウェア制御が含まれる。例えば、制御は、メモリ１６に格納され且つプロセッサ１４によって実行可能な様々な命令又はコードを含む。命令は、スプレーツールシステム８からどのデータが追跡されるかを制御し、追跡情報に基づいて一つ以上の送達システム１８の操作を制御し、且つ／又は一つ以上のスプレーツール１９を制御する。また、図１の下側部分は、各送達システム１８が一つよりも多いスプレーツール／噴霧器１９に接続されることと、複数の人間のオペレータが複数のスプレーツール１９を同時に使用して同一のワークピースを処理／コーティングすることとを示す。

生産プロセス情報システム１０に戻ると、生産プロセス情報システム１０は、ユーザが生産プロセス情報システム１０と対話するのに使用することができるユーザインタフェース２２を含む。所定の実施形態では、システム１０は、スプレーツール１９と一体化され若しくはスプレーツール１９に結合され、スプレーツール１９から遠隔の、スプレーツール１９のオペレータによって着用可能若しくは保持可能な、又はこれらの組合せのユーザインタフェース２２を含む。ユーザは、命令を入力し、（例えば手動で且つ／又は無線識別タグのようなスマートタグを介して）データを入力し、生データを読み取り、処理されたデータを読み取り、且つ／又は生産プロセス情報システム１０に外部の場所にデータを送信するように指示する。データを送信するために、生産プロセス情報システム１０はネットワークインタフェース２４（例えば有線通信回路及び／又は無線通信回路）を含み、ネットワークインタフェース２４は、有線通信ネットワーク及び無線通信ネットワークを介してスプレーツールシステム８の中及び／又は外の様々な構成要素と通信する。例えば、ネットワークインタフェース２４は、生産プロセス情報システム１０が、インターネットコマンド、データストリーム、及び／又はスプレーツールシステム８（例えば送達システム１８、スプレーツール１９）の様々な状態の通知を送信し且つ受信することを可能とする。

ユーザインタフェース２２は、一つ以上の入力命令に対応する一つ以上の入力及び／又は出力（例えばデータフィールド、データのグラフィカル表現、ボタン、オプションフィールド、ドロップダウンメニュー、選択等）を含み、データを入力し、生データを読み取り、処理されたデータ、変換されたデータ及び／又は変換されたデータに基づく結果を読み取る。データは、限定されるものではないが、スプレー材料（例えば、気体、液体及び／又は固体微粒子）の流量、温度、圧力、割合又は組成、硬化剤に対する塗料樹脂の割合、スプレーツール１９又は他の場所においてトリガー（trigger）、ボタン又はスイッチが作動される回数、スプレーツール１９と目標物との距離、スプレーツール１９の速度又は加速度、スプレーツール１９の動作の方向、スプレーツール１９の動作の方向の変化の回数又は頻度、一つ以上の閾値（例えば距離、速度、流量、材料の割合、外部の閾値レベル）からの逸脱の回数、頻度又は継続時間、材料コスト、労働コスト、効率、性能、及び実行しているオペレータの品質を含む。例えば、ユーザインタフェース２２は、硬化剤に対する塗料樹脂の割合を出力／表示するためのフィールドを有し、フィールドは、硬化剤に対する塗料樹脂の割合を所定の数に設定し又は調整するための指示をユーザが入力することも可能とする。また、ユーザインタフェース２２は、リアルタイムで若しくは実質的にリアルタイムで（例えば１秒、５秒、１０秒、１５秒、２０秒、３０秒、４０秒、５０秒又は６０秒未満の遅延で）、更なる分析に基づいて後で、又はこれら任意の組合せにおいてデータを出力する。したがって、生産プロセス情報システム１０は、リアルタイムで若しくは実質的にリアルタイムで、連続的に若しくは高いサンプリングレート（例えば０．１秒、０．５秒、１秒、２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒、９秒又は１０秒以下の間隔で取得されるデータ）で実質的に連続的に又はこれらの任意の組合せにおいてスプレーツール１９及び関連機器の様々なパラメータを監視する。また、生産プロセス情報システム１０は、オペレータ（例えばスプレーツール１９上のユーザインタフェース２又は携帯用電子装置）、遠隔ステーション、データベース又はこれらの任意の組合せにデータ（例えば生データ、処理されたデータ、結果、効率、警報、勧告等）を出力する。例えば、スプレーツール１９のオペレータは、それらの性能、効率、コスト、スプレーツール１９の使用、原材料（例えば気体、液体及び／又は粉末）の使用、品質又はこれらの任意の組合せに関する入力（例えば音声入力又は視覚入力）を、リアルタイムで若しくは後で、プロジェクトベース（basis)で、継続的に、周期的に（例えば、毎日、毎週、毎月若しくは毎年）又はこれらの任意の組合せにおいて受信する。更なる例によって、様々なデータが分析され、結果が、オペレータベースで、オペレータ、施設若しくはプラントのチームで、施設若しくはプラントのグループで、プロジェクトベース（例えば車、航空機若しくは他の目標物の塗装仕事全体の完了）で、部品若しくは構成要素ベース（例えば、一つ以上の個々の部品、例えば車のドア、ボンネット又はフェンダーのための塗装仕事の完了）で又はこれらの任意の組合せで決定される。この態様では、性能、効率、コスト、材料の使用等が、非常に特定の部品、タスク、又は個々のオペレータからはるかに大きなプロジェクト又はオペレータのチームにまで及ぶ様々なレベルで評価される。

