KR20030092076A

KR20030092076A - 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치

Info

Publication number: KR20030092076A
Application number: KR10-2003-7013531A
Authority: KR
Inventors: 플라비엔 도브로울스키
Original assignee: 아이젠만 프랑스 살
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-12-03
Also published as: FR2823855A1; ATE395605T1; DE60226589D1; US7235136B2; JP2004524542A; CA2443686A1; WO2002086515A1; FR2823855B1; US20040134424A1; CA2443686C; BR0208935A; EP1379883A1; EP1379883B1

Abstract

본 발명의 장치는, 도료 분무기(2)의 본체(3) 내부에 수용되어 있으면서, 그 도료 분무기가 로봇 또는 유사한 다축 머신의 암(8)의 단부 상에 장착된 상태에서 회전 보울(5)을 회전 가능하게 구동시키는 터빈(6)의 순간 회전 속도를 측정한다. 터빈(6)의 후방에 배치되어 터빈과 함께 회전하는 디스크(10)가 도료 분무기(2)의 본체(3)의 후방(7)에서 그 단부(11b)가 종결되고 있는 광섬유 유형의 광도관(11)의 전방 단부(11a)와 협동한다. 전송 및 수신 광전자 수단이 광도관(11)의 후방 단부(11b)에 대향하는, 도료 분무기의 장착 평면(9) 상에서 상기 암의 단부 상에 장착되어 있다. 상기 수단은 광도관(11)에 의해 전송되는 반사 광 신호를 암(8)에 배치된 전기 케이블(22)에 의해 운반되는 전기 신호로 전환한다. 이러한 본 발명의 장치는 자동차용의 자동화된 도장 라인의 머신과 사용하기에 적당하다.

Description

회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치{DEVICE FOR READING THE ROTATIONAL SPEED OF A PAINT SPRAYER PROVIDED WITH A ROTATING BOWL}

전술한 유형의 분무기에 있어서, 회전 보울에 회전 가능하게 구속되어 있는 터빈은 보통, 비례 밸브에 의해 운반된 공기 압력 또는 흐름에 의해 회전 구동되며, 상기 비례 밸브 자체는 실제 회전 속도와 사전 설정된 속도 값 사이의 편차 함수에 따라 제어된다. 따라서, 터빈의 회전 속도의 조절을 위해서는, 터빈의 실제 회전 속도를 판독하기 위한 장치가 필요하다.

더욱이, 터빈의 패들 휠(paddle wheel)이 제동 날개(braking vane)를 포함하는 경우에, 이러한 터빈의 제동은 "올모드(all mode)" 또는 "무모드(nothing mode)"로 작동되는 공기 밸브에 의해 또는 계측 제동을 가능하게 하는 비례 밸브에 의해 제어될 수 있다. 모든 경우에, 터빈이 완전히 멈추기 전까지는 그러한 제동 작동의 제어가 곧잘 중단되곤 하는데, 그 이유는, 시스템이 회전 방향을 식별하는 요소를 갖추고 있지 않아, 터빈이 역방향으로, 즉 제동 작동의 반대 방향으로 회전하는 경우, 제동을 목적으로 한 공기의 주입이 단순히 잘못된 방향으로의 회전을 가속시키는 역할을 하여 더 이상 터빈의 작동을 멈출 수 없게 되기 때문이다.

보수자의 안전을 위해서는, 분무기의 터빈이 멈춰있지 않은 한 보수자가 도장 부스 내에 들어갈 수 없다. 예를 들어, 10000 rpm의 회전 속도에서 제동 작동이 중단된 경우, 터빈이 스스로 멈추기 전까지는 수십초를 기다려야만 한다. 따라서, 안전을 위해서는, 제동 위상 동안 터빈의 회전 속도를 적절히 감시하면서 또한 가능하다면 회전 방향을 식별하는 것이 바람직하다.

실제로, 터빈의 회전 속도 판독 장치를 구체화하기 위해서는, 이하의 요건들이 충족되어야 한다:

- 속도 관련 신호가, 도장 머신 또는 로봇의 암을 관통하여, 분무기로부터 원격지까지 전달되어야 한다.

