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CN106457287A - 用于对物品进行涂装的涂装系统和方法 - Google Patents

用于对物品进行涂装的涂装系统和方法 Download PDF

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CN106457287A CN201580017972.4A CN201580017972A CN106457287A CN 106457287 A CN106457287 A CN 106457287A CN 201580017972 A CN201580017972 A CN 201580017972A CN 106457287 A CN106457287 A CN 106457287A
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Abstract

一种用于以涂装材料对物品进行涂装的涂装系统，该涂装系统包括用于涂装材料(52)的至少一个材料源(18)，该至少一个材料源能够与涂布装置(12)流体连接。利用输送系统(51)能够将涂装材料(52)经过输送路径(25)沿返回输送方向返回输送到其材料源(18)中。借助于探测装置(46)能够确定，在输送路径(25)的控制部段(42)中是否存在涂装材料(52)或与该涂装材料不同的材料，其中，该探测装置(46)产生相应的输出信号。此外提出一种用于对物品进行涂装的方法，其中，在将涂装材料(52)返回输送到其材料源(18)中时确定，所要回输的涂装材料(52)是否携带由与涂装材料(52)不同的材料构成的区域(60)。

Description

用于对物品进行涂装的涂装系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于以涂装材料对物品进行涂装的涂装系统，该涂装系统包括：
a)用于涂装材料的至少一个材料源，该至少一个材料源能够与涂布装置流体连接；
b)输送系统，利用该输送系统能够将涂装材料经过输送路径沿返回输送方向返回输送到其材料源中。
本发明还涉及一种用于对物品进行涂装的方法，其中
a)借助于涂布装置以涂装材料对物品进行涂装；
b)由材料源给涂布装置供给涂装材料；
c)在涂布过程结束之后沿返回输送方向将涂装材料返回输送到其材料源中。
背景技术
在由市场已知的、开头所述类型的涂装系统中，为涂布装置——在涂漆过程中该涂布装置例如可以是高速旋转喷雾器——供给涂装材料，该涂装材料被涂布到要涂装的物品上。
除了漆之外，也可以利用不同的涂布装置涂覆其它涂装材料，例如防腐剂，如蜡、多组分粘合剂的单一组分或可能甚至还有高粘度材料，如密封材料。
例如在涂漆设备的情况下使用用于涂装材料的更换装置，也就是说，当在正常运行中更频繁地出现为了对物品进行涂装而应使用与给以前的物品涂漆的漆不同的另一种漆时，使用涂料更换装置。
在涂料更换时必须将引导材料的通道和管道中的之前使用的漆清除，为此输送清洗剂经过相应的通道和管道。为了将漆损耗和必要的清洗剂量保持尽可能少，经常使用所谓的清管器技术，在该清管器技术中，借助于清管器使涂装材料或清洗剂移动经过通道和管道。在此使清管器在两个清管器站之间进行往复运动，所述两个清管器站中的一个接近于涂布装置布置，而另一个接近于更换装置布置。
特别规定，还位于通向涂布装置的管道中的未被涂布的涂装材料又被返回输送到其材料源中，用以进一步最小化漆损耗。
在此然而非常重要的是，没有外部材料到达材料源中。当前也将空气理解为这种外部材料。已知的涂料更换器由所谓的环形管道供给。特别在这种情况下应该防止有气泡到达环形管道中，因为否则会妨碍从该环形管道中以预定的材料量的无缺陷的计量。
发明内容
因此本发明的目的是，提供考虑到上述构思的、开头所述类型的涂装系统和方法。
该目的在开头所述类型的涂装系统中由此实现，即
c)设有探测装置，借助于该探测装置能够确定，在输送路径的控制部段中是否存在涂装材料或与该涂装材料不同的材料，该探测装置产生相应的输出信号。