示されるように、生産プロセス情報システム１０によって受信されて処理される情報は送達システム１８の構成要素から来る。送達システム１８のこれら構成要素は、空気供給部３０、塗料供給部３２及び溶剤供給部３４を含む。所定の実施形態では、送達システム１８は、他の構成要素を含み、この特定の構成に限定されない。示されるように、空気供給部３０は空気貯蔵タンクであり、空気貯蔵タンクは、スプレーツール１９による使用のために空気を加圧するコンプレッサ３６（例えばモータ駆動コンプレッサ）を含む。コンプレッサ３６は、生産プロセス情報システム１０と電子的に通信して、空気が流れる圧力を調整する。圧縮空気は、一つ以上のホース３８に沿ってスプレーツール１９に送達され、流量計４０又は他のセンサ（例えば流量センサ、圧力センサ、温度センサ若しくはこれらの任意の組合せ）を使用して追跡される。例えば、流量計４０は空気流れ（air flow）の開始及び停止並びに流量計４０を通る空気流れの量を検出する。空気供給部３０からの情報（例えば空気流れの開始及び停止、空気流れの量）が通信接続４２を介して生産プロセス情報システム１０に伝達される。通信接続４２は、ハードワイヤード（例えばＵＳＢ、イーサネット（登録商標）等）であり、且つ／又は、送達システム１８が生産プロセス情報システム１０から遠隔に配置される場合、無線接続される。加えて、流量計４０は一つよりも多いスプレーツール１９に結合される。空気流れの量、タイミング、流体流れ等に基づいて、流量計４０からの検出された空気流れは、接続された各スプレーツール１９についての噴霧器の使用を個々に示す。