- 속도 지시 신호의 원격 전달을 위한 장치가 아주 빠르게 연결/해체됨으로써, 생산 라인을 너무 오래 정지시키지 않고 분무기를 교환할 수 있어야만 한다.

- 분무기에 보통 10000 kvolts 정도의 고전압이 사용되는 한, 정전(靜電) 타입의 도료를 전기 충전하기 위해서는, 속도 판독 장치가 속도에 비례한 측정 신호와 고압 사이의 갈바닉(galvanic) 절연을 갖춘 유형으로, 예를 들어 광학적인 해결 수단에 의존하여야만 한다.

이를 위해, 터빈의 후방부에 터빈과 함께 회전하는 디스크가 제공되고, 이 디스크에 마주 향하게 광섬유의 단부가 배치되어 있는 장치가 이미 공지되어, 예를 들어, 미국 특허 제5,704,977호(또는 등가의 독일 특허 제DE 4306800 C2호)에 개시되어 있다. 상기 회전 디스크에는 불투명한 반사 지대가 연속적으로 형성되어, 광원으로부터 방출된 빛이 반사되어 광섬유에 의해 센서까지 안내됨으로써, 매순간 반사 광의 존재 여부를 검출할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 일반적으로, 이렇게 해서 얻어진 속도 측정치는 주파수 신호 형태를 취하고 있으며, 그 주파수는 터빈의 회전 속도를 나타내고 있다. 회전 속도 조절을 위한 통상의 시스템은 주어진 시간에 걸쳐 "피프(pips)"의 개수를 셈함으로써 상기 주파수를 측정하도록 설정되어 있다. 피드백 시스템 이론에 따르면, 고성능의, 즉 정확하면서도 신속하고 안정적인 조절을 달성하기 위해서는, 샘플링 시간, 즉 두개의 연속적인 측정치 사이의 시간 간격이 시스템의 전체 반응 시간과 비교하여 작아지는 것이 상당히 중요하다. 전술한 측정 원리에 있어서는, 측정이 정확히 이루어지도록 하기 위해서는 상당한 개수의 "피프"를 구비할 필요가 있는데, 이는 속도 측정 시간의 연장을 수반한다. 따라서, 12000 rpm에서, 밝은 지대와 어두운 지대가 에칭되어 있는 디스크의 경우, 초당 단지 20개의 "피프"만이 제공되며, 이것은 100ms의 측정 시간 동안에는 단지 2개의 "피프"만이 존재함을 암시한다. 그 결과, 회전 디스크 상에 존재하는 불투명한 반사 지대의 개수를 증가시킨다 하더라도 샘플링 주기가 충분한 정도로 감소될 수 없다.

전술한 공보에 개시된 가능한 해결 방안에 따르면, 도장 로봇의 암의 단부에 단단한 광섬유가 제공되어, 분무기가 적속에 배치된 경우, 그 광섬유가 분무기 본체의 후방으로부터 분무기 본체를 관통하여, 터빈에 회전 가능하게 구속되어 있는 디스크에 마주하게 배치되어 있는 그 전방 자유단을 통해 빠져 나오도록 되어 있다. 이 해결 방안은 광학적 연결에 의존할 필요성은 없지만, 분무기가 후진되어야만 함에 따라, 돌출되고 있는 단단한 광섬유가 이를 다루는 사람에게 위험 요소가 되는 한편, 그 자체에도 접촉 또는 충격에 의한 손상 위험이 있다는 큰 결점이 있다.

