SE518278C2

SE518278C2 - Method and apparatus for measuring parameters of lacquer layers

Info

Publication number: SE518278C2
Application number: SE9903749A
Authority: SE
Inventors: Ole Arnt Anfindsen
Original assignee: Abb Flexible Automation As
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2002-09-17
Also published as: SE9903749D0; SE9903749L; WO2001031293A1; AU1045301A

Abstract

A device for measuring at least one parameter of a fluid paint film applied by machine on an object comprises a means (7) adapted to radiate the paint film for heating thereof, a member (9) adapted to detect heat radiation emitted by the paint film and members (15) for calculating a dimension of said parameter on the basis of temperature information received from the detecting member. An arrangement (11) is adapted to cause a movement of the radiation means with respect to the film. The radiation means is adapted to continuously radiate a target point in this way moving along the paint film during at least a part of the movement. The detecting member is adapted to detect the emission of heat radiation of the moving target point with a predetermined delay for measuring said parameter of the paint film along a continuous elongated field of the paint film.

Description

25 30 35 518 278 2 emellertid viktigt att iackskiktet då fortfarande är flytande, så att strålningen från bestrålningsmedlet inom kort tid kan nå igenom hela skiktet. Det är inte nödvändigt att avkänningsorganet levere- rar ett verkligt temperaturvärde till beräkningsorganet, utan ”informationer om temperaturen” inbegriper även indirekta så- dana, dvs informationer ur vilka temperaturen skulle kunna be- räknas, såsom effekten hos avkänd värmestràlning. 530 27 518 278 2 however, it is important that the leaching layer is then still liquid, so that the radiation from the irradiating agent can reach the entire layer within a short time. It is not necessary for the sensing means to deliver an actual temperature value to the calculating means, but “information about the temperature” also includes indirect such, ie information from which the temperature could be calculated, such as the effect of sensed heat radiation.

En anordning av denna typ är speciellt väl lämpad för att mäta tjockleken hos ett lackskikt applicerat av en sprutlackeringsrobot på en fordonskaross, eftersom det viktigaste kriterierna för en sådan tjockleksmätning är uppfyllda för det användningsfallet, nämligen uppnås en hög kontrast, eftersom det rör sig om ett system med värmeisolator (lackskikt) på värmeledare (stålplàt), och ett inträngningsdjup av strålningen hos ett nämnt bestrål- ningsmedel, vanligtvis en laser, som gör det möjligt att under förhållandevis kort tid nå gränsytan mellan iackskiktet och ob- jektet genom den förekommande tjockleken hos sådana lackskikt (vanligtvis 5-200 pm). Dessutom är det viktigt att sådan tjock- leksmätning är beröringsfri för att inte skada iackskiktet.A device of this type is particularly well suited for measuring the thickness of a lacquer layer applied by a spray-painting robot to a vehicle body, since the most important criteria for such a thickness measurement are met for that use case, namely a high contrast is achieved, since it is a system with thermal insulator (lacquer layer) on heat conductor (steel plate), and a penetration depth of the radiation of a said irradiator, usually a laser, which makes it possible to reach the interface between the lacquer layer and the object in a relatively short time through the existing thickness of such lacquer layers (usually 5-200 pm). In addition, it is important that such thickness measurement is non-contact so as not to damage the top layer.

