KR20230114269A - 진동 센서를 포함하는 코팅 장치 및 이에 대응하는 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오작동에 취약한 복수의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22), 코팅 장치(1)의 기계적 진동을 감지하고, 이를 제어 기술로 평가할 수 있는 진동 신호로 변환하기 위한 진동 센서(22), 진동 센서(22)로부터의 진동 신호를 평가하고, 진동 신호의 함수로서 오작동에 취약한 코팅 장치(1)의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22) 중 하나의 작동 중의 오작동을 진단하기 위한 평가 유닛(23)를 갖는 코팅 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명은, 진동 센서(22)의 진동 신호를 평가함으로써, 평가 유닛(23)이 코팅 장치(1)의 다양한 오작동 가능성이 있는 구성 요소들(9-12, 15-18, 19-22)의 다양한 작동 중의 오작동을 진단하는 것을 규정한다. 또한, 본 발명은 연관된 작동 방법을 포함한다.

Description

진동 센서를 포함하는 코팅 장치 및 이에 대응하는 작동 방법

본 발명은 코팅제(예, 페인트)로 구성 요소(예, 자동차 차체 구성 요소)를 코팅하기 위한 코팅 장치(예, 도장 로봇)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 대응하는 작동 방법에 관한 것이다.

현대의 도장 설비에서 자동차 차체 구성 요소를 페인팅하기 위한 회전식 분무기는 일반적으로 도포 장치로 사용되며, 고속으로 벨 컵을 회전시키고, 이에 따라 도포될 페인트는 회전하는 벨 컵에 의해 스핀 오프되고 분무된다.

그럼에도 불구하고, 작동 중에 회전식 분무기에 불균형이 발생하고, 이는 오작동을 초래할 수 있다. 이러한 불균형은, 예를 들어, 벨 컵과 룸 경계(예, 페인트 부스의 부스 벽) 사이에 충돌이 발생하는 경우에, 발생할 수 있다. 페인트 부스의 작동에 심각한 영향을 미치지 않고 작동 중의 오작동을 수정될 있도록, 회전식 분무기의 이러한 작동 장애는 작동 중에 감지되어야 한다.

WO 2016/180521 A1 으로부터, 이러한 회전식 분무기의 동작 오작동을 감지하는 도장 설비가 공지된다. 이러한 목적을 위해, 회전식 분무기로부터 발생하는 기계적 진동을 분석하여 작동 중의 오작동을 감지하도록 진동 센서가 사용된다.

그럼에도 불구하고, 이러한 알려진 개념의 단점은 다양한 진동 센서로부터의 진동 신호 평가를 통해 회전식 분무기의 특정 작동 중의 오작동에 대한 결론만 도출될 수 있다는 것이다. 다른 한편으로는, 이러한 알려진 개념으로는, 도장 설비의 다른 구성 요소들에서 오작동에 취약한 작동 중의 오작동을 감지하고 위치를 알아내는 것이 불가능하다. 또한, 이러한 알려진 개념으로는 다른 유형의 작동 중의 오작동을 구별할 수 없다.

마지막으로, 본 발명의 기술적 배경은 US 2019/0314 842 A1에도 설명되어 있다.

따라서, 본 발명은 개선된 코팅 장치 및 대응하는 작동 방법을 제공하는 과제에 기초하고 있다.

이러한 과제는 본 발명에 따른 코팅 장치 또는 독립 청구항에 따른 대응하는 작동 방법에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 코팅 장치는 바람직하게는 자동차 차체 구성 요소를 페인트로 코팅하기 위하여 사용된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 코팅될 구성 요소의 유형 및 도포될 코팅제의 유형에 관하여 이런 특정한 적용분야에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 코팅 장치는 몇 가지 예를 들어, 절연 재료, 밀봉제 또는 접착제와 같은 다른 코팅제를 도포할 수도 있다. 또한 코팅된 구성 요소의 유형에 관하여 본 발명의 범위 내에서 제한은 없다. 본 발명에 따른 코팅 장치는, 자동차 차체 구성 요소 대신에, 다른 구성 요소들을 코팅하도록 설계될 수도 있다. 예시적인 구성 요소는 항공기 구성 요소 또는 풍력 터빈의 구성 요소이다.

다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 코팅 장치는 종래 기술 그 자체로부터 알려진 바와 같은 도장 로봇이므로, 도장 로봇의 구조적 상세에 대한 상세한 설명은 불필요할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 장치는, 상술된 공지의 코팅 장치에 부합하여, 오작동에 취약하고, 코팅 장치의 작동 중에 작동 중의 오작동이 발생할 수 있는 여러 개의 구성 요소를 갖는다. 회전식 분무기에서 작동 중의 오작동이 발생할 수 있으며, 이로 따라 이러한 작동 중의 오작동은 불균형으로 인해 발생한다는 것이 단지 위에서 언급되었다. 그럼에도 불구하고, 오작동에 취약한 구성 요소의 개념은 일반적으로 본 발명의 범위 내에서 이해되어야 하며, 회전식 분무기에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위 내에서, 상세히 뒤에서 설명될 바와 같이, 다른 구성 요소에서도 오작동이 발생할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는, 코팅 장치에서 기계적 진동을 감지하고, 제어 기술의 관점에서 평가될 수 있고 기계적 진동을 재현하는 진동 신호를 재현하기 위하여 전술한 공지된 도장 설비에 부합하는 하나 이상의 진동 센서를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는, 전술한 공지된 코팅 장치에 부합하는, 진동 센서로부터 발생하는 진동 신호를 평가하는 역할을 하고, 그 기능으로서, 오작동에 취약한 코팅 장치의 구성 요소들 중 하나에서의 작동 중의 오작동을 진단하는 역할을 하는 평가 유닛을 구비한다.

본 발명에 따른 코팅 장치는, 평가 유닛이 동작 오작동을 감지할 뿐만 아니라, 진동 신호를 평가함으로써 상이한 오작동이 가능한 구성 요소들의 다양한 동작 오작동을 진단하는 것을 특징으로 한다.

한편으로는, 종래 기술에서는 불가능한 진동 신호를 평가함으로써, 평가 유닛은 상이한 유형의 작동 중의 오작동을 구별할 수 있다.

다른 한편으로는, 평가 유닛은 또한 오작동에 취약한 상이한 구성 요소들의 작동 중의 오작동을 구별할 수 있다. 예를 들어, 진동 신호를 평가함으로써, 평가 유닛은 도장 로봇에 벨 컵의 불균형 또는 베어링 손상이 있는지 여부를 구별할 수 있다.

본 발명의 범위 내에서, 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이, 오동작에 취약한 코팅 장치의 다양한 구성 요소들이, 즉 회전식 분무기 뿐만 아니라, 작동 오동작에 대해서 모니터링될 수 있다는 것은 이미 위에서 간략히 언급되었다.

예를 들어, 작동 중의 오작동에 대해 모니터링되는 오작동 가능성이 있는 구성 요소는 코팅 로봇(예, 도장 로봇)일 수 있으며, 이는 여러 개의 로봇 축을 구비한다. 이러한 코팅 로봇은 일반적으로, 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이, 직렬 로봇 운동학 및 적어도 여섯 개의 로봇 축을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 코팅 로봇은 로봇 베이스, 피벗 가능한 로봇 부재, 근위 로봇 암, 원위 로봇 암 및/또는 로봇 핸드 축을 구비한다. 이러한 코팅 로봇에는 베어링 손상, 기어박스 손상 또는 모터 손상과 같은 다양한 작동 중의 오작동이 발생할 수 있다.