전술한 공보에 상세히 개시된 다른 해결 방안에 따르면, 단단한 제1 광섬유가 분무기 본체에 장착되어, 터빈에 연결된 디스크로부터 분무기 후방까지 연장하고 있는 한편, 다른 광섬유가 도장 로봇의 암에 장착되어, 분무기가 탈착 가능하게 고정되어 있는 그 암의 단부까지 연장하고 있다. 분무기의 장착 평면 레벨에, 분무기 본체에 수용되어 있는 제1 광섬유의 후방 단부가 로봇의 암에 장착되어 있는 다른 광섬유의 전방 단부에 기계적으로 결합될 수 있도록 하는 광섬유 커넥터가 제공되어 있다. 이 해결 방안은 분무기의 후진 시에 로봇 암의 전방으로부터 광섬유가 돌출될 필요가 없도록 하긴 하지만, 특정 추가 요소, 즉 광섬유 커넥터를 필요로 할 뿐만 아니라 연결/분리 작동이 수동으로 이루어지는 것을 필요로 한다.

더욱이, 전술한 공지의 해결 방안들의 경우에는, 광섬유가 도장 로봇의 암길이 전체에 걸쳐 연장되고 있는데, 이러한 광섬유는 가요성인 도장 로봇의 작동 중에 그 암의 이동에 영향을 주는 휨, 특히 비틀림에 대한 저항이 불량하다.

본 발명은 개괄적으로 말하여, 분무기 본체에 수용되어 있으면서 기류에 의해 자체적으로 회전하도록 되어 있는 터빈에 의해 중심 축선을 중심으로 고속으로 회전하는 회전 분무 보울(bowl)을 포함하는, 도료 또는 다른 유사한 코팅 제품의 분무를 위한 장치 기술 분야에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명은 자동차 차체용의 자동화된 도장 라인에 사용되는 바와 같은 로봇 암의 단부 또는 유사한 다축 머신 상에 장착되는 도료 분무기에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 주제는 전술한 유형의 도료 분무기용의 터빈과 그에 따른 회전 보울의 회전 속도 판독 장치이다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 속도 판독 장치가 장착되어 있는, 도장 로봇의 암의 단부에 장착된 분무기의 기본 형태를 보여주는 다이아그램.

도 2는 분무기가 로봇 암으로부터 분리되어 있는 상태를 보여주는 다이아그램.

도 3은 속도 판독 장치의 디스크의 단부도.

도 4는 도 3의 디스크의 회전 시에 그 디스크에 의해 얻어지는 신호를 보여주는 챠트.

도 5는 본 발명의 속도 판독 장치의 전자 부품의 개략적인 형태를 보여주는 다이아그램.

본 발명의 목적은, 회전 보울을 구비한 도료 분무기와 관련하여, 개선된 회전 속도 판독 장치를 제공하여, 광섬유 커넥터를 필요로 하지 않고 분무기의 용이한 후진이 이루어지도록 하며, 단일 광섬유면 충분한 구조로 형성되어 로봇 암에서의 광섬유의 비틀림 문제를 배제함으로써 전술한 모든 단점을 방지하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 주제는 본질적으로, 로봇 암의 단부 또는 유사한 다축 머신 상에 장착되어 있는 도료 분무기의 본체 내에 수용된 터빈에 의해 회전되는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치로서, 상기 판독 장치는 분무기 본체를 관통하는 광섬유 유형의 하나 이상의 광도관의 전방 단부와 협동하는 터빈의 후방에 배치되어 터빈과 함께 회전하는 디스크를 사용하고 있다. 이러한 본 발명의 판독 장치는, 상기 광섬유 유형의 광도관의 후방 단부가 분무기의 본체의 후방에서 종결되고 있고, 로봇 또는 유사한 다축 머신의 암의 단부로 분무기의 장착 평면 상에, 상기 광도관의 후방 단부에 마주하게 배치되는 광전자, 방출기 및 수신기 수단이 제공되고, 특히, 수신기 수단은 분무기의 광도관에 의해 전송된 반사 광 신호를 전기 신호로 전환하는 역할을 하며, 이러한 신호 전환으로부터 초래하는 전기 신호의 전송을 위해 제공된 하나 이상의 전기 케이블이 로봇 또는 유사한 다축의 머신 암에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 전환, 방출기 및 수신기와 같은 광전자 수단이 분무기의 장착 평면 레벨에, 분무기의 후면에 직접 마주하게(분무기가 적소에 설치되어 있는 경우), 특히 분무기 내에 합체되어 있는 광섬유와 같은 광도관의 후방 단부에 마주하게 배치되는 것을 기본 사상으로 한다. 감지된 속도를 나타내는 신호가 아무 문제 없이 로봇 암의 이동 동안 영향을 미치는 휨 및 비틀림을 수용할 수 있는, 상업적으로 이용 가능한 "로봇식"의 저압 전기 케이블에 의해 전송되는 전기 신호인 경우에는, 로봇 암에 더 이상 광섬유를 설치할 필요가 없다. 더욱이, 광신호의 전기 신호로의 전환이 분무기의 장착 평면 레벨에서 수행되므로, 이 레벨에서의 광섬유에 대한 어떠한 연결도 불필요하게 된다. 레이저 방출기와 같은 현재 이용 가능한 광전자 수단은 분무기의 장착 평면 레벨에서 영향을 받게 되는 연결구, 특히, 전기 및 공기 회로, 그리고 물론 도료의 유입구를 고려하여, 로봇 암의 단부에 안착될 수 있기에 충분한 규제된 치수로 형성된다.