Det är även viktigt att iackskiktet påsprutat på fordonskarosser har sådana egenskaper att iackskiktet både blir slitstarkt och er- håller en ytfinish.. som tilltalar betraktaren. Materialkostnaden för sådan lack är inte försumbar, varför det är eftersträvansvärt att kunna göra iackskiktet mycket tunt under samtidigt uppnàende av hög slitstyrka, vilket kräver en så homogen tjocklek hos lacken som möjligt utan några tunnare områden. Dessutom är det för utseendet hos ytan av iackskiktet nödvändigt att dess tjocklek är väsentligen konstant över hela objektet. Av speciell olägenhet är varierande skikttjocklek i form av så kallad ”apelsinskalshud”, vil- ken uppstår i det fall ytspänningen hos iackskiktet inte är tillräck- ligt stor för att dra ut de enskilda dropparna och resulterar i en Utseendemässigt oacceptabel yta hos den senare stelnade lacken. :sann 10 15 20 25 30 35 s 1 s 2 7 s ¿::= En anordning av det inledningsvis nämnda slaget är tidigare känd genom exempelvis "Sonderdruck aus "tm-Technisches Messen" 65 (1998), Heft 11, Seite 396-399", och sådana tidigare kända anordningar används för att i anslutning till sprutapplicering av lack på en fordonskaross mäta tjockleken hos lackskiktet, varvid detta görs genom att en pulserande laserstråle appliceras under en kort tid (några millisekunder) och temperaturutvecklingen hos den bestrålade ytan registreras av nämnda avkänningsorgan ef- ter denna bestràlning utförts och eventuellt även under bestrål- ningen. Genom lämplig kalibrering av anordningen kan på detta sätt tjockleken hos lackskiktet i den bestrålade punkten bestäm- mas. På detta sätt uppnås genom en sådan anordning genom ut- nyttjande av en pulserande laser som strålningskälla information om lackskiktet i olika punkter. Denna information kan sedan an- vändas till att styra olika parametrar hos själva sprutapplice- ringen av lacken på ännu ej lackerade fordonskarosser i produk- tionslinjen, för att minska andelen fordonskarosser som inte be- står en efterföljande kvalitetskontroll av lackskiktet och måste föras tillbaka till omlackering. Denna andel kan nämligen utan vidare vara i storleksordningen 20%, och ett märkbart reduce- rande av denna andel skulle innebära en mycket stor kost- nadsinbesparing.It is also important that the backing layer sprayed on vehicle bodies has such properties that the backing layer both becomes durable and receives a surface finish ... which appeals to the viewer. The material cost of such lacquer is not negligible, so it is desirable to be able to make the lacquer layer very thin while at the same time achieving high wear resistance, which requires as homogeneous a thickness of the lacquer as possible without any thinner areas. In addition, for the appearance of the surface of the lacquer layer, it is necessary that its thickness is substantially constant over the whole object. Of particular inconvenience is varying layer thickness in the form of so-called "orange peel skin", which occurs in case the surface tension of the lacquer layer is not large enough to pull out the individual drops and results in an appearance unacceptable surface of the later solidified lacquer. . : true 10 15 20 25 30 35 s 1 s 2 7 s ¿:: = A device of the kind mentioned in the introduction is previously known by, for example, "Sonderdruck aus" tm-Technisches Messen "65 (1998), Heft 11, Seite 396- 399 ", and such prior art devices are used to measure the thickness of the paint layer in connection with spray application of paint on a vehicle body, this being done by applying a pulsating laser beam for a short time (a few milliseconds) and the temperature development of the irradiated surface is recorded by said sensing means after this irradiation has been performed and possibly also during the irradiation. By suitable calibration of the device, the thickness of the lacquer layer at the irradiated point can be determined in this way. In this way, by means of such a device, information about the lacquer layer at different points is obtained by using a pulsating laser as a radiation source. This information can then be used to control various parameters of the actual spray application of the paint on not yet painted vehicle bodies in the production line, to reduce the proportion of vehicle bodies that do not pass a subsequent quality control of the paint layer and must be returned for repainting. . This share can easily be in the order of 20%, and a noticeable reduction in this share would mean a very large cost saving.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- _ordning samt ett förfarande av inledningsvis definierat slag, vilka förmår på ett bättre sätt än tidigare förmedla informationer om åtminstone en parameter hos ett nämnt lackskikt, så att ett upp- nående av nämnda kostnadsinbesparing ligger inom möjligheter- nas ram.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device and a method of initially defined kind, which are able to convey in a better way than before information about at least one parameter of a said lacquer layer, so that an achievement of said cost savings is within the scope of possibilities.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom tillhandahållande av en anordning av detta slag, vilken dessutom innefattar en in- rättning anordnad att ombesörja en förflyttning av bestrålnings- medlet relativt lackskiktet, bestrålningsmedlet är anordnat att un- der åtminstone en del av förflyttningen kontinuerligt bestråla en arsa» 10 15 20 25 30 35 518 278 4 på detta sätt utmed lackskiktet sig förflyttande träffpunkt, och nämnda avkänningsorgan är anordnat att med en förutbestämd fördröjning känna av värmestrålsavgivning hos den sig förflyt- tande träffpunkten för mätning av nämnda parameter hos lack- skiktet utmed ett sammanhängande långsträckt fält av lackskik- tet, samt ett förfarande enligt bifogade självständiga förfarande- patentkrav.This object is achieved according to the invention by providing a device of this kind, which further comprises a device arranged to arrange a movement of the irradiating agent relative to the lacquer layer, the irradiating means is arranged to continuously irradiate an arsa during at least a part of the movement » In this way along the lacquer layer moving point of impact, and said sensing means is arranged to sense with a predetermined delay of heat radiation emission at the moving point of impact for measuring said parameter of the lacquer layer along a continuous elongated field of the lacquer layer, as well as a procedure according to the appended independent procedural claims.

