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Vorrichtung zum Spritzen, insbesondere von flächigen
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Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzen,
insbesondere von flächigen, durch eine Transportvorrichtung bewegten Werkstück mittels
zwangsgeführt bewegter, automatisch gesteuerter Spritzpistolen, mit einer Abtasteinrichtung
für die Konturen der Werkstücke, die Signale in einen elektronischen Speicher für
die automatische Spritzpistolensteuerung eingibt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 2756162) wird aus
dem elektronischen Speicher ein regelbares, beliebig verbreitertes oder gespreizten
Ausgangssignal an die SpritzrBistole abgegeben. Die Verbreiterung oder Spreizen
des Ausgangssignales führt zu einer Vorverlegung des Spritzbeginns und zu einer
Verzögerung des Spritzbeendigungszeitpunktes. Bei der bekannten Vorrichtung treten
also die Spritzpistolen bereits in Tätigkeit, bevor die in Förderrichtung gesehen
vordere Kante des zu spritzenden Werkstücks unter die Spritzpistolen verlangt. Außerdem
bleiben die Spritzpistolen auch dann noch eingeschaltet, wenn die in Förderrichtung
gesehen
hintere Kante des Werkstücks die Spritzpistblen bereits passiert hat. Die bekannte
Vorrichtung führt also zu einer fiktiven "Vergrößerung" der insgesamt zu spritzenden
Fläche. Die Steuerung ist so ausgebildet, daß die Spritzpistolen sich so verhalten,
als ob das zu spritzende Werstück eine größere als die tatsächlich vorhandene Fläche
aufweist.
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Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist die Tatsache, daß eine
solche Steuerung die in der Praxis vorkommenden unterschiedlichen Spritzprobleme
nicht ausreichend berücksichtigt.
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Die bekannte Steuerung erlaubt beispielsweise weder eine theoretische
"Verkleinerung" der Spritzfläche noch deren Verlagerung gegenüber dem Zentrum des
zu spritzenden Werkstücks.
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Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung
der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die gesamte Spritzfläche bzw. deren
Kontur gegenüber der Kontur des zu spritzenden Werkstücks beliebig verlagert, vergrößert
und verkleinert werden kann. Unter der Spritzfläche ist diejenige Fläche zu verstehen,
die auf einer mit der Transportvorrichtung weiter bewegten Unterlage während des
Spritzvorgangs gespritzt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
durch einen Rechner für jeden Rasterschritt der Transportvorrichtung eine von der
Abtasteinrichtung aufgenommene Signalreihe gespeichert und der Speicher des Rechners
synchron mit der Transportvorrichtung zur Bildung eines elektronischen gerasterten
Bildes (Werkstückraster) der Werkstückkontur im Speicher weitergeschaltet wird,
wobei ein Vergleich des Werkstückrasters mit einem vorgegebenen, mit jeder Pistole
synchron laufenden Schaltraster für deren Steuerung im Speicher des Rechners erfolgt.
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Das Vorsehen eines synchron mit den Spritzpistolen verlaufenden Schaltrasters
erlaubt eine beliebige Einstellung der Spritzzeiten bzw. Spritzwege. So ist es beispielsweise
möglich, den Spritzbeginn unabhängig von dem Spritzende vorzuverlegen, um die mechanische
Trägheit der Spritzpistolen zu berücksichtigen.
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Ebenso kann das Spritzende soweit vorverlegt werden, daß der durch
die mechanische Trägheit bedingte Nachlauf berücksichtigt ist. Die Wahl dieseW instellungen
ist in jeder Koordinate möglich, also beispielsweise sowohl in Förderrichtung des
Werkstücks als auch in einer dazu senkrechten Richtung. Bei nicht flächigen Teilen
kann eine entsprechende Verstellung auch noch in zur Förderebene senkrechten Koordinatenebenen
erfolgen. Durch die universelle Verstellmöglichkeit wird es möglich, auch komplizierte
Teile, die bisher mit Spritzautomaten nicht oder nicht in einem Arbeitsgang behandelt
werden konnten, problemlos zu spritzen.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist jedg Spritzpistole
ein eigener Schaltraster zu geordnet. Jede Spritzpistole kann also individuell eingestellt
werden. Dies ermöglicht eine über die elektronische Steuerung erfolgende Kompensierung
von möglichen Verschleißerscheinungen, ohne deshalb - wie dies früher notwendig
war - die Spritzpistole frühzeitig auswechseln zu müssen.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist jedes Schaltraster
in seiner Lage gegenüber der Abtasteinrichtung bzw. Abtastachse in jeder Rasterkoordinate
einstellbar.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zahl der Rasterpunkte
und damit die Größe des Schaltrasters in jeder Rasterkoordinate einstellbar.
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Die Abtasteinrichtung besitzt vorzugsweise nebeneinander auf der Abtastachse
angeordnete Fotozellen, welche die Kontur des zu spritzenden Werkstücks abtasten.