본 발명의 주제인, 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치의 바람직한 실시예에 따르면, 분무기의 터빈 후방에 위치하여 분무기 본체를 관통하고 있는 광도관의 전방 단부와 협동하는 디스크에는 상이한 각방향 폭을 갖는 밝은 영역과 어두운 영역이 번갈아 형성되어, 그 각각의 존속 기간에 따라 차별화된, 연속하는 대응 신호의 순서를 분석함으로써 터빈의 회전 방향을 식별할 수 있도록 되어 있다.

실제로, 터빈에 구속된 디스크에는 상이한 각도의 백색 및 흑색 영역이 번갈아 형성되어 있고, 광신호의 전환을 위한 수단에 의해 제공되는 전기 신호의 처리를 위한 전자 유닛이 그러한 검출된 백색 및 흑색 지대의 연속성을 자동적으로 분석하여, 터빈의 순간 회전 방향을 결정하는 한편, 이 회전 방향을 나타내는 신호를발생시키도록 되어 있다. 이 신호는 속도 감시 모듈로 전송된다. 이렇게 해서, 속도 지시 신호 및 회전 방향 지시 신호를 얻을 수 있으며, 이에 따라 터빈을 그 속도가 거의 제로가 되도록 제동시킬 수 있어, 전술한 안전 문제를 해결할 수 있다.

분명히 알 수 있는 바와 같이, 터빈이 매우 고속으로 회전하는 경우, 광학적으로 그리고 전자적으로 디스크의 각종 영역을 구별하는 것이 어려워질 수도 있는데, 그 이유는 그에 상응하는 시간 역시 짧아지기 때문이다. 그러나, 이 또한, 비교적 저속으로 회전이 이루어짐으로써 그러한 어려움이 더이상 존재하지 않는 제동 위상 동안에는 터빈의 회전 방향을 확인하기는 데에 이득이 되므로 문제가 되지 않는다. 따라서, 회전 방향은, 터빈의 측정된 회전 속도가 예정된 한계값보다 작은 경우, 예를 들어, 10000 rpm에 고정되어 있는 경우 이외에는 무시될 수 있으며, 이 한계값 이하에서는 그 회전 방향의 결정이 확실하면서도 유용하게 이루어진다.

유리하게는, 회전 속도의 양호한 피드백 제어를 달성할 수 있도록 하는 회전 속도 측정을 달성하기 위하여, 전자 유닛이 "피프"의 개수를 셈함으로써 회전 주파수를 측정하는 것이 아니라, 터빈의 완전한 회전을 나타내는 두개의 백색 및 흑색 기준 지대 사이의 시간을 활용하고 있다. 이 시간은 터빈의 각각의 회전의 경우에 측정 가능하며, 저속 및 고속에 관한 정확한 신호를 제공한다.