本发明还基于以下认识，即，如果可以在涂装材料与“非涂装材料”之间加以区分，则就已经足以采取相应的对策，通过该对策可以防止材料源被其它材料、特别是空气污染。如下面还明确的是，在探测时不必区分是否在涂装材料中存在空气或清管器。控制部段在此限定了输送路径的区域，在该区域中检查当前的输送材料。
特别有利的是，从输送路径沿返回输送方向在材料源上游分支出出口管道，该出口管道能够通过阀开启或封闭，输送路径沿返回输送方向在出口管道下游能够通过阀开启或封闭。如果探测到不同的材料，那么通过出口管道可以排出在材料源上游的要返回引导的材料量。通常将具有不同的材料的区域和沿返回输送方向的涂装材料量通过出口管道排出。
优选地，输送路径的控制部段沿返回输送方向在出口管道上游布置。
优选地设有控制装置，该控制装置与探测装置通信并且这样设计，即在探测到与涂装材料不同的材料时，该控制装置闭锁朝向材料源的方向的流动路径。因此首先确保了，没有其它材料被输送到材料源中。
此外有利的是，控制装置这样设计，即在与涂装材料不同的材料到达出口管道时，该控制装置闭锁朝向材料源的方向的流动路径。通常由于工程技术的原因必须保留控制部段与出口管道之间的路段，从而在该路段中现有的、没有问题的涂装材料还可以被朝向材料源的方向输送，直到不同的材料到达出口管道。
对于上述过程有利的是，控制装置这样设计，即该控制装置在所述闭锁之后对输送路径进行卸压并且随后重新建立输送压力。这首先使得能够分析是否涉及气泡或类似物。
在此特别有利的是压力传感器，借助于该压力传感器能够测量输送路径中的压力，该压力在很大程度上相当于在通向出口管道的分支处的压力。取决于是否记录了压力上升，可以例如推断出，是否检测到气泡或清管器。对此在下文中还要详细说明。
有利的是，输送系统包括清管器，通过该清管器能够输送涂装材料至少经过输送路径的在第一清管器站与第二清管器站之间的一部分。
优选地，探测装置包括超声波传感器或光学传感器。在后一种情况下在必要时可以更具体地确定所探测的材料的类型。
上述的目的在开头所述类型的方法中由此实现，即
d)在返回输送时确定，所要回输的涂装材料是否携带由与涂装材料不同的材料构成的区域。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明的实施例。图中：
图1示意性地示出根据第一个实施例的涂装系统的平面布局图，该涂装系统包括用于涂装材料的、与可清洗的管道连接的更换装置，还包括探测装置，借助于该探测装置可以监控至少可清洗的管道的控制部段的在该控制部段内部的材料变化，其中，涂料更换系统位于反压力模式中，在该反压力模式中借助于清管器将涂装材料从可清洗的管道中压回到更换装置中；
图2示出图1的涂装系统，其中，清管器位于控制部段中；
图3示出涂料更换系统，其中，清管器位于更换装置处的清管器站中；
图3A示出具有位于其中的清管器的清管器站的细节放大图；
图3B示出相应于图3A的、没有清管器的清管器站的细节放大图；
图4示出具有涂装材料中的气泡的涂装系统；
图5示出涂料更换系统，其中，气泡到达控制部段中；
图6示出涂装系统，其中，包括气泡的涂装材料通过排出管道从系统中排出；
图7示意性地示出根据第二个实施例的涂装系统的平面布局图，该涂装系统包括第二传感器。
具体实施方式
首先参考图1。在那里，用10整体上表示根据第一个实施例的用于涂布涂装材料的涂装系统，该涂装系统包括涂布装置12，由于简明的原因仅在图1中示出该涂布装置。当前例如描述了一种用于漆的涂装系统10。在这种情况下，涂布装置12例如可以是喷枪或高速旋转喷雾器，如其自身已知的那样。
涂布装置12通过管道14与仅示意性表明的供给装置连接，该供给装置在当前的实施例中设计为用于涂装材料的更换装置16并且自身又由多个材料源18供给，如其自身已知的那样。在当前的实施例中存在七个环形管道18.1至18.7，然而也可以设有更少的或显著更多的这种环形管道，其数目绝对可以为50或更多。通过环形管道18.1至18.7提供的材料可以除了不同的涂装材料、特别是漆之外也为压缩空气和清洗剂。在涂布漆时，更换装置16因此是涂料更换装置。