또한, 작동 중의 오작동에 대해 모니터링 되는 오작동 가능성이 있는 구성 요소는 코팅제를 도포하기 위해 사용되는 도포 장치일 수도 있다. 이러한 도포 장치의 예로서, 회전식 분무기가 이미 언급되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위 내에서, 다른 유형의 도포 장치들은 또한, 예를 들어, 과분사 없이 본질적으로 도포될 코팅을 도포하는 소위 프린트 헤드들과 같은, 작동 중의 오작동에 대해서도 모니터링될 수 있다.

오작동에 취약하고 작동 중에 오작동을 모니터링될 수 있는 또 다른 구성 요소는 압축 공기 터빈으로, 예를 들어, 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이 터빈 샤프트를 회전시키기 위한 회전식 분무기에 사용될 수 있다. 이러한 압축 공기 터빈에서, 예를 들어 베어링 손상이 작동 중의 오작동으로 발생할 수 있다.

위에서 이미 간략하게 언급한 바와 같이, 회전식 분무기의 경우에 벨 컵과 룸 경계(예, 페인트 부스의 실내 벽) 사이의 충돌이 불균형을 초래할 수 있다. 따라서, 작동 중 오작동에 대해 모니터링되는 오작동에 취약한 구성 요소는 벨 컵일 수도 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서 도포 장치로의 코팅제를 계량하는 계량 펌프의 오작동을 감지하는 것이 가능하다.

또한, 기존의 코팅 로봇은 모터, 기어박스 및 베어링을 구비하여 본 발명의 범위 내에서 진단 가능한 작동 중의 오작동을 나타낼 수 있다는 것은 이미 위에서 간략히 언급된 바 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내에서 작동 중의 오작동에 대해 모니터링되는 오작동에 취약한 구성 요소는 코팅 로봇의 모터, 기어박스 및/또는 베어링일 수 있다.

마지막으로, 코팅 장치는 전형적으로 코팅제의 흐름을 제어하기 위한 코팅제 밸브 또는 헹굼제의 흐름을 제어하기 위한 헹굼제 밸브와 같은 제어 가능한 압력 밸브를 포함한다. 이러한 압력 밸브는 또한 작동 중에 작동 중의 오작동을 나타낼 수 있다. 따라서 오작동에 취약하고 작동 중에 작동 중의 오작동에 대해서 모니터링되는 구성 요소는 예를 들어 회전식 분무기에서 제어 가능한 압력 밸브일 수 있다. 일반적으로, 코팅 장치의 모니터링되는 구성 요소는 예를 들어 전기적으로 제어되는 밸브일 수도 있다.

오작동에 취약한 다양한 구성 요소에 대한 전술한 설명이 총망라한 것은 아니다. 오히려, 본 발명에 따른 개념은 코팅 장치의 다른 구성 요소들에서의 작동 중의 오작동을 감지하는 데에도 사용될 수 있다.

애플리케이터(예, 회전식 분무기)를 가이드하는 코팅 로봇(예, 도장 로봇)상에서의 오작동을 감지하는 데 바람직하게 적합하다는 것은 위에서 이미 언급된 바 있다. 여기서, 진동 센서의 진동 신호를 평가하여 애플리케이터의 오작동을 감지할 수 있다. 진동 센서는 도포 장치로부터 거리를 두고 코팅 로봇에 장착될 수 있다. 도포 장치에 의해 방출되는 기계적 진동은 코팅 로봇을 통해 진동 센서로 전달되고, 이에 따라 코팅 로봇은 특정 진동 전달 특성을 갖는다. 그런 다음, 평가 유닛은 코팅 로봇의 진동 전달 특성을 고려하여, 진동 센서로부터의 진동 신호를 평가할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서는 몇 가지 예를 들면 로봇 베이스, 회전가능한 로봇 부재, 근위 로봇 암("암 1"), 원위 로봇 암("암 2") 또는 로봇 핸드 축에 장착될 수 있다.

코팅 로봇이 정전기 코팅제 충전 시스템을 갖는 경우, 한편으로는, 모니터링 대상 도포 장치와 다른 한편으로는 진동 센서 사이의 공간적 분리가 기술적으로 유리한다. 이러한 경우, 도포 장치는 고전압 영역에 위치하므로, 도포 장치 상에 또는 내에 직접적으로 진동 센서를 배치하는 것도 진동 센서가 고전압 전위에 있게 되기 때문에 문제가 된다. 반면에, 한편으로는 모니터링 대상 도포 장치와 다른 한편으로는 진동 센서 사이의 공간 분리는 진동 센서가 전기적으로 접지된 영역에 배치되는 가능성을 제공하므로, 진동 센서의 조사가 훨씬 용이하게 이루어질 수 있는 것이고, 이를 위해 잠재적인 분리가 필요하지 않기 때문이다.

본 발명에 따른 개념은 코팅 장치의 다양한 작동 중의 오작동을 진단하고 구별할 수 있는 가능성을 제공한다는 것은 이미 위에서 간략히 언급되었다.

한 가지 가능한 작동의 오작동은-위에서 간략하게 언급된 바와 같이-회전식 분무기의 벨 컵의 불균형이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 불균형은 벨 컵 뿐만 아니라 회전식 분무기의 터빈 샤프트와 같이 벨 컵과 함께 회전하는 다른 회전 구성 요소들에서도 발생할 수 있다.

따라서 또 다른 가능한 오작동은 벨 컵과 함께 회전하는 회전식 분무기의 구성 요소의 불균형이다.

또 다른 가능한 오작동은 베어링(예, 롤링 베어링), 예를 들어 회전식 분무기의 베어링 또는 코팅 로봇의 베어링의 기계적 마모이다. 베어링은 몇 가지 예를 들면, 예를 들어 기어박스, 축 또는 모터 상의, 어떤 베어링도 될 수 있다.

작동 중 감지될 수 있는 다른 작동 중의 오작동으로는 기어박스 상의 오일 손실, 기어박스 오일 누락, 또는 코팅 로봇의 모터상의 오일 또는 모터 오일 손실을 포함한다. 이러한 작동 중의 오작동은 마찰력이 증가를 초래하여, 이는 측정 가능한 진동을 유발한다.

또한, 본 발명의 범위 내에서는 체결 나사의 체결 토크가 부정확하거나 구동 축의 부정확한 조립과 같은 조립 오작동도 감지될 수 있다.

또한, 작동 중의 오작동은 계량 펌프의 구동 축이 잘못 장착되었거나 구조적으로 적합하지 않은 경우에도 발생할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 범위 내에서, 코팅 로봇과 장애물의 충돌이, 예를 들어, 룸 경계(예를 들어, 페인트 부스의 부스 벽) 또는 다른 코팅 로봇과의 충돌이 감지될 가능성도 있다.

다양한 작동 중의 오작동에 대한 위의 설명은 총망라한 것은 아니다. 오히려, 본 발명에 따른 개념은 진동 거동의 변화에 반영되는 다른 작동 중의 오작동의 감지를 가능하게 한다.

진동 센서의 설계 및 작동 모드와 관련하여, 본 발명의 범위 내에는 다양한 가능성이 존재한다. 예를 들어, 진동 센서는 2축 또는 3축 가속도 센서일 수 있다. 대안적으로, 가속도 센서는 2축 또는 3축 자이로스코프도 포함하는 2축 또는 3축 가속도 센서일 가능성이 있다. 따라서, 본 발명은 진동 센서의 설계 및 작동과 관련하여 특정 유형의 진동 센서에 한정되지 않는다.