실제로, 본 발명의 판독 장치의 전자 부품은, 수신 광트랜지스터의 출력부에, 터빈이 완전한 또는 부분적인 회전을 수행하는 데에 걸린 시간을 측정하는 컨버터를 포함하고 있다. 따라서, 컨버터의 출력부는 측정 속도를 나타내는 전기 신호를 산출하며, 터빈의 속도 감시용의 모듈에 전기 신호를 전송하는 라인에 링크 연결되어 있다. 이 전기 신호는 특히, 측정 속도에 비례한 아날로그 신호이다.

본 발명은 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치의 실 시 형태를 보여주고 있는, 예시로써 주어진 첨부 도면을 참조하여 아래의 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.

도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 전체적으로 도면 부호 2로 지시되어 있는, 회전 보울(5)을 구비한 도료 분무기는 그 전방에 중심 축선(4)을 중심으로 상기 분무 보울(5)이 회전 가능하게 장착되어 있는 본체(3)를 포함하고 있다. 상기 회전 보울(5)은 분무기(2)의 본체(3) 내부에 수용되어 있는 터빈(6)에회전 가능하게 구속되어 파이프(도시되지 않은)에 의해 안내된 기류의 영향을 받도록 되어 있다.

분무기(2)의 본체(3)는 그 후면(7)을 통해 도장 로봇 또는 유사한 다축 머신의 암(8)(상당히 개괄적으로 도시된)의 전방 단부에 분리 가능한 방식으로 장착되도록 설계되어 있다. 이를 위해, 암(8)의 전방 단부에는 결합판(9)이 마련되어 있는데, 이 결합판(9)은 그에 맞대어 분무기(2)가 해체 가능한 방식으로 고정되는 "장착 평면"을 형성하고 있다. 결합판(9)은 유체 및 전기 연결부로 이루어진 조립체를 포함하고 있다. 이들 연결부는 본 발명과 직접적인 연관은 없으므로, 도면에 따로 도시되고 있지는 않다. 이러한 연결부에는 특히, 터빈(6)의 회전 및 제동 작동을 위한 공기 회로용의 커플링이 포함되어 있다. 도 1에는 분무기(2)가 암(8)의 단부에 장착되어 있는 상태가 도시되어 있으며, 도 2에는 분무기(2)가 암(8)으로부터 분리되어 있는 상태가 도시되어 있다.

본 발명의 주제가 되는 회전 속도 판독 장치에 의하면, 터빈 및 그에 따른 회전 보울(5)의 순간 회전 속도를 측정할 수 있게 된다. 또한, 이 회전 속도 판독 장치는 터빈(6)의 회전 방향을 결정한다.

이러한 회전 속도 판독 장치는 터빈(6)의 후방에 위치하는 디스크(10)를 포함하고 있다. 이 디스크(10)는 도 3에 도시된 바와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 디스크(10)의 표면은 도면 부호 A 내지 도면 부호 F로 지시된 여섯개의 섹터로 분할되어 있는데, 그 세개의 섹터는 밝은, 특히 백색의 섹터(A, C, E)이고, 나머지 이들 백색 섹터와 번갈아 위치하는 세개는 어두운, 특히 흑색의섹터(B, D, F)이다. 이들 섹터, 어두운 섹터(B, D, F)는 예를 들어, 서로 상이한 각방향 폭을 갖추고 있는데, 예를 들어:

- 어두운 섹터(B)의 각도는 60°이며;

- 어두운 섹터(D)의 각도는 30°이고;

- 어두운 섹터(F)의 각도는 90°이다.

본 예에서, 밝은 섹터(A, C, E)는 아래의 각방향 폭을 갖는다:

- 밝은 섹터(A)는 90°이며;

- 밝은 섹터(C)는 45°이고;

- 밝은 섹터(E)도 마찬가지로 45°이다.

분무기(2)의 본체(3) 내부에는 또한, 분무기의 중심 축선(4)에서 비껴난 위치로, 광도관으로서 사용되는 광섬유(11)가 수용되어 있다. 이 광섬유(11)는 분무기(2)의 본체(3)를 종방향으로 관통하고 있으며, 그 전방 단부(11a)가 디스크(10)에 대향하게 배치되어 있고, 그 후방 단부(11b)는 분무기(2)의 본체(3)의 후면(7)의 레벨에 놓여 있다.