更换装置16以已知的方式和方法包括整体上用V1表示的阀装置，该阀装置具有多个通过控制装置20操控的阀，从而管道16可以选择性地与现有的环形管道18.1至18.7之一流体连接。这种更换装置的技术是充分已知的且在此不需要进一步说明。
涂装系统2以同样自身已知的方式在应用清管器技术的情况下运行。因此在更换装置16与管道14之间布置有第一清管器站22，而在涂布装置12附近在管道14中设有第二清管器站24。第一清管器站22在下面被称为起始清管器站，第二清管器站24在下面被称为终点清管器站，并保留附图标记。终点清管器站24由于简明的原因也仅在图1中且非常示意性地示出；设置在终点清管器站24上的用于压缩空气和清洗剂的输入管道以及排出管道未示出。整体上通过管道14、更换装置16、起始清管器站22和终点清管器站24形成输送路径25，通过该输送路径使更换装置16与涂布装置12流体连接。
在起始清管器站22与更换装置16之间的流动连接可以借助于阀V2开启或封闭。在更换装置16处的起始清管器站22中设有用P表示的压力传感器26，借助于该压力传感器监控起始清管器站22中清管器30的停放位置28处的管道压力。压力传感器26的输出信号通过电缆-或无线电连接32传输到控制装置20。一般来说，利用压力传感器26确定输送路径25中的压力，该压力在很大程度上相当于在通向出口管道36的分支处的压力。
停放位置28可在图3A和3B中看到；在该停放位置28中，清管器30碰撞到止挡元件34，该止挡元件防止清管器30朝向更换装置16的方向继续运动。在停放位置28与更换装置16之间，出口管道从起始清管器站22离开，该出口管道在下面以常见的方式被称为排放管道36并且能够通过阀V3开启或封闭。
在停放位置28中可以清洗清管器30的侧面，为此，起始清管器站22具有清洗剂通道38，该清洗剂通道和停放位置28相交。图3A和3B示出这种情况。如果清洗剂流过清洗管道38并且清管器30位于停放位置26中，那么清洗剂在其侧面周围清洗。仅示意性示出的终点清管器站24具有相应于起始清管器站22的结构，其中，相应的排放管道朝向涂布装置12的方向在用于清管器30的停放位置下游分支。
输送路径25的——当前具体是管道14的——控制部段42以和起始清管器站22之间的间距40延伸经过探测装置46的传感器区域44，该探测装置在传感器区域44中至少能够检测是否在控制部段42中存在涂装材料或与该涂装材料不同的材料。这种探测装置46例如可以设计为超声波传感器48。超声波传感器48的输出信号通过电缆-或无线电连接50传输到控制装置，该控制装置在当前的实施例中同样是控制装置20。
如开头说明地，在更换涂装材料时，还位于管道14中的涂装材料通过更换装置16压回到附属的环形管道18中，因此损失的涂装材料尽可能少。一般来说，清管器30和对于清管器技术必要的部分因此形成输送系统51，借助于该输送系统可以将涂装材料通过输送路径25沿返回输送方向返回输送到其材料源18中。返回输送方向在此定义在输送路径25中朝向材料源18的方向。在当前说明的实施例中，输送路径25不仅被用于朝向涂布装置12输送涂装材料，而且也被用于将涂装材料返回输送到环形管道18.1至18.7之一中。在必要时对于两个输送方向然而也可以存在单独的或至少仅部分重叠的输送路径。
现在根据图1至图6说明在涂装系统12中涂装材料的回压。
作为起始状态假定的是，结束了利用来自环形管道18.3的特定的涂装材料52、当前是漆料的涂布过程。清管器30曾在涂布期间被接纳在在涂布装置12处的第二清管器站24中。首先现在参考图1至3，该图表明回压过程，其中，在管道14中的漆料52中不会出现气泡。
在图1中示出一个阶段，在该阶段中，清管器30在管道14中位于通向第一清管器站22的路径上，其中，该清管器将漆料52朝向更换装置16的方向向前推动。管道14中的清洗剂54沿运动方向位于清管器30下游，形式为压缩空气58的推力介质56从第二清管器站24的方向压向该清洗剂。压缩空气58以例如大约20bar的压力将清洗剂54、清管器30和漆料52推向更换装置16。
在第一清管器站22处的排放管道36通过阀V3关闭，经过更换装置16通向环形管道18.3的流动路径通过阀V2开启，因此漆料42被压回到环形管道18.3中。