코팅 장치는 통상적으로 정전기 코팅제 충전 시스템을 구비하므로, 코팅 장치는 고전압 영역과 전기적으로 접지된 영역을 갖는다는 것은 이미 위에서 간략하게 언급된 바 있다. 그러면 진동 센서는 바람직하게는 전기적으로 접지된 영역에 배치되고, 이는 전위적인 분리가 필요하지 않기 때문에 진동 센서의 조사를 단순화한다.

또한 도장 설비에는 방폭 챔버를 구비하는 경우가 많은데, 이는 예를 들어 공기 퍼지 시스템을 구비할 수도 있다는 것이 언급되어야 한다. 이러한 방폭 룸은 예를 들어 기술 표준 IEC/EN 60079-11-파트 11, IEC/EN 60079-25-파트 25 및 IEC/EN 60079-14-파트 14에 설명되어 있다. 진동 센서는 방폭 챔버 내 또는 방폭 챔버 외부에 위치할 수 있다.

코팅 로봇에서 진동 센서의 공간적 배치와 관련하여, 이러한 코팅 로봇은 각각 개별 로봇 축을 위한 하우징을 갖는 축 구동을 갖는다는 것도 언급되어야 한다. 진동 센서는, 예를 들어, 제 4, 제 5 또는 제 6 로봇 축을 위한 축 구동부의 하우징에 배치될 수 있다.

평가 유닛은 코팅 장치의 작동 중의 오작동을 감지할 수 있도록 진동 센서에 의해 공급되는 진동 신호를 평가하는 것이 이미 위에서 언급된 바 있다. 여기서, 진동 특성 값이 먼저 진동 신호로부터 산출된 다음, 이에 따라 평가 유닛이 진동 특성 값을 기반으로 분석을 수행할 수도 있다. 진동 특성 값은, 몇가지 예를 들면, 예를 들어, 진동 신호의 유효 값, 진동 신호의 최대값, 진동 신호의 1차 진폭, 진동 신호의 고차 진폭, 진동 신호의 왜곡 계수 또는 진동 신호의 파고율일 수 있다.

본 발명의 일 변형예에서, 진동 특성 값은 진동 센서에 통합된 센서 전자 장치에 의해 진동 센서에서 직접 산출된다.

반면에, 본 발명의 또 다른 변형예에서, 진동 특성 값은 먼저 평가 유닛에서 진동 신호로부터 산출되며, 바람직하게는 평가 유닛은 진동 센서로부터 구조적으로 분리된다. 그럼에도 불구하고, 진동 센서 상에 평가 유닛을 직접 배치함으로써, 대안적으로, 평가 유닛이 진동 센서 내로 구조적으로 통합되거나 진동 센서가 있는 구조적 유닛을 형성하는 것도 가능하다.

진동 센서와 평가 유닛은 공간적으로 분리되어 있는 경우, 평가 유닛은 코팅 로봇 상에서의 평가 유닛 및 로봇 제어 유닛과 같은 공간적으로 분리된 여러 부분들로 구성될 수도 있다.

일반적으로, 평가의 부분는 진동 센서에서 직접 수행될 수도 있고, 평가의 또 다른 부분은 공간적으로 분리된 평가 유닛에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 공간적으로 분리된 평가 유닛에서 전체 신호로부터 진동 특성 값이 산출되는 동안, 진동 센서에 직접적으로 전체 신호를 형성하기 위하여 개별 신호들이 필터링 및 첨가 될 수 있다.

원칙적으로, 진동 특성 값 또는 진동 특성 값들을 하나 이상의 한계값과 비교하는 것은, 또한 센서에서 직접적으로, 또는 공간적으로 분리된 평가 유닛에서, 또는 센서에서 부분적으로 그리고 공간적으로 분리된 평가 유닛에서 부분적으로 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서, 진동 특성 값은 또한 평가 유닛에 연결된 또는 평가 유닛내에 통합된 마이크로프로세서에서 실행되는 소프트웨어에 의해 산출될 수 있다.

진동 특성 값의 평가 중에, 예를 들어, 진동 특성 값은 한계값(예를 들어, 최대값)과 비교될 수 있으며, 이에 따라 진동 특성 값이 한계값을 초과하면 제 1 경고 신호가 생성된다. 예를 들어, 제 1 경고 신호는 이때 코팅 장치의 조작자에게 시각적으로 및/또는 음향적으로 표시될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 대안적으로, 제 1 경고 신호는 단지 기계 제어 시스템의 오류 플래그에 불과할 수도 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서, 평가 유닛은 코팅 장치의 작동 기간 동안의 진동 특성 값을 모니터링할 수 있다. 평가 유닛은 진동 특성 값과 소정의 구성 요소별 노화 거동을 비교하여, 진동 특성 값과 소정의 노화 거동을 비교하여, 마모에 기인한 오작동 가능성이 있는 구성 요소의 유지보수 또는 교체가 필요함을 나타내는 경우, 제 2 경고 신호를 생성할 수 있다. 따라서 제 2 경고 신호는 조작자에게 유지보수 기한이 도래했음을 나타내는 유지보수 신호일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제 2 경고 신호는 조작자에게 작동이 중단되어야 함을 나타내는 중지 신호일 수 있고, 중지 신호는 또한 자동으로 작동 중지를 유발할 수 있다.

또한, 주파수 스펙트럼은 진동 신호 (예, 1차 및/또는 고차 진폭을 평가하기 위해) 평가의 일부로 결정될 수도 있다. 여러 상이한 총 신호들이 하나 이상의 진동 특성 값을 산출하기 위해서 사용될 수 있는데 예를 들어, 상이한 총 신호들로부터 여러 개의 진동 특성 값의 산출, 하나의 진동 특성 값을 산출하기 위해 여러 개의 상이한 총 신호들이 사용될 수 있다.

또한, 여러 개별 신호(예, 모든 개별 신호로부터 또는 선택된 개별 신호만으로부터)로부터 여러 진동 매개변수를 산출하는 것이 가능하다.

평가 유닛은 오동작에 취약한 구성 요소의 진동 거동을 모니터링하는 것이 이미 위에서 언급된 바 있다. 이러한 진동 모니터링은, 예를 들어, 코팅 장치의 정상 작동 중에 수행될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 진동 분석은 정상적인 코팅 작업 이외의 특정 측정 공정에서 수행되는 것이 대안적으로 또한 가능하다. 이러한 목적을 위해, 소정의 측정 공정에 따라 코팅 장치를 제어하는 제어 유닛이 제공될 수 있다. 진동 센서는 측정 공정 중에 코팅 장치 내의 진동을 감지하고, 평가 유닛은 감지된 진동 신호를 평가하여 오작동을 감지한다.

예를 들어, 제어 유닛은 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 코팅 로봇을 특정 로봇 위치로 제어할 수 있는데, 이는 의미 있는 진동 분석을 가능하게 하거나 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서, 제어 유닛은 측정 공정 중에 공진 주파수 범위에 속하지 않는 특정 회전 속도에서 진동 측정을 위해 회전식 분무기를 제어할 수 있다.

대안적으로, 제어 유닛은 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 회전식 분무기를 공진 주파수와 일치하는 회전 속도로 구체적으로 구동하는 것 또한 가능하다.