空気供給部３０から受信された情報は、塗料供給部３２から受信された情報によって補完される。また、塗料供給部３２は多数の構成要素を含み、多数の構成要素は、それぞれ、一つ以上のデータ点を検出して生産プロセス情報システム１０に伝達する。例えば、塗料供給部３２はスタック（stack）４４（例えば、塗料の色のような流体を格納する複数のタンク）を含み、スタック４４は、色の特定の色合いを生成すべく混合される多数の異なる色の塗料又は色成分を含む。塗料供給部３２は、成分を自動的に混合するための混合チャンバ４６（例えば、チャンバ内に一つ以上の稼働要素を有するモータ駆動の又は受動的な（passive）塗料ミキサー）を含む。しかしながら、塗料供給部３２は、特定の色に予め混合された塗料を受け入れてもよい。さらに、塗料供給部３２は、ワークピース２０に送達される直前に塗料又は塗料樹脂と混合される硬化剤、又は染料、ラッカー、ワニス、ポリウレタン、ウレタン、エポキシ等のような他のコーティング材料をスタック４４内に含む。塗料供給部３２は、コーティング材料ホース５２に流れるコーティング材料のタイミング及び量を検出するためのコーティング材料流量計５０（又は他のセンサ、例えば流量センサ、圧力センサ、温度センサ、材料組成センサ、色センサ及び／又は粘度センサ）も含む。複数の成分がコーティング材料を形成する実施形態では、コーティング材料流量計５０は、各成分のタイミング及び量を個々に検知し、又は混合チャンバ４６が成分を混合した後の混合されたコーティング材料を検知する（例えば、コーティング材料流量計５０は、塗料の色、硬化剤、樹脂又は両方の混合物を検知する）。その後、コーティング材料は、コーティング材料ホース５２を通ってスプレーツール１９に流れ、スプレーツール１９において空気供給部３０からの空気で霧化されてワークピース２０に塗布される。

塗料供給部３２は、有線又は無線である通信接続５６に沿って任意の構成要素（例えばスタック４４、混合チャンバ４６及び／又はコーティング材料流量計５０）から生産プロセス情報システム１０にデータを伝達する。例えば、生産プロセス情報システム１０は、塗料供給部３２から流れるコーティング材料の総量、流れの開始及び終了のタイミング並びに任意の所与の時間における現在の流れのような流れ情報をコーティング材料流量計５０から受信する。

また、生産プロセス情報システム１０は通信接続５８に沿って溶剤供給部３４から情報を受信する。溶剤供給部３４はタンク６０（モータ駆動ポンプ、加圧タンク、溶剤容器等）及び溶剤流量計６２（又は他のセンサ、例えば流量センサ、温度センサ、圧力センサ等）を含む。溶剤供給部３４は、溶剤又は他の処理材料を供給して、スプレーツール１９、ホース３８、５２又はワークピース２０を洗浄する。特に、溶剤供給部３４は、一つの塗料の色から別の塗料の色に切り替えるときに使用される。溶剤供給部３４は、塗料の前の色が塗料の現在の色と混合しないようにコーティング材料ホース５２を洗い流す。理解されるように、塗料の以前の色と現在の色との色混合は、ワークピース２０に塗られるときに色ずれを引き起こす。いくつかの実施形態では、溶剤は塗料供給部３２のスタック４４に含まれてもよい。また、生産プロセス情報システム１０は、スプレーツールシステム８全体に亘る様々な場所で状態を検出するセンサ６４から情報を受信する。例えば、空気供給ホース３８及びコーティング材料供給ホース５２は、環境状態（例えば温度、湿度又は気圧）、流量、体積流量（flow volume）、空気／流体温度、空気／流体圧力、粘度、材料組成等を検出するセンサ６４を含む。したがって、センサ６４は冗長な且つ／又は追加のデータ収集を送達システム１８内の流量計４０、５０、６２に提供する。センサ６４によって収集されたデータは、追加の情報を決定するために、流量計４０、５０及び６２によって収集されたデータとの組合せで使用されることも理解される。例えば、硬化剤に対する塗料樹脂の割合は、硬化剤ポンプの動作を、そのそれぞれの流量計を通る塗料樹脂の流量と比較することによって算出される。

図１は、スプレーツールシステム８が、サーバ７０に接続される複数の生産プロセス情報システム１０を含むことも示す。順に、追加の生産プロセス情報システム１０はそれぞれの送達システム１８及び／又はスプレーツール１９からデータを受信する。各送達システム１８は、空気供給部３０、塗料供給部３２及び溶剤供給部３４を有して示される。しかしながら、上記に説明したように、各送達システム１８は、示された実施形態よりも多い又は少ないサブシステムを有してもよい。さらに、図１は液体コーティングのためのスプレーツールシステム８の例を提供するが、示されたスプレーツールシステム８は、固体形態（例えば粉末）、気体形態（例えば火炎）及びプラズマ形態の材料のような他の形態の材料を噴霧するためにも適用可能である。