Es ist jedoch auch jegliche
andere geeignete Art der Abtastung möglich,
beispielsweise auch mit Hilfe von Ultraschall.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind jeder Spritzpistole
jeweils zwei Schaltraster zugeordnet, von denen eines beim Vorlauf und eines beim
Rücklauf der Spritzpistole wirksam ist Das Vorsehen von jeweils zwei Schaltrastern
pro Spritzpistole hat den Vorteil, daß die Anpassungsmöglichkeiten an die Spritzverhältnisse
noch vermehrt bzw. verfeinert werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
die Achse der Spritzpistole eine Neigung gegenüber der Spritzebene aufweist. Es
kann dann zweckmäßig sein, die Einschaltbedingungen der Spritzpistole im Vorlaufbetrieb
anders zu wählen als im Rücklaufbetrieb. Dies gilt sowohl für Spritzpistolen, die
auf einer Kreisbahn oder Ovalbahn als auch auf jeder anderen Bahn, beispielsweise
auf einer geraden Linie hin- und herbewegt werden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigen: Figur 1 - eine persSktivische Darstellung eines Spritzautomaten mit eingezeichneten
Koordinaten, Figur 2 - eine Darstellung des Rasterfeldes, Figur 3 - eine schematische
Darstellung der gerasterten Transportebene mit eingezeichneten Schaltrastern bzw.
Werkstückrastern.
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Die Transportebene wird durch die Transportachse oder Längsachse y
und die Abtastachse oder Querachse x beschrieben. Die Transportebene ist die Ebene
der Werkstückauflage des Transportsystems an der Oberfläche der Transportbänder
gemäß Figur 1.
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Entlang der Abtastachse x läuft eine Reihe von Fotozellen, die fortlaufend
numeriert sind. Dies ergibt sich aus Figur 2. Der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten
auf die Transportebene in der äußeren linken Fotozelle ist der Nullpunkt des Koordinatensystems.
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Die Transportachse oder Y-Achse verläuft vom Nullpunkt aus in der
Transportebene, und zwar positiv in Transportrichtung.
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Die Mittelsenkrechten durch die Fotozellen, welche die Kontur des
Werkstücks abtasten, schneiden die Transportebene m der Abtastachse oder Querachse
x.
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Die Höhenachse oder Z-Achse verläuft vom Nullpunkt n aus senkrecht
zur Transportebene positiv nach oben.
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Mit Spritzort ist der Schnittpunkt der in Arbeitsstellunq stehenden
Spritzdüsenachse mit der Transportebene bezeichnet. Der Nennspritzort ist der Schnittpunkt,
der in Arbeitsstellung stehenden Spritzdüsenachse bei Nullstellung des Spritzaggregats.
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Unter Spritzlinie ist die vom Spritzort in Richtung der Abtastachse
beschriebene Linie auf der Transportebene bei laufendem Spritzautomaten zu verstehen.
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Mit Spritzfläche ist die vom Spritzort ausgehende, bei eingeschalteter
Spritzpistole und eingeschalteten Transportaggregaten beschichtete Fläche. Die Spritzfläche
weicht in den meisten Fällen von der zu spritzenden Fläche des Werkstücks ab. Die
Spritzflache ist gegenüber der zu spritzenden WerkstückflAche beliebig veränderbar,
und zwar bezüglich der Lage und der Ausdehnung.
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Die Funktion des Anmeldungsgegenstandes ist am besten anhand von Figur
3 zu erläutern.
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In der Zeichnungsfigur 3 sind unterschiedliche Werkstücke bzw.
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Werkstückraster abgebildet, und zwar in unterschiedlichen Phasen.
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Das Werkstück 1 mit der angegebenen Werkstückkontur läuft mittels
der durch Transportriemen 2 gebildeten Werkstückauflage unter dem Abtastorgan hindurch,
das zahlreiche nebeneinander angeordnetE entlang der Abtastachse x angeordnete Fotozellen
3 aufweist.
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Der Abstand der Fotozellen beträgt in einem möglichen Ausführungsbeispiel
25 mm, er kann aber beliebig gewählt werden.
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Von dem Transportaggregat werden Signale an den Speicher des Rechners
bzw. Mikroprozessors ebenfalls mit einem Schrittabstand von 25 mm gegeben. Es entstehen
alsoRasterquadrate mit 25 mm Seitenlänge. Nach Durchlaufen der Abtasteinrichtung
ist im Speicher des Mikroprozessors ein Werkstückraster 4 abgebildet, das der gerasterten
Werkstückkontur entspricht. In Figur 3 besitzt das Werkstückraster aus Gründen der
besseren Darstellung eine andere Form als die Werkstückrasterkontur des Werkstücks
1.
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Mit 5 ist ein anderes Werkstück mit einer zugehörigen Werkstückrasterkontur
auf dem Transportaggregat gekennzeichnet.