또한, 제어 유닛은 또한 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 회전식 분무기를 회전 속도 증가와 함께 연속적으로 제어할 수 있으며, 이에 따라 개별 회전 속도에서 각각의 경우에서 진동 측정이 수행된다. 또한, 본 발명의 범위 내에서, 제어 유닛은 소정의 속도 대역을 통과하는 상이한 속도로 측정 공정 중에 회전식 분무기를 제어하는 것이 가능하다. 평가 유닛은 그런 다음, 측정 공정 중에 속도 대역 내에서 오작동 가능성이 있는 구성 요소의 고유 주파수의 실제 값을 결정하고, 결정된 실제 값을 고유 주파수의 소정의 목표 값과 비교하여 작동 중의 오작동을 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서, 단일 진동 센서는 오작동에 취약한 코팅 장치의 상이한 구성 요소들의 상이한 작동 중의 오작동을 감지하고 구별하기에 충분할 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 코팅 장치는 본 발명의 범위 내에서 다수의 진동 센서들을 갖는 것이 대안적으로 가능하다.

원칙적으로, 시간 영역 및/또는 주파수 영역에서의 진동 신호 평가는 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 모니터링을 위해 진동 이벤트의 "강도"에 더하여 (예, 진폭, RMS 값 등과 같은 진동 특성의 형태로),, 한편으로는 시간적 특성(예, 시간적 지속시간, 일시적 또는 주기적) 및/또는 다른 한편으로는 주파수 특성(예, 포함된 주파수 성분, 주파수 관련 "강도")이 고려될 수 있다.

또한 코팅 장치(예, 도장 설비)는 다음에서 간략하게 설명되는 오류 또는 오작동의 식별을 위한 다양한 절차를 가능하게 한다는 것을 언급되어야 할 것이다.

· 절차 1: 코팅 장치(예, 도장 설비)는 정상 공정 모드에서 작동하고, 즉, 사업상/활동 환경에서 동시에 공장의 여러 또는 모든 부분이 될 수 있다. 따라서 진동 신호는 기본적으로 다양한 소스(예, 분무기, 모터, 기어박스, 밸브, 축,...)으로부터의 많은 수의 진동 정보를 포함한다. 진동 센서는 모든 가능한 오작동을 동시에 "청취하고" "지능형" 평가에 의해, 말하자면, 적절한 평가에 기초하여 복수의 진동 정보로부터 개별 오류를 "분리"하는 것에 의해 오류를 분석/인식한다.

· 절차 2: 코팅 장치(예, 페인팅 플랜트)는 특정 측정 절차에서만 구체적으로 작동하며, 이에 따라 플랜트의 개별 구성 요소만 활성화 된다(예, 고정식 로봇을 갖는 특정 터빈 속도, 회전 터빈을 사용하지 않은 축의 정의된 이동, 고정식 플랜트 등을 갖는 특정 밸브들의 스위칭). 따라서 진동 신호는 이러한 구체적인 측정 절차에 정확하게 할당될 수 있는 진동 정보에 의해 지배되고, 즉, 평가는 이 진동 정보에 기초하여 구체적으로 수행된다.

전술된 "절차 2"는 오작동/오류와 관련하여 전술된 "절차 1"로부터 초기에 명확한 결과가 발견되지 않은 경우 후속 조사로 수행될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 전술한 "절차 2"는 위에서 설명한 "절차 1" 에 대안적으로 유일한 절차로 수행될 수도 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에서 중복 모니터링이 가능하다: 오작동 평가를 위해, 진동 평가는 다른 평가들로 부터 예를 들어, 다른 센서들(압력, 전류, 전압, 속도, 토크, 힘,...)로부터의 결과들과 결합될 수 있다. 실제로 코팅 장치(예, 도장 설비, 로봇)는 일반적으로 중복 모니터링에서 모두 고려될 수 있는 많은 분석, 센서 결과를 제공한다. 이러한 맥락에서 상이한 위치의 여러 진동 센서들도 가능하다.

또한 인공지능(AI)은 분석의 맥락에서 이러한 많은 상이한 신호들의 총합으로부터 평가를 도출하기 위하여 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 로봇 셀 내, 페인팅 라인 내 또는 도장 설비 내에서 여러 로봇을 서로 비교할 수 있도록 한다. 이러한 방식으로, 오작동에 특히 취약한 로봇("골칫 덩어리")을 식별하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 소위 "예측 유지보수"에도 적합한데, 이에 따라, 유지보수 조치가 진동 신호의 평가의 함수로서, 즉 고정된 유지보수 간격과 관계없이 개시된다. 추정상 진동 거동의 긍정적인 변화(예, 이전 측정치에 비해 진동 특성 값 감소)도 마모/노화 프로세스의 관점에서, 바람직하지 않은 전개를 나타낼 수 있다. 이러한 경우에 어느 방향이든 변화 자체는 흥미로운 것이다. 그리고 이것은 "인공지능"에 의해 평가된다. 일반적으로 말해서, 평가의 경우 진동 거동 또는 진동 특성의 (상대적) 변화(예, 시간 경과에 따른, 이전 측정치 대비된) 뿐만 아니라 (절대적) 진동 특성들과 연관된 한계값들(예, 불균형에 기인한 진동 강도) 모두가 고려될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 코팅 장치에 대한 보호만을 주장하는 것이 아님이 언급되어야 한다. 오히려, 본 발명은 또한 대응하는 작동 방법에 대한 보호를 주장한다. 본 발명에 따른 작동 방법의 개별 공정 단계들은 이미 위의 설명으로부터 명백하므로, 개별 공정 단계에 대한 별도의 설명은 불필요할 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 추가의 실시예는 종속항에 표시되거나 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 회전식 분무기가 있는 본 발명에 따른 도장 로봇을 개략적으로 나타낸 것으로서, 이에 따라 진동 분석으로 작동 중 의 오작동을 감지할 수 있다.
도 2는 도장 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 3은 진동 센서에서 센서 전자 장치에 의한 진동 특성 값의 계산을 위한 개략도를 나타낸다.
도 4는 평가 유닛에서 마이크로프로세서에 의한 진동 특성 값의 계산을 위한 개략도를 나타낸다.
도 5는 회전식 분무기의 불균형의 경우에 진동 거동을 나타내는 도해를 나타낸다.
도 6은 충돌 후 회전식 분무기의 진동 거동을 나타내는 도해를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 작동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 7에 따른 흐름도의 변형을 나타낸다.
도 9는 밸브의 밸브 회로에서의 진동 이벤트를 설명하기 위하여 도 6에 따른 흐름도의 수정을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 작동 방법의 변형을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 작동 방법의 추가 변형에 대한 흐름도로서, 작동 중의 오작동의 진단을 용이하게 하기 위해 구체적으로 측정 공정으로 전환할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 도장 로봇(1)의 다양한 형상을 나타낸 것으로서, 이는 대체로 기존의 디자인된 형태이다. 따라서, 도장 로봇(1)은 초기에 고정식 로봇 베이스(2)를 구비하고, 이는 회전가능한 로봇 부재(3)를 지지하는데, 이는 본 실시예에서는 수직 회전 축을 중심으로 회전 가능하다. 도장 로봇(1)은 대안적으로 이동식 로봇 베이스를 가질 수도 있으므로 도장 로봇(1)은 횡단 레일을 따라 이동될 수 있다는 것이 여기서 언급되어야 한다. 회전가능한 로봇 부재(3)은 다시 근위 로봇 암(4)를 운반하는데, 이는 로봇공학 분야에서 통상적인 기술 용어에 따라 "암 1"이라고도 지칭된다. 여기서 근위 로봇 암(4)은 두개의 암 부품(5, 6)으로 나뉘고, 이들은 서로에 대해 회전 가능하다. 근위 로봇 암(4)은 차례로 원위 로봇 암(7)을 운반하는데, 원위 로봇 암(7)의 단부에는 다축 로봇 핸드 축(8)이 장착된다. 로봇 핸드 축(8)은 도포 장치로서 회전식 분무기(9)를 운반하며, 이에 따라 회전식 분무기(9)는 단순화를 위해 도 2에 표시되지 않는다.