Genom att på detta sätt ombesörja en förflyttning av bestràl- ningsorganet relativt lackskiktet (vanligtvis förflyttas bestràl- ningsorganet och objektet står stilla, men uppfinningen inbegri- per varje form av relativrörelse), och utföra avkänningen på angi- vet sätt kan nämnda parameter, såsom tjockleken, hos lackskik- tet mätas utmed ett sammanhängande långsträckt fält av lack- skiktet, vilket gör att informationen om denna parameter hos lackskiktet blir betydligt mera omfattande än vid den punktmäs- siga mätningen genom tidigare kända anordningar. Här erhålls således istället en information om nämnda parameter över en sammanhängande yta som kan sträcka sig över en betydande längd, vilket gör att förnämliga informationer om parameterns ut- veckling utmed denna yta uppnås. l fallet av tjockleksmätning in- nebär detta att förekomst av varierande tjocklek, även mycket små sådana variationer, tillförlitligt kan detekteras. I synnerhet ökar sannolikheten för att en förekommande så kallad ”apelsinskalshud” skall kunna detekteras. I praktiken innebär ett användande av en uppfinningsenlig anordning att en bättre kon- ,troll än tidigare av kvalitén hos ett genom sprutapplicering upp- nått lackskikt kan uppnås, så att de parametrar som styr sprut- appliceringen kan justeras på lämpligast möjliga sätt, om behov därav uppstår, och därigenom andelen refuserade lackskikt kan reduceras.By arranging in this way a movement of the irradiating means relative to the lacquer layer (usually the irradiating means is moved and the object is stationary, but the invention includes any form of relative movement), and performing the sensing in the specified manner, said parameters, such as the thickness , of the lacquer layer is measured along a continuous elongated field of the lacquer layer, which means that the information about this parameter of the lacquer layer becomes considerably more comprehensive than in the point-by-point measurement by previously known devices. Here, information is thus obtained instead about the said parameter over a continuous surface which can extend over a considerable length, which means that distinguished information about the development of the parameter along this surface is obtained. In the case of thickness measurement, this means that the presence of varying thicknesses, even very small such variations, can be reliably detected. In particular, the probability increases that an existing so-called "orange peel skin" can be detected. In practice, the use of a device according to the invention means that a better control than before of the quality of a lacquer layer achieved by spray application can be achieved, so that the parameters that control the spray application can be adjusted in the most suitable way, if necessary. occurs, and thereby the proportion of rejected lacquer layers can be reduced.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är avkän- ningsorganet anordnat förflyttbart relativt lackskiktet i en av be- strålningsmedlets förflyttning definierad rörelsebana. Det är för- delaktigt att förflytta avkänningsorganet relativt lackskiktet på detta sätt för att åstadkomma en tillförlitlig avkänning av de be- »arab 10 15 20 25 30 35 518 278 strålade ytpartierna av lackskiktet med nämnda förutbestämda fördröjning och under uppnàende av i varje punkt utmed bestrål- ningsmedlets rörelsebana jämförbara värden.According to a preferred embodiment of the invention, the sensing means is arranged movably relative to the lacquer layer in a path of movement defined by the movement of the irradiating means. It is advantageous to move the sensing means relative to the lacquer layer in this way in order to obtain a reliable sensing of the irradiated surface portions of the lacquer layer with said predetermined delay and while achieving at each point along irradiation comparable values of the vehicle's trajectory.