図２は、生産プロセス情報システム１０が一つ以上のスプレーツールシステム８についての操作データを収集するのに使用することができるプロセス１００の実施形態のフローチャートである。プロセスは、送達システム１８に結合された一つ以上のスプレーツール１９への空気流れを検出して記録する第一ステップ（ブロック１０２）を含む。上記に説明したように、生産プロセス情報システム１０は流量計４０及び／又はセンサ６４から空気流れの情報を受信する。より具体的には、流量計４０は流れのタイミング及び量に関するデータを検出し、このデータは、その後、生産プロセス情報システム１０によって記録される。プロセス１００は、一つ以上のスプレーツール１９への流体流れを検出して記録すること（ブロック１０４）も含む。図１に示されるコーティング材料流量計５０、溶剤流量計６２のような流量計及び／又はセンサ６４は流体流れの検出１０４に使用され、流体流れは、その後、生産プロセス情報システム１０内に記録される。流体流れは、コーティング材料の流体流れ、溶剤の流体流れ又はこれらの任意の組合せを含む。

生産プロセス情報システム１０は、その後、この情報を使用して、空気流れ及び／又は流体流れに基づいて噴霧器の使用のタイプ及び噴霧器の使用時間を決定する（ブロック１０６）。噴霧器の使用のタイプは、塗料の一つの色の総使用量、警報の数、溶剤の総使用量、ガン空気流れ（gun air flow）の総時間、ガンスプレー（gun spray）の総時間、硬化剤に対する塗料樹脂の割合及び／又はガントリガー（gun trigger）の数のようなデータを含む。このデータは、噴霧器の使用のより包括的なタイプを決定するために組み合わされる。例えば、噴霧器の使用は、空気流れを使用してワークピース２０を粉塵除去すること、コーティング材料の連続的な噴霧、及び／又はコーティング材料の間欠的な噴霧等を含む。噴霧器の使用のタイプは、特定のオペレータが効果的ではないコーティング技術を使用していることを示す。例えば、スプレーツール１９のいくつかの通過を必要とする大きなワークピース２０について、最良の技術は、連続的な噴霧で一方の方向に掃引し、掃引の最後に噴霧を停止し、方向を変更し、その後、他方の方向に再び噴霧を開始することである。この例における連続的な噴霧はコーティング材料を浪費し得る。生産プロセス情報システム１０はこれら二つの噴霧の使用の差を決定することができる。

図３は、生産プロセス情報システム１０がスプレーツールシステム８についての操作データを収集するのに使用することができるプロセス１００の実施形態のフローチャートである。プロセス１１０は、生産プロセス情報システム１０がスプレーツールシステム８内へのワークピース２０の受容を検出したとき１１２に始まる。ワークピース２０の受容は、オペレータが生産プロセス情報システム１０のユーザインタフェースに顧客情報を入力すること、オペレータがワークピース２０をスキャンすること（例えばワークピース２０上の情報タグのスキャン）、オペレータがセンサ６４の一つを起動すること、又はこれらの任意の組合せを含む。ワークピース２０の受容は、サービスを実行する場所及びオペレータについての情報を関連付けることも含む。例えば、ワークピース２０の受容は、オペレータの名前、使用されている特定の手動の噴霧器、噴霧器が使用されているブース、噴霧器及び／若しくはブースが配置される工場、又はこれらの任意の組合せを含む。これによって、図２に関して上記に概説したように、送達システム１８のいくつかの変数の追跡が開始される。例えば、一つ以上の手動噴霧器への空気流れ（ブロック１１４）又は流体流れ（ブロック１１６）を検出して記録するために、ワークピース２０の受容が生産プロセス情報システム１０に示される。これは、上記に詳述されたように検出される。