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Die chaotisch aufgelegten Werkstücke durchlaufen die Abtastachse x
. Durch die in der Abtastachse angeordneten Fotozellen 3 wird vom Mikroprozessor
für jeden Rasterschritt des Transportaggregats eine Signalreihe von der Werkstückkontur
aufgenommen.
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Diese Signalreihe wird gespeichert und der Speicher des Mikroprozessors
mit der Rastergeschwindigkeit in der Transportrichtung y weitergeschaltet. So entsteht
im Speicher des Mikroprozessors ein elektronischcs, gerastertes Bild der Werkstückkontur:
das Werkstückraster mit der Werkstückrasterkontur.
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Das Werkstückraster bewegt sich, synchron mit der Transportgeschwindigkeit,
ebenso
durch den Speicher, wie das Werkstück durch den Spritzautomaten. So wie sich das
Werkstückraster in der Längsrichtung, also in Richtung der Transportachse bewegt,
bewegt sich ein Schaltraster als elektronisches Bild der am Schaltpult gewählten
Einstellungen in Richtung der Abtastachse, also in x-Richtung durch den Speicher.
Sobald ein Schaltraster mit einem Werkstückraster zur Deckung kommt, wird die zu
diesem Schaltraster gehörende Spritzpistole eingeschaltet. Ist das Schaltraster
nicht mehr mit einem Werkstückraster in Deckung wird die Spritzpistole ausgeschaltet.
Die Zahl der vorzusehenden Spritzpistolen ist beliebig. Jeder Spritzpistole ist
für jede Spritzlinie ein eigenen Schaltraster zugeordnet. Dieses Schaltraster ist,
unabhängig vom sonstigen Betriebszustand des Spritzautomaten, vom Schaltpult aus
einstell- und veränderbar.
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Das neue Steuerungsprinzip ermöglicht es also, alle Parameter zur
Schaltung der Spritzpistolen am laufenden Spritzautomaten präzise einzustellen und
sich damit den Betriebserfordernissen optimal und wirtschaftlich anzupassen. Daraus
ergibt sich eine hohe Beschichtungsqualität bei geringsmöglichem Spritzmittelverbrauch.
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Will man eine gleichmäßige Beschichtungsgüte bei sparsamstem Spritzmittelverbrauch
erzielen, ist die Spritzpistole an einem optimalen Punkt vor dem Erreichen der Werkstückkontur
einzuschalten und an einem anderen optimalen Punkt nach dem Verlassen der Werkstückkontur
auszuschalten. Dabei ist zu beachten, daß auch die Ränder und Kanten des Werkstücks
einwandfrei beschichtet werden. Erfahrungsgemäß ist die optimale Einstellung nicht
im voraus berechenbar sondern empirisch zu ermitteln. Die mechanische Einstellung
der optimalen Schaltpunkte für die Spritzpistole bei laufender Maschine wäre aufwendig.
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Die Lage und Größe des elektronischen Schaltrasters im Speicher des
Mikroprozessors kann aber in einfacher Weise verändert werden um die geforderte
Optimierung zu erreichen.
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Eine Vergrößerung des Schaltrasters bewirkt ein früheres Lin-und ein
späteres Ausschalten der Spritzpistole in Transport-und in Abtastrichtung. Bei der
praktischen Maschinenausführung gibt es eine oder zwei Spritzlinien für jede Spritzpistole.
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Die Spritzlinie hat einen bestimmten Abstand von der Abtastlinie,
der in einer Anzahl von Rastern gemessen wird. Für eine montierte und ausgerichtete
Spritzpistole ist der Spritzlinienabstand fest.
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Dieser Spritzlinie wird nun eine Schaltlinie im Speicher des Mikroprozessors
zugeordnet. Wählt man den Schaltlinienabstand Y 1 gleich dem Spritzlinienabstand,
so wird die Spritzpistole genau dann eingeschaltet , wenn das Werkstück die Spritzlinie
erreicht. Eine Vergrößerung des Schaltlinienabstandes Y 1 schaltet die Spritzpistole
später, eine Verkleinerung früher ein.
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Die Nullstellung des Spritzaggregates wird durch einenNullstellungsinitiator
am Spritzaggregat bestimmt. In der Nullstellung hat der Nennspritzort einen bestimmten
Rasterabstand von der Transportachse, der entlang des Spritzweges zu messen ist.
Dem Spritzort wird nun ein Schaltort im Speicher des Mikroprozessors zugeordnet.
Wählt man den Schaltortabstand X 1 ~1~ gleich dem Nennspritzortabstand, so wird
(Schaltraster = 1) unmittelbar beim Erreichen des Werkstücks ein und nach Verlassen
des Werkstücks ausgeschaltet. Der Schaltort ist in einer bevorzugten Ausführungsform
einstellbar von 0 bis 999 Raster.
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