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är be- strålningsmedlet och avkänningsorganet anordnade med en fast inbördes orientering på en gemensam bärare, och inrättningen är anordnad att ombesörja förflyttning av bäraren relativt objektet och därmed lackskiktet under bibehållande av ett väsentligen konstant momentant tidsavstànd mellan träffpunkten för bestrål- ningen och punkten för värmestrålningsavkänning. Genom att anordna bestrålningsmedlet och avkänningsorganet på detta sätt på en gemensam bärare kan med enkla medel tillses att tillförlit- liga och väl reproducerbara resultat uppnås vid mätningen av nämnda parameter hos lackskiktet.According to another preferred embodiment of the invention, the irradiating means and the sensing means are arranged with a fixed mutual orientation on a common carrier, and the device is arranged to arrange movement of the carrier relative to the object and thus the lacquer layer while maintaining a substantially constant instantaneous distance between the point of impact. and the point of heat radiation sensing. By arranging the irradiating means and the sensing means in this way on a common carrier, it can be ensured with simple means that reliable and well-reproducible results are achieved in the measurement of said parameter of the lacquer layer.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är be- räkningsorganet anordnat att sända informationer om nämnda beräknande parameter till en enhet för inställande av parametrar för styrning av lackapplicering på ännu ej lackerade nämnda ob- jekt, vilket gör det möjligt att dra nytta av anordningens mätre- sultat för att förbättra lackeringsresultatet hos ännu ej lackerade objekt. Därvid är det speciellt fördelaktigt om beräkningsorganet är anordnat att sända ut informationer om nämnda beräknade pa- rameter till en enhet för styrning av parametrar avseende miljön, såsom fuktighetsgrad och/eller luftströmshastighet och/eller tem- peratur, vid platsen för lackering av nästa objekt. Denna plats kan vara en kabin för sprutapplicering av lack på en fordonska- ross. Genom att utnyttja de av anordningens mätning framtagna informationerna om lackskiktet för att styra miljön vid platsen för lackering kan ogynnsamma värden hos dessa parametrar effek- tivt korrigeras och lackeringsresultatet förbättras. Mätningsre- sultaten kan också användas till att optimera lackeringsproces- sen, det vill säga styrning av lackströmning, -finfördelning och - hastighet och avstånd mellan applikator och sprutnlngsobjekt. :aswø 10 15 20 25 30 35 518 278 Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen åtminstone två nämnda avkänningsorgan anordnade att känna av värmestrâlning avgiven av bestrålade träffpunkter på lackskiktet med inbördes olika längd hos nämnda fördröjning. Detta kan uppnås genom att anordna flera avkän- ningsorgan på linje efter varandra utmed en bana för en relativrö- relse av dessa och Iackskiktet, så att de successivt når en tidi- gare bestrålad punkt. Detta innebär att ännu mer informationer kan fås om varje punkt, då pà detta sätt en utveckling av tempe- raturen med tiden hos punkten ifråga kan framtas samtidigt som en kontinuerlig mätning över ett långsträckt fält uppnås.According to another preferred embodiment of the invention, the calculating means is arranged to send information about said calculating parameter to a unit for setting parameters for controlling paint application on not yet painted said objects, which makes it possible to benefit from the measuring parameters of the device. results to improve the painting result of not yet painted objects. In this case, it is particularly advantageous if the calculation means is arranged to send out information on said calculated parameters to a unit for controlling parameters relating to the environment, such as humidity and / or air flow rate and / or temperature, at the location for painting the next object. This place can be a cabin for spray application of paint on a vehicle body. By using the information about the paint layer produced by the device's measurement to control the environment at the place of painting, unfavorable values of these parameters can be effectively corrected and the painting result improved. The measurement results can also be used to optimize the painting process, ie control of paint flow, atomization and speed and distance between applicator and spray object. Aswø 10 15 20 25 30 35 518 278 According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises at least two said sensing means arranged to sense heat radiation emitted by irradiated hit points on the lacquer layer with mutually different lengths of said delay. This can be achieved by arranging several sensing means in line one after the other along a path for a relative movement of these and the lacquer layer, so that they successively reach a previously irradiated point. This means that even more information can be obtained about each point, as in this way a development of the temperature over time at the point in question can be produced at the same time as a continuous measurement over an elongated field is achieved.