如果现在——如在图2中所示——清管器30到达传感器区域44中管道14的控制部段42中，则超声波传感器48的传感器响应改变，并且探测装置46的输出信号表示，探测到与该涂装材料不同的材料。由此通过控制装置20记录，在那里现在不再存在液态的材料。
在这种情况下，控制装置20首先规定，进入更换装置16中通向环形管道18.3的流动路径被关闭，并且进入出口管道30中的流动路径保持关闭，为此相应地操控用于这种情况的阀V2和V3。
阀V2、V3的操控在时间上与管道14中的输送速度相协调并且在触发传感器的部分到达出口管道36时进行。这在此是以下情况，即触发传感器的部分到达起始清管器站22中的停放位置28。触发传感器的部分的纵向延伸尺度和进而其在管道14中的体积可以通过以下方式确定，即相应的传感器响应持续时间与输送速度相关联。输送速度对于相应的不同漆是已知的并且可以得出分别不同的结果，其中，该输送速度约为2m/s。
传感器区域44在必要时也可以沿管道14移动，因此起始清管器站22与传感器区域44之间的间距40可以被调节。由此可以使系统与具有不同的流变学特性的不同涂装材料相协调。
当前，清管器30也就是触发传感器的部分并且确保超声波传感器48的传感器响应。阀V2、V3因此在以下时刻被接通，在该时刻清管器30到达其在起始清管器站22中的停放位置28，如在图3中联系图3A所示。
随后首先通过以下方式对系统进行卸压，即管道14通过终点清管器站24处的排气阀排气。然后控制装置20使得借助于压缩空气从终点清管器站24的方向重新在管路14中建立输送压力。
然而由于清管器30现在——如图3A表明地——在其在起始清管器站22中的停放位置28贴靠向止挡元件34，因此该清管器阻塞流动路径并且停放位置28处的压力不上升。这由压力传感器26或由控制装置20检测到并且转换为以下信息，即清管器30位于停放位置中。在这种情况下，漆料52被尽可能地压回到环形管道18.3中，并且可以开始涂料更换。
在图4至6中现在示出以下过程，在涂装材料52中携带气泡60并且该气泡与涂装材料52被共同朝向更换装置16的方向输送，其中，进入更换装置16中的流动路径被开启，而进入排放管道36中的流动路径被关闭。气泡60例如描述了由与涂装材料52不同的材料构成的区域，该区域由要输送的涂装材料52携带。
在图4中，气泡60还沿运动方向位于传感器区域44上游。如果气泡60——如在图5中所示——随后到达传感器区域44，则超声波传感器48的输出信号又改变，并且控制装置20记录，在那里现在不再存在液态的材料。触发传感器的部分在这种情况下也就是气泡60。
也在这种情况下控制装置20规定，进入更换装置16中通向环形管道18.3的流动路径被保持关闭，并且进入排放管道36中的流动路径被保持关闭。为此，负责的阀V2和V3在气泡600作为触发传感器的部分到达起始清管器站22中的停放位置28时被相应地操控。
管道14又首先以上面说明的方式排气并且由此被卸压。随后，控制装置20使得借助于压缩空气从终点清管器站24的方向重新将压力提供到管道14中的清洗剂54。
清管器30然而还没有到达其在起始清管器站中的停放位置，而是在管道14中朝向起始清管器站22的方向压向材料。由于清管器30也就是没有阻塞漆料52的流动，因此现在起始清管器站22中的停放位置28处的压力升高。这由压力传感器26或控制装置20检测并且转换为以下信息，即没有清管器30位于停放位置中。
在这种情况下，控制装置20使排放管道36通过阀V3打开，从而包括气泡60的漆料52通过排放管道36从系统中移除。
如果现在清管器30到达传感器区域44中，则进行相应的过程，如上面关于图1至3说明地，其中，在清管器30作为触发传感器的部分到达起始清管器站22中的停放位置28时首先关闭排放管道36并且到更换装置16中的流动路径保持关闭。
在重新加载压力时，控制装置20因此又根据起始清管器站22的停放位置28处的保持不变的压力识别出，清管器44是触发传感器的部分并且压回过程结束。