회전 속도 판독 장치는 또한, 결합판(9)의 레벨에, 따라서 분무기의 "장착 평면"에 장착된 광전자 서브조립체(12)를 포함하고 있다. 이 광전자 서브 조립체(12)는 방출기와 수신기로 이루어져 있으며, 분무기(2)가 암(8)의 단부에 장착된 상태에서(도 1 참조), 분무기(2)의 광섬유(11)의 후방 단부(11b)에 대향하는 방식으로 결합판(9) 상에 배열되어 있다.

도 5에 아주 상세히 도시된 바와 같이, "장착 평면"의 레벨에 제공된 광전자서브조립체(12)는 예를 들어, 방출기 요소로서의, 레이저 다이오드(13)와 같은 광원과, 수신기 요소로서의 광트랜지스터(14)를 포함하고 있다. 상기 레이저 다이오드(13)는 광섬유(11)의 "방출" 부분(11c)의 후방 단부를 마주향하게 배치되어 있으며, 상기 광트랜지스터(14)는 그 일부가 광섬유(11)의 "수신" 부분(11d)의 후방 단부를 마주향하게 배치되어 있다. 도 5에 서로 분리되어 있는 상태로 (과장된 방식으로) 도시되어 있는 광섬유(11)의 이들 두개의 부품, 즉 방출기(11c)와 수신기(11d)는 분무기의 본체(3) 내부에서 함께 결합되어, 단일 광섬유(11)를 구성하도록 되어 있는 것이 유리하다.

도 5에는 또한, 본 발명의 회전 속도 판독 장치의 전자 조립체(15)가 도시되어 있다. 이 전자 조립체(15)는 동력 공급 유닛(16)을 포함하고 있는데, 이 유닛은 외부로부터의 공급 전압(V)을 받아, 방출 레이저 다이오드(13)와 수신 광트랜지스터(14)에 동력을 공급하는 역할을 한다. 광트랜지스터(14)의 출력측에는 주파수/전압 컨버터(17)가 제공되어 있으며, 이 컨버터의 출력부는:

- 측정된 순간 속도를 나타내는 전기 신호의 전송을 위한 라인(18)과,

- 압축기(19)의 제1 입력부로 연장되고 있다.

압축기(19)는 예를 들어, 10000 rpm에 맞먹는 값으로 선택된 속도 한계값(S)을 수용하는 제2 입력부를 구비하고 있다. 압축기(19)의 출력부는 앤드(AND) 게이트(20)의 입력부에 링크 연결되어 있으며, 앤드 게이트(20)는 또한 광트랜지스터(14)의 출력부에 링크 연결되어 있는 다른 입력부를 또한 구비하고 있다. 최종적으로, 이 앤드(AND) 게이트(20)의 출력부는 회전 방향의 검출을 위한모듈(21)에 링크 연결되어 있다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 광전자 서브 조립체(12), 그리고 이 서브 조립체(12)와 연관될 수도 있는 다른 요소들은, 암(8)의 내부에서 연장하는 전기 케이블(22)에 의해, 보다 더 후방에 배치된 처리 및 조절 요소들에 결합되어 있다. 상기 전기 케이블(22)은 특히, "로봇식" 저전압 케이블이다.

전술한 회전 속도 판독 장치는 전체적으로 후술하는 방식으로 작동한다.