Uppfinningen avser även en användning av en anordning av det uppfinningsenliga slaget för mätning av åtminstone en parameter hos ett lackskikt applicerat maskinellt pà ett objekt, och mera speciellt en användning i samband med sprutapplicering av lack på fordonskarosser. Fördelarna med att använda den uppfin- ningsenliga anordningen just i sådana syften framgår tydligt av det ovanstående.The invention also relates to a use of a device of the type according to the invention for measuring at least one parameter of a paint layer applied mechanically to an object, and more particularly to a use in connection with spray application of paint on vehicle bodies. The advantages of using the device according to the invention for precisely such purposes are clear from the above.

Ytterligare fördelar med och fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen kommer att framgå av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav.Additional advantages and advantageous features of the invention will become apparent from the following description and other dependent claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: fig 1 är en mycket schematisk vy av en robot för sprutapplicering av lack på en fordonskaross, fig 2 är en sidovy av en anordning enligt uppfinningen under funktion för mätning av tjocklek och vàgighet hos ett lackskikt, 10 15 20 25 30 35 518 278 .nu .- fig 3 är ett diagram som illustrerar dels hur bestrålnlngen av en punkt på ett lackskikt av den uppfinningsenliga anordningen en- ligt fig 2 utvecklas över tiden, dels hur temperaturen hos denna punkt utvecklas över tiden, fig 4 visar ett diagram över utvecklingen av temperaturen över tiden av bestràlade flytande lackskikt med olika tjocklekar, och fig 5 är en vy som illustrerar hur en anordning enligt uppfinningen mäter parametrar hos ett lackskikt enligt en annan möjlig utfö- ringsform av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Preferred embodiments of the invention are described below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a very schematic view of a robot for spray application of paint on a vehicle body, Fig. 2 is a side view of a device according to the invention during operation for measuring the thickness and weight of a lacquer layer, Fig. 3 is a diagram which illustrates partly how the irradiation of a point on a lacquer layer of the device according to the invention Fig. 2 develops over time, and how the temperature of this point develops over time, Fig. 4 shows a diagram of the development of the temperature over time of irradiated liquid lacquer layers of different thicknesses, and Fig. 5 is a view illustrating how a device according to the invention measures parameters of a lacquer layer according to another possible embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN l fig 1 illustreras mycket schematiskt en sprutlackeringsrobot, vil- ken uppvisar olika inbördes ledat förbundna robotarmar. Längst ut på dessa robotarmar är ett sprutmunstycke 1 anordnat för sprutapplicering av finfördelad lack på ett objekt 2, här en for- donskaross. Sprutmunstycket är anslutet till schematiskt antydda organ 3 för finfördelning av lacken, som levereras till sprutmun- stycket 1 styrt av en lackeringsprocessenhet 4. En sådan sprut- appliceringsrobot är vanligtvis anordnad i en så kallad lacke- ringskabin, i vilken miljön styrs på ett mycket noggrant sätt ge- nom inställande av temperatur, luftfuktighet, luftströmmarna ge- nom kabinen och dylikt för uppnående av optimalt resultat vid jackeringen. l fig 2 illustreras schematiskt en anordning enligt uppfinningen för mätning av åtminstone en parameter, såsom tjockleken eller vågigheten, hos ett på ett objekt 5, här en stålplàt hos en for- donskaross, applicerat flytande lackskikt 6. Ett sådant lackskikt kan ha en tjocklek av 5-200 um och har vanligtvis en tjocklek av 10-30 pm. Anordningen innefattar ett organ 7, här i form av en laser, anordnat att kontinuerligt sända en stråle 8 med en väl de- finierad våglängd mot lackskiktet 6. Strålen 8 kommer där den träffar lackskiktet att värma upp detta ända ned till plåten 5. :nano 10 15 20 25 30 35 s 1 s 27 s gtt= i 8 Olika typer av lasrar är tänkbara, och i det fall många olika färger hos på varandra lackerade objekt förekommer kan exempelvis en COz-laser eller YAG-laser vara speciellt väl lämpad, eftersom dess strålning absorberas ungefär lika av alla olika färger. l vissa fall kan det på grund av den fysiska storleken på lasern 7 vara nödvändigt att placera den på annat ställe. Då kommer organet 7 att åstadkomma strålen 8 mot ytan via en flexibel optisk ledare.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 very schematically illustrates a spray painting robot, which has various interconnected robot arms. At the far end of these robot arms, a spray nozzle 1 is arranged for spray application of finely divided varnish on an object 2, here a vehicle body. The spray nozzle is connected to schematically indicated means 3 for atomizing the paint, which is delivered to the spray nozzle 1 controlled by a painting process unit 4. Such a spray application robot is usually arranged in a so-called painting cabin, in which the environment is controlled very carefully. way by setting the temperature, humidity, air currents through the cabin and the like to achieve optimal results when jacking. Fig. 2 schematically illustrates a device according to the invention for measuring at least one parameter, such as the thickness or the waviness, of a liquid lacquer layer 6 applied to an object 5, here a steel plate of a vehicle body. Such a lacquer layer may have a thickness of 5-200 μm and usually has a thickness of 10-30 μm. The device comprises a means 7, here in the form of a laser, arranged to continuously send a beam 8 with a well-defined wavelength towards the lacquer layer 6. The beam 8 will, where it hits the lacquer layer, heat it all the way down to the plate 5.: nano 10 15 20 25 30 35 s 1 s 27 s gtt = i 8 Different types of lasers are conceivable, and in case many different colors of lacquered objects occur, for example a CO 2 laser or YAG laser may be particularly well suited. because its radiation is absorbed approximately equally by all different colors. In some cases, due to the physical size of the laser 7, it may be necessary to place it elsewhere. Then the means 7 will provide the beam 8 towards the surface via a flexible optical conductor.

Anordningen uppvisar även ett organ 9 anordnat att avkänna den värmestrålning som avges från en punkt hos lacken det är riktat mot. Detta avkänningsorgan 9 kan vara olika typer av lR-avkän- nare, såsom halvledarbaserade sensorer. Bestrålningsmedlet 7 och avkänningsorganet 9 är anordnade på en gemensam bärare 10 i en fast inbördes orientering, men det väsentliga är att strå- len 8 och avkänningsorganet 9 har en fast inbördes orientering (bestràlningsmedlet skulle ju kunna vara anordnat någon annan- stans och änden av en därmed förbunden optisk ledare kunna vara fast anordnad på bäraren), och denna bärare är anordnad att styras att förflyttas utmed lackskiktet 6 med en väsentligen konstant hastighet av en schematiskt antydd förflyttningsinrätt- ning 11. Vid denna förflyttning är bäraren anordnad att hålla strålen 8 samt avkänningsorganet 9 på väsentligen konstanta avstånd från lackskiktet.The device also has a means 9 arranged to sense the heat radiation emitted from a point of the paint it is directed at. This sensing means 9 can be different types of IR sensors, such as semiconductor-based sensors. The irradiating means 7 and the sensing means 9 are arranged on a common carrier 10 in a fixed mutual orientation, but the essential thing is that the beam 8 and the sensing means 9 have a fixed mutual orientation (the irradiating means could of course be arranged elsewhere and the end of a associated optical conductor may be fixedly mounted on the carrier), and this carrier is arranged to be moved along the lacquer layer 6 at a substantially constant speed by a schematically indicated moving device 11. During this movement the carrier is arranged to hold the beam 8 and the sensing means 9 at substantially constant distances from the lacquer layer.