对于超声波传感器48另选地在必要时也考虑光学的传感器系统。例如光线可以从光源穿过管道14的周面中的入射窗输入到控制部段42中，借助于探测单元分析处理穿透-或反射射束。如果穿透射束应该被检测，则在管道14的控制部段42中相应地相对于周面中的入射窗设置用于射束的输出窗。根据检测的射束随后可以在必要时甚至专门确定，是否漆、清洗剂、清管器或气泡位于传感器区域44中的控制部段42中。
图7示出作为第二个实施例的变型的涂装系统10，其中，作为唯一的区别，探测装置46除了传感器区域44之外还包括第二传感器区域62，管道14的第二控制部段64穿过该第二传感器区域，该第二控制部段自身又在该实施例中借助于第二超声波传感器66监控，该第二超声波传感器通过电缆-或无线电连接68将其输出信号传输到控制装置20。第二传感器区域62以间距70远离起始清管器站22，该间距不同于关于现在的第一传感器区域44的间距40。
根据管道14中的漆料52的类型和特征，现在可以使用其中一个传感器区域44或另一个传感器区域62用于监控压回过程。

Claims (10)

1.一种用于以涂装材料对物品进行涂装的涂装系统，该涂装系统包括：
a)用于涂装材料(52)的至少一个材料源(18)，该至少一个材料源能够与涂布装置(12)流体连接；
b)输送系统(51)，利用该输送系统能够将涂装材料(52)经过输送路径(25)沿返回输送方向返回输送到其材料源(18)中，
其特征在于，
c)设有探测装置(46)，借助于该探测装置能够确定，在输送路径(25)的控制部段(42)中是否存在涂装材料(52)或与该涂装材料不同的材料，该探测装置产生相应的输出信号。
2.根据权利要求1所述的涂装系统，其特征在于，从输送路径(25)沿返回输送方向在材料源(18)上游分支出出口管道(36)，该出口管道能够通过阀(V3)开启或封闭，输送路径(25)沿返回输送方向在出口管道(36)下游能够通过阀(V2)开启或封闭。
3.根据权利要求2所述的涂装系统，其特征在于，输送路径(25)的控制部段(42)沿返回输送方向在出口管道(36)上游布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂装系统，其特征在于，设有控制装置(20)，该控制装置与探测装置(46)通信并且这样设计，即在探测到与涂装材料(52)不同的材料时，该控制装置闭锁朝向材料源(18)的方向的流动路径。
5.根据引用权利要求3的权利要求4所述的涂装系统，其特征在于，控制装置(20)这样设计，即在与涂装材料(52)不同的材料到达出口管道(36)时，该控制装置闭锁朝向材料源(18)的方向的流动路径。
6.根据权利要求4或5所述的涂装系统，其特征在于，控制装置(20)这样设计，即该控制装置在所述闭锁之后对输送路径(25)进行卸压并且随后重新建立输送压力。
7.根据引用权利要求2的权利要求4至6中任一项所述的涂装系统，其特征在于，设有压力传感器(26)，借助于该压力传感器能够测量输送路径中的压力，该压力在很大程度上相当于在通向出口管道(36)的分支处的压力。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的涂装系统，其特征在于，输送系统(51)包括清管器(30)，通过该清管器能够输送涂装材料(52)至少经过输送路径(25)的在第一清管器站(22)与第二清管器站(24)之间的一部分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涂装系统，其特征在于，探测装置(46)包括超声波传感器(48)或光学传感器。
10.一种用于对物品进行涂装的方法，其中
a)借助于涂布装置(12)以涂装材料(52)对物品进行涂装；
b)由材料源(18)给涂布装置(12)供给涂装材料(52)；
c)在涂布过程结束之后沿返回输送方向将涂装材料(52)返回输送到其材料源(18)中，
其特征在于，
d)在返回输送时确定，所要回输的涂装材料(52)是否携带由与涂装材料(52)不同的材料构成的区域(60)。
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