동력 공급 유닛(16)에 의해 전력을 공급받는 레이저 다이오드(13)가 입사광 신호(S1)를 광섬유(11)의 "방출" 부분(11c) 상으로 방출하게 되며, 이 입사광 신호(S1)는 광섬유(11)의 전방 단부(11a)로 전송된다. 광섬유(11)의 이 전방 단부(11a)에는 번갈아 배열된 디스크(10)의 밝은 및 어두운 섹터를 보여주고 있으며, 광섬유(11)의 "수신" 부분(11d)은 디스크(10) 및 그에 따른 터빈(6)의 회전 속도에 비례한 평균 주파수(F)를 갖는 펄스 형태의 불규칙한 반사 광 신호(S2)를 수신하고 있다. 이 반사 광 신호(S2)는 광트랜지스터(14)에 의해 수신되는데, 이 광트랜지스터(14)가 그 반사 광 신호(S2)를 대응하는 불규칙한 전기 신호(S3)로 전환시킨다. 컨버터(17)가 이 전기 신호(S3)를 아날로그 전기 전압(S4)으로 변환하는데, 이 전압은 상기 전기 신호(S3)의 주파수, 그리고 그에 따라 터빈(6)의 회전 속도에 비례한다. 이렇게 해서 얻어진 신호(S4)는 터빈(6)의 속도를 감시하기 위한, 도시되지 않은 외부 모듈로 라인(18)에 의해 전달된다.

보다 상세한 설명을 위해, 도 4에는 (디스크(10)의 회전의 경우에) 디스크(10)의 섹터(A 내지 F)의 개개의 각방향 폭에 대응하는 길이 및 간격을 갖는연속적인 펄스를 갖춘, 반사 광 신호(S2)의 형태가 도시되어 있다. 해당 시간은 각기 도면 부호 TA, TB, TC, TD, TE, TF로 지시되어 있다. 세개의 어두운 섹터(B, D, F)의 각방향 폭이 차이가 남으로 인해, 세개의 해당 시간(TB, TD, TF)도 명확하게 구분되어 있다(분명히 알 수 있는 바와 같이, 이들 시간은 터빈(6)의 회전 속도에 따라 가변적이다).

터빈(6)의 회전 방향에 따라, 연속적인 시간(TB, TD, TF)의 순서가 달라진다. 일 회전 방향으로는 TB-TD-TF의 순서로 되며, 반대 방향으로의 회전시에는 TF-TD-TB의 순서가 된다. 따라서, 시간(TB, TD, TF)의 측정 및 분석을 통해, 적어도 터빈이 이들 시간의 측정 및 비교를 허용하기에 충분한 저속으로 회전하는 경우에는 터빈(6)의 회전 방향을 식별할 수 있게 된다.

두개의 연속적인 섹터(A)의 개시부 사이의 시간을 측정함으로써, 예를 들어, 각각의 회전 시에 터빈(6)의 회전 속도를 정확하게 확인할 수 있게 된다. 따라서, 크기 순으로, 속도가 1200 rpm인 경우에, 두개의 연속적인 섹터(A) 사이의 시간이 50ms이며, 따라서 고성능 피드백 제어를 허용하기에 충분히 작은 샘플링 시간을 갖출 수가 있게 된다.

이것은 전자 조립체(15)에서 실행된다. 매순간, 신호(S3)는 컨버터(17)에서 처리되는데, 이 컨버터(17)는 두개의 기준 지대 사이에서 터빈(6)이 걸린 시간을 측정하며, 또한 이 측정된 시간을 그에 비례한 아날로그 전기 신호(S4)로 전환한다. 이 전기 신호가 회전 속도를 나타낸다. 더욱이, 터빈(6)의 순간 회전 속도를 나타내는 이러한 전기 신호(S4)는 비교기(19)에서 예정된 속도 한계값(S)과 비교된다. 이 비교기(19)는 따라서, 그 출력부에서 논리 신호(S5)를 내보내는데, 이 논리 신호(S5)는 신호(S3)를 또한 수신하는 앤드 게이트(20)를 거쳐, 순간 회전 속도가 한계값(S)보다 적은 경우에 회전 방향을 검출할 수 있도록 한다. 상기와 같이 순간 회전 속도가 한계값보다 적은 경우에, 회전 방향의 검출을 위한 모듈(21)이 전기 신호(S3)를 분석하여, 그 출력부에서 예를 들어, 터빈(6)의 회전 방향을 나타내는 "올모드" 또는 "무모드" 신호 형태의 논리 신호(S6)를 내보낸다.

분무기(2)가 암(8)으로부터 분리되어 있는 상태에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 광전자 서브조립체(12)가 "장착 평면" 상의 적소에 유지되어, 전술한 바와 동일한 방식으로 장착되는 다른 분무기와 전술한 방식으로 작동하도록 준비 상태에 있게 된다.