I fig 3 illustreras vad som händer vid förflyttningen av bäraren 10 med strålen 8 och avkänningsorganet 9 utmed lackskiktet. Be- strålningsmedlet 7 kommer att via sin stråle 8 genom rörelsen utmed lackskiktet 6 att efter hand värma upp lackskiktet utmed ett Iångsträckt sammanhängande fält med en bredd bestämd av strålens 8 diameter. Avkänningsorganet 9 kommer att med en viss tidsfördröjning anlända till respektive punkt hos lackskiktet som bestrålats och då indirekt mäta temperaturen hos denna punkt genom att känna av den mängd värmeenergi som den av- ger, så att avkänningsorganet 9 på detta sätt utför en mätning utmed hela nämnda långsträckta fält. Därvid digitaliserar organet 9 mätningsinformationerna med hög avkänningsfrekvens. asus» 10 15 20 25 30 35 s 1 s 2 7 s gtt= nu n 9 Bestrålningen via bestrålningsmedlet av en punkt på Iackskiktet illustreras genom fyrkantpulsen 12, medan temperaturen hos denna punkt över tiden illustreras genom kurvan 13. Det är tänkt att avkänningen via avkänningsorganet 9 sker vid tidpunkten 14.Fig. 3 illustrates what happens during the movement of the carrier 10 with the beam 8 and the sensing means 9 along the lacquer layer. The irradiating means 7 will, via its beam 8 through the movement along the lacquer layer 6, gradually heat up the lacquer layer along an elongated continuous field with a width determined by the diameter of the beam 8. The sensing means 9 will arrive with a certain time delay at the respective point of the lacquer layer which has been irradiated and then indirectly measure the temperature of this point by sensing the amount of heat energy which it emits, so that the sensing means 9 in this way performs a measurement along the entire elongated fields. Thereby, the means 9 digitizes the measurement information with a high sensing frequency. asus »10 15 20 25 30 35 s 1 s 2 7 s gtt = nu n 9 The irradiation via the irradiation means of a point on the lacquer layer is illustrated by the square pulse 12, while the temperature of this point over time is illustrated by the curve 13. It is thought that the sensing via the sensing means 9 takes place at the time 14.

Hur snabbt temperaturen hos Iackskiktet sjunker med tiden är be- roende av tjockleken hos Iackskiktet, vilket illustreras i fig 4, där den översta kurvan visar hur mycket temperaturen fallit vid en given tidpunkt för ett lackskikt med en tjocklek av 19 um, medan den undre av de två kurvorna visar hur mycket temperaturen fallit för ett lackskikt med en tjocklek av 15 um. Informationer om av Iackskiktet reflekterad värmestrålning sänds från avkänningsor- ganet 9 till ett schematiskt antytt organ 15 för beräkning av tjockleken hos Iackskiktet på grundval av dessa indirekta tempe- raturinformationer.How fast the temperature of the lacquer layer decreases with time depends on the thickness of the lacquer layer, which is illustrated in Fig. 4, where the top curve shows how much the temperature has fallen at a given time for a lacquer layer with a thickness of 19 μm, while the lower of the two curves show how much the temperature has dropped for a lacquer layer with a thickness of 15 μm. Information about heat radiation reflected by the lacquer layer is sent from the sensing means 9 to a schematic indicated means 15 for calculating the thickness of the lacquer layer on the basis of this indirect temperature information.

Dessa data kansedan utnyttjas för inställning av parametrar hos själva sprutappliceringen, såsom den miljö sprutappliceringsro- boten befinner sig i.This data can then be used to set parameters of the syringe application itself, such as the environment in which the syringe application robot is located.

Det vore även möjligt att anordna flera avkänningsorgan efter varandra, så att dessa exempelvis utför en mätning av tempera- turen hos en punkt med olika fördröjning relativt laserstrålen 8, såsom efter tidpunkten 14 eller vid tidpunkterna 16 och 17 enligt fig 3.It would also be possible to arrange several sensing means one after the other, so that they perform, for example, a measurement of the temperature of a point with different delay relative to the laser beam 8, such as after time 14 or at times 16 and 17 according to Fig. 3.

Det påpekas att det kan röra sig om allehanda typer av lack, så- som vattenbaserade och lösningsmedelsbaserade lacker, och det kan även vara fråga om som pulver applicerade och sedan till flytande tillstånd uppvärmda lacker. Det viktiga är att anord- ningen utför sin mätning innan lackerna härdat. inte heller är det nödvändigt att mätningen av nämnda parameter utförs utmed ett nämnt långsträckt fält, som sträcker sig över hela objektet ifråga, utan det ligger även inom uppfinningens ram att förfara på det sätt som schematiskt illustreras i fig 5, det vill säga utföra en mätning utmed ett långsträckt fält 18 och sedan göra ett visst uppehåll i mätningen innan en mätning utmed ett uævav 10 15 20 25 30 35 518 278 10 ytterligare sådant fält 19 utföres. Mätningsanordningen kan också bäras av en industriell robot med 6 frihetsgrader, som möjliggör fritt valda mätningsbanor och -positioner på objektet.It is pointed out that these can be all kinds of paints, such as water-based and solvent-based paints, and it can also be a question of paints applied as a powder and then heated to a liquid state. The important thing is that the device performs its measurement before the paints have hardened. nor is it necessary that the measurement of said parameter be carried out along said elongate field, which extends over the whole object in question, but it is also within the scope of the invention to proceed in the manner schematically illustrated in Fig. 5, i.e. to perform a measurement along an elongate field 18 and then make a certain pause in the measurement before a measurement along a further such field 19 is performed. The measuring device can also be carried by an industrial robot with 6 degrees of freedom, which enables freely chosen measuring paths and positions on the object.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjliga modifikationer torde vara uppenbara för en fackman på området, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grund- tanke.The invention is of course not in any way limited to the preferred embodiments described above, but a number of possible modifications will be apparent to a person skilled in the art, without this departing from the basic idea of the invention.