プロセス１１０は、色の変化を検出すること（ブロック１１８）も含む。検出は、流量計４０、５０、６２で検出された情報だけに基づき、又はセンサ６４によって検出された情報又はオペレータによって入力された情報を含んでもよい。所定の実施形態では、生産プロセス情報システム１０は、流量計４０、５０、６２からの情報を相互に関連付け、パラメータを特定して調整し、色変更エラーによる浪費を最小にすべくユーザの傾向の変更を示唆する。上記に詳述したように、噴霧操作の多数のパラメータは、検出されたデータ点間の関係に基づいて集計される。例えば、各噴霧操作及び／又はオペレータについて、生産プロセス情報システム１０は、トリガーが引かれた回数、スプレーガンの平均流量、噴霧器の使用のタイプ、噴霧器の使用時間、使用された流体の量、成功した色変更の回数、成功しなかった色変更の回数、塗装された部品の数、色に変更に費やされた時間、及び各噴霧操作に費やされた時間を決定する１２２。特に、システム１０は、特定のタスク（例えば特定の部品又は部品セットを噴霧すること）についてのオペレータ特有のパラメータに関するデータを監視して収集し、特定のタスクを実行する各オペレータについて、材料コスト、労働コスト、効率、性能及び品質を算出する。その後、システム１０は、様々なオペレータ間のデータを比較し、データと基準又は理想的な状態とを比較し、特定のオペレータが更なる訓練を必要とするかを判定し、オペレータの手順を変更し、操作パラメータ等を変更する。

決定されたデータは、各ブース、塗装者、噴霧器について又はスプレーツールシステム８全体についての平均値を算出すべく、所定の期間（例えば、日、週、月、年）に亘って多数の噴霧操作について収集される（ブロック１２４）。例えば、生産プロセス情報システム１０は、色の使用量（月又は年当たりのリットル）、ワークシフト（work shift）当たりの色の使用量、月又は年当たりの色のコスト、溶剤の使用量（月又は年当たりのリットル）、ワークシフト当たりの溶剤の使用量、月又は年当たりの溶剤のコスト、ワークピース２０当たりの色のコスト、部材当たりの塗装の平均労働コスト、月又は年当たりの塗装について総労働コスト、月又は年当たりの色変更のための総労働コスト、月又は年当たりの総労働コスト、月又は年当たりの総廃棄コスト、ワークピース当たりの塗装者当たりの総コスト、月又は年当たりの塗装者当たりの総コスト、塗装に割り当てられる労働者の割合、色変更に割り当てられる労働者の割合、月又は年当たりに生成される総収入、塗装のための月又は年当たりのコストを差し引いた総収入、又はこれらの任意の組合せを決定する。算出された平均値から、操作について所定の変更が行われる。算出された平均値は、収集され、個々のスプレーツール１９、オペレータ（人間）、スプレーブース又はスプレー工場について工場管理者が検討することができるレポートとして出力される。例えば、生成されたレポートは、特定のオペレータ又は噴霧器が平均値よりも多くの流体を使用していることを示し、このことは、管理者がスプレーツール１９を検査し又はオペレータを訓練することをもたらす。

算出された平均値に基づいて、生産プロセス情報システム１０は、特定のワークピース２０についてより長い時間を費やし且つ／又はより費用がかかる可能性のある設定を防止し、修正し又は直すように送達システム１８を調整する（ブロック１２６）。例えば、生産プロセス情報システム１０は、スプレーツールシステム８内で受信され又は検出された情報に応じて、空気圧、流体流れ、溶剤圧力、トリガー感度又はこれらの任意の組合せを調整する。すなわち、特定のスプレーツール１９を使用する一人のオペレータが特定のワークピース２０を噴霧するために、生産プロセス情報システム１０は一つの調整セットを有し、異なるオペレータ、スプレーツール１９又はワークピース２０は異なる調整セットを有する。さらに、算出された平均値及び操作パラメータは、オペレータ又はオペレータのグループが一つのタイプの訓練から恩恵を受け又は一つのタイプのサービスをするのにより適していることを示す。さらに、上記に概説された生産プロセス情報システム１０は、液体コーティングのためのスプレーツールシステムについての操作データの収集に限定されるべきではなく、むしろ生産プロセス情報システム１０は、粉末コーティング、スプレーフォーム、シーラント、接着剤、プラズマ又は火炎処理、及び任意のタイプの手動工具にも適用可能である。