회전식 분무기(9)는 대체로 기존의 디자인된 형태일 수 있고 베어링(11)이 있는 압축 공기 터빈(10)을 포함하고, 압축 공기 터빈(10)은 작동 중에 벨 컵(12)을 회전시킨다.

기존의 방식으로, 도장 로봇(1)은 정전기 코팅제 충전 시스템을 구비하고, 따라서 고전압 영역(13) 및 접지된, 방폭 영역(14)을 포함한다.

도장 로봇(1)의 고전압 영역(13)에는 회전식 분무기(9) 에 더하여, 도장 로봇(1)의 모터(16), 기어박스(17) 및 베어링(18) 뿐만 아니라 계량 펌프(15)가 또한 존재한다.

도장 로봇(1)의 모터(19), 기어박스(20), 베어링(21)은 또한 전기적으로 접지된 영역(14)에 위치한다.

또한, 도장 로봇(1)은, 예를 들어 회전식 분무기(9) 및 계량 펌프(15)에 밸브를 포함하지만, 간단히 하기 위해 이러한 밸브는 표시되지 않는다. 이러한 밸브들의 오작동은 본 발명의 범위 내에서도 감지될 수 있다.

또한, 진동 센서(22)는 또한 전기적으로 접지된 영역(14)에 위치하여, 도장 로봇(1)의 상기 구성 요소의 기계적 진동을 감지하고 대응하는 진동 신호를 생성하는데, 이는 평가 유닛(23)으로 전달된다. 그 후, 평가 유닛(23)은 진동 신호를 분석하여 동작 오작동을 감지한다.

하나의 양태에서, 그렇게 함으로써 평가 유닛(23)은 오작동한 적이 있는 구성 요소를 식별할 수 있다. 따라서 평가 유닛(23)은, 진동 신호를 분석함으로써, 단 하나의 예를 들자면 고전압 영역(13)의 모터들(16) 중 하나 또는 전기적으로 접지된 영역(14)의 모터들(19) 중 하나가 방해를 받고 있는지 여부를 구별할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 한편으로, 평가 유닛(23)은 진동 분석에 의해 작동 중의 오작동의 유형도 식별할 수 있다. 따라서, 평가 유닛(23)은 상이한 유형의 작동 중의 오작동들을 서로 구별할 수 있다.

본 실시예에서, 진동 센서(22)는 원위 로봇 암(7)에 배치된다. 그러나, 대안적으로, 예를 들어 진동 센서(22)가 근위 로봇 암(4), 회전가능한 로봇 부재(3) 또는 로봇 베이스(2)에 배치되는 것도 가능하다. 하지만, 회전식 분무기(9)와 진동 센서(22) 사이의 거리가 멀어질수록, 진동 신호를 평가함으로써 회전식 분무기(9)의 작동 중의 오작동 가능성을 단정하는 것은 점점 어려워진다. 이는 도장 로봇(1) 내의 진동 전달 거동 및 또한 회전식 분무기(9)로부터 진동 센서(22)로 이동하는 도중의 기계적 진동 감쇠에 기인한다. 따라서 진동 센서(22)는 신호 평가를 더 어렵게 하지 않기 위해 회전식 분무기(9)로부터 너무 멀리 장착되지 않아야 한다. 그럼에도 불구하고, 진동 센서(22)는 로봇 암, 부재 또는 회전식 분무기(9)와 같은 다른 위치에 있는 구성 요소로부터의 진동 이벤트들이 중앙에서 감지될 수 있도록 중앙에 배치된다. 유리하게는, 로봇 암의 양호한 전송 특성이 이용된다.

도 3은 진동 센서(22)의 신호 평가를 설명하기 위한 개략도를 나타낸다. 여기서, 진동 센서(22)에는, 진동 신호의 실효치, 왜곡률, 파고율과 같은 진동 신호로부터의 진동 특성 값을 산출하는 센서 전자 장치(24)가 통합되어 있다. 이러한 목적을 위해, 시간 관련 진동 신호는 먼저 패스트 푸리에 변환을 사용하여 주파수 구성 요소들로 분해되고 필요한 경우 필터링된다. 그런 다음 이러한 진동 특성 값은 신호 평가를 위해 평가 유닛(23)으로 전달된다.

도 4는 도 3의 변형을 나타낸 것으로, 여기서 진동 특성 값은 평가 유닛(23)에 통합된 마이크로프로세서(25)에 의해 산출된다.

도 5는 회전식 분무기 상에서의 불균형 U에 기인한 진동 특성의 측정 가능한 강도를 나타내는 도면으로, 여기서 예를 들면 회전식 분무기(9)와 룸 경계부(예, 페인트 부스의 부스 벽)의 충돌에 기인하고 또한 정상적인 구성 요소 마모에 기인하여 불균형 U가 작동 중에 증가할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 더 일반적으로, 불균형은 또한 어떤 이유로 감소할 수도 있다.

제 1 특성 곡선(26)은 회전식 분무기(9)의 상대적으로 낮은 속도 n1에서 불균형 U의 증가를 보여준다. 이러한 저속 n1에서는 진동 특성 값 S가 상대적으로 작은 한계값 S_MAX1을 초과하면 오작동이 발생한다.

반면에, 제 2 특성 곡선(27)은 상대적으로 빠른 속도 n2에서 증가하는 불균형 U를 보여준다. 여기서, 진동 특성 값 S가 더 큰 한계값 S_MAX2를 초과하면 오작동이 발생한다.

나타낸 상이한 곡선들(26, 27)은 반드시 더 높거나 더 낮은 속도에 기인할 필요는 없다. 예를 들어 로봇 암의 주파수에 따른 전송 거동 또는 다른 이유가 그 원인일 수도 있다.

본문 및 도 5에서는 회전 속도 n1이 상대적으로 낮고 회전속도 n2가 상대적으로 높으며, 낮은 회전속도 n1에 대해서 상대적으로 작은 한계값이 사용되고, 높은 회전속도 n2에 대해서 더 큰 한계값이 사용되는 것으로 설명되어 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 가능한 예로 이해해야 할 뿐이다. 일반적으로, 다음이 적용된다: 속도가 빨라지면 (불균형에 기인한) 여기력(exitation power)이 높아지더라도, 측정 지점의 진동 강도가 반드시 높아지는 것은 아니다. 예를 들어, 여기(excitation)로부터 측정 지점으로의 진동 전달이 저속(낮은 주파수)에 대해서 보다 고속(높은 주파수)에 대해서 그에 상응하여 "더 나쁜" 경우는 아니다. 또는 다르게 표현: 측정 지점에서 높은 진동 강도는 또한 높은 회전 속도에서 보다 낮은 회전 속도에서 발생할 수 있다(즉, 표시/설명된 것과 반대로). 예를 들어, 고속보다 저속에서 더 높은 한계값이 사용된다.

따라서 결정적인 일반적인 진술은 다른 속도 n1과 n2에서 측정 지점에서 일반적으로 다른 진동 강도(또는 곡선)가 예상된다는 것이다. 따라서 한계값은 속도에 "적합"해야 한다.

예를 들어, 두 개의(유의하게) 상이한 속도에서의 측정/평가도 일종의 중복 모니터링이 될 수 있다.

도 6은 도장 로봇이 룸 경계와 충돌하는 영역의 진동 다이어그램을 보여준다(예, 도장실의 실내 벽). 시간 t=t1에서 충돌이 발생하며, 이는 두 가지 다른 진동 이벤트(28, 29)에서 나타난다.