Exempelvis vore det möjligt att utnyttja en anordning enligt upp- finningen för att bestämma andra parametrar hos Iackskiktet än de ovan nämnda.For example, it would be possible to use a device according to the invention to determine other parameters of the lacquer layer than those mentioned above.

Det vore fullt möjligt att använda olika hastigheter hos rörelsen av bestrålningsmedlet och avkänningsorganet över Iackskiktet i beroende av olika egenskaper hos Iackskiktet, såsom typ av lack och tjocklek hos Iackskiktet.It would be quite possible to use different speeds of the movement of the irradiating agent and the sensing means over the lacquer layer depending on different properties of the lacquer layer, such as the type of lacquer and the thickness of the lacquer layer.

Det påpekas att ”inrättningen är anordnad att ombesörja en för- flyttning av bestrålningsmedlet med väsentligen konstant hastig- het relativt lackskiktet" även avses inbegripa fallet av ett arran- gemang som tillåter en manuellt driven förflyttning av bestrål- ningsmedlet relativt Iackskiktet under tillförsäkrande av väsentli- gen konstant förflyttningshastighet. lnrättningen skulle även kunna utgöras av något som åstadkommer en rörelse av objektet ifråga förbi ett stillastående bestrålningsmedel, varvid en sådan inrättning i fallet av lackering av fordonskarosser skulle kunna vara en bandtransportör eller dylikt genom vilken fordonskaros- sen defilerar igenom en station för mätning genom anordningen.It is pointed out that "the device is arranged to provide a movement of the irradiating agent at a substantially constant speed relative to the lacquer layer" is also intended to include the case of an arrangement which allows a manually driven movement of the irradiating agent relative to the lacquer layer while ensuring substantial The device could also consist of something which causes a movement of the object in question past a stationary irradiator, whereby such a device in the case of painting of vehicle bodies could be a belt conveyor or the like through which the vehicle body parades through a station for measurement through the device.

De olika i anordningen ingående organen måste inte vara bildade av fysiskt separata delar förbundna med en kommunikationsför- bindelse, utan exempelvis skulle avkännings- och beräkningsor- ganet kunna vara integrerade i ett och samma element. a;«;n 10 518 2 7 s 11 Beräkningsorganet skulle även kunna vara fysiskt separerat från resten av anordningen och exempelvis utgöras av en dator. Där- vid är det möjligt att avkänningsorganet samlar upp data under sin förflyttning relativt objektet på en bärare, såsom en diskett, och denna sedan efter avslutandet av mätningen på ett objekt av en operatör sätts in i datorn och då olika värden för parametern, såsom tjockleken, beräknas i efterhand för hela mätproceduren.The various means included in the device do not have to be formed by physically separate parts connected to a communication connection, but for example the sensing and calculating means could be integrated in one and the same element. a; «; n 10 518 2 7 s 11 The calculation means could also be physically separated from the rest of the device and, for example, consist of a computer. In this case, it is possible for the sensing means to collect data during its movement relative to the object on a carrier, such as a floppy disk, and this is then, after completion of the measurement on an object by an operator, inserted into the computer and then different values for the parameter, such as thickness , is calculated retrospectively for the entire measurement procedure.

"Bestrålningsmedlet" i patentkraven avses även inbegripa en därmed förbunden, mer eller mindre flexibel optisk ledare, och att bestrålningsmedlet är anordnat på bäraren inbegriper således även fallet av en strålningskälla anordnad på annat ställe och en därmed förbunden optisk ledare anordnad med sin strålen 8 av- givande ände på bäraren.The "irradiation means" in the claims is also intended to include an associated, more or less flexible optical conductor, and that the irradiation means is arranged on the carrier thus also includes the case of a radiation source arranged elsewhere and an associated optical conductor arranged with its beam 8. rewarding end of the carrier.

Claims

10 15 20 25 30 35 518 278 12 Eatenikrax

Method for measuring at least one parameter (6) of a liquid lacquer layer (6) mechanically applied to an object (5), wherein at least one point of impact on the lacquer layer is subjected to an irradiation for heating thereof and after cessation thereof irradiation the temperature of the irradiated point is measured by sensing heat radiation emitted from the lacquer layer point and a measure of said parameter is calculated from this temperature information, from the fact that the lacquer layer is exposed to said irradiation during a movement of said point of impact along the lacquer layer. the point of impact is sensed with a predetermined delay for measuring the parameter along a continuous elongated field of the lacquer layer, and that this sensing is performed by a lacquer layer area which lies outside the area to which the irradiation is directed.