본 발명의 영역을 벗어남이 없이 이하의 청구의 범위에 규정된 범위 내에서 이하의 사항에 대한 변경이 이루어질 수 있다:

- 디스크(10)의 세부 사항들, 특히 디스크의 섹터 또는 지대의 개수 및 그 각도;

- 특히 광원과 관련한 소정의 등가물로 대체될 수도 있는, 광전자 조립체의 방출기 및 수신기 요소의 특성;

- 신호 처리를 위한 전자 조립체의 실시에 있어서의 세부 사항들;

- 회전 속도 판독 장치가 장착된 도장 로봇 또는 기타 다축 머신의 특수한 특징 및 그 특성.

Claims

로봇 암(8)의 단부 또는 유사한 다축 머신 상에 장착되어 있는 도료 분무기(2)의 본체(3) 내에 수용된 터빈(6)에 의해 회전되는 회전 보울(5)을 구비한 도료 분무기(2)용의 회전 속도 판독 장치로서, 분무기(2)의 본체(3)를 관통하는 광섬유 유형의 하나 이상의 광도관(11)의 전방 단부(11a)와 협동하는 터빈(6)의 후방에 배치되어 터빈(6)과 함께 회전하는 디스크(10)를 사용하는 그러한 회전 속도 판독 장치에 있어서,

상기 광섬유 유형의 광도관(11)의 후방 단부(11b)가 분무기(2)의 본체(3)의 후방(7)에서 종결되고,

로봇 또는 유사한 다축 머신의 암(8)의 단부로 분무기의 장착 평면(9) 상에, 상기 광도관(11)의 후방 단부(11b)에 마주하게 배치되는 광전자, 방출기 및 수신기 수단(12, 13, 14)이 제공되고, 특히, 수단(14)은 분무기(2)의 광도관(11)에 의해 전송된 반사 광 신호(S2)를 전기 신호(S3)로 전환하는 역할을 하며, 이러한 신호 전환으로부터 초래하는 전기 신호(S3)의 전송을 위해 제공된 하나 이상의 전기 케이블(22)이 로봇 또는 유사한 다축 머신의 암(8)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 로봇 또는 유사한 다축 머신 암(8)의 단부로 분무기(2)의 장착 평면(9) 상에 제공된 상기 광전자 수단(12)은 방출기 수단으로서의 레이저 다이오드와 같은 광원(13)과, 수신기 수단으로서의 광트랜지스터(14)를 포함하며, 이들 광원과 광트랜지스터는 각기 분무기(2)의 광도관(11)의 "방출" 부분(11c)과 "수신" 부분(11d)의 개개의 후방 단부에 마주하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분무기(2)의 터빈(6)의 후방에 배치되어 분무기(2)의 본체(3)를 관통하고 있는 광도관(11)의 전방 단부(11a)와 협동하는 상기 디스크(10)는 번갈아 배치된, 각방향 폭이 서로 다른 밝은 섹터(A, C, E)와 어두운 섹터(B, D, F)를 포함하여, 그 개개의 존속 기간(TA 내지 TF)에 의해 차별화된 연속적인 대응 신호의 순서를 분석함으로써 터빈(6)의 회전 방향을 식별할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 회전 방향은 터빈(6)의 측정된 회전 속도가 특히, 제동 위상 동안 예정된 한계값(S)보다 작은 경우 이외에는 무시되는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 그 전자 부품(15)이 수신 광트랜지스터(14)의 출력부에, 터빈(6)이 완전히 또는 부분적으로 회전하는 데에 걸린 시간을 측정하는 컨버터(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 컨버터(17)의 출력부는 측정된 속도를 나타내는 전기 신호(S4)를 산출하며, 터빈(6)의 속도 감시용 모듈에 그 전기 신호(S4)를 전달하는 라인(18)에 링크 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 전기 신호(S4)는 측정 속도에 비례하는 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 회전 보울을 구비한 도료 분무기용의 회전 속도 판독 장치.