再び、上述されたように、プロセス１００及び１１０のいくつか又は全ては、情報／データが、リアルタイムで、所定の時間間隔で、且つ／又は所定期間、例えば日、周、月又は年に亘って収集されるように、スプレーツールシステム８の操作の間、リアルタイムで（例えばその場で（in-situ））行われる。例えば、スプレーツールシステム８の操作が連続的に又は実質的に連続的に監視されるように、情報／データのサンプリングは、その場で、約０．２秒、０．２５秒、０．５秒、１秒、２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒、９秒又は１０秒以下の時間間隔で高頻度に行われる。例えば、監視される情報／データは、その場で分析され、又は時間（例えば時間、日、週等）ベースごとに、ワークピースベースごとに、部品ベースごとに、プロジェクトベースごとに、ワークシフトベースごとに、スプレー装置ベースごとに、オペレータベースごとに、サービス工場ベースごとに、又はこれらの組合せにおいて外部で分析される。

したがって、上記に詳述されたパラメータ／データのいくつか又は全ては、連続的に、リアルタイムで、且つ／又は所定のサンプリング時間間隔（例えば、約０．２秒、０．２５秒、０．５秒、１秒、２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒、９秒又は１０秒以下）で監視／追跡される。例えば、監視されるパラメータ／データは、トリガー情報（例えば、スプレーツール１９のトリガー、ボタン、スイッチ、バルブ又は他の手動制御部の作動の回数、頻度及び／又は持続時間、オン、オフ又はアイドリングのようなトリガー位置）、色／溶剤ベース当たりの塗料／色の使用量の情報、各バルブ位置（例えばオン／オフ）、流速（例えば気体、液体及び／又は固体）、体積、温度及び圧力、（例えば供給タンク／容器における）流体レベル、材料組成（例えば、混合物組成、空気に対する流体の割合、又は空気に対する粉末の割合）、スプレーガンの動作、スプレーツール１９とスプレーでコーティングされる表面との距離、静電スプレーガンの電圧レベル、回転式噴霧器（例えばベルカップ噴霧器）の速度、又はこれらの任意の組合せを含む。

概して、監視されるデータは、スプレーツール１９又はその他の手動制御機器のリアルタイムの使用量を追跡し、このことによって、コストを削減し、性能を高め、効率を高め、且つ様々なプロセス（例えばスプレーコーティング）及び設備の品質を高めることを補助するためのデータ、レポート、勧告及び制御アクションを提供することを補助する。データはスプレーツール１９の使用又は操作に関する任意の詳細を含み、このため、手動労働を改善するために任意の数の結果が提供される。

本明細書において本発明の所定の特徴のみが示され且つ説明されてきたが、多くの修正及び変更が当業者に明らかだろう。このため、本発明の真の思想に含まれるような斯かる全ての修正及び変更を添付の特許請求の範囲が包含することを意図していることが理解されたい。

Claims (18)