A method according to claim 1, wherein the point for irradiation and sensing of emitted heat radiation is moved along the lacquer layer at a substantially constant speed.

A method according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the liquid lacquer layer is calculated on the basis of said temperature information.

A method according to any one of claims 1-3, in that the wavelength of the surface of the liquid lacquer layer is calculated on the basis of said temperature information.

Device for measuring at least one parameter of a liquid lacquer layer (6) mechanically applied to an object (5), which comprises a means (7) arranged to irradiate at least one point of impact of the lacquer layer for heating thereof, a means (9 ) arranged to detect, after cessation of the irradiation of said point, the heat radiation emitted by the lacquer layer at this meeting point and means (15) for calculating a measure of said parameter of, // _ \ f) i 10 15 20 25 30 35 518 278 n | n r. on the basis of information obtained from the sensing means on the temperature of the point of impact, the device further comprising a device (11) arranged to provide a movement of the irradiating agent relative to the lacquer layer, such that the irradiating means is arranged to during at least a continuous in this way along the lacquer layer moving point, that said sensing means is arranged to sense with a predetermined delay heat radiation emission at the moving point for measuring said parameter of the lacquer layer along a continuous elongate field (18, 19) of the lacquer layer, and that the sensing means (9) is directed towards a lacquer layer area outside the area to which the irradiating means (7) is directed.

Device according to claim 5, in that the device (11) is arranged to provide a movement of the irradiating agent (7) at a substantially constant speed relative to the lacquer layer (6) -

Device according to Claim 5 or 6, in that the sensing means (9) is arranged movably relative to the lacquer layer (6) in a path of movement defined by the movement of the irradiating means (7).

Device according to any one of claims 5-7, in that the sensing means (9) is arranged to continuously detect heat radiation emitted by the field while moving its sensing point along said field (18, 19). '

Device according to any one of claims 5-8, wherein the irradiating means (7) and the sensing means (9) are arranged with a fixed mutual orientation on a common carrier (10), and that said device (11) is arranged to arrange movement of the carrier relative to the object (5) and thus the lacquer layer while maintaining a substantially constant instantaneous time distance between the point of impact of the irradiation and the point of heat radiation sensing. 10 15 20 25 30 35 518 278 14

Device according to any one of claims 5-9, in that said device (11) is arranged to arrange a movement of the irradiating agent (7) relative to the lacquer layer (6) while maintaining a substantially constant distance therefrom.

Device according to any one of claims 5-10, in that the sensing means (9) is arranged to be located at a substantially constant distance to the momentarily sensed surface with said lacquer layer fields (18, 19).

Device according to any one of claims 5-11, wherein the calculating means (15) is arranged to calculate the thickness of the lacquer layer.

Device according to one of Claims 5 to 12, in that the calculating means (15) is arranged to calculate the waviness of the surface of the lacquer layer.

Device according to any one of claims 5-13, in that the irradiating means (7) is arranged to emit radiation of substantially the same wavelength.

Device according to one of Claims 5 to 14, in that the irradiating means (7) is arranged to irradiate the lacquer layer with a laser beam.

Device according to one of Claims 5 to 14, in that the irradiating means (7) is formed by a lamp and a filter arranged between the lamp and the lacquer layer with a narrow frequency band.

Device according to any one of claims 5-16, wherein said calculation means (15) is arranged to send information about said calculated parameter to a unit for setting parameters for controlling paint application on not yet painted said objects. 10 15 20 25 30 35 518 278 15

Device according to claim 17, wherein the calculating means (15) is arranged to send information about said calculated parameters to a unit for controlling parameters relating to the environment, such as humidity and / or air flow rate and / or temperature, at the place of painting of said objects.

Device according to one of Claims 5 to 18, in that it is designed for measuring at least one parameter of a not yet cured lacquer layer (6) applied by a spray-painting robot. -

Device according to claim 19, in that it is designed for measuring at least one parameter of a not yet cured lacquer layer (6) applied to an object (5) by atomizing a liquid lacquer.

Device according to claim 19, wherein it is designed for measuring at least one parameter of a not yet cured lacquer layer (6) applied to an object (5) by spraying a solid powder, and that the device is designed to perform said measuring after heating the powder and bringing it into a liquid state.

Device according to any one of claims 5-21, in that it is designed for measuring at least one parameter of a lacquer layer (6) applied to a layer (5) of a material with good thermal conductivity of said object.

Device according to any one of claims 5-22, in that it comprises at least two said sensing means (9) arranged to sense heat radiation emitted by irradiated points of impact on the lacquer layer with mutually different lengths of said delay. 518 278 n u o u u - nu 16

Use of a device according to any one of claims 5-23 for measuring at least one parameter of a lacquer layer (6) applied mechanically to an object (5).

Use according to claim 24, in that it takes place in connection with spray application of paint on vehicle bodies.