충돌의 시간 t=t1에서 진동 이벤트(28)가 먼저 발생하며, 이는 진동이 사전 정의된 한계값 A_MAX를 초과한다는 사실에서 그 자체를 나타낸다. 그럼에도 불구하고, 다른 예에 따르면, 진동 이벤트는 또한 진동이 사전 정의된 한계값 아래에 있다는 사실에 의해 표현될 수 있다.

다른 진동 이벤트(29)는 실제 충돌 후에 발생하며 특정 실시예에서 진동 거동이 후속적으로 변경되고 증가된다는 사실에서 그 자체를 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 작동 방법을 나타내는 흐름도를 나타낸다.

제 1 단계 S1에서, 코팅 장치는 소정의 측정 공정에 따라 제어된다. 여기서, 예를 들어, 코팅 로봇의 로봇 위치는 미리 결정될 수 있다. 또한, 측정 공정은 회전식 분무기의 특정 회전 속도를 허용할 수 있다. 대안적으로, 코팅 장치의 특정 부품들은 측정 공정중에 작동 중인 반면, 코팅 장치의 다른 부품들은 작동하지 않을 수도 있다. 더욱이, 측정 공정은 또한, 예를 들어 측정 공정의 일부로서 모터 및/또는 기어박스 손상을 확인하기 위하여, 측정 공정은 회전식 분무기가 회전하지 않을 때 특정 로봇 축만 이동되는 것을 규정할 수 있다.

측정 공정 중에, 단계 S2에서 진동은 진동 센서에 의해 측정된다.

그런 다음 단계 S3에서, 진동 특성 값은 진동 신호로부터 산출된다.

그런 다음 단계 S4에서 작동 중의 오작동 진단은 교란된 구성 요소의 결정 및 오작동 유형의 결정을 통해 수행된다.

도 8은 도 7의 변형을 나타낸다.

여기서도, 사전 정의된 측정 공정은 S1 단계에서 제어되며, 이에 따라 회전식 분무기는 측정 공정에서 특정 속도 대역을 통해 실행된다.

단계S2에서, 속도 대역 내 회전식 분무기의 고유 주파수가 결정된다.

추가 단계 S3에서, 결정된 고유 주파수는 무결함 회전식 분무기로 발생하는 사전 정의된 고유 주파수와 비교된다.

단계 S7에서는 비교에 따라 가능한 작동 중의 오작동 이 진단된다.

도 9는 도 6의 도해를 변형하여 밸브의 밸브 회로의 오실레이션 이벤트를 나타낸다. 몇 가지 예를 들어, 밸브는 페인트 밸브, 용매 밸브, 펄스 공기 밸브 또는 성형 공기 밸브와 같은 코팅 시스템의 모든 밸브일 수 있다.

도해의 X축에는 시간 t가 표시되고, Y축에는 기록된 진동 신호로부터 산출된 진동 특성 값 S가 표시된다.

예를 들어, 진동 매개변수(S)는 예를 들어, 진동 신호의 rms 값, 진동 신호의 최대값, 진동 신호의 1차 진폭, 진동 신호의 고차 진폭, 진동 신호의 왜곡률 또는 진동 신호의 파고율일 수 있다.

또한, 도해는 스위칭 작동 중에 진동 특성 값 S가 소정의 최대값 S_MAX를 초과하게 하는 오실레이션 이벤트(30)을 보여주며, 이는 밸브의 오작동을 나타낸다.

온전한 밸브의 스위칭 작동 중 기준 측정에 따라, 밸브의 오작동은 오실레이션 이벤트(30)의 부재 또는 최대값 S_MAX를 초과하지 않는 고장에 의해서도 나타날 수 있다.

다음에서, 도 10에 따른 흐름도를 설명하며, 이는 본 발명에 따른 작동 방법의 변형을 나타낸다.

제 1 단계 S1에서, 회전식 분무기는 특정 측정 속도로 회전하도록 제어된다. 측정 속도는 선택적으로 공진 범위를 밖에 있거나 공진 주파수와 일치할 수 있다. 따라서 회전식 분무기는 공진을 회피하거나 구체적으로 공진을 지향하도록 제어될 수 있다.

제 2 단계 S2에서, 세 개의 개별 신호가 3축 센서에 의해 세 개의 공간 방향(X, Y, Z)에서 측정된다. 개별 신호는 세 개의 공간 방향(X, Y, Z)에서의 진동 신호이다.

그런 다음 그 다음 단계 S3에서는 회전식 분무기의 측정 속도에 해당하는 중심 주파수에서 대역 통과 필터링될 세 개의 개별 신호를 제공한다.

다음 단계 S4에서, 전체 신호를 형성하도록 개별 신호들이 처리된다. 예를 들어, 벡터 크기의 시간적 추이("궤도 화살표의 길이")는 세 개의 개별 신호로부터 산출될 수 있다.

다음 단계 S5에서, 진동 특성 값은 전체 신호, 예를 들어 유효값으로부터 산출된다.

마지막 단계 S6에서, 이미 전술된 바와 같이, 오작동은 진동 특성 값에 기초하여 진단된다.

다음에서, 도 11에 따른 흐름도를 설명하며, 이는 본 발명에 따른 작동 방법의 변형을 나타낸다.

제 1 단계 S1에서, 코팅 장치는 정상적인 코팅 공정에서 작동되는데, 즉, 모든 구성 요소(예, 회전식 분무기, 계량 펌프, 모터, 정전기 코팅제 충전 시스템 등)가 활성화되어 있고 구성 요소들이 코팅된다. 따라서 코팅 공정은 구성 요소를 페인팅하기 위한 코팅 장치의 정상적인 작동이다.

이러한 정상적인 코팅 공정 중에, 진동 신호의 측정 및 평가는 이미 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 작동 중의 오작동의 진단을 위한 추가 단계 S2에서 수행된다.

다음 단계 S3에서, 진동 신호의 평가가 명확한 진단 결과로 이어지는지 점검된다. 예를 들어, 명확한 진단 결과가 작동 중의 오작동이 감지되지 않는다는 것일 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 작동 중의 오작동이 감지될 수 있지만, 코팅 장치의 어떤 구성 요소에서 오작동이 발생하는지, 어떤 유형의 작동 중의 오작동인지 명확하게 지정될 수도 있다. 이러한 경우에, 정상적인 코팅 공정에서 코팅 장치의 작동이 계속되거나 오류 메시지가 생성될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 명확한 진단 결과가 감지되지 않는 정상적인 코팅 공정에서 이러한 경우가 발생할 수 있다. 이는 코팅 장치의 복수의 구성 요소들이 진동을 발생시키는 사실에 기인하므로, 상이한 구성 요소들로부터의 복수의 상이한 진동들을 고려할 때, 작동 중의 오작동이 분리되고 식별될 수 없다. 이러한 경우에, 단계 S4는 코팅 공정으로부터 별도의 측정 공정으로 전환된다. 이러한 측정 공정에서 코팅 장치의 모든 구성 요소가 능동적으로 작동되는 것은 아니며, 개별 구성 요소 또는 단일 구성 요소만 작동된다.

추가 단계 S5에서 작동 중의 오작동을 식별하기 위하여, 다시 진동 신호를 측정하고 평가한다.

측정 공정에서, 일부 구성 요소만 활성화되고 그에 상응하여 진동 신호가 거의 발생하지 않기 때문에 작동 중의 오작동 식별이 쉬워지므로, 신호 평가가 훨씬 쉬워진다.