1. 送達システムから第１手動噴霧器への空気流れを検出するように構成された空気供給流量計と、
   前記送達システムから前記第１手動噴霧器へのコーティング材料の流体流れを検出するように構成されたコーティング材料流量計であって、前記第１手動噴霧器が噴霧操作中に前記コーティング材料でワークピースをコーティングするように構成される、コーティング材料流量計と、
   連続的な噴霧及び間欠的な噴霧を決定するためのタイミング情報と、検出された前記第１手動噴霧器のトリガーが引かれたこと、前記第１手動噴霧器によって使用された流体の量、又はこれらの任意の組合せとを含む前記第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データを、検出された空気流れ及び流体流れに基づいて決定するべく、検出された空気流れ及び検出された流体流れに基づいて、前記第１手動噴霧器についての噴霧操作の操作データを収集し、
   前記第１手動噴霧器についての噴霧操作の操作データを、前記噴霧器の使用データの算出された平均値を含む、前記噴霧操作についての基準操作条件と比較し、
   前記第１手動噴霧器についての噴霧操作の操作データと前記噴霧操作についての基準操作条件との比較に少なくとも基づいて送達システムの操作パラメータを調整し、
   前記第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データと、前記噴霧操作についての基準操作条件とを含む、前記第１手動噴霧器についての噴霧操作に関するレポートを生成するように構成された第１生産プロセス情報システムとを備えた、システム。
2. 前記空気流れ又は前記流体流れを電子的に検出するように構成されたセンサを備える、請求項１に記載のシステム。
3. サーバを備え、前記第１生産プロセス情報システムは、前記サーバ、インターネットサイト又はこれらの任意の組合せに、前記第１手動噴霧器についての噴霧操作の操作データ及び噴霧器の使用データを送信するように構成されたネットワークインタフェースを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記サーバに結合されると共に、第２手動噴霧器についての第２手動噴霧器データを決定するように構成された第２生産プロセス情報システムを備え、前記レポートは、前記第２手動噴霧器データを含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記空気供給流量計は前記第１手動噴霧器への空気流れを検出するように構成され、前記システムは、第２手動噴霧器への第２空気流れを検出するように構成された第２空気供給流量計を備え、前記第１生産プロセス情報システムは、前記第１手動噴霧器及び第２手動噴霧器についての前記噴霧操作の操作データ及び噴霧器の使用データを個々に決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１生産プロセス情報システムからの信号に基づいて前記空気流れを動的に加圧するように構成されたコンプレッサを備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第１手動噴霧器への溶剤流れを検出すると共に、検出された溶剤流れに関するデータを前記第１生産プロセス情報システムに送信するように構成された溶剤流量計を備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記溶剤流量計及びコーティング材料流量計を備える塗料供給部を備える、請求項７に記載のシステム。
9. 第１手動噴霧器への空気流れを検出するステップであって、検出された該空気流れが空気供給流量計で検出される、ステップと、
   前記第１手動噴霧器への流体流れを検出するステップであって、検出された該流体流れがコーティング材料流量計で検出される、ステップと、
   検出された前記空気流れ及び検出された前記流体流れに基づいて前記第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データを決定するために、第１生産プロセス情報システムを介して、前記第１手動噴霧器についての噴霧操作についてのオペレータ特有のパラメータを備える、前記第１手動噴霧器の噴霧操作についての操作データを決定するステップであって、前記オペレータ特有のパラメータは、前記第１手動噴霧器についての前記噴霧操作を行う特定のオペレータの効率を示し、前記噴霧器の使用データは、連続的な噴霧及び間欠的な噴霧を決定するためのタイミング情報と、検出された前記第１手動噴霧器のトリガーが引かれたこと、前記第１手動噴霧器によって使用された流体の量、又はこれらの任意の組合せとを含む、ステップと、
   前記第１手動噴霧器の噴霧操作を行う特定のオペレータの前記第１手動噴霧器の前記噴霧操作についてのレポートを生成するステップであって、前記レポートは、前記第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データと、前記噴霧操作を行う前記特定のオペレータの効率、前記オペレータ特有のパラメータ、前記噴霧器の使用データの算出された平均値、又は、これらのいくつかの組合せに関する情報とを含む、ステップとを含む、方法。
10. 溶剤流れを検出し、検出された前記空気流れ、検出された前記流体流れ、検出された前記溶剤流れ又はこれらの任意の組合せに関する、前記第１手動噴霧器の噴霧操作についての操作データに基づいて前記流体流れにおける流体の色変更を決定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
11. 検出された前記空気流れ、検出された前記流体流れ、検出された前記溶剤流れ又はこれらの任意の組合せに関する、前記第１手動噴霧器の噴霧操作の操作データに基づいて、かつ、色センサからのフィードバックに基づいて、成功した色変更の回数を決定するステップと、
    検出された前記空気流れ、検出された前記流体流れ、検出された前記溶剤流れ又はこれらの任意の組合せに関する、前記第１手動噴霧器の噴霧操作の操作データに基づいて、かつ、前記色センサからのフィードバックに基づいて、成功しなかった色変更の回数を決定するステップと、
    複数の色変更についての平均色変更時間を算出するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
12. ワークピースの受容を検出するステップであって、該ワークピースの受容は、オペレータによるサービス工場内の前記第１生産プロセス情報システムへの入力、前記ワークピースをスキャンすること、前記サービス工場内のセンサを起動すること、又はこれらの任意の組合せを含む、請求項９に記載の方法。
13. 前記ワークピースの受容を検出するステップは、前記オペレータ、前記第１手動噴霧器、該第１手動噴霧器が使用されているブース、該第１手動噴霧器及び／若しくは該ブースが配置される前記サービス工場、又はこれらの任意の組合せについての情報を含む、請求項１２に記載の方法。
14. スプレーコーティングシステムの第１手動噴霧器についての噴霧操作の操作データを決定するためにスプレーコーティングシステムに関連付けられた一つ以上のセンサを監視するように構成される第１生産プロセス情報システムであって、前記操作データは、前記第１手動噴霧器についての検出された空気流れと検出された流体流れに基づいており、前記一つ以上のセンサは、前記検出された空気流れと前記検出された流体流れを検出するように構成されており、
    前記第１生産プロセス情報システムは、
    連続的な噴霧及び間欠的な噴霧を決定するためのタイミング情報と、検出された前記第１手動噴霧器のトリガーが引かれたこと、前記第１手動噴霧器によって使用された流体の量、又はこれらの任意の組合せとを含む、第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データを決定するために前記一つ以上のセンサによって取得された前記噴霧操作の操作データを分析し、
    前記スプレーコーティングシステムの平均的な噴霧器の使用データを計算し、
    前記スプレーコーティングシステムの前記第１手動噴霧器についての噴霧器の使用データと、前記スプレーコーティングシステムの前記第１手動噴霧器の平均噴霧使用データと、オペレータによって使用されるコーティング技術の効率の表示、又は、これらのいくつかの組合せに関する情報とを含む、前記スプレーコーティングシステムの前記第１手動噴霧器についての噴霧操作に関する一つ以上のレポートを生成するように構成された、第１生産プロセス情報システムを備える、システム。
15. 前記一つ以上のセンサは、流量、温度、圧力、粘度、材料組成又はこれらの任意の組合せを監視するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記一つ以上のレポートは、前記スプレーコーティングシステムによる一つ以上の流体の使用に関する流体使用レポート、前記スプレーコーティングシステムの前記第１手動噴霧器を含む一つ以上の構成要素を使用する一人以上のオペレータの効率に関する効率レポート、前記スプレーコーティングシステムを用いて一つ以上のスプレーコーティング操作を完了するための一人以上のオペレータの持続時間に関しかつ前記一つ以上のスプレーコーティング操作についての前記一人以上のオペレータによる前記第１手動噴霧器の総噴霧時間に関するタイミングレポート、又はこれらの任意の組合せを含む、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記第１生産プロセス情報システムは、前記スプレーコーティングシステムの一つ以上の構成要素に関連付けられた一つ以上のさらなるセンサを監視するように構成され、前記一つ以上の構成要素は、前記第１手動噴霧器、コンプレッサ、タンク、ポンプ、ミキサー、バルブ、導管又はこれらの任意の組合せを備える、請求項１４に記載のシステム。
18. 前記第１生産プロセス情報システムは、前記平均的な噴霧器の使用データに基づいて、前記スプレーコーティングシステムの空気流れを調整し、前記スプレーコーティングシステムの流体流れを調整し、又はこれらの任意の組合せを行うように構成されるように構成される、請求項１４に記載のシステム。

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