작동 중의 오작동을 식별한 후에, 코팅 공정으로 다시 전환할 수 있는데, 이는 여기에서는 간단히 하기 위해 도시되지 않는다.

본 발명은 전술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명의 개념을 이용할 수도 있고 따라서 보호의 범위 내에 있는 많은 변이 및 변형이 가능하다. 특히, 본 발명은 또한 각 경우에 언급된 청구 범위와 별개로 특히 또한 주요 청구항의 특징들이 없는 종속 청구항들의 특징 및 주제에 대한 보호 또한 주장한다. 따라서, 본 발명은 평가 유닛이 상이한 동작 오작동을 구별하고, 또한 오작동에 취약한 상이한 구성 요소들을 진단할 수 있는 본 발명의 이러한 변형에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 기술적 가르침과는 독립적으로 본 발명의 다른 측면에 대한 보호를 주장한다.

1 도장 로봇
2 로봇 베이스
3 회전가능한 로봇 부재
4 근위 로봇 암(암 1)
5, 6 근위 로봇 암의 암 구성 요소
7 원위 로봇 암(암 1)
8 로봇 암 축
9 회전식 분무기
10 회전식 분무기 구동용 압축 공기 터빈
11 회전식 분무기 내의 베어링
12 회전식 분무기의 벨 컵
13 도장 로봇의 고전압 영역
14 접지 방폭 챔버
15 페인트 계량용 계량 펌프
16 고전압 영역에서 도장 로봇의 로봇 축을 구동하기 위한 모터
17 고전압 영역에 있는 개별 로봇 축의 기어박스
18 고전압 영역의 도장 로봇 베어링
19 접지 영역에서 도장 로봇의 로봇 축을 구동하기 위한 모터
20 접지 영역에 있는 개별 로봇 축의 기어박스
21 접지 영역의 도장 로봇 베어링
22 진동 센서
23 평가 유닛
24 진동 특성 값 계산을 위한 진동 센서 내의 센서 전자 장치
25 진동 특성 값 계산을 위한 평가 유닛의 마이크로프로세서
26 저속의 불균형 특성 곡선
27 고속의 불균형 특성 곡선
28 충돌 시 진동 이벤트
29 충돌 후 진동 이벤트
30 밸브에서의 오실레이션 이벤트

Claims (19)

1. 코팅제로 구성요소를 코팅하기 위한 코팅 장치(1), 특히 자동차 차체 구성 요소를 페인트로 도장하기 위한 도장 로봇(1)에 있어서,
   a) 오작동에 취약하고 코팅 장치(1) 작동 중 작동 중의 오작동이 발생할 수 있는 복수의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22),
   b) 코팅 장치(1)에서 기계적 진동을 감지하고, 이를 감지된 기계적 진동에 부합하는 제어 기술적 측면에서 평가될 수 있는 진동 신호로 변환하기 위한 하나 이상의 진동 센서(22), 및
   c) 하나 이상의 진동 센서(22)로부터의 진동 신호를 평가하고, 진동 신호의 함수로서 오작동의 영향을 받는 코팅 장치(1)의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22) 중 하나의 작동 중의 오작동을 진단하기 위한 평가 유닛(23) 를 포함하고,
   d) 평가 유닛(23)은 진동 센서(22)의 진동 신호를 평가하여 오작동에 취약한 코팅 장치(1)의 다양한 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22)의 다양한 작동 중의 오작동을 진단하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   작동 중의 오작동 모니터링되는 코팅 장치(1)의 오작동 가능성이 있는 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22)는 하기의 구성 요소들(9-12, 15-18, 19-22) 중 여럿을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치:
   a) 여러 로봇 축을 갖는, 특히 직렬 로봇 운동학 을 갖는 및/또는 최소 6 개의 로봇 축을 갖는, 특히 다음을 포함하는 코팅 로봇(1),
   a1) 로봇 베이스(2), 선택적으로 고정식 또는 이동식,
   a2) 로봇 베이스(2)에 대해 피벗 가능한 피벗 가능한 로봇 부재(3),
   a3) 피벗 가능한 로봇 부재(3)에 대해 피벗 가능한 근위 로봇 암(4),
   a4) 근위 로봇 암(4)에 대해 피벗 가능한 원위 로봇 암(7), 및/또는
   a5) 원위 로봇 암(7)에 장착된 로봇 핸드 축(8),
   b) 코팅제를 도포하기 위한, 특히 회전가능한 벨 컵(12)을 구비한 회전식 분무기(9)로서, 코팅 로봇(1)에 의해 가이드되는, 도포 장치(9),
   c) 특히 회전식 분무기(9)의 회전가능한 터빈 샤프트를 구동하기 위한 도포 장치 (9)의 압축 공기 터빈(10),
   d) 회전식 분무기(9)의 터빈 샤프트에 장착된 벨 컵(12),
   e) 도포 장치(9)에 코팅제를 계량하기 위한 계량 펌프(15),
   f) 하나 이상의 모터(16, 19), 특히 코팅 로봇(1)의 로봇 축들 중 하나를 구동하기 위한 전기 모터,
   g) 모터(16, 19) 중 하나에 의해 구동되고 로봇 축들 중 하나에 작용하는 하나 이상의 기어박스(17, 20),
   h) 코팅 장치(1)의 구성 요소를 회전 가능하게 지지하기 위한 하나 이상의 베어링(18, 21), 특히 에어 베어링 또는 롤러 베어링,
   i) 전기적 또는 공압적으로 제어 가능한 밸브, 특히
   i1) 코팅제 흐름을 제어하기 위한 코팅제 밸브,
   i2) 헹굼제의 흐름을 제어하기 위한 헹굼제 밸브,
   i3) 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브,
   i4) 교대로 또는 혼합 코팅, 헹굼/용매 및/또는 압축 공기가 흐르는 폐기 섹션을 개폐하기 위한 밸브.
   
3. 제2항에 있어서,
   a) 진동 센서(22)가 도포 장치(9)에서 멀리 떨어진 코팅 로봇(1)에, 특히 로봇 베이스, 피벗 가능한 로봇 부재에, 근위 로봇 암에, 원위 로봇 암에 또는 로봇 핸드 축에 장착되고,
   b) 도포 장치(9)에서 발생하는 기계적 진동이 코팅 로봇(1)을 통해 진동 센서(22)로 전달되는데, 코팅 로봇(1)은 특정 진동 전달 특성을 갖고,
   c) 평가 유닛(23)은 진동 신호를 평가하고, 코팅 로봇(1)의 진동 전달 특성을 고려하여 도포 장치(9)의 작동 중의 오작동을 판단하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
   
4. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   평가 유닛(23)은 진동 센서(22)의 진동 신호의 평가에 의해 코팅 장치(1)의 하기의 동작 오작동중 다수를 진단하고 서로 구별하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1):
   a) 회전식 분무기(9)의 벨 컵(12)의 불균형,
   b) 벨 컵(12), 특히 터빈 샤프트와 함께 회전하는 구성 요소의 불균형,
   c) 베어링의 기계적 마모(18, 21),
   d) 기어박스의 오일 손실 또는 기어 오일 누락(17, 20),
   e) 모터의 오일 손실 또는 모터 오일 누락(16, 19),
   f) 조립 오류, 특히
   f1) 체결 나사의 부정확한 체결 토크,
   f2) 구동 샤프트의 부정확한 조립,
   g) 계량 펌프의 잘못된 구동 샤프트(15),
   h) 코팅 로봇(1)과 장애물, 특히 실내 경계 또는 다른 코팅 로봇(1)과의 충돌,
   i) 잘못된 밸브 회로 및/또는 잘못된 밸브 기능,
   j) 기어박스 손상,
   k) 모터 손상.
   
5. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 진동 센서(22)는 2축 또는 3축 가속도 센서이고,
   b) 가속도 센서는 2축 또는 3축 가속도 센서와 2축 또는 3축 자이로스코프를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
   
6. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 코팅 장치(1)는 방폭 챔버(14), 특히 기술 표준 IEC/EN 60079-11-파트 11, IEC/EN 60079-25-파트 25 및 IEC/EN 60079-14-파트 14에 부합하는 공기 퍼지 시스템(air purging system)을 포함하고,
   b) 진동 센서(22)는 방폭 챔버(14)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
   
7. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 코팅 장치(1)는, 하나는 다른 하나 뒤에 운동역학적으로 직렬로 배열된 적어도 6개의 로봇 축을 갖는 코팅 로봇을 포함하고,
   b) 개별 로봇 축 각각은 하우징이 있는 축 드라이브를 가지고 있고,
   c) 진동 센서(22)는 제 4, 제 5 또는 제 6 로봇 축을 위한 축 구동 하우징에 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
   
8. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 코팅 장치(1)는 정전기 코팅제 충전 시스템을 포함하므로 고전압 영역(13) 및 전기적으로 접지된 영역(14)을 포함하고,
   b) 진동 센서(22)가 전기적으로 접지된 영역(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
   
9. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   평가 유닛(23)은 진동 신호로부터 다음의 진동 특성 값들 중 하나 이상을 산출하고 평가하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1):
   a) 진동 신호의 RMS 값,
   b) 진동 신호의 최대값,
   c) 진동 신호의 1차 진폭,
   d) 진동 신호의 고차 진폭,
   e) 진동 신호의 왜곡률,
   f) 진동 신호의 파고율.
   
10. 제9항에 있어서,
    a) 하나 이상의 진동 특성 값은 진동 센서(22) 내로 구조적으로 통합된 센서 전자 장치(24)에 의해 진동 신호로부터 계산되고, 또는
    b) 하나 이상의 진동 특성 값은 평가 유닛(23)에 의해 진동 신호로부터 계산되는데, 평가 유닛(23)는 진동 센서(22)로부터 구조적으로 분리된 상태이고, 또는
    c) 하나 이상의 진동 특성 값은 평가 유닛(23)에 연결된 마이크로프로세서(25)에서 구동되는 소프트웨어에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    a) 평가 유닛(23)은 하나 이상의 진동 특성 값(S)을 한계값(S_MAX1, S_MAX2)과 비교하고,
    b) 평가 유닛(23)은 하나 이상의 진동 특성 값(S)이 한계값(S_MAX1, S_MAX2)을 초과하거나 미달할 경우 제 1 경고 신호를 생성하고,
    c) 바람직하게는, 제 1 경고 신호가 코팅 장치(1)의 조작자에게 광학적 및/또는 음향적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 평가 유닛(23)은 코팅 장치(1)의 작동 기간 동안 진동 특성 값을 모니터링하고,
    b) 평가 유닛(23)은 진동 특성 값을 소정의 구성 요소별 노화 거동과 비교하고,
    c) 평가 유닛(23)은, 진동 특성 값과 소정의 노화 거동의 비교를 통해 마모로 인한 오작동 가능성이 있는 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22) 중 하나의 유지보수 또는 교체가 필요함을 나타내는 경우, 제 2 경고 신호를 생성하고,
    d) 제 1 및/또는 제 2 경고 신호는 바람직하게는,
    d1) 조작자에게 유지보수 기한이 도래했음을 나타내는 유지보수 신호이고,
    d2) 조작자에게 작동이 중단되어야하거나 자동으로 작동 중단에 이르는 것을 나타내는 중지 신호임을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
13. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 소정의 측정 공정에 따라 진동 측정을 위한 코팅 장치(1)를 제어하는 제어 장치가 구비되고,
    b) 하나 이상의 진동 센서(22)가 측정 공정 동안 코팅 장치(1) 내의 진동을 측정하고,
    c) 평가 유닛(23)은 측정 공정 중에 감지된 진동 신호를 평가하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
14. 제13항에 있어서,
    a) 제어 유닛은 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 코팅 로봇(1)을 특정 로봇 위치 내로 제어하고, 및/또는
    b) 제어 유닛은 소정의 이동 패턴에 따라 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 코팅 로봇(1)을 제어하고, 및/또는
    c) 공진 주파수 범위에 속하지 않는 특정 회전 속도에서 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 제어 유닛이 회전식 분무기(9)를 제어하고, 및/또는
    d) 제어 유닛은 측정 공정 중에 진동 측정을 위해 회전식 분무기(9)를 순차적으로 증가하는 회전 속도에서 제어하고, 각각의 경우에서 개별 회전 속도에서 진동 측정이 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    a) 제어 유닛은 속도 밴드를 통과하는 상이한 속도에서의 측정 공정 중에 회전식 분무기(9)를 제어하고,
    b) 평가 유닛(23)은 진동 신호를 평가하여 측정 공정 동안 속도 대역 내에서 오작동에 취약한 구성 요소의 고유 주파수의 실제 값을 결정하고,
    c) 평가 유닛(23)는 작동 중의 오작동을 감지하기 위해 고유 주파수의 실제 값과 고유 주파수의 소정의 목표치를 비교하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 제어 유닛은 코팅 장치(1)의 여러 개 또는 모든 구성 요소가 활성화되고 코팅 장치(1)가 구성 요소를 코팅제로 코팅하는 코팅 공정에 따라 코팅 장치(1)를 제어하고,
    b) 하나 이상의 진동 센서(22)는 코팅 공정 중에 코팅 장치(1) 내의 진동을 측정하고,
    c) 평가 유닛(23)은 작동 중의 오작동을 식별하기 위해 코팅 공정 중에 감지된 진동 신호를 평가하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
17. 제16항에 있어서,
    a) 코팅 장치(1)의 모든 구성 요소가 측정 공정에서 활성화되지 않거나, 코팅 장치(1)의 단일 구성 요소만이 활성화되고,
    b) 코팅 공정에서 작동 중의 오작동을 명확하게 식별할 수 없는 경우에만 제어 유닛이 측정 공정를 활성화하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
18. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 진동 센서(22)는 코팅 장치(1)의 유일한 진동 센서(22)인 것을 특징으로 하는 코팅 장치(1).
    
19. 코팅제로 구성 요소를 코팅하기 위한 코팅 장치(1)을 위한, 자동차 차체 구성 요소를 페인트로 도장하기 위한 도장 로봇(1)을 위한 작동 방법에 있어서,
    a) 작동 중의 오작동에 취약한 코팅 장치(1)의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22)를 작동하는 단계, 여기서 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22)는 코팅 장치(1)의 작동 중에 작동 중의 오작동이 생길 수 있고,
    b) 진동 센서(22)를 사용하여 코팅 장치(1)의 기계적 진동을 측정하고, 감지된 기계적 진동에 대응하는 진동 신호를 생성하는 단계, 및
    c) 진동 센서(22)의 진동 신호를 평가하고, 평가 유닛(23)을 사용하여 진동 신호의 함수로서 오작동에 취약한 코팅 장치(1)의 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22) 중 하나의 작동 중의 오작동을 진단하는 단계를 포함하고,
    d) 평가 유닛(23)은 진동 센서(22)의 진동 신호를 평가하여 코팅 장치(1)의 다양한 오작동 가능성이 있는 구성 요소(9-12, 15-18, 19-22)의 다양한 작동 중의 오작동을